Озон O3: свойства, получение, применение

Озон O3 — аллотропная модификация кислорода, голубоватый газ с резким запахом, молярная масса 48 г/моль.

Ключевые факты

Формула
O3
Класс
простое вещество (аллотропная модификация кислорода)
Молярная масса
48 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 48,00 г/моль
Состояние
газ
Степень окисления
0, как у любого простого вещества
Связи
ковалентная неполярная; молекула угловая
Аллотропия
аллотропная модификация кислорода O2
Кристаллическая решётка
молекулярная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое озон?

Озон состоит из трёх атомов кислорода и образует с обычным кислородом O2 пару аллотропных модификаций: элемент один, а молекулы и свойства разные. Озон тяжелее воздуха, пахнет резко (запах слышен после грозы или рядом с работающим копировальным аппаратом) и намного активнее кислорода.

Вещество неустойчиво и со временем переходит в кислород, а в толще атмосферы на высоте примерно 20–30 км образует озоновый слой, который поглощает значительную часть ультрафиолета. Вблизи земли озон вреден для дыхания, поэтому один и тот же газ — защита наверху и яд внизу.

Какие физические свойства у озона?

Физические свойства: озон O3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниегаз
Цвет и запахбледно-голубой газ с резким характерным запахом
Температура кипенияоколо −112 °C
Растворимость в водерастворяется лучше кислорода
Плотностьтяжелее кислорода: 48 г/моль против 32 г/моль
Особенностьнеустойчив, в больших концентрациях взрывоопасен

Какие химические свойства у озона?

Озон — сильный окислитель, активнее кислорода. Он окисляет металлы, которые не затрагивает O2 (серебро), и переводит сульфиды в сульфаты. Сам при этом превращается в кислород. Реакция разложения озона тоже важна для ЕГЭ.

  1. Самопроизвольное разложение2O3 → 3O2
  2. С серебром: окисляет даже неактивный металл2Ag + O3 → Ag2O + O2
  3. С сульфидом свинцаPbS + 4O3 → PbSO4 + 4O2
  4. С оксидом серы(IV)3SO2 + O3 → 3SO3
  5. С оксидом азота(II)NO + O3 → NO2 + O2
  6. С иодидом калия в воде: выделяется йод2KI + O3 + H2O → I2 + O2 + 2KOH

Окисление металлов озоном протекает при обычной температуре, а кислородом — часто лишь при нагревании. Это различие удобно для сравнения двух модификаций одного элемента.

Как получают озона?

Электрический разряд

Озон образуется из кислорода под действием тихого электрического разряда или ультрафиолета. Так он возникает в озонаторах и в атмосфере во время грозы.

  • 3O2 ⇄ 2O3

Как распознать озон? Качественная реакция

Озон узнают по запаху и по синему окрашиванию влажной бумаги с иодидом калия и крахмалом: озон окисляет иодид-ион до йода. Той же реакцией действует пероксид водорода, поэтому пробу дополняют другими признаками.

  • 2KI + O3 + H2O → I2 + O2 + 2KOH

Где применяют озона?

  • обеззараживание питьевой воды и воздуха;
  • отбеливание тканей, бумаги и масел;
  • очистка промышленных стоков;
  • защита живых организмов от ультрафиолета (озоновый слой в атмосфере).

Меры предосторожности. Озон токсичен: раздражает дыхательные пути и глаза, а в больших концентрациях опасен. Озонаторы нельзя включать в закрытом помещении, где находятся люди.

Чему равна молярная масса озона?

M(O3) = 3·16 = 48 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 48,00 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где озон встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса озона?

M(O3) = 3·16 = 48 г/моль.

Чем озон отличается от кислорода?

Это две аллотропные модификации одного элемента: в молекуле озона три атома, в молекуле кислорода два. Озон тяжелее, пахнет, неустойчив и окисляет сильнее.

Почему озон вреден у земли, но полезен в стратосфере?

Наверху он поглощает опасное ультрафиолетовое излучение. У поверхности же он, как сильный окислитель, повреждает ткани лёгких и растений.

Какая степень окисления у кислорода в озоне?

Ноль, как у любого простого вещества: молекула состоит из атомов одного элемента, поэтому ни один из них не отдаёт электроны другому.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники