Ozón

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Ozón
Strukturní vzorec
Registrační číslo CAS 10028-15-6
Sumární vzorec O3
Molární hmotnost 48,00 g/mol
Teplota tání −192,2 °C
Teplota varu −111,9 °C
Kritická teplota −12,1 °C
Kritický tlak 5,38 MPa
Hustota g/cm3
Rozpustnost ve vodě 10 mg/l
Pozor, jed!

Ozón (racionální chemický název trikyslík) je alotropní modifikace kyslíku. Jeho molekuly sestávají ze tří atomů kyslíku namísto dvou, které tvoří molekuly stabilního běžného dikyslíku. Molekula ozónu je lomená a úhel, který svírají vazby mezi atomy kyslíku, je 116,8°. Jak naznačují mesomerní strukturní vzorce (viz infobox), představující mezní elektronové konfigurace této molekuly, je na prostředním atomu kladný náboj, zatímco na obou krajních je záporný náboj poloviční velikosti. Díky tomu a svému lomenému tvaru má molekula značný dipólový moment. Přítomnost dipólového momentu přispívá k zesílení van der Waalsových mezimolekulových přitažlivých sil a spolu s vyšší hmotností molekuly ke snížení těkavosti ozónu ve srovnání s dikyslíkem.

Ozón vzniká působením elektrických výbojů nebo krátkovlnného ultrafialového záření (např. UV-C) na molekuly obyčejného kyslíku (dikyslíku), přičemž tato reakce probíhá ve dvou stupních. V prvním dodaná energie rozštěpí dvouatomovou molekulu dikyslíku na dva atomy, tedy na dva vysoce reaktivní jednoatomové radikály, které se okamžitě spojí s další molekulou dikyslíku za vzniku trikyslíku (ozónu):

O2 + → 2 O,
O2 + O → O3.

Při normální teplotě a tlaku je ozón namodralý plyn s intenzivním pachem, který člověk registruje již při koncentraci 2 ppm. Při ochlazování se nejprve přeměňuje na tmavě modrou kapalinu, a posléze v tmavě modrou pevnou látku. Ozón je silné oxidační činidlo. Je nestabilní a reakcí

2O3 → 3O2

se rozkládá na obyčejný dikyslík. Průběh reakce se zrychluje se stoupající teplotou a tlakem. Přeměnu ozónu na dikyslík urychlují také některé chemické sloučeniny a radikály, např. atomy chlóru (viz heslo ozónová vrstva). Ve vysokých koncentracích je jedovatý. Protože v těle člověka způsobuje tvorbu volných radikálů, je pro člověka a některé živočichy karcinogenní. U řady druhů bakterií byla pozorována při nízkých koncentracích i mutagenicita ozónu, ve vyšších koncentracích ozón mikroorganismy zabíjí.

Obsah

[editovat] Výskyt v přírodě

Je minoritní složkou nízké atmosféry, zejména fotochemického smogu. Vyšší koncentrace v rozsahu 2 až 8 ppm v atmosféře se nacházejí v stratosféře, ležící ve výškách mezi 10 až 50 km, která zachycuje většinu ultrafialového záření (UV-B) přicházejícího ze Slunce. Kdyby se veškerý ozon ve stratosféře stlačil při tlaku cca 1000 hPa, vytvořil by vrstvu tenkou 3,5 mm.

Kromě toho je ozón v těle teplokrevných živočichů produkován v bílých krvinkách a uvolňován do krve a tkání, čímž pomáhá při likvidaci choroboplodných zárodků.

[editovat] Použití

V chemických laboratořích slouží jako oxidační činidlo, zejména v organické syntéze a při přípravě některých peroxidických sloučenin.

V průmyslu se používá především k bělení (např. textilních látek), při dezinfekci, zejména vody, kde ozonizace nahrazuje běžnější a lacinější, ale zdravotně méně výhodné chlorování pitné vody, v potravinářském průmyslu k dezinfekci provozoven a k povrchové konzervaci potravinářských výrobků a v zemědělství k povrchovému ošetření zeleniny a ovoce (zejména zabránění růstu plísní a kvasinek).

Směs asi 10 % kapalného ozónu a 90 % kapalného kyslíku byla v průběhu 50. let 20. století testována jako okysličovadlo v raketových kapalinových motorech pro zvýšení specifického impulsu. Směs byla značně nebezpečná a proto nebyla nikdy prakticky použita.

[editovat] Původ jména

Z řeckého οζω, ozó, voním, podle intenzivního zápachu v nepatrných koncentracích.

[editovat] Historická poznámka

Poprvé pozoroval zápach ozónu při pokusech s elektrickými jiskrami v roce 1785 nizozemský vědec Martinus van Marum. Jeho objev byl zapomenut, a ozón znovuobjevil v roce 1839 německý chemik Christian Friedrich Schönbein. Pokládal jej za nový prvek a dal mu jméno ozon. Pravou podstatu ozónu odhalili v roce 1845 francouzští vědci Auguste de la Rive a Jean-Charles de Marignac, kteří správně předpokládali, že se jedná jen o novou formu běžného kyslíku. Jejich teorii dokázal Angličan Thomas Andrews v roce 1856.