O3 là ký hiệu của chất gì?

Ozone là chất tự nhiên, có sẵn trong khí quyển. Công nghệ ozone được nhà khoa học Christian Friedrich Schönbein tìm ra vào năm 1840. Cho đến nay, ozone là chất đóng vai trò quan trọng trong các quy trình xử lý nước thải tại Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới.

Ôzôn (O3) là một loại khí có phản ứng mạnh bao gồm ba nguyên tử ôxy. Nó vừa là sản phẩm tự nhiên vừa là sản phẩm nhân tạo. Tùy thuộc vào vị trí của nó trong bầu khí quyển, ozone ảnh hưởng đến sự sống trên Trái đất theo cách tốt hoặc xấu.

Ôzôn ở tầng bình lưu được hình thành tự nhiên thông qua sự tương tác của bức xạ tia cực tím mặt trời (UV) với ôxy phân tử (O2). Các “tầng ozone,” làm giảm lượng bức xạ tia cực tím có hại đến bề mặt trái đất.

Ôzôn tầng đối lưu hay tầng mặt đất được hình thành chủ yếu từ các phản ứng quang hóa giữa hai loại chất ô nhiễm không khí chính là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và nitơ oxit (NOx). Những phản ứng này theo truyền thống được xem là phụ thuộc vào sự hiện diện của nhiệt và ánh sáng mặt trời, dẫn đến nồng độ ôzôn xung quanh cao hơn trong những tháng mùa hè. Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, nồng độ ôzôn cao cũng đã được quan sát thấy trong những trường hợp cụ thể trong những tháng lạnh giá, nơi một vài khu vực có độ cao cao ở miền Tây Hoa Kỳ với lượng khí thải VOC và NOx cục bộ cao đã hình thành ôzôn khi tuyết rơi trên mặt đất và nhiệt độ gần hoặc thấp hơn mức đóng băng. Ozone góp phần vào những gì chúng ta thường gặp như “sương mù” hoặc khói mù, vẫn thường xuyên xảy ra vào mùa hè.

Mặc dù một số ôzôn ở tầng bình lưu được vận chuyển vào tầng đối lưu, và một số VOC và NOx xuất hiện tự nhiên, phần lớn ôzôn ở tầng bình lưu là kết quả của các phản ứng của VOC và NOx do con người tạo ra. Các nguồn đáng kể của VOC là các nhà máy hóa chất, máy bơm xăng, sơn gốc dầu, cửa hàng bán ô tô và cửa hàng in. Ôxít nitơ là kết quả chủ yếu của quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao. Các nguồn đáng kể là các nhà máy điện, lò công nghiệp và nồi hơi, và các loại xe có động cơ.

Mặc dù, sự tồn tại của ozone trong khí quyển tạo ra các vấn đề khác nhau nhưng chúng lại được đánh giá là chất có lợi cho con người trong việc khử khuẩn, diệt trùng đặc biệt là trong môi trường nước và không khí. Cho đến nay, công nghệ ozone đã phát triển và ứng dụng rộng rãi trên thế giới, giúp bảo vệ tốt hơn tài nguyên nước nói riêng và môi trường nói chung.

II. Tính chất của ozone

Ozone là một chất khí hơi xanh có nhiệt độ sôi ở -112oC. Ở áp suất khí quyển, ozon có thể hòa tan một phần trong nước. Ở áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn, độ hòa tan của ôzôn gấp mười ba lần ôxy.

Thế oxi hóa 2,07 vôn chứng tỏ ozon là chất oxi hóa mạnh. Trên thực tế, ozone là một trong những chất oxy hóa mạnh nhất hiện có để xử lý nước.

Hỗn hợp đậm đặc của ôzôn và ôxy có chứa hơn 20% ôzôn có thể gây nổ trong chất lỏng và khí. Trong các máy tạo ozone thương mại, nồng độ này không xảy ra vì chúng không thể dễ dàng tạo ra.

Ozone không ổn định trong dung dịch nước; thời gian bán hủy của nó trong nước là khoảng 20 phút. Trong không khí, ozon có chu kỳ bán rã 12 giờ, điều này giải thích tính ổn định cao hơn của ozon trong không khí.

Cấu trúc của ozone như sau

Ký hiệu δ + và δ- là hai được gọi là tải một phần vì chúng là phần nhỏ (giữa 0 và 1), dương hoặc âm, của điện tích cơ bản. Ozone là một phân tử lưỡng cực. Điều này tạo ra các tính chất đặc trưng của ozone. Ôzôn phản ứng rất chọn lọc và có tính chất điện ái.

Các đặc tính của ozon được thể hiện trong Bảng 1.