Ôzôn|Ozone|Trioxygen là một loại phân tử triatomic (bao gồm ba nguyên tử) gồm 3 nguyên tử Oxy. Ôzôn là một dạng thù hình của Oxy, khác với dạng Ôxy (O2), và phân huỷ trong không khí thành Dioxy (O2) sau khoảng nửa giờ. Ôzôn được hình thành từ phân tử Oxy do tác động của tia cực tím UV, phóng điện trong khí quyển, và có nồng độ thấp trong bầu khí quyển trái đất. Trong ngành công nghiệp sản xuất máy tạo khí ozone, Ozone thường được tạo ra bằng cách sử dụng môi trường có điện thế cao hoặc đèn UV. Ozone có màu xanh lam nhạt, mùi hăng đặc biệt, và có thể phát hiện ở nồng độ nhỏ chỉ 0,1 ppm trong không khí.
Khí ozone được phát hiện từ khi nào?
Vào năm 1785, nhà hóa học người Hà Lan, Martin van Marum, thấy một mùi bất thường trong quá trình tiến hành thí nghiệm với tia lửa điện trên mặt nước. Nửa thế kỷ sau đó, Christian Friedrich Schönbein cũng nhận thấy mùi tương tự sau một tia chớp. Ông đã công nhận chất khí đặc biệt này và đặt tên cho nó là “ozone”. Công thức của Ôzôn không được xác định cho đến năm 1865 bởi Jacques-Louis Soret và được xác nhận bởi Schönbein vào năm 1867.
Tính chất vật lý của khí Ozone
Ozone là một chất khí không màu hoặc màu xanh nhạt, ít tan trong nước và tan nhiều hơn trong các dung môi trơ không phân cực như Carbon tetrachloride hoặc Fluorocarbons. Ở nhiệt độ −112°C hoặc −170 °F, Ozone ngưng tụ để tạo thành chất lỏng màu xanh đậm. Rất nguy hiểm nếu để chất lỏng này đạt đến điểm sôi, vì cả ozone khí và ozone lỏng đều có thể phát nổ. Ở nhiệt độ dưới 193,2 °C; −315,7 ° F, nó tạo thành chất rắn màu đen tím.
Một số phản ứng hoá học của Ozone
Ozone là một chất oxy hoá mạnh, mạnh hơn nhiều so với O2 hoặc các chất Halogen. Nó cũng không ổn định ở nồng độ cao, phân hủy thành oxy thông thường. Trong môi trường văn phòng hoặc gia đình, ozone có chu kỳ bán rã ngắn khoảng 30 phút.
2 O3→3 O2
Phản ứng này diễn ra nhanh hơn khi nhiệt độ tăng (ứng dụng trong các lò đốt phân rã ozone dư).
Ozone phản ứng với Kim loại
Ozone sẽ oxy hóa hầu hết các kim loại, trừ vàng, bạch kim, Iridi (một kim loại chuyển tiếp chống ăn mòn, cứng, màu trắng bạc) thành oxit của các kim loại ở trạng thái oxy cao nhất của chúng. Ví dụ: Cu + O3→ CuO + O2, Ag + O3→ AgO + O2.
Ozone phản ứng với các hợp chất nitơ
Ozone cũng oxy hóa oxit nitric thành nito dioxit: NO+ O3→ NO2+ O2. Các NO2 có thể bị oxy hóa tiếp tục thành gốc nitrat: NO2+ O3→ NO3+ O2. Các NO3 tạo thành có thể phản ứng với NO2 để tạo thành N2O5. Phản ứng tạo Nitronium perchlorate ra từ NO2, ClO2 và O3: NO2+ ClO2+ 2 O3→ NO2ClO4+ 2 O2. Ozone không phản ứng với muối amoni nhưng nó oxy hóa amoniac thành amoni nitrat: 2 NH3+ 4 O3→ NH4NO3+ 4 O2+ H2O.
Ozone phản ứng với Carbon
Ozone phản ứng với cacbon để tạo thành carbon dioxide, ngay cả ở nhiệt độ phòng: C + 2 O3→ CO2+ 2 O2.
Ozone phản ứng với các hợp chất lưu huỳnh
Ozone oxy hóa sulfua thành sulfat. Ví dụ, chì (II) sunfua bị oxy hóa thành chì (II) sunfat: PbS + 4 O3 → PbSO4 + 4 O2. Axit sunfuric có thể được sản xuất từ ozon, nước và lưu huỳnh nguyên tố hoặc lưu huỳnh dioxit: S + H2O + O3 → H2SO4, 3 SO2 + 3 H2O + O3 → 3 H2SO4. Trong pha khí, ozon phản ứng với hydro sunfua để tạo thành lưu huỳnh đioxit: H2S + O3 → SO2 + H2O. Trong một dung dịch, có hai phản ứng đồng thời xảy ra, chúng được ứng dụng để sản xuất lưu huỳnh nguyên tố và axit sunfuric: H2S + O3 → S + O2 + H2O, 3 H2S + 4 O3 → 3 H2SO4.
Phản ứng Đốt cháy
Ozone có thể được sử dụng cho các phản ứng đốt cháy và các khí dễ cháy; ozon cung cấp nhiệt độ cao hơn so với dioxygen (O2). Ví dụ: 3 C4N2+ 4 O3→ 12 CO + 3 N2. Ozone cũng phản ứng ở nhiệt độ đông lạnh. Ở −196,2°C; −321,1° F, hydro nguyên tử phản ứng với ozon lỏng để tạo thành gốc hydro superoxide: H + O3→ HO2 + O2, và HO2 → H2O4.
Một số ứng dụng khí Ozone trong thực tế
Ozone có thể được sử dụng để loại bỏ sắt và mangan khỏi nước, tạo thành kết tủa có thể được lọc: 2 Fe2+ + O3 + 5 H2O → 2 Fe(OH)3 + O2 + 4H+, 2 Mn2+ + 2 O3 + 4 H2O → 2 MnO(OH)2 + 2 O2 + 4H +. Ozone cũng sẽ oxy hóa hydro sunfua hòa tan trong nước thành axit lưu huỳnh: 3 O3+ H2S → H2SO3 + 3 O2. Ba phản ứng này là trung tâm trong việc sử dụng xử lý nước giếng dựa trên ozone. Ozone cũng sẽ giải độc xyanua bằng cách chuyển đổi chúng thành xyanat: CN – + O3 → CNO-+ O2. Ozone cũng phân hủy hoàn toàn ure: (NH2)2CO + O3 → N2 + CO2 + 2 H2O.
Video về ứng dụng ozone trong xử lý màu nước
Editted by: Dnulib
