Lý thuyết Ozon Hóa học nâng cao 10

I - OZON
Oxi (O₂) và ozon (O₃) là hai dạng thù hình của nguyên tố oxi.
1. Cấu tạo phân tử ozon
Phân tử ozon có ba nguyên tử oxi liên kết với nhau. Nguyên tử oxi trung tâm tạo nên một liên kết cho - nhận
với một trong hai nguyên tử oxi và hai liên kết cộng hóa trị với nguyên tử oxi còn lại:
So với phân tử O₂, phân tử O₃
kém bền. (do có một liên kết
cho - nhận kém bền hơn liên
kết đôi của O₂)
2. Tính chất của ozon
a) Tính chất vật lí
Ozon là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt. Ở nhiệt độ -112°C, khí ozon hóa lỏng có màu xanh đậm
Ozon tan trong nước nhiều hơn oxi gấp 16 lần (100 ml nước ở 0°C hòa tan được 49 ml khí ozon).
b) Tính chất hóa học
Trên tầng cao của khí quyển, O₃ được tạo thành tử O₂ do ảnh hưởng của tia cực tím (UV) hoặc sự phóng
điện trong cơn dông:
Tầng ozon hấp thụ tia tử ngoại từ tầng cao của không khí, bảo vệ con người và các sinh vật trên mặt đất
tránh được tác hại của tia này.


Phân tử O₃ có một liên kết cho - nhận kém bền hơn liên kết đôi, phân tử O₃ phân hủy theo phương trình:

O₃ → O₂ + O
Sản phẩm của quá trình phân hủy O₃ là oxi nguyên tử có tính oxi hóa mạnh hơn oxi phân tử nên O₃ là một
trong những chất có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn O₂.


(Các quá trình tự nhiên hình thành và phân hủy O₃ điều tiết sự cân bằng O₃ và hình thành tầng ozon)
Thí dụ:
- O₃ oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt). Ở điều kiện bình thường O₂ không oxi hóa được Ag, nhưng
O₃ oxi hóa Ag thành Ag₂O:

2Ag + O₃ → Ag₂O + O₂

- O₂ không oxi hóa được ion I⁻ trong dung dịch, nhưng O₂ oxi hóa ion I⁻ thành I₂:

3. Ứng dụng của ozon


Không khí chứa một lượng rất nhỏ ozon (dưới 10⁻⁶% theo thể tích) có tác dụng làm cho không khí trong
lành. Với lượng ozon lớn hơn sẽ gây độc hại đối với con người.
Những ứng dụng của ozon là dựa vào tính oxi hóa mạnh của nó:
- Trong công nghiệp, người ta dùng ozon để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác,...
- Trong y học, ozon được dùng để chữa sâu răng, làm sạch không khí, khữ trùng.
- Trong đời sống, người ta dùng ozon để sát trùng nước sinh hoạt, khử mùi, bảo quản hoa quả.
- Trong tự nhiên, ozon bảo vệ Trái Đất, ngăn tia tử ngoại.
SỰ SUY GIẢM TẦNG OZON
Khí quyển là lớp không khí bao bọc quanh Trái Đất. Khí quyển được chia thành 4 tầng chính dựa vào sự
khác nhau về độ cao và trên lệch nhiệt độ.
Tầng đối lưu chứa 70% khối lượng của khí quyển. Ozon tập trung nhiều ở tầng bình lưu, cách mặt đất từ 20
- 30 km tùy theo vĩ độ.
Lớp ozon có tác dụng như một tấm chắn, ngăng tia tử ngoại, bảo vệ cho sự sống trên Trái Đất.
Một trong những nguyên nhân quan trọng làm suy giảm tầng ozon là do hợp chất CFC dùng trong công
nghiệp làm lạnh. Những lượng lớn (nhiều tấn) chất CFC thải vào không khí ở tầng đối lưu, chúng khuếch tán
lên tầng bình lưu. Dưới tác dụng của các tia tử ngoại phát ra từ Mặt Trời, chúng bị phân hủy tạo ra các gốc
clo tự do:
CF₂Cl₂ CF2Cl͘ + Cl͘
tiatungoai

→
Các gốc clo tự do phá hủy ozon theo cơ chế dây

chuyền:
Cl˙ + O₃ → ClO˙ + O₂
và:
ClO͘ + O₃ ---> 2O₂ + Cl͘


Một gốc tự do có thể phá hủy hàng nghìn phân tử ozon trước khi nó hóa hợp thành chất khác.
CỦNG CỐ
Hãy đánh dấu √ vào bảng dưới đây. Viết PTHH đối với các trường hợp có thể xảy ra và so sánh tính oxh của
O₃ và O₂.
Chất phản ứng
Cu (rắn)
Ag (rắn)
Au (rắn)
C (rắn)
dung dịch KI
CH₄ (khí)

Oxi

Ozon