Oksigen dan ozon umum. Modifikasi alotropik oksigen: karakteristik dan signifikansi komparatif

Atom-atom dari jenis yang sama dapat menjadi bagian dari zat yang berbeda. Untuk unsur yang dilambangkan dengan simbol "O" (dari nama Latin Oxygenium), diketahui dua zat sederhana yang umum di alam. Rumus salah satunya adalah O 2, yang kedua adalah O 3. Ini adalah oksigen (alotrop). Ada senyawa lain yang kurang stabil (O 4 dan O 8). Untuk memahami perbedaan antara bentuk-bentuk ini, perbandingan molekul dan

modifikasi?

Banyak unsur kimia dapat eksis dalam dua, tiga atau lebih bentuk. Setiap modifikasi ini dibentuk oleh atom dari jenis yang sama. Ilmuwan J. Berzellius pada tahun 1841 adalah orang pertama yang menyebut fenomena semacam itu sebagai alotropi. Keteraturan terbuka pada awalnya hanya digunakan untuk mengkarakterisasi zat dari struktur molekul. Misalnya, dua modifikasi alotropik oksigen diketahui, yang atom-atomnya membentuk molekul. Belakangan, para peneliti menemukan bahwa modifikasi dapat terjadi di antara kristal. Menurut konsep modern, alotropi adalah salah satu kasus polimorfisme. Perbedaan antar bentuk disebabkan oleh mekanisme pembentukan ikatan kimia dalam molekul dan kristal. Fitur ini dimanifestasikan terutama oleh unsur-unsur golongan 13-16 dari tabel periodik.

Bagaimana kombinasi atom yang berbeda mempengaruhi sifat materi?

Modifikasi alotropik oksigen dan ozon dibentuk oleh atom unsur dengan nomor atom 8 dan jumlah elektron yang sama. Tetapi mereka berbeda dalam struktur, yang menyebabkan perbedaan sifat yang signifikan.

Perbandingan oksigen dan ozon

tanda-tanda	Oksigen	Ozon
Komposisi molekul	2 atom oksigen	3 atom oksigen
Struktur
Keadaan dan warna agregat	Gas transparan tidak berwarna atau cairan biru pucat	Gas biru, cairan biru, padatan ungu tua
Bau	Hilang	Tajam, mengingatkan pada badai petir, jerami yang baru dipotong
Titik leleh (°C)	-219	-193
Titik didih (°C)	-183	-112
Kepadatan	1,4	2,1
Kelarutan dalam air	Sedikit larut	Lebih baik dari oksigen
Aktivitas kimia	Stabil dalam kondisi normal	Mudah terurai untuk membentuk oksigen

Kesimpulan berdasarkan hasil perbandingan: modifikasi alotropik oksigen tidak berbeda dalam komposisi kualitatifnya. Struktur molekul tercermin dalam sifat fisik dan kimia zat.

Apakah jumlah oksigen dan ozon di alam sama?

Suatu zat yang rumusnya adalah O2 ditemukan di atmosfer, hidrosfer, kerak bumi dan organisme hidup. Sekitar 20% atmosfer dibentuk oleh molekul oksigen diatomik. Di stratosfer, pada ketinggian sekitar 12-50 km dari permukaan bumi, terdapat lapisan yang disebut “lapisan ozon”. Komposisinya mencerminkan rumus O 3 . Ozon melindungi planet kita dengan secara intensif menyerap sinar berbahaya dari spektrum merah dan ultraviolet matahari. Konsentrasi suatu zat terus berubah, dan konsentrasi rendahnya adalah 0,001%. Dengan demikian, O2 dan O3 adalah modifikasi alotropik oksigen, yang memiliki perbedaan distribusi yang signifikan di alam.

Bagaimana

Oksigen molekuler adalah zat sederhana yang paling penting di Bumi. Ini terbentuk di bagian hijau tanaman dalam cahaya dalam pelepasan listrik yang berasal dari alam atau buatan, molekul oksigen diatomik terurai. Suhu di mana proses dimulai adalah sekitar 2000 °C. Beberapa radikal yang dihasilkan bergabung lagi, membentuk oksigen. Beberapa partikel aktif bereaksi dengan molekul oksigen diatomik. Reaksi ini menghasilkan ozon, yang juga bereaksi dengan radikal bebas oksigen. Ini menciptakan molekul diatomik. Reversibilitas reaksi mengarah pada fakta bahwa konsentrasi ozon atmosfer terus berubah. Di stratosfer, pembentukan lapisan yang terdiri dari molekul O 3 dikaitkan dengan radiasi ultraviolet dari Matahari. Tanpa perisai pelindung ini, sinar berbahaya bisa mencapai permukaan bumi dan menghancurkan semua bentuk kehidupan.

Modifikasi alotropik oksigen dan belerang

Unsur-unsur kimia O (Oksigenium) dan S (Belerang) terletak dalam kelompok yang sama dari tabel periodik, mereka dicirikan oleh pembentukan bentuk alotropik. Dari molekul dengan jumlah atom belerang yang berbeda (2, 4, 6, 8), dalam kondisi normal, yang paling stabil adalah S8, berbentuk seperti mahkota. Belerang belah ketupat dan monoklinik dibangun dari molekul 8-atom tersebut.

Pada suhu 119 ° C, bentuk monoklinik kuning membentuk massa kental berwarna coklat - modifikasi plastik. Studi tentang modifikasi alotropik belerang dan oksigen sangat penting dalam kimia teoretis dan kegiatan praktis.

Pada skala industri, sifat pengoksidasi dari berbagai bentuk digunakan. Ozon digunakan untuk mendisinfeksi udara dan air. Namun pada konsentrasi di atas 0,16 mg/m3, gas ini berbahaya bagi manusia dan hewan. Oksigen molekuler sangat penting untuk pernapasan dan digunakan dalam industri dan obat-obatan. Peran penting dalam kegiatan ekonomi dimainkan oleh alotrop karbon (berlian, grafit, merah) dan unsur kimia lainnya.

Efek ozon pada kesehatan manusia masih kontroversial. Selama bertahun-tahun, telah ada studi mendalam tentang efek ozon, karena konsep ozon adalah udara tidak sepenuhnya benar. Pelajari lebih lanjut tentang itu, dan kemudian Anda akan mengatakan dengan percaya diri apakah ozon adalah teman Anda atau bukan.

Ozon praktis oksigen, bahkan tidak memiliki sel terpisah dalam tabel periodik. Secara kebetulan, atom oksigen terhubung dalam tiga, dan tidak berpasangan, seperti biasa. Pada suatu waktu, seorang fisikawan Belanda, yang melakukan eksperimen, menemukan perbedaan ini. Untuk memahami apa itu ozon, dan apa itu oksigen, perlu dijelaskan lebih detail. Oksigen adalah udara yang kita hirup setiap menit, tetapi ozon adalah bau udara setelah badai petir. Badai bertindak dengan cara ini, dengan kekuatan magnetnya, memaksa oksigen untuk bergabung dalam tiga atom, dan sebagai hasilnya, apa yang terjadi adalah apa yang terjadi. Jarang, tetapi hubungan seperti itu masih terjadi di bawah pengaruh senyawa kimia tertentu. Dan meskipun ozon dianggap dan merupakan komponen integral dari udara, tanggal resmi kemunculan ozon dianggap 1840, yang berarti bahwa ozon adalah komponen udara yang cukup muda. Dalam terjemahan, ozon berarti penciuman, fakta bahwa baunya adalah fakta yang terbukti, tetapi sulit untuk membicarakan hal lain, karena para ilmuwan belum mencapai konsensus, dan sayangnya tidak ada yang bisa mengatakan apa yang lebih berbahaya atau bermanfaat di dalamnya.

Sebagai informasi, di Amerika Serikat, metode terapi ozon sangat diminati, dan seperti yang ditunjukkan statistik, perawatan seperti itu mengatasi sejumlah besar penyakit, saat ini, perawatan ozon juga termasuk di Rusia. Tetapi di sini spesialis penyakit menular campur tangan, mereka mengatakan bahwa sejumlah besar virus dapat memasuki tubuh manusia dengan metode ini, yang, sebagai akibatnya, dapat bermutasi, dan ini sudah serius. Tetapi mereka tidak dapat mendukung kata-kata mereka dengan fakta. Maka terlalu dini untuk berpikir dan membicarakannya. Dari pengobatan dengan ozon, berikut ini harus diperhatikan, yang pertama adalah kapal. Darah yang diperkaya dengan ozon meningkatkan mikrosirkulasi di kapiler kulit, sehingga menghilangkan pembengkakan dan peradangan, baik eksternal maupun internal. Ozon juga memiliki efek positif ilahi pada seluruh sistem saraf seseorang, karena bukan kebetulan bahwa setelah kota metropolitan yang bising, masuk ke hutan, misalnya, menjadi sangat baik baik secara fisik maupun mental.

Mungkin, waktunya tidak lama lagi ketika para ilmuwan akhirnya akan memberi tahu kita apakah ozon berguna atau berbahaya, tetapi yang pertama mungkin terbukti, karena tidak ada bahaya dari ozon, bagaimanapun, banyak, banyak, baik ilmuwan maupun orang biasa, yakin akan hal ini.planet yang ingin menghirup udara bersih dan sehat.

2014-06-06

mengkarakterisasi dan membandingkan modifikasi alotropik oksigen, sifat fisik dan kimia, metode untuk memperoleh oksigen dan ozon, signifikansi praktisnya; pentingnya lapisan ozon bagi kehidupan di Bumi;

menjelaskan esensi alotropi;

buat persamaan dan skema keseimbangan elektronik dari reaksi kimia yang sesuai.

oksigen dan ozon. Oksigen membentuk dua zat sederhana: oksigen O2 dan ozon O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.

Di alam, ozon terbentuk di atmosfer dari oksigen selama pelepasan listrik petir. Bau khas kesegaran yang kita rasakan setelah badai petir adalah bau ozon. Fenomena adanya suatu unsur kimia dalam bentuk dua atau lebih zat sederhana yang berbeda sifat dan strukturnya disebut alotropi, dan zat yang paling sederhana disebut alotropik modifikasi (bentuk, modifikasi) suatu unsur kimia.

