臭氧

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  臭氧汉语拼音:Chouyang;英语:ozone ),氧元素的一种同素异形体。分子式O3。1840年德国C.F.舍拜恩在电解稀硫酸时,发现有一种特殊臭味的气体释出,因此将它命名为臭氧。

物理特性

  臭氧是一种淡蓝色气体,微溶于水,易溶于四氯化碳或碳氟化合物,形成了一个蓝色的状态。在-112 °C凝结成深蓝色的液体,这是有危险性的,因为气态和液态的臭氧容易发生爆炸。温度低于-193℃,臭氧会形成紫黑色固体。

  大多数人都可以嗅到有点类似氯刺鼻的气味。暴露0.1到1 ppm的臭氧会产生头痛,眼睛灼热,和刺激呼吸道。即使空气中有低浓度的臭氧,亦会破坏有机材料,如橡胶、塑料及动物的肺部组织。

  臭氧是抗磁性,这意味着它的电子都是成对的。

性状

  臭氧具有等腰三角形结构,含有一个3中心4电子离域π键,三个氧原子分别位于三角形的三个顶点,顶角为116.79度,密度约为氧气的1.5倍,其沸点和凝固点均高于氧。臭氧液态呈蓝色,固态呈紫色。它与氧气不同,带明显令人恶心的气味,但低浓度的臭氧闻起来就像下过雨后出门闻到的“新鲜空气”的那种气味,十分怡人。臭氧反应活性强,极易分解,很不稳定,在常温下会逐渐分解为氧气,其性质比氧活泼,比重为一般空气之1.7倍。臭氧会因光、热、水份、金属、金属氧化物以及其他的触媒而加速分解为氧。

  它不溶于液态氧等。有很强的氧化性,在常温下可将银氧化成氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅。臭氧可使许多有机色素褪色,对橡胶和纤维破坏性很大,很容易氧化有机不饱和化合物。臭氧在冰中极为稳定,其半衰期为2000年。

  臭氧可利用碘化钾来检验。

用途与制备

  工业上,用干燥的空气或氧气,采用5~25kv的交流电压进行无声放电制取,用空气做氧源时会衍生出大量氮氧化和气体。目前最先进的臭氧制备方法为高能量紫外线光解空气而对应生成纯净的臭氧。另外,在低温下电解稀硫酸,或将液体氧气加热都可制得臭氧。大自然很容易产生臭氧,在打雷闪电时会产生几十万伏的高压电,电离空气及有机物形成臭氧。臭氧能于短时间内将空气中的浮游细菌消灭,并能中和、分解毒气,去除恶臭。因此臭氧可用于净化空气、饮用水,杀菌,处理工业废物和作为漂白剂。在一些游泳池以臭氧取代氯做为消毒用途。

对人体影响

  臭氧具有强烈的刺激性,吸入过量对人体健康有一定危害。它主要是刺激和损害深部呼吸道,并可损害中枢神经系统,对眼睛有轻度的刺激作用。

  当大气中臭氧浓度为0.1mg/m3时,可引起鼻和喉头粘膜的刺激;臭氧浓度在0.1-0.2mg/m3时,引起哮喘发作,导致上呼吸道疾病恶化,同时刺激眼睛,使视觉敏感度和视力降低。臭氧浓度在2mg/m3以上可引起头痛、胸痛、思维能力下降,严重时可导致肺气肿和肺水肿。

  此外,臭氧还能阻碍血液输氧功能,造成组织缺氧;使甲状腺功能受损、骨骼钙化,还可引起潜在性的全身影响,如诱发淋巴细胞染色体畸变,损害某些酶的活性和产生溶血反应。臭氧超过一定浓度,除对人体有一定毒害外,对某些植物生长也有一定危害。臭氧还可以使橡胶制品变脆和产生裂纹。臭氧对人体也有致畸性,母亲孕期接触臭氧可导致新生儿睑裂狭小发生率增多。