臭氧的物理化学性质解析

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：臭氧是氧的同素异形体，它的分子由3个氧原子组成二臭氧在室温下为无色气体，具有一种特殊的臭味。在标准状态下，容重为2.144g/L，其主要物理化学性质如下：氧化能力。臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。臭氧在水中的溶解度符合亨利定律。臭氧在空气中的分解速度，随温度升高而加快。臭氧的毒性和腐蚀性。臭氧对非金属材料也有强烈的腐蚀作用。

臭氧是氧的同素异形体，它的分子由3个氧原子组成二臭氧在室温下为无色气体，具有一种特殊的臭味。在标准状态下，容重为2.144g/L，其主要物理化学性质如下：

（l）氧化能力。

臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。

（2）在水中的溶解度。

生产中多以空气为原料制备臭氧化空气（含臭氧的空气）。臭氧在水中的溶解度符合亨利定律。

式中：C——臭氧在水中的溶解度，mg/L；

P——臭氧化空气中臭氧的分压，kPa；

KH——亨利常数，mg/（L·kPa）。

臭氧化空气中，臭氧只占0.6%～1.2%（体积比），根据气态方程和道尔顿定律，臭氧的分压也只有臭氧化空气压力的0.6%～1.2%，因此，当水温为25℃时，将臭氧化空气注入水中，臭氧的溶解度只有3～7mg/L。

（3）臭氧的分解。

臭氧在空气中会自行分解为氧气，其反应为：

由于分解时放出大量热量，当浓度在25%以上时，很易爆炸，但一般臭氧化空气中臭氧的浓度不超过10%，因此不会发生爆炸。臭氧在空气中的分解速度，随温度升高而加快。浓度为1%以下的臭氧，在常温常压下，其半衰期为16h左右，所以臭氧不易贮存，需边生产边用。臭氧在纯水中的分解速度比在空气中快的多。水中臭氧浓度为3mg/L，在常温常压下，其半衰期仅5～30min。

臭氧在水中的分解速度随pH值的提高而加快，一般在碱性条件下分解速度快，在酸性条件下比较慢。

（4）臭氧的毒性和腐蚀性。

臭氧是有毒气体。空气中臭氧浓度为0.1mg/L时，眼、鼻、喉会感到刺激；浓度为1～10mg/L时，会感到头痛，出现呼吸器官局部麻痹等症；浓度为15～20mg/L时，可能致死。其毒性还和接触时间有关。一般从事臭氧处理工作人员所在的环境中，臭氧浓度的允许值定为0.1mg/L。

臭氧具有强的氧化能力，除金和铂外，臭氧化空气几乎对所有金属都有腐蚀作用。不含碳的铬铁合金，基本上不受臭氧腐蚀，所以生产上常采用含25%Cr的铬铁合金（不锈钢）来制造臭氧发生设备、加注设备及臭氧直接接触的部件。

臭氧对非金属材料也有强烈的腐蚀作用。例如聚氯乙烯塑料板等。不能用普通橡胶作密封材料，应采用耐腐蚀能力强的硅橡胶或耐酸橡胶。

臭氧的物理化学性质解析

相关推荐