Ôzôn

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Ôzôn
Ozone-3D-vdW.png
Ozone-elpot-3D-vdW.png
Danh pháp IUPAC Trioxy
Nhận dạng
Số CAS 10028-15-6
Thuộc tính
Công thức phân tử O3
Phân tử gam 47,998 g·mol−1
Bề ngoài khí màu xanh nhạt
Tỷ trọng 2,144 g·L−1 (0 °C), gas
Điểm nóng chảy 80,7 K, −192,5 °C
Điểm sôi 161,3 K, −111,9 °C
Độ hòa tan trong nước 0,105 g·100mL−1 (0 °C)
Nhiệt hóa học
Entanpi
hình thành
ΔfHo298
+142,3 kJ·mol−1
Entrôpi mol tiêu chuẩn So298 237,7 J·K−1.mol−1
Các nguy hiểm
Phân loại của EU không liệt kê

Ôzôn (O3) là một dạng thù hình của ôxy, trong phân tử của nó chứa ba nguyên tử ôxy thay vì hai như thông thường.

Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn ôzôn là một chất khí có màu xanh nhạt. Ôzôn hóa lỏng màu xanh thẫm ở -112 °C, và hóa rắn có màu xanh thẫm ở -193 °C. Ôzôn có tính ôxy hóa mạnh hơn ôxy, do nó không bền, dễ dàng bị phân huỷ thành ôxy phân tử và ôxy nguyên tử. Ví dụ:

O3 → O2 + O

O3 dễ dàng oxi hóa iodua đến iốt tự do:

O3 + 2KI + H2O → I2 + O2 + 2 KOH

Giấy tẩm dung dịch iodua kali và hồ tinh bột (giấy iốt tinh bột) chuyển ngay thành màu xanh khi có mặt ôzôn trong không khí, nhưng nó kém bền hơn ôxy, dễ bị phân hủy thành ôxy thường theo phản ứng:

2O3 → 3O2

Ôzôn là một chất độc có khả năng ăn mòn và là một chất gây ô nhiễm chung. Nó có mùi hăng mạnh. Nó tồn tại với một tỷ lệ nhỏ trong bầu khí quyển Trái Đất. Nó có thể được tạo thành từ O2 do phóng tĩnh điện, tia cực tím, ví dụ như trong các tia chớp, cũng như bởi tác động của bức xạ điện từ trường cao năng lượng. Ôzôn được điều chế trong máy ôzôn khi phóng điện êm qua ôxi hay qua không khí khô, tinh khiết. Trong thiên nhiên, ôzôn được tạo thành khi có sự phóng điện trong khí quyển (sấm, sét), cũng như khi ôxi hóa một số chất nhựa của các cây thông [cần dẫn nguồn].

Một số thiết bị điện có thể sản sinh ra ôzôn mà con người có thể ngửi thấy dễ dàng. Điều này đặc biệt đúng với các thiết bị sử dụng điện cao áp, như ti vi và máy phôtôcopy. Các động cơ điện sử dụng chổi quét cũng có thể sản sinh ôzôn do sự đánh lửa lặp lại bên trong khối. Các động cơ lớn, ví dụ những chiếc được sử dụng cho máy nâng hay máy bơm thủy lực, sản sinh nhiều ôzôn hơn các động cơ nhỏ.

Mật độ tập trung cao nhất của ôzôn trong khí quyển nằm ở tầng bình lưu(khoảng 20 đến 50 km tính từ mặt đất), trong khu vực được biết đến như là tầng ôzôn. Tại đây, nó lọc phần lớn các tia cực tím từ Mặt Trời, là tia có thể gây hại cho phần lớn các loại hình sinh vật trên Trái Đất. Phương pháp tiêu chuẩn để đo lượng ôzôn trong khí quyển là sử dụng đơn vị Dobson (DU). Ôzôn sử dụng trong công nghiệp được đo bằng ppm (ví dụ các giới hạn phơi nắng của OSHA), và phần trăm theo khối lượng hay trọng lượng.

Ôzôn do Christian Friedrich Schonbein phát hiện năm 1840.

Ôzôn tầng bình lưu[sửa | sửa mã nguồn]

Ôzôn được biết đến do khả năng hấp thụ bức xạ UV-B. Ôzôn được tạo thành một cách tự nhiên trong tầng ôzôn. Sự suy giảm ôzôn và lỗ thủng ôzôn diễn ra bởi cloroflorocacbon (CFC) và các chất gây ô nhiễm khác trong bầu khí quyển.

Ôzôn trong bầu khí quyển Trái Đất nói chung được tạo thành bởi tia cực tím, nó phá vỡ các phân tử O2, tạo thành ôxy nguyên tử. Ôxy nguyên tử sau đó kết hợp với phân tử ôxy chưa bị phá vỡ để tạo thành O3. Trong một số trường hợp ôxy nguyên tử kết hợp với N2 để tạo thành các ôxít nitơ; sau đó nó lại bị phá vỡ bởi ánh sáng nhìn thấy để tái tạo ôzôn.

Khi tia cực tím chiếu vào ôzôn, nó chia ôzôn thành phân tử O2 và nguyên tử của ôxy nguyên tử, quá trình liên tục này được gọi là chu trình ôzôn-ôxy. Chu trình này có thể bị phá vỡ bởi sự có mặt của các nguyên tử clo, flo hay brôm trong khí quyển; các nguyên tố này tìm thấy trong những hợp chất bền vững, đặc biệt là cloroflorocacbon (CFC) là chất có thể thấy ở tầng bình lưu và được giải phóng dưới tác động của tia cực tím.

