百科翻译：臭氧的性质

臭氧对于我们来说是极为重要的，可以说，没有臭氧，我们都会死于紫外线的强烈照射之下！这里翻译了一些关于臭氧的信息，来源于http://en.wikipedia.org/wiki/Ozone，中文维基为http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%87%AD%E6%B0%A7&variant=zh-cn

臭氧，英文名为Ozone或trioxygen，化学式$O_3$，每个臭氧分子含有3个氧原子，属于三原子分子。与氧气是同素异形体（组成元素相同，但是结构不同，所表现出来的性质也不同），但比氧气更不稳定。在地表上的臭氧是一种空气污染物，对人和动物的呼吸道系统会产生有害影响。而大气层上部的臭氧层则能够吸收大量的紫外线，使地球的生物不受过量紫外线的侵害。

在雷雨天后，我们会闻到一种奇怪的气味，这就是臭氧，这是因为在放电的条件下，$3O_2=2O_3$。1840年法国科学家克里斯蒂安·弗雷德日将它确定为臭氧。1867年后得到了普遍的认可。

物理性质：
我们生存的大气周围的臭氧含量大约为0.01ppm（百万分之0.01）。人一旦暴露在浓度高于0.1ppm的臭氧中就会产生头疼、刺眼，以及刺激呼吸道的感觉。
在-112℃时，臭氧为深蓝色的液体；在温度低于-193 ℃时，就会形成紫黑色固体。密度约为氧气的1.5倍
臭氧具有反磁性，这也就是说它会抑制磁场的形成，降低磁传递信息的能量。

化学性质：

臭氧是一种强氧化剂，氧化能力远远高于氧气。
在浓度很高时，在1大气压的条件下暴露半小时，会发生如下变化：$2O_3=3O_2$

臭氧能够使金属（除了金、铂、铱外）的氧化态变为最高，如：
$$2Cu^{+}(aq)+2H_3O^{+}(aq)+O_{3}(g)=2Cu^{2+}(aq)+3H_{2}O(I)+O_2(g)$$

臭氧也可以增加氧化物的氧化数，如使一氧化氮变为二氧化氮：
$$NO+O_3=NO_{2}+O_2$$
反应一般会伴有发光现象。$NO_2$可以进一步被氧化：
$$NO_{2}+O_3=NO_{3}+O_2$$
$NO_3$能够跟$NO_2$反应：$NO_{3}+NO_2=N_{2}O_5$

在室温下，臭氧能够跟碳反应，生成二氧化碳：$C+2O_3=CO_{2}+2O_2$

臭氧不能跟铵盐反应，但能够跟氨气或者氨水反应，生成硝酸铵：
$$2NH_{3}+4O_3=NH_{4}NO_{3}+4O_{2}+H_{2}O$$

臭氧跟硫化物反应生成硫酸盐：$PbS+4O_3=PbSO_{4}+4O_2$

也可使用臭氧来制取硫酸，反应物为硫或者二氧化硫：
$S+H_{2}O+O_3=H_{2}SO_4$ $3SO_{2}+3H_{2}O+O_3=3H_{2}SO_4$

臭氧的化学性质还有：
$$3SnCl_2 + 6 HCl + O_3 = 3 SnCl_4 + 3 H_2O$$
$H_2S + O_3 = SO_2 + H_2O$ （在硫化氢气体中）
$H_2S + O3 = S + O_2 + H_2O$ （在氢硫酸中）
$$\begin{aligned}3H_2S + 4 O_3 = 3 H_2SO_4 \\ I_2 + 6 HClO_4 + O_3 = 2 I(ClO_4)_3 + 3 H_2O \\ 2 NO_2 + 2 ClO_2 + 2 O_3 = 2 NO_2ClO_4 + O_2 \\ 3 C_4N_2 + 4 O_3 = 12 CO + 3 N_2 \end{aligned}$$
$H + O_3 = HO_2 + O $ $2 HO_2 = H_2O_4 $
$$\begin{aligned}KO_2 + O_3 = KO_3 + O_2 \\ 2 KOH + 5 O_3 = 2 KO_3 + 5 O_2 + H_2O \\ CsO_3 + Na^+ = Cs^+ + NaO_3 \\ 3 Ca + 10 NH_3 + 6 O_3 = Ca\cdot 6NH_3 + Ca(OH)_2 + Ca(NO_3)_2 + 2 NH_4O_3 + 2 O_2 + H_2 \\ 2 Mn^{2+} + 2 O_3 + 4 H_2O = 2 MnO(OH)_2 (s) + 2 O_2 + 4 H^+ \\ CN^{-}+ O_3 = CNO^{-} + O_2 \\ (NH_2)_2CO + O_3 = N_2 + CO_2 + 2 H_2O \end{aligned}$$
更多内容可以查找维基百科的英文版本

转载到请包括本文地址：https://kexue.fm/archives/8

更详细的转载事宜请参考：《科学空间FAQ》