臭氧氣體是藍色,液體是深藍色,固體是深藍色。其分子結構呈三角形。當臭氧濃度達到15%時,在常溫、常壓、常色條件下,臭氧為無色氣體,顏色為淡藍色。臭氧氣體不溶于液氧、四氯化碳等,但溶于水,在水中溶解度高。在0℃和標準大氣壓下,綜合積水可以溶解0.494體積的臭氧。在常溫常壓下,臭氧在空氣中的溶解度約為氧氣的13倍,比臭氧高25倍。但臭氧水溶液的穩定性受水中雜質的影響很大,尤其是含有金屬離子時,臭氧在純水中分解迅速而緩慢。濃度2.14g/L(0°C,0.1MP),沸點-111°C,熔點-192°C。由于其分子結構不穩定,在水中比在空氣中更容易分解。臭氧在水中的溶解度雖然比氧氣高10倍,但在實際應用中溶解度很小,因為它的溶解度與系統中的分壓和總壓成正比,符合亨利定律。因為空氣中的臭氧含量極低,所以分壓也極低,會迫使水中的臭氧從水與空氣的界面逸出,使水中的臭氧濃度始終處于持續下降的狀態。
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