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臭氧是一种具有刺激性特殊气味的不稳定气体，它可在地球同温层内光化学合成，但是在地平面上仅以极低浓度存在。
一般物理性质
在常温下，臭氧为蓝色气体，不过在常温下，蓝色并不明显，除非是相当高浓度的气体。臭氧的主要物理性质列于表1，液体密度和蒸气压列于表2。
表1 纯臭氧的物理性质
熔点（760mmHg）/℃ 沸点（760mmHg）/℃ 临界温度/℃ 临界压力/atm 临界体积（cm3/mol） 液态臭氧的粘滞度 77.6K（Pa·s） 90.2K（Pa·s） 表面张力（cyn/cm）① 77.2K 90.2K 等张比容（90.2K） 介电常数（液态90.2k） 偶极距/Debye（德拜） 磁化率（cm-g-s单位） 气体 液体 | -192.5±0.4 -111.9±0.3 -12.1 54.6 111
0.00417 0.00156
43.8 38.4 75.7 4.79 0.55 0.002×10-6 0.150 | 气体密度（0℃）/（g/L） 蒸发热（-112℃）/（J/L） 临界密度/（g/ml） 固态臭氧密度（77.4K） /（g/cm3） 液态热容（90～105K） /（cal/k） 汽化热/（kJ/mol） -111.9℃ -183℃ 生成热 气体（298.15k） 液体（90.15k） 理想气体（0k） 生成自由能（气体，298.15k）
| 2.144 316.8 0.437 1.728
0.425+0.0014×（T－90）
14277 15282
142.98 125.60 145.45 162.82
|
①1dyn=10-3N/m；1atm=101.325Pa；1cal=4.18J。
表2 臭氧的液体密度和蒸气压
温度/℃ | 液体密度/ （g/cm3） | 液体蒸气压/ mmHg | 温度/℃ | 液体密度/ （g/cm3） | 液体蒸气压/ mmHg |
-183 -180 -170 -160 -150 | 1.574 1.566 1.535 1.504 1.473 | 0.11 0.21 1.41 6.75 24.3 | -140 -130 -120 -110 -100 | 1.442 1.410 1.318 1.347 1.316 | 74.2 190 427 865 1605 |
臭氧的溶解度
臭氧略溶于水，标准压力和温度下（STP），其溶解度比氧大13倍（见表3），比空气大25倍。
表3臭氧在水中的溶解度（气体分压为105Pa）/（ml/L）
气体 | 密度（g/L） | 温 度/℃ | |||
0 | 10 | 20 | 30 | ||
O2 | 1.429 | 49.3 | 38.4 | 31.4 | 26.7 |
O3 | 2.143 | 641 | 520 | 368 | 233 |
空气 | 1.2928 | 28.8 | 23.6 | 18.7 | 16.1 |
|
臭氧和其他气体一样，在水中的溶解度符合亨利定律，即在一定温度下，任何气体溶解于已知液体中的质量，将与该气体作用在液体上的分压成正比，而亨利常数的大小只是温度的函数，与浓度无关。
C = KHP （1）
式中 C——臭氧在水中的溶解度，mg/L；
P——臭氧化空气中臭氧的分压，kPa；
KH——亨利常数，mg/（L·kPa）。
从式（1）知，由于实际生产中采用的多是臭氧化空气，其臭氧的分压很小，故臭氧的溶解度远远小于表3中的数据。例如，用空气为原料的臭氧发生器生产的臭氧化空气，臭氧只占0.6%～1.2%（体积）。根据气态方程及道尔顿分压定律知，臭氧的分压也只有臭氧化空气压力的0.6%～1.2%。因此，当水温为25℃时，将这种臭氧化空气加入水中，臭氧的溶解度只有（0.625～1.458）×10-4mol/L（3～7mg/L）。
在一般水处理中，臭氧浓度较低，所以在水中的溶解度并不大。在较低浓度下，臭氧在水中的溶解度基本满足亨利定律。低浓度臭氧在水中的溶解度见表4。
表4 低浓度臭氧在水中的溶解度/（mg/L）
气体质量百分比含量/% | 温 度/℃ | ||||||
0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | |
1 1.5 2 3 | 8.31 12.47 16.64 24.92 | 7.39 11.09 17.79 22.18 | 6.5 9.75 13 19.5 | 5.6 8.4 11.19 16.79 | 4.29 6.43 8.57 12.86 | 3.53 5.09 7.05 10.58 | 2.7 4.04 5.39 8.09 |
