Molekylet
De to O-O-bindingene i O3 er like lange og kan beskrives som en blanding av en enkeltbinding og en dobbeltbinding: O≈O≈O. Molekylet er vinklet med en vinkel på 117°.
Forekomst
Normalt finnes 0,01–0,07 ppm ozon ved jordoverflaten. Lokalt kan det bli mer i fotokjemisk smog i stor biltrafikk. Dette ozonet dannes ved at nitrogenoksider i bilenes eksosgass, under innflytelse av naturlig ultrafiolett stråling, reagerer med eksosgassens hydrokarboner og andre organiske forbindelser. Slik luftforurensning av ozon virker irriterende på øynene og slimhinnene og er ødeleggende for vegetasjonen.
Ozon kan dannes i kopimaskiner slik at ozoninnholdet i luften kan bli for høy om ventilasjonen er dårlig.
I stratosfæren fører fotokjemiske reaksjoner mellom oksygen og nitrogenoksider til en stadig nydannelse av ozon. Dette ozonet er ønskelig, siden det beskytter jordoverflaten mot ultrafiolett stråling. Se ozonlaget.
Egenskaper
Flytende ozon er mørkeblå, fast ozon er mørkfiolett. Ozon har kokepunkt −111,85 °C, smeltepunkt −192,65 °C, tetthet 2,144 g/L (litervekt). Ozon er et meget kraftig oksidasjonsmiddel, nest etter fluor det sterkeste som er kjent.
Med alkali- og jordalkalimetallene dannes ozonider, som er salter som inneholder ionet O3−, for eksempel kaliumozonid KO3. Ionet er vinklet og bindingslengden er 135 pm, noe lenger enn i ozon, der bindingslengden er 128 pm. Med umettede organiske forbindelser dannes ozonider ved at ozon adderes til dobbeltbindingene. Disse organiske ozonidene er molekylforbindelser.
Ozon oksiderer nesten alle metaller til deres høyeste oksidasjonstrinn. Sulfider oksideres for eksempel til sulfater, og kull ved vanlig temperatur til karbondioksid. Mange organiske fargestoffer blekes av ozon. Alkohol og fett kan under visse omstendigheter antennes.
I konsentrert tilstand er ozon eksplosivt. I fortynnet tilstand spaltes ozon langsomt ved alminnelig temperatur i det mer stabile dioksygen, det vanlige oksygenmolekylet: 2O3 ⇆ 3O2. Spaltningen påskyndes av katalytisk virkende stoffer, for eksempel brunstein. Også ultrafiolett stråling påskynder spaltningen. Ved oppvarming til 100 °C spaltes selv fortynnet ozon nesten momentant.
Fremstilling
Ozon fremstilles i såkalte ozonisatorer ved at tørr luft eller oksygen utsettes for elektriske utladninger uten gnistdannelse. Med rent oksygen får man en gassblanding med inntil 15–20 prosent ozon.
Små mengder ozon dannes når elektriske gnister, for eksempel lyn, slår gjennom luft eller oksygen, og når oksygen utsettes for ultrafiolett stråling med bølgelengde mindre enn 250 nm. Det sistnevnte er årsaken til at høyfjellsluft, som i større grad er utsatt for den ultrafiolette strålingen fra Solen, inneholder noe mer ozon enn lavlandsluft. Også i nærheten av en kunstig høyfjellssol eller et radioaktivt preparat kan man tydelig merke lukten av ozon.
Kjemiske reaksjoner kan bevirke dannelse av ozon, for eksempel ved langsom oksidasjon av fuktig, hvitt fosfor i luft og oppvarming av blanding av kaliumklorat og brunstein.
Ozon kommer i handelen som en 20 volumprosent løsning i klortrifluorometan, ClF3C, i rustfrie stålflasker som lagres ved tørris-temperatur.
Bruk
Ozon blir brukt til bleking av olje, fett, voks, syntetiske fibrer, papir, cellulose, tekstiler med mer, til å desinfisere og forbedre luft i forsamlingslokaler, i sykehus, kjølerom, slakterier, bryggerier og så videre, og til å desinfisere og rense drikkevann og kloakkvann i stedet for klor.
Betydelige mengder ozon blir brukt for ozonisering av umettede organiske forbindelser og for andre formål i organisk kjemi.
Helsevirkninger
Ozonforgiftning forekommer i Norge oftest i forbindelse med sveising, særlig ved sveising på aluminium og rustfritt stål. De kroniske virkninger er noe usikre, og det er akuttvirkningene som er viktigst. Disse består av akutt luftveisirritasjon og i noen grad undertrykking av sentralnervesystem-funksjoner. Ved lav eksponering er øyeirritasjon, sår hals, hodepine og moderat åndenød de hyppigste symptomer.
Administrativ norm for ozon i arbeidsmiljøet er 0,2 mg/m3 luft (0.15 PPM).