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臭氧是IUPAC分子三氧的商品名。 它是一种无机分子,其化学式具有三个具有共价键的氧原子。 臭氧的摩尔质量约为每摩尔四十八克。 气体呈淡蓝色,有刺鼻气味。
臭氧是称为分子氧的双原子氧的较不稳定的同素异形体。 在低层大气中,臭氧分解成分子氧并且非常不稳定。 臭氧的熔点和沸点都低于-100摄氏度。 该气体在室温下密度适中。 这种气体在大气中的浓度很小。
臭氧消散需要多长时间?
当紫外线 (UV) 照射在分子氧分子上时,地球大气中会发生放电,从而形成臭氧。 大气层上层的气体浓度非常高,它吸收了来自太阳的大部分紫外线辐射。 臭氧的结构于 1865 年首次确定。后来,确定该分子具有弯曲构型并且具有弱顺磁性。 在合适的条件下,气体会变成深蓝色液体。 此外,液体转变成紫黑色固体。
由于臭氧高度不稳定,它在液态和浓缩气体中的存在会在高温或接近沸点的快速升温时爆炸性分解。 在商业上,该化合物仅以低浓度使用。 然而,臭氧具有很高的氧化能力,是一种优良的氧化剂。 因此,臭氧具有与氧化相关的各种消费和工业应用。
臭氧浓度 | 臭氧消散所需的时间 |
低浓度 | 一到两个小时 |
高浓度 | 三到四个小时 |
化学专家已经发现,一旦条件变得有利,臭氧中存在的第三个氧原子就会分裂,分子就会变成双氧。 如果臭氧浓度较低,则分子需要一到两个小时才能消散。 相反,当浓度增加时,臭氧消散需要三到四个小时。
为什么臭氧消散需要那么长时间?
在平流层的上层,存在高浓度的臭氧气体。 该层称为臭氧层,负责保护地球免受太阳发出的有害紫外线辐射。 臭氧层是地球表面所有动植物赖以生存的首要原因。 直接暴露在紫外线下会导致皮肤癌并且可能是致命的。 然而,臭氧层现在正在慢慢消耗,因为各种电器会释放出氯氟烃等有害气体,例如 冰箱 和空调。
臭氧以两种方式消散为氧气。 第一种方法是分子与紫外线反应,第二种方法是与氧气反应。 在紫外线中,分子吸收 UV-B 或 UV-C 辐射并分解成分子氧和单氧。 然后这个单一的氧气与更多的臭氧分子反应并形成两个分子氧。 但是,如果分子氧在臭氧之前以单一氧响应,那么它将恢复为臭氧。 这个循环一直持续下去,直到臭氧找到合适的条件来保持稳定。
直接接触高浓度可能有害,并可能导致呼吸问题。 在某些情况下,过度暴露于臭氧也会导致器官衰竭。 臭氧是一种污染物,环境中的气体浓度不得超过0.1 ppm。 然而,臭氧已被确定为一种优良的水消毒剂,并在水中以微量混合以达到纯度目的。
结论
总体而言,可以得出结论,臭氧是分子氧的同素异形体,并且在环境中以微量存在。 然而,它的存在在大气层的上层非常丰富。 这种气体负责保护地球免受来自太阳的有害紫外线辐射。
平均而言,臭氧分子消散需要一到四个小时。 气体与阳光或单氧发生反应后还原为氧气。 臭氧是一种珍贵的气体,有很多用途,例如消毒剂。 环境中的高浓度臭氧是危险的。
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