Co to właściwie jest ozon?
Historia o dobrym i złym ozonie
Pionowy profil atmosfery z zaznaczonymi miejscami podwyższonej koncentracji ozonu
Tegoroczne lato poświęcimy na przybliżenie zagadnień związanych z ozonem atmosferycznym. Jest to gaz występujący w atmosferze w ilościach śladowych, ale niezwykle istotny ze względu na zdolność do pochłaniania promieniowania ultrafioletowego. W drugiej od powierzchni Ziemi warstwie atmosfery – stratosferze, tworzy tzw. ozonsferę, która stanowi parasol ochronny dla organizmów żywych.
Ozon ma też swoje drugi oblicze, jest zanieczyszczeniem występującym przy powierzchni Ziemi, w troposferze, stanowi jeden ze składników tzw. smogu typu Los Angeles. Powstaje on w wyniku reakcji fotochemicznych związków określanych jako prekursory ozonu. Stąd też powszechnie występujący podział na tzw. „dobry” i „zły” ozon.
Co to właściwe jest ozon?
Schemat cząsteczki ozonu i rozkład ładunku w cząsteczce, wiązania o długości 1,278 Å pod kątem 116,8° w stanie gazowym. Źródło: Wikimedia Commons, licencja: domena publiczna
Ozon (gr. ὄζον – pachnący) – czyli inaczej trójtlen, jest allotropową odmianą tlenu. Termin allotropowy oznacza, że w tym samym stanie skupienia mogą obok siebie występować różne odmiany jakiegoś pierwiastka chemicznego, zatem w powietrzu będą występowały zarówno atomy tlenu, jak i jego dwu- i trzyatomowe cząstki.
Ozon jest bardziej reaktywny i tym samym mniej stabilny niż powszechnie występująca w powietrzu cząsteczka dwuatomowa, a jego podstawową cechą jest ostry zapach. To właśnie ten zapach można wyczuć po burzy, ale także np. w pomieszczeniach, gdzie pracują drukarki laserowe, czy kserografy.
W wyższych warstwach atmosfery ozon powstaje z tlenu cząsteczkowego przy udziale promieniowania ultrafioletowego o długości fali poniżej 242 nm, ale także tworzy się podczas wyładowań atmosferycznych. Przy powierzchni Ziemi, gdzie nie dopływa już promieniowania o tak krótkich falach (jest ono zatrzymywane w stratosferze, właśnie przez warstwę ozonową) ozon powstaje również przy udziale promieniowania słonecznego, ale w reakcjach z wspomnianymi wyżej prekursorami ozonu – tlenkami azotu i węglowodorami.
Ozon występujący w powietrzu jest lekko niebieskim gazem, cięższym od powietrza, może rozpuszczać się w wodzie. Jest też niestabilny termicznie, już w warunkach pokojowych rozpada się do tlenu. Fioletową cieczą staje się dopiero w temperaturze poniżej -112 °C.
Ozon jest silnym utleniaczem (silniejszym niż tlen) i dzięki tej właściwości ma wiele zastosowań przemysłowych i gospodarczych. Jest m.in. stosowany jako środek do uzdatniania wody, odkażania pomieszczeń, klimatyzacji, a także do wybielania różnych materiałów. Mimo szeregu zalet trzeba pamiętać o tym, że ozon ze względu na swój wysoki potencjał utleniający uszkadza błony śluzowe i drogi oddechowe u ludzi i zwierząt a także działa destrukcyjnie na rośliny.
Kolejny artykuł z naszego ozonowego cyklu, poświęcony historii odkrycia ozonu, już w najbliższy poniedziałek, 12.06.2021 r.
Źródła:
Encyclopedia Britanica, hasło: Ozone, źródło: https://www.britannica.com/science/ozone, dostęp: 05.07.2021
U.S. Environmental Protection Agency, Ozone and Your Patients’ Health, What is Ozone?,
źródło: https://www.epa.gov/ozone-pollution-and-your-patients-health/what-ozone, dostęp: 05.07.2021
Bocci V., 2010, Physical-Chemical Properties of Ozone – Natural Production of Ozone: The Toxicology of Ozone.OZONE: A new medical drug, 1–4. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9234-2_1
