Що таке озон?

Ми часто сьогодні чуємо про згубні ультрафіолетові промені, озон і озонові діри. Що таке озон, який дуже небезпечний і в той же час вкрай необхідний для всього живого на планеті Земля?

У природі озон виникає у стратосфері на висоті 15–30 км із молекулярного кисню під впливом ультрафіолетових променів. У нижніх же шарах атмосфери незначна його кількість виникає після грози і цим, і пояснюється відчуття свіжості в повітрі. Озоновий шар дуже розріджений і якщо його вдалося б стиснути при звичайному атмосферному тиску, він мав би товщину всього 2-3 мм! Поглинаючи палючі та смертоносні ультрафіолетові промені, озон є надійним щитом всього живого на Землі. Без нього життя на Землі припинилося б.

Дехто вважає, що у хвойному лісі повітря має підвищений вміст озону. Насправді, у лісовому повітрі його взагалі немає, оскільки за наявності деяких органічних речовин, які легко окислюються озоном, існування його там просто неможливо.

Крім фізичних методів добування (дія електричного розряду в озонаторі та ультрафіолетового випромінювання ртутно-кварцової лампи), озон, а точніше озонований кисень в лабораторії можна отримати також хімічним способом, наприклад, дією охолодженою концентрованою Н₂SO₄ на сухі ВаО₂ або КМnО₄, (нагрівати суміші небезпечно):

Часто озонований кисень з досить високим вмістом озону (12,5% і вище) видобувають електролізом перхлоратної або сульфатної кислот з платиновими електродами (кисень виділяється на аноді). Для виділення чистого озону суміш його з киснем зріджують рідким повітрям, а летючий кисень потім відсмоктують. Рідкий озон – темно-фіолетова рідина. Якщо її охолодити до -251,5⁰С, вона замерзає.

Цікаво, що чистий газоподібний озон вибухає навіть від дихання, а рідкий може вибухати від удару, струсу, контакту з горючими речовинами, а то й просто під час переливання з одного резервуара в інший. Тому рідкий застосовують як окислювач у ракетних двигунах тільки у вигляді розчинів у рідкому кисні. І хоча від заміни чистого озону його розчинами теплові характеристики ракетного пального знижуються, зате усувається небезпека вибуху.

Чому ж озон такий нестабільний? Причина в тому, що він – ендотермічна сполука, оскільки під час її утворення витрачається чимало енергії:

Надлишок енергії в молекулах озону і визначає їх низьку стійкість. Під час розпаду його ця енергія звільняється.

В середовищі озону натягнута гума рветься. Це пояснюється тим, що молекули легко ним окислюються і руйнуються, внаслідок чого гума втрачає свою гнучкість і еластичність.

Крім цього, озон руйнує і еритроцити крові. Цей небезпечний газ викликає спадкові зміни (мутації) у людини, що може призвести до того, що діти можуть народжуватися каліками. Новими дослідженнями встановлено, що навіть така невелика концентрація озону в повітрі, як 0,00001% за обсягом, протягом 10 хв діє на організм людини так само згубно, як і 250 рентген радіації. Внаслідок цього в дослідницьких лабораторіях і в техніці з цим газом треба поводитися надзвичайно обережно, дотримуючись усіх правил техніки безпеки.