在地球大气层的平流层中,氧气分子在紫外线作用下,形成了一个臭氧层。虽然它只是薄薄的一层,但它就像是一道屏障保护着地球上的生物免受太阳紫外线的侵害。因此,人们将臭氧称为“地球的保护伞”。
臭氧是地球大气中的一种微量气体,它是在大气中的氧气分子受太阳辐射分解成氧原子后,氧原子又与周围的氧气分子结合而形成的。90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层。臭氧能够吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线,使动植物免遭这种射线的侵害。
臭氧其实很早就被人发现了。古时候,人们喜欢佩戴琥珀。琥珀是数千万年前的树脂被埋藏于地下,经过一定的化学变化后形成的一种树脂化石,其表面非常光滑。当人们用野兽的皮毛摩擦琥珀时,会闻到一种具有特殊臭味的气体,这就是臭氧。
到了近代,臭氧是在放电中被发现和制成的。那么,第一个制得臭氧的人是谁呢?这就要追溯到1785年了。当时,荷兰化学家马鲁姆在给密闭的玻璃管汞面上的氧气通电后,发觉有一股非常强烈的臭味,好像是电气的味道。但是,马鲁姆没有继续对其进行研究,所以并不知道这股臭味到底是什么。但是,马鲁姆是近代化学实验中最早制得臭氧的人。
马鲁姆
1840年,德国化学家舍拜恩在空气中进行放电实验,也闻到了这种电气的味道。但是他认为这种臭味和氯气以及溴气所散发出来的气味属于同类气味。4年后,他又发现白磷在空气中发生氧化反应时也产生这种臭味。他还发现这种气体能将碘化钾中的碘释放出来,并能将二价铁氧化成三价铁。他推测氮气是由这种发出臭味的气体和氢气组成的混合物,于是他继续投入到对这种气体的研究之中。1854年,终于有了重大发现,舍拜恩在论文中指出:氧气中除了普通的氧气外,还有一种“氧气”。他把这种“氧气”命名为“Ozone”,希腊文意为“臭味”。
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臭氧是一种天蓝色气体,冷却时可凝结成暗蓝色液体,并可凝固成紫黑色晶体。臭氧能把碘化钾中的碘释放出来,而碘可以使淀粉水溶液变成蓝色。因此,将气体通入含有少量淀粉浆的碘化钾溶液中,可以检验是否有臭氧存在。
同一个时期里,还有一些人发现过臭氧。1845年,瑞士化学家马里纳和德拉里夫各自加热氯酸钾获得氧气后,经干燥,在其中放电也获得了臭氧。他们认为它是一种具有特别化学活性的“氧气”。直到1898年,德国化学家拉登堡在测定了臭氧的分子量后,才确定它是氧气的一种同素异形体。
如今,人们对臭氧已经有了更多的认识,而且,臭氧在人们的生活中也发挥着重要的作用。臭氧不仅具有消毒、灭菌、除臭、脱色等作用,还可以改变植物呼吸状态、激活植物细胞。因此,臭氧在农业、工业以及餐饮业等领域应用广泛。
随着人类活动的加剧,地球表面的臭氧层出现了严重的空洞,尤其是南极上空的臭氧层空洞引起了环境保护人士极大的关注。臭氧层空洞威胁着人类的生存。据科学家分析,大气中的臭氧每减少1%,照射到地面的紫外线就增加2%,人类患皮肤癌的机率就增加3%,而且还会增加人类受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病袭击的风险。1995年,联合国规定把每年的9月16日定为国际臭氧层保护日,以提醒人们保护臭氧层刻不容缓。
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