К известному классу под названием органогены относится кислород. Это химический элемент 16 группы таблицы Менделеева, с атомным номером 8. Является самым распространенным окислителем на Земле, записывается как О2. Органические вещества также окисляются озоном, который обеззараживает воздух и придает ему приятный аромат (запах после дождя). Чем кислород отличается от озона — это необходимо знать каждому.
Содержание
Что такое кислород?
Одним из самых распространенных химических элементов на Земле является О2. Он составляет примерно одну пятую часть воздуха повсюду вокруг (а большая часть остального — это азот).
Как учит химия, почти все другие элементы и О2 соединяются — это очень важная способность. Он может соединяться:
- с водородом и углеродом, образуя самые разные органические соединения;
- металлами, так появляются составы с новыми свойствами;
- окисляет большинство органических соединений в реакциях горения.
При комнатной температуре О2 относительно медленно соединяется с другими элементами, образуя новые соединения, известные как оксиды. Реакция окисления — так называется этот процесс.
При окислении пищи выделяется энергия, которую организм использует для движения и самообновления. Внутреннее дыхание — это термин, используемый для описания постепенного окисления, происходящего в организме живых существ.
Человек получает О2 через легкие. Далее кислород попадает в кровь и разносится по всему организму через кровеносную систему. Когда человек вдыхает воздух, он обеспечивает клетки своего тела О2, необходимым для внутреннего дыхания. Таким образом, для работы любого живого организма необходим О2, причем постоянно.
Людей, испытывающих трудности с дыханием, на восстановительный период часто помещают в кислородные камеры, где они могут дышать воздухом, содержащим от сорока до шестидесяти процентов О2 (высокий уровень), не прилагая при этом особых усилий.
Что такое озон?
Аллотропной модификацией кислорода является озон. Химический элемент О2 известен всем. Один из самых распространенных химических элементов в природе — это кислород. Он содержится в воздухе.
Есть несколько удивительных свойств:
- озон превращает токсичные цианиды в менее опасные цианаты;
- окисляет почти все металлы (за исключением золота, платины и иридия) до их высших степеней окисления;
- реагирует с водородом с образованием воды и кислорода.
Атмосфера Земли содержит свободный озон. Озоносфера, так называется слой озона, покрывающий Землю. Он создается и поддерживается на высоте от 20 до 30 километров над поверхностью земли.
Озоновый слой защищает жизнь на Земле, задерживая наиболее вредное для животных, растений и человека ультрафиолетовое излучение, которое может повредить белки и нуклеиновые кислоты.
Путем использования кислорода и специализированного медицинского оборудования создается медицинский озон.
Различия в свойствах
Признаки отличающие озон от кислорода перечислить легко. И О2, и О3 являются аллотропами кислорода. Полезно помнить, что кислород и озон — газообразные вещества с разными температурами плавления и кипения, а также разной плотностью (озон в 1,5 раза тяжелее кислорода). В воде озон более растворим.
Интересно! Озон — это голубой газ с очень сильным, но приятным запахом, в то время как О2 обычно является бесцветным газом без запаха. Может существовать во всех трех агрегатных состояниях.
Провести атомный анализ, посмотреть химические характеристики — это простой способ отличить эти элементы друг от друга. С химической точки зрения, О3 более активен, чем О2.
Тот факт, что О3 распадается на молекулу кислорода и атомарный кислород, оба из которых активно реагируют с другими химическими веществами, помогает объяснить, почему озон более активен.
Например, даже при нагревании О2 не соединяется с серебром, а О3 — легко:
6Ag+О3=3Ag2O
Польза
О2 используется не только при легочных и сердечных заболеваниях, когда затруднено дыхание, но и в терапевтических целях. Лечение таких тяжелых заболеваний, как гангрена, тромбофлебит, слоновость и трофические язвы, показало хорошие результаты при подкожном введении кислорода.
Это не менее важно и для промышленности. Многие технические процессы, основанные на окислении, становятся более эффективными, быстрыми и доступными при добавлении кислорода в воздух. И эти процедуры продолжают использоваться практически во всем теплоэнергетическом секторе. Без О2 чугун также не может быть превращен в сталь. Лишний углерод в чугуне «удаляется» путем применения О2. Одновременно повышается качество стали.
Кислород также необходим для цветной металлургии. Ракетное топливо окисляется с помощью жидкого кислорода.
Хорошо известно, насколько необычна молекулярная структура озона для материала природного происхождения. Еще в школе всем было известно, что атмосферный О3 играет важнейшую роль в поддержании жизни на Земле.
А тропосферный озон, являющийся опасным загрязнителем, представляет опасность для здоровья людей, животных и растений. Поэтому проблема образования озоновых дыр всегда была крайне важна для ученых и биологов и остается актуальной и сегодня.
Важно отметить, что впервые ученые заинтересовались терапевтическими свойствами озона примерно в начале прошлого века из-за антибактериальных возможностей этого газа. В то время с его помощью впервые стали лечить гнойные и инфицированные раны.
Позже антибиотики стали считаться панацеей от всех болезней, а О3 снова начали использовать только тогда, когда стали появляться серьезные аллергические реакции (такие как дисбактериоз, кандидоз и токсический гепатит) и другие побочные эффекты от применения антибиотиков.
Применение озона в качестве сильного дезинфицирующего средства обусловлено его свойствами:
- для дезинфекции помещений и одежды;
- для очистки воды и воздуха от микроорганизмов (озонирование);
- для озонирования растворов, применяемых в медицине (как для внутривенного, так и для контактного применения).
В то же время было обнаружено, что проблема инфекционных заболеваний не может быть полностью решена с помощью антибиотиков.
Наличие на Земле
В настоящее время атмосфера Земли состоит из незначительного количества других газов, а также из 78,09 % азота, 20,95 % кислорода, 0,93 % аргона и 0,039 % углекислого газа. Кроме того, постоянно изменяется уровень водяного пара.
Озоновый слой имеет относительную концентрацию озона (до 0,001 %) и является самым тонким и легким слоем в атмосфере.
Озоновый слой в верхних слоях атмосферы
Область стратосферы над поверхностью Земли с наибольшей концентрацией озона называется озоновым слоем. Под воздействием ультрафиолетовых лучей Солнца молекулы кислорода в этом слое окисляются. Таким образом, из двух молекул кислорода образуется одна молекула озона и один атомарный кислород. Именно этот атомарный О обладает столь сильными антибактериальными свойствами.
Живые существа защищены от солнечной радиации озоновым слоем, который также поглощает опасное ультрафиолетовое излучение солнца. В результате озоновый слой защищает как животных от лучевой болезни и рака кожи, так и растительный мир от полного сгорания на солнце. Растения получают ультрафиолетовый свет, необходимый им для фотосинтеза, поскольку озон пропускает видимый свет, не поглощая его.
Видео по теме статьи
Сравнительная характеристика элементов в видеоролике ниже.
Заключение
Осталось только подытожить, чем отличается озон от кислорода. Двумя основными газообразными соединениями химического элемента кислорода являются О2 и озон. Озон представляет собой трехатомную молекулу кислорода, тогда как О2 — это газ с двумя атомами кислорода. Это основное различие между ними.
