O3

개요

오존(Ozone, O₃)은 산소 원자 3개로 구성된 삼원자 분자이며, 상온에서는 연한 청색을 띠는 기체이다. 특유의 강한 자극성 냄새가 있으며, 산소(O₂)의 동소체로 분류된다. 지구 대기권에서는 성층권의 오존층이 자외선을 흡수하여 생명체를 보호하는 반면, 대류권의 오존은 건강과 환경에 유해한 오염물질로 간주된다.

명칭 및 기본 정보

오존 (O₃)
항목	내용
화학식	O₃
분자량	48.00 g/mol
상태	상온에서 기체 (고농도 시 액체 또는 고체)
색	연한 청색
냄새	특유의 자극적인 냄새 (번개 후, 복사기 작동 시 감지)
끓는점	−111.9 °C
녹는점	−192.2 °C
밀도	약 2.144 g/L (0°C, 1 atm 기준)
용해도	물에 약간 용해됨
CAS 번호	10028-15-6

분자 구조 및 성질

구조

비선형(굽은) 구조이며, 중심 산소 원자와 양쪽 산소 원자 사이에 공명 구조가 존재함 분자 전체가 극성을 가지며, 이로 인해 높은 산화력을 가짐

물리적 특성

연한 청색 기체이며, 고농도에서는 액체(짙은 청색), 고체(짙은 남색) 상태로 존재함 공기보다 무겁고, 물에 약간 용해됨 상온에서 불안정하며 점차 O₂로 분해됨 자극적인 냄새는 번개 직후의 공기, 복사기 작동 시, 전기스파크 등에서 감지됨

생성과 존재

자연적 생성

태양의 자외선(UV)에 의해 O₂가 광해리되면서 생성됨 번개, 고압 전기 방전 등에서도 생성 성층권 약 10~50km 높이에 오존층이 존재하여 자외선 차단 역할 수행

인위적 생성

공장에서 고압 전기 방전 방식으로 생산 일부 자동차 배기가스 및 산업 플루스로 인해 지표면 근처에 오존이 증가됨 (광화학 스모그)

용도

살균 및 소독(수처리, 병원 기구 등) 냄새 제거 및 공기 정화 반도체, 제약 산업에서의 산화 반응 유도 식품 저장 및 부패 방지 일부 특수 합성 화학 반응에 사용됨

환경과 건강 영향

유익한 역할 (성층권 오존층)

태양 자외선(UV-B, UV-C)의 대부분을 흡수하여 지상 생명체를 보호 오존층 파괴는 피부암, 백내장, 면역저하 등 건강 문제와 농업·생태계 피해를 유발함

해로운 역할 (대류권 오존)

광화학 스모그의 주 성분 중 하나 인체 호흡기 자극, 폐 기능 저하, 어린이·노약자 건강 악화 식물 생장 억제, 작물 수확량 감소 등 생태계 피해 유발

관련 문제 및 국제 대응

프레온가스(CFC) 등 염화불화탄소류는 오존층을 파괴하는 대표적 물질로 지목됨 1987년 몬트리올 의정서를 통해 CFC 등의 생산·사용이 국제적으로 규제 오존층 회복은 수십 년이 걸리며, 일부 지역에서는 점진적 회복 조짐이 보임

기타

오존은 산화력이 매우 강하여 산업적으로도 유용하지만, 고농도에서는 인체에 위험 공기 청정기, 수처리기기 등에 사용되는 오존 발생장치는 법적 기준을 따라야 함 오존이 많을수록 무조건 좋은 것이다는 오해는 과학적으로 틀린 주장이다