臭氧:發現雷電過後臭味的祕密

它在常溫下是一種有特殊臭味的藍色氣體。

臭氧是氧的一種同素異形體,它在常溫下是一種有特殊臭味的藍色氣體。臭氧主要存在於距地球表面20~35公里的同溫層下部的臭氧層中。臭氧層能吸收大部分射線(如紫外線),起著保護人類和其他生物的作用,但是在地表的臭氧對人體卻是有害的。近年來,大氣中臭氧層逐漸被破壞,甚至出現空洞,這使得人們對於臭氧關注越來越密切。


臭氧:發現雷電過後臭味的秘密


臭氧(央視)

其實臭氧很早就被人發現了,但是人們並沒有注意。雷雨過後人們會呼吸到一種特殊的味道,實際就是空氣中的臭氧濃度提高。臭氧濃度之所以提高,是因為閃電(高壓放電)電離空氣中的氧氣形成臭氧。

1785年,荷蘭化學家馬丁努斯·馬倫在近代化學實驗中最早製得了臭氧。他在密閉的玻璃管中汞面上的氧氣通電後,發覺有一股非常強烈的臭味,好像是“電氣”的味道。他不知道這股臭味是什麼,也沒有進行深入研究。

1840年,德國化學家舍恩拜因在實驗室進行電解稀硫酸時,也突然嗅到這種“電氣”的味道,這種氣味卻讓他有種此曾相識的感覺。他回憶起起,自己童年的時候曾經嗅到過這種氣味。


臭氧:發現雷電過後臭味的秘密


臭氧是地球的保護膜(網絡圖)

那時候,舍恩拜因還是一個調皮的孩子。有一次, 他在離家挺遠的野地裡與同伴玩耍,突然天氣驟變, 雷雨交加,暴雨如瓢潑般傾瀉下來。驚恐的孩子們趕緊跑到附近的一個草棚去躲雨。雷聲越來越響, 閃電在空中舞動。突然,“轟”的一聲巨響, 遠處一座高大的教堂被雷電擊倒了。孩子們看到這樣的情形,非常驚奇,衝出草棚,想去看看教堂被擊中之後會變成什麼樣子。

當趕到教堂附近時,他們發現教堂裡煙霧瀰漫,到處是瓦礫和磚塊,空氣中還有一股刺鼻的臭味。附近趕到的大人甚至驚恐的說,魔鬼來了。但是,舍恩拜因卻不相信,他是一個善於觀察的孩子,他早就注意到每次雷鳴電閃之後, 都能聞到這種味兒,所以這種臭味不足為懼。舍恩拜因還給它取了個名字, 叫“霹靂的氣味”。只是, 今天教堂裡的氣味, 比平時聞到的要濃烈得多。

時間過了很久,童年的深刻記憶卻讓舍恩拜因時刻記得那種奇怪的味道。當他在實驗室又嗅到這種味道時,不管是童年時的好奇心還是一個化學家的敏感,舍恩拜都決定要搞清楚這種氣味的來由。

舍恩拜因開始了研究,在經過反覆實驗後,果然收集到了一種新氣體。他把這種帶有臭味的物質用希臘文命名為OZEIN,意思是發臭味的物質,從而最先提出了臭氧的概念。後來許多物理學家和氣象學家在實驗室內以及通過光譜觀測都證實了臭氧作為一種物質的存在。

臭氧與我們熟知的氧氣都是一種單體,但卻是氧元素的不同種存在形式。臭氧的分子中含有3個氧原於,而氧氣分子中只含有2個氧原子。臭氧也是一種強氧化劑,化學性質很活躍。臭氧不僅可以組成臭氧層吸收紫外線保護人類,還可以被用作消毒劑,殺菌消毒。不過,過高的臭氧濃度卻會對人體造成危害。


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