Kiến Thức Live
Ozon (O3) là một phân tử khí có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ Trái đất khỏi những tác hại của bức xạ Mặt trời, đặc biệt là tia cực tím (UV). Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về Ozon, bao gồm phương trình hóa học hình thành O3 từ O2, tính chất vật lý và hóa học cũng như các phương trình hóa học liên quan. Mời các bạn cùng tham khảo nhé.
Thành tạo ozone từ oxy
Ozon được tạo thành từ ba nguyên tử oxy liên kết với nhau. Phương trình hóa học của phản ứng này diễn ra như sau:
3O2 -> 2O3
Điều kiện cần thiết để phản ứng này xảy ra là tia cực tím (UV) từ Mặt trời. Năng lượng từ tia UV kích thích phân tử oxy (O2) tách ra thành các nguyên tử oxy đơn lẻ (O). Những nguyên tử oxy đơn lẻ này sau đó kết hợp với các phân tử oxy khác (O2) để tạo thành Ozon (O3).
Tính chất của Ozone
Ozon tồn tại ở trạng thái khí với màu sắc không màu hoặc xanh nhạt. Khí Ozon ít tan trong nước nhưng lại tan nhiều hơn trong một số dung môi hữu cơ không phân cực. Ở nhiệt độ lạnh (-112°C), Ozon ngưng tụ thành chất lỏng màu xanh lam đậm. Nếu tiếp tục giảm nhiệt độ xuống dưới -193°C, Ozon sẽ chuyển thành thể rắn có màu tím đen.
Về mặt hóa học, Ozon là một chất oxy hóa mạnh. Nó có khả năng phản ứng với nhiều hợp chất khác nhau, đóng vai trò như một chất khử trùng hiệu quả.
Tính chất hóa học của Ozon
Về mặt hóa học, Ozon là một chất oxy hóa mạnh. Điều này là do liên kết giữa các nguyên tử oxy trong Ozon không bền vững. Ozon dễ dàng tham gia các phản ứng hóa học, nhường đi một nguyên tử oxy cho chất khác. Khả năng oxy hóa mạnh của Ozon giúp nó có thể phản ứng với nhiều hợp chất khác nhau, đóng vai trò như một chất sát khuẩn hiệu quả.
Phương trình liên quan Ozone
- Phương trình hóa học tạo thành Ozon: 3O2 → 2O3
- Phản ứng Ozon với kim loại: M + O3 → MO + O2 (Ví dụ: Cu + O3 → CuO + O2)
- Phản ứng Ozon với cacbon: C + 2O3 → CO2 + 2O2
- Phản ứng Ozon với lưu huỳnh: S + 4O3 → SO4 + 4O2
- Phản ứng Ozon với nitơ: NO + O3 → NO2 + O2
Bài tập vận dụng
1. Cho 10 gam Ozon (O3) phản ứng với lượng dư kali iodide (KI) trong dung dịch kiềm. Tính khối lượng kali iodua (KI) thu được.
Giải:
Phản ứng hóa học: 2O3 + 2KI + H2O → 2KOH + O2 + I2
Ta có:
- n(O3) = 10 gam / 48 gam/mol = 0,208 mol
- Theo tỉ lệ phản ứng, n(KI) = n(O3) = 0,208 mol
- Khối lượng KI thu được: m(KI) = n(KI) * M(KI) = 0,208 mol * 166 gam/mol = 34,77 gam
2. Một dung dịch Ozon có nồng độ 0,01 mol/L. Để khử trùng 1 lít dung dịch nước thải cần 0,002 mol Ozon. Cần bao nhiêu lít dung dịch Ozon để khử trùng 10 lít dung dịch nước thải?
Giải:
- Lượng Ozon cần thiết để khử trùng 1 lít dung dịch nước thải: n(Ozon) = 0,002 mol
- Nồng độ dung dịch Ozon cần thiết: C(Ozon) = n(Ozon) / V = 0,002 mol / 1 L = 0,002 mol/L
- Lượng dung dịch Ozon cần thiết để khử trùng 10 lít dung dịch nước thải: V(Ozon) = n(Ozon) / C(Ozon) = 0,02 mol / 0,002 mol/L = 10 L
3. Trong một thí nghiệm, 200 ml dung dịch Ozon được dẫn qua lượng dư dung dịch kali iodide (KI) trong dung dịch kiềm. Sau phản ứng, thu được 3,2 gam iot (I2). Xác định nồng độ mol của dung dịch Ozon.
Giải:
Phản ứng hóa học: 2O3 + 2KI + H2O → 2KOH + O2 + I2
Ta có:
- n(I2) = 3,2 gam / 126 gam/mol = 0,0254 mol
- Theo tỉ lệ phản ứng, n(O3) = n(I2)/2 = 0,0127 mol
- Nồng độ mol của dung dịch Ozon: C(Ozon) = n(Ozon) / V = 0,0127 mol / 0,2 L = 0,0635 mol/L
Kết luận
Vừa rồi, Kiến Thức Live đã chia sẻ đến các bạn học sinh kiến thức về Ozon cũng như phản ứng hình thành Ozon, tính chất hóa học, vật lý để có thể ứng dụng vào các bài tập Hóa học thường gặp.
