臭氧的物理化學性質

時間:2019-05-23 03:46:44 來源:本站作者:admin 點擊: 2745 次

物理性質
      在常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體。當濃度達到15%時，呈現出淡藍色。臭氧可溶於水，在常溫常壓下臭氧在水中的溶解度比氧氣高約13倍，比空氣高25倍。但臭氧水溶液的穩定性受水中所含雜質的影響較大，特別是有金屬離子存在時，臭氧迅速分解為氧氣。在純水中分解較慢。臭氧的密度是2.14g/L(℃,0.1MPa)。沸點是-111℃，熔點是-192℃。臭氧分子結構是不穩定的，它在水中比在空氣中更容易自行分解。
      臭氧的主要物理性質列於表1-1。
      臭氧在不同溫度下的水中溶解度列於表1-2。
      臭氧雖然在水中的溶解度比氧大10倍，但是在實用上它的溶解度甚小，因為他遵守亨利定律，其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例。臭氧在空氣中的含量極低，故分壓也極低，那就會迫使水中臭氧從水和空氣的界面上逸出，使水中臭氧濃度總是處於不斷降低狀態。

表1-1 臭氧的主要物理性質

項目	數值
分子量	47.99828
熔點，℃	-192.7+(-)0.2
沸點，℃	-111.9+(-)0.3
臨界狀態溫度，℃	-12.1+(-)0.1
臨界狀態壓力，Mpa	5.46
臨界狀態體積，cm3/mol	147.1
臨界狀態密度，g/cm3	0.437
密度氣態（℃，0.1Mpa），g/L	2.144
密度液態（90K），g/cm3	1.571
密度固態（77.4K），g/cm3	1.728
粘度（液態），Mpa·S在77.6K時	4.17
粘度（液態），Mpa·S在90.2時	1.56
表面張力，Mn/m在77.2K時	43.8
表面張力，Mn/m在90.2K時	38.4
等張比容（90.2K）	75.7
介電常數（液態，90.2K），F/m	4.79
偶極距，C·m（D）	1.84×10 (0.55)
熱容（液態，90-150K），F/m	1.78+0.006(T-90)
摩爾氣化熱，在161.1K時	14277
摩爾氣化熱，在90K時	15282
摩爾生成熱，KJ/mol	-144

表1-2 臭氧在水中的溶解度

溫度，℃	溶解度，g/L
0	1.13
10	0.78
20	0.57
30	0.41
40	0.28
50	0.19
60	0.16

化學性質
      臭氧很不穩定，在常溫下即可分解為氧氣。臭氧、氯和二氧化氫的氧化勢（還原電位）分別是2.07、1.36、1.28伏特，可見臭氧在處理水中是氧化力量強的一種。臭氧的氧化作用導致不飽和的有機分子的破裂。使臭氧分子結合在有機分子的雙鍵上，生成臭氧化物。臭氧化物的自發性分裂產生一個羧基化合物和帶有酸性和堿性基的兩性離子，後者是不穩定的，可分解成酸和醛。
臭氧與無機物反應
      除铂、金、铱、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應。臭氧可與K、Na反應生成氧化物或過氧化物，在臭氧化物中的陰離子O3實質上是遊離基。臭氧可以將過渡金屬元素氧化到較高氧化態，形成更難溶的氧化物，人們常利用此性質把汙水中的Fe2+、Mn2+及Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni等重金屬離子除去。此外，可燃物在臭氧中燃燒比在氧氣中燃燒更加猛烈，可獲得更高的溫度。
臭氧與有機物反應
      臭氧與有機物以三種不同的方式反應：一是普通化學反應；二是生成過氧化物；三是發生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物質二甲苯與臭氧反應後，生成無毒的水及二氧化碳。所謂臭氧分解是指臭氧在與極性有機化合物的反應，是在有機化合物原來的雙鍵的位置上發生反應，把其分子分裂為二。由於臭氧的氧化力極強，不但可以殺菌，而且還可以除去水中的色味等有機物，這是它的優點，然而它的自發性分解性、性能不穩，只能隨用隨生產，不適於儲存和輸送，這是它的缺點。當然，如果從凈化水和凈化空氣的角度來看，由於其分解快而沒有殘留物質存在，又可以說成是臭氧的一大優點。
(責任編輯：admin)

相關信息