臭氧层的化学式

如题所述

第1个回答  2020-10-17
臭氧是氧气的一种同素异形体,化学式是O3,式量47.998,有鱼腥气味的淡蓝色气体。臭氧有强氧化性,是比氧气更强的氧化剂,可在较低温度下发生氧化反应,如能将银氧化成过氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅、跟碘化钾反应生成碘。松节油、煤气等在臭氧中能自燃。有水存在时臭氧是一种强力漂白剂。跟不饱和有机化合物在低温下也容易生成臭氧化物。用作强氧化剂,漂白剂、皮毛脱臭剂、空气净化剂,消毒杀菌剂,饮用水的消毒脱臭。在化工生产中可用臭氧代替许多催化氧化或高温氧化,简化生产工艺并提高生产率。液态臭氧还可用作火箭燃料的氧化剂。存在于大气中,靠近地球表面浓度为0.001~0.03ppm,是由大气中氧气吸收了太阳的波长小于185nm紫外线后生成的,此臭氧层可吸收太阳光中对人体有害的短波(30nm以下)光线,防止这种短波光线射到地面,使生物免受紫外线的伤害。
臭氧,化学分子式为O3,又称三原子氧、超氧,因其类似鱼腥味的臭味而得名,在常温下可以自行还原为氧气。比重比氧大,易溶于水,易分解。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子组成,决定了它只是一种暂存状态,携带的氧原子除氧化用掉外,剩余的又组合为氧气进入稳定状态,所以臭氧没有二次污染。[2]
液态臭氧是深蓝色,密度1.614g/cm3(液,-185.4℃),沸点-111.9℃,固态臭氧是蓝黑色,熔点-192.7℃。分子呈V形,不稳定。常温下分解较慢,在164℃以上或有催化剂存在时或用波长为25nm左右的紫外线照射臭氧时加速分解成氧气。[1]在常温常压下臭氧为气体,其临界温度-12.1℃,临界压力5.31MPa。气态时为浅蓝色,液化后为深蓝色,固态时为紫黑色。气体难溶于水,不溶于液氧,但可溶于液氮及碱液。液态臭氧在常温下缓慢分解,高温下迅速分解,产生氧气,受撞击或摩擦时可发生爆炸。[3]
臭氧在水溶液中的分解速度比其在气相中的分解速度快。臭氧在水中分解半衰期与温度及pH值有关。随着温度升高,分解速度加快。温度超过100℃时,分解剧烈;温度达到270℃时,可立即转化为氧气。pH值越高,分解就越快。在常温常态常压的空气中分解,半衰期约为15~30min。[4]
臭氧的嗅阈值为0.02mL/m3,如果浓度达到0.1mL/m3时,就会刺激粘膜,浓度达到2mL/m3时会引起中枢神经障碍。[3]
第2个回答  2020-10-17
臭氧是氧气的一种同素异形体,化学式是O3,又称三原子氧、超氧,式量47.998,有鱼腥气味的淡蓝色气体。臭氧有强氧化性,是比氧气更强的氧化剂,可在较低温度下发生氧化反应,如能将银氧化成过氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅、跟碘化钾反应生成碘。松节油、煤气等在臭氧中能自燃。有水存在时臭氧是一种强力漂白剂。跟不饱和有机化合物在低温下也容易生成臭氧化物。用作强氧化剂,漂白剂、皮毛脱臭剂、空气净化剂,消毒杀菌剂,饮用水的消毒脱臭。在化工生产中可用臭氧代替许多催化氧化或高温氧化,简化生产工艺并提高生产率。液态臭氧还可用作火箭燃料的氧化剂。存在于大气中,靠近地球表面浓度为0.001~0.03ppm,是由大气中氧气吸收了太阳的波长小于185nm紫外线后生成的,此臭氧层可吸收太阳光中对人体有害的短波(30nm以下)光线,防止这种短波光线射到地面,使生物免受紫外线的伤害。
臭氧的来源分为自然源和人为源 。自然源的臭氧主要指平流层的下传。1962年,Junge研究认为,在波长小于240nm 紫外线的辐射条件下,平流层中的臭氧会分解,产生的氧原子与氧分子结合产生臭氧,平流层臭氧向下传输到对流层,成为对流层中臭氧的源。
人为源的臭氧主要是由人为排放的NOx、VOCs等污染物的光化学反应生成。在晴天、紫外线辐射强的条件下,NO2等发生光解生成一氧化氮和氧原子,氧原子与氧反应生成臭氧。臭氧是强氧化剂,在洁净大气中,臭氧与一氧化氮反应生成为NO2,而臭氧分解为氧气,上述反应的存在使臭氧在大气中达到一种平衡状态,不会造成臭氧累积。当空气中存在大量VOCs等污染物时,VOCs等产生的自由基与一氧化氮反应生成二氧化氮,此反应与臭氧和一氧化氮的反应形成竞争,不断取代消耗二氧化氮光解产生的NO,HO2、RO2、H、OH引起了NO向NO2转化,使上述动态平衡遭到破坏,导致臭氧逐渐累积,达到污染难度级别。NOx、VOCs、CO等臭氧前体物都是一次污染物,主要来源于交通工具的尾气排放、石油化工和火力发电等工业污染源排放及饮食、印刷、房地产等行业的污染源排放等。秸秆等生物质的大量燃烧,也会产生大量的VOCs和NOx等臭氧前体物。