Chu trình ôxít nitơ để tạo thành ôzôn cũng có thể bị phá vỡ do sự có mặt của hơi nước trong khí quyển vì nó làm biến đổi các ôxít nitơ thành các dạng bền vững hơn.

Ôzôn như chất gây ô nhiễm[sửa | sửa mã nguồn]

Xem thêm Ôzôn tầng đối lưu.

Sử dụng trong công nghiệp[sửa | sửa mã nguồn]

Ôzôn được sử dụng để tẩy trắng đồ vật và tiêu diệt vi khuẩn. Rất nhiều hệ thống nước sinh hoạt công cộng sử dụng ôzôn để khử vi khuẩn thay vì sử dụng clo. Ôzôn không tạo thành các hợp chất hữu cơ chứa clo, nhưng chúng cũng không tồn tại trong nước sau khi xử lý, vì thế một số hệ thống cho thêm một chút clo vào để ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn trong đường ống.

Trong công nghiệp ôzôn được sử dụng để:

  • Khử trùng nước uống trước khi đóng chai,
  • Khử các chất gây ô nhiễm có trong nước bằng phương pháp hóa học (sắt, asen, sulfua hiđrô, nitrit, và các chất hữu cơ phức tạp liên kết với nhau tạo ra "màu" của nước,
  • Hỗ trợ trong quá trình kết tụ (là quá trình kết tụ của các phân tử, được sử dụng trong quá trình lọc để loại bỏ sắt và asen),
  • Làm sạch và tẩy trắng vải (việc sử dụng để tẩy trắng được cấp bằng sáng chế),
  • Hỗ trợ trong gia công chất dẻo (plastic) để cho phép mực kết dính,
  • Đánh giá tuổi thọ của mẫu cao su để xác định chu kỳ tuổi thọ của cả lô cao su.

Sử dụng trong y tế[sửa | sửa mã nguồn]

Ôzôn, cùng với các ion hypoclorit, được sản xuất tự nhiên bởi các tế bào máu trắng (bạch cầu) cũng như rễ của cây cúc vạn thọ như là phương pháp để tiêu diệt các vật thể lạ. Khi ôzôn phân rã nó tạo thành các gốc tự do của ôxy, là những chất có hoạt tính cao và gây nguy hiểm hay tiêu diệt phần lớn các phân tử hữu cơ.

Ôzôn được sử dụng trong một số trường hợp trong y tế. Nó có thể được sử dụng để ảnh hưởng tới cân bằng chống ôxi hóa-hỗ trợ ôxi hóa của cơ thể, khi đó thông thường cơ thể sẽ phản ứng với sự hiện diện của nó bằng cách sản sinh ra các enzym chống ôxi hóa.

Liệu pháp ôzôn được sử dụng trong y học thử nghiệm, việc này đang gây ra nhiều nghi vấn do nó chưa được nghiên cứu và kiểm nghiệm một cách khoa học và cẩn thận. Liệu pháp này là nguy hiểm bởi vì ôzôn là một chất ăn mòn rất mạnh.

Tại Mỹ, liệu pháp ôzôn là bất hợp pháp, vì FDA vẫn chưa cho phép thử nghiệm nó trên người. Ít nhất đã có một người chết vì sử dụng nó tại Mỹ. Các máy "làm sạch không khí" để sản xuất "ôxy hoạt hóa", tức ôzôn, vẫn được bày bán trên thị trường Mỹ.

Ôzôn được tìm thấy để chuyển đổi cholesteron trong máu thành cục (làm cứng và hẹp các động mạch). Sản phẩm cholesteron này cũng gây ra bệnh Alzheimer.

Ôzôn được nghiên cứu rất nhiều và nó bị coi là chất gây ung thư cho một số động vật (số khác thì không), cũng như là tác nhân gây đột biến ở một số vi khuẩn.

Ôzôn ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản[sửa | sửa mã nguồn]

Ôzôn giúp loại bỏ vi rút gây bệnh và làm tôm luôn khỏe mạnh. Không cần đến các loại hóa chất có hại, và giúp các hộ nuôi tôm giống nuôi trồng tôm hữu cơ.

  1. Tăng thu nhập do tăng trọng lượng tôm và tăng cường độ phân hủy đối với các thức ăn thối rữa lắng đọng.
  2. Tỉ lệ tôm chết thấp hơn đồng nghĩa với việc năng suất sản lượng tôm trong cùng một diện tích ao nuôi.
  3. Giảm chi tiêu đối với các chất hoạt chất mà lượng tôm trong ao nuôi cần dùng trước đó.
  4. Tích kiệm chi phí do điện năng tiêu thụ thấp.
  5. Hạn chế thay nước, giúp tránh rủi ro do mầm bệnh từ ngoài đưa vào

So sánh/Đối chiếu với quá trình nuôi:

a) Với tôm sú:

Thông số Quạt nước Ôzôn + Không khí
Mật độ thả (con/m²) 25~35/m² 50~150/m²
Tỷ lệ sống 30~60% 55~90%
Năng suất 0,1~0,4 kg/m² 0,5~3,5 kg/m²
Điện năng tiêu thụ cho diện tích ao nuôi 3.000 m² 6 Kw 2,2 Kw

b)Với tôm càng xanh:

Thông số Quạt nước Ôzôn + Không khí
Mật độ thả (con/m²) 10~20/m² 40~70/m²
Tỷ lệ sống 30~60% 45~75%
Năng suất 0,1~0,4 kg/m² 0,5~3,5 kg/m²
Điện năng tiêu thụ cho diện tích ao nuôi 3.000 m² 6 Kw 2,2 Kw

Nguồn: May OZONE

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]