Озон (от греч. ózō — пахну), аллотропное видоизменение кислорода; взрывчатый газ синего цвета с резким характерным запахом. В отличие от двухатомной молекулы «обычного» кислорода (O2), молекула озона трехатомна (О3). Впервые озон обнаружил в 1785 голландский физик М. ван Марум по характерному запаху (свежести) и окислительными свойствам, которые приобретает воздух после пропускания через него электрических искр. При нормальных условиях масса 1 л озона 2,1445 г. Плотность газообразного озона по кислороду 1,5, по воздуху 1,62. tпл — 192,7°С, tkип — 112°С. Ниже tkип озон — темно-синяя жидкость, плотность 1,71 г/см3 (при — 183°С), В газообразном состоянии озон диамагнитен, в жидком — слабопарамагнитен. Растворимость озона в воде 0,394 г/л (при 0°С), т.е. в 15 раз больше, чем у кислорода. Озон образуется по обратимой реакции: 3O2 + 68 ккал (285 кдж) Û 2O3. Молекула О3 неустойчива и самопроизвольно превращается в O2 с выделением тепла. При небольших концентрациях (без посторонних примесей) озон разлагается медленно, при больших — со взрывом. Нагревание и контакт озона с ничтожными количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение. Наоборот, присутствие небольших количеств HNO3 стабилизирует озон, а в сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при —78°С практически не разлагается.
Озон — один из наиболее сильных окислителей (гораздо сильнее обычного кислорода). Он окисляет все металлы (за исключением Au и платиновых), а также большинство др. элементов. При действии на некоторые неорганические и органические соединения образует озониды (см. Перекисные соединения). Присутствие озона в газовой смеси можно установить по реакции:
O3 + 2KI + H2O = I2 + O2 + 2KOH
«Обычный» кислород O2 в реакцию KI не вступает.
Озон образуется в процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода, например при разложении перекисей, окислении фосфора и т.п. В промышленности его получают из воздуха или кислорода в озонаторах действием тихого электрического разряда при низких температурах. Сжижается O3 легче, чем O2, и потому их легко разделить.
Сильные окислительные свойства озона позволяют использовать его при получении многих органических веществ, для отбеливания бумаги, масел и т.д. Озон убивает микроорганизмы, поэтому его применяют для очистки воды и воздуха (озонирование). Однако в воздухе допустимы лишь очень малые концентрация озона, т.к. он чрезвычайно ядовит (даже более ядовит, чем угарный газ CO); предельно допустимая концентрация озона в воздухе 10–5%.