臭氧的作用与危害

2024/9/13 9:09:29 作者:谷雨

臭氧即三氧(trioxygen,化学式:O3),是氧的单质三原子分子,是氧气(双氧)的同素异形体,在常温下是一种有刺鼻味道的淡蓝色气体。

臭氧

理化性质

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而显蓝色。在-112℃凝结成深蓝色的液体。温度低于-193℃,臭氧会形成紫黑色固体。臭氧是抗磁性的,这意味着它的电子都是成对的。

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。它与氧气不同,高浓度的臭氧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。臭氧性质比氧活泼,比重为一般空气的1.7倍。臭氧会因光、热、水分、金属、金属氧化物以及其他的触媒而加速分解为氧。

作用

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。臭氧作为一种常温下的气态强氧化剂,能迅速弥漫到整个灭菌空间,灭菌不留死角,杀菌更彻底。因此臭氧可用于净化空气及饮用水、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气做为消毒用途。

制取

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合气体。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特的高压电,电离空气及有机物形成臭氧。

危害

臭氧吸入体内后,能迅速转化为活性很强的自由基-超氧基(O₂⁻),主要使不饱和脂肪酸氧化,从而造成细胞损伤。

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。

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