Oksigen O2 dan ozon O3 adalah modifikasi alotropik dari unsur kimia oksigen.

Apa penyebab perbedaan sifat modifikasi alotropik yaitu oksigen dan ozon? Anda sudah tahu bahwa sifat suatu zat ditentukan oleh komposisi dan strukturnya.

Oksigen dan ozon memiliki komposisi kualitatif yang sama, tetapi kuantitatif berbeda; struktur molekul yang sama, tetapi struktur spasial molekul yang berbeda: linier - dalam molekul oksigen non-polar dan sudut - dalam molekul ozon polar. Jadi, selain zat yang sejenis, zat-zat tersebut memiliki sifat yang berbeda.

- Buatlah diagram keseimbangan elektronik untuk setiap persamaan. Jelaskan bagaimana keberadaan mangan (IV) oksida mengapung selama reaksi dekomposisi H2O2 dan KClO3.

Di laboratorium, ozon diperoleh dalam perangkat khusus - ozonizer dari oksigen di bawah aksi pelepasan listrik (Gbr. 36).

Sifat kimia modifikasi alotropik oksigen. Keelektronegatifan oksigen yang tinggi menghasilkan sifat pengoksidasi yang kuat dari modifikasi alotropiknya.

Anda tahu bahwa oksigen sangat reaktif. Bereaksi dengan zat yang paling sederhana untuk membentuk oksida.

Penggunaan oksigen dalam skala industri dimulai pada pertengahan abad ke-20. - Setelah penemuan alat untuk mencairkan dan memisahkan udara. Sebagai zat pengoksidasi, digunakan dalam metalurgi untuk produksi baja dengan metode konverter, pemotongan logam, dalam campuran dengan senyawa kaya oksigen lainnya untuk oksidasi bahan bakar roket, dalam campuran gas untuk pernapasan selama pekerjaan di bawah air, dan dalam obat gagal nafas.

Penggunaan ozon karena reaktivitasnya yang sangat tinggi. Ini digunakan untuk mendisinfeksi air minum, membersihkan gas buang, air limbah industri dan domestik, kain pemutih, dan sebagai oksidator untuk bahan bakar roket.

Aksi fisiologis O3. Harus diingat bahwa kekuatan pengoksidasi yang ekstrim dari ozon menyebabkan efek toksiknya pada manusia, hewan dan tumbuhan. Bahkan konsentrasi ozon yang kecil, melebihi konsentrasi alami, dapat menyebabkan iritasi pada saluran pernapasan, batuk, muntah, pusing, dan kelelahan. Gejala seperti itu dapat diamati di kota-kota besar, di mana peningkatan emisi kendaraan yang mengandung nitrogen oksida menyebabkan oksigen diubah menjadi ozon.

Ozon mencapai konsentrasi maksimumnya di atmosfer pada jarak 23-25 ​​km dari permukaan bumi, membentuk apa yang disebut lapisan ozon.

Lapisan ozon memainkan peran penting dalam menjaga kehidupan di planet kita. Ini menunda bagian dari radiasi matahari ultraviolet berbahaya yang berbahaya bagi manusia, hewan dan tumbuhan, yang dapat menyebabkan penyakit kulit (termasuk kanker), dan mempengaruhi proses biologis. Selain itu, bersama dengan karbon dioksida, lapisan ozon menyerap radiasi panas inframerah Bumi dan mencegahnya mendingin.

Namun, di bawah pengaruh faktor antropogenik, lapisan ozon mengalami kerusakan, "lubang ozon" terbentuk di dalamnya. Puluhan zat diketahui - polutan atmosfer yang merusak lapisan ozon. Para ilmuwan telah mempelajari bahwa nitrogen oksida, yang terbentuk selama pengoperasian mesin pesawat, sangat berbahaya. Menurut tingkat pengaruh zat lain, itu belum akhirnya ditentukan dalam kondisi alami.

Pelestarian dan pemulihan lapisan ozon, menetapkan penyebab kehancurannya adalah salah satu masalah umat manusia yang paling mendesak yang perlu ditangani.

Secara singkat tentang utama

Oksigen membentuk dua modifikasi alotropik - oksigen O2 dan ozon O3, yang berbeda dalam komposisi dan struktur molekul dan, karenanya, dalam sifat. Adanya suatu unsur kimia yang berupa dua atau lebih zat sederhana yang berbeda sifat dan strukturnya disebut alotropi, dan zat yang paling sederhana disebut modifikasi (bentuk) alotropik suatu unsur kimia. Modifikasi alotropik oksigen - oksigen O2 dan ozon O3 - adalah zat pengoksidasi kuat, yang memanifestasikan dirinya dalam reaksi dengan sebagian besar zat sederhana dan banyak zat kompleks. Produk reaksi oksidasi dengan oksigen biasanya oksida. Kekuatan pengoksidasi ozon O3 lebih tinggi daripada oksigen O2, yang disebabkan oleh pembentukan atom oksigen aktif eksklusif.