Химические свойства. Озон – вещество эндотермическое, но в отсутствие катализаторов или без ультрафиолетового облучения газообразный озон разлагается довольно медленно даже при

Озон – вещество эндотермическое, но в отсутствие катализаторов или без ультрафиолетового облучения газообразный озон разлагается довольно медленно даже при 250 °С. Жидкий озон и его концентрированные смеси (70 % О₃) взрывоопасны.

Для озона характерна чрезвычайно высокая реакционная способность. Озон – один из сильнейших окислителей и уступает в этом отношении только фтору и фториду кислорода OF₂. Действующее начало озона как окислителя – атомарный кислород, который образуется при распаде молекулы озона. Поэтому, выступая в качестве окислителя, молекула озона, как правило, «использует» только один атом кислорода, а два других выделяются в виде свободного кислорода, например:

2KI + O₃ + H₂O → I₂ + 2KOH + O₂.

При обычных условиях он окисляет многие малоактивные простые вещества (Ag, Hg и прочие):

8Ag + 2O₃ = 4Ag₂O + O₂.

Так же происходит окисление многих других соединений. Однако бывают и исключения, когда молекула озона использует для окисления все три имеющиеся у нее атома кислорода, например,

3SO₂ + O₃ → 3SO₃,

Na₂S + O₃ → Na₂SO₃.

Очень важное отличие озона от кислорода в том, что озон проявляет окислительные свойства уже при комнатной температуре. Например, PbS и Pb(OH)₂ в обычных условиях не реагируют с кислородом, тогда как в присутствии озона сульфид превращается в PbSO₄, а гидроксид – в PbO₂. Если в сосуд с озоном налить концентрированный раствор аммиака, появится белый дым – это озон окислил аммиак с образованием нитрита аммония NH₄NO₂. Особенно характерна для озона способность «чернить» серебряные изделия с образованием Ag₂O. Присоединив один электрон и превратившись в отрицательный ион О₃^–, молекула озона становится более стабильной. Содержащие такие анионы «озонокислые соли» или озониды были известны давно: их образуют все щелочные металлы, кроме лития, причем устойчивость озонидов растет от натрия к цезию. Известны и некоторые озониды щелочноземельных металлов, например, Са(О₃)₂. Если направить на поверхность твердой сухой щелочи струю газообразного озона, то образуется оранжево-красная корка, содержащая озониды, например,

4KОН + 4О₃ → 4KО₃ + О₂ + 2Н₂О.

Озониды – это соединения, состоящие из положительно заряженных ионов металла и отрицательно заряженных ионов О₃^– Наличие в ионе О₃^– непарного электрона обусловливает парамагнетизм и наличие окраски у озонидов. Обычно они окрашены в красный цвет.

Твердая щелочь эффективно связывает воду, что предохраняет озонид от немедленного гидролиза. Однако при избытке воды озониды бурно разлагаются:

4KО₃+ 2Н₂О → 4KОН + 5О₂.

Разложение идет и при хранении:

2KО₃ → 2KО₂ + О₂.

Озониды хорошо растворимы в жидком аммиаке, что позволило выделить их в чистом виде и изучить их свойства. Органические вещества, с которыми озон соприкасается, он обычно разрушает. Так, озон, в отличие от хлора, способен расщеплять бензольное кольцо. При работе с озоном нельзя использовать резиновые трубки и шланги – они моментально разрушатся. Реакции озона с органическими соединениями идут с выделением большого количества энергии. Например, эфир, спирт, вата, смоченная скипидаром, метан и многие другие вещества самовоспламеняются при соприкосновении с озонированным воздухом, а смешение озона с этиленом приводит к сильному взрыву.

О более химической активности О₃, чем О₂, свидетельствует сравнение их стандартных электродных потенциалов для водных растворов, например:

О_3(г) + Н₂О_(ж) + 2е^– = О_2(г) + 2ОН^–_(р), Е^°₂₉₈ = 1,24 В,

О_2(г) + 2Н₂О_(ж) + 4е^– = 4ОН^–_(р), Е^°₂₉₈ = 0,401 В.

Для количественного определения озона можно использовать реакцию его взаимодействия с раствором KI:

2I^– + O₃ + H₂O = I_{2(крист.)} + 2OH^– + O₂.

Поиск по сайту: