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臭氧是一種具有刺激性特殊氣味的不穩定氣體，它可在地球同溫層內光化學合成，但是在地平面上僅以極低濃度存在。
一般物理性質
在常溫下，臭氧為藍色氣體，不過在常溫下，藍色并不明顯，除非是相當高濃度的氣體。臭氧的主要物理性質列于表1，液體密度和蒸氣壓列于表2。
表1 純臭氧的物理性質
熔點（760mmHg）/℃ 沸點（760mmHg）/℃ 臨界溫度/℃ 臨界壓力/atm 臨界體積（cm3/mol） 液態臭氧的粘滯度 77.6K（Pa·s） 90.2K（Pa·s） 表面張力（cyn/cm）① 77.2K 90.2K 等張比容（90.2K） 介電常數（液態90.2k） 偶極距/Debye（德拜） 磁化率（cm-g-s單位） 氣體 液體 | -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 | 氣體密度（0℃）/（g/L） 蒸發熱（-112℃）/（J/L） 臨界密度/（g/ml） 固態臭氧密度（77.4K） /（g/cm3） 液態熱容（90～105K） /（cal/k） 汽化熱/（kJ/mol） -111.9℃ -183℃ 生成熱 氣體（298.15k） 液體（90.15k） 理想氣體（0k） 生成自由能（氣體，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 臭氧的液體密度和蒸氣壓
溫度/℃ | 液體密度/ （g/cm3） | 液體蒸氣壓/ mmHg | 溫度/℃ | 液體密度/ （g/cm3） | 液體蒸氣壓/ 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，標準壓力和溫度下（STP），其溶解度比氧大13倍（見表3），比空氣大25倍。
表3臭氧在水中的溶解度（氣體分壓為105Pa）/（ml/L）
氣體 | 密度（g/L） | 溫 度/℃ | |||
0 | 10 | 20 | 30 | ||
O2 | 1.429 | 49.3 | 38.4 | 31.4 | 26.7 |
O3 | 2.143 | 641 | 520 | 368 | 233 |
空氣 | 1.2928 | 28.8 | 23.6 | 18.7 | 16.1 |
|
臭氧和其他氣體一樣，在水中的溶解度符合亨利定律，即在一定溫度下，任何氣體溶解于已知液體中的質量，將與該氣體作用在液體上的分壓成正比，而亨利常數的大小只是溫度的函數，與濃度無關。
C = KHP （1）
式中 C——臭氧在水中的溶解度，mg/L；
P——臭氧化空氣中臭氧的分壓，kPa；
KH——亨利常數，mg/（L·kPa）。
從式（1）知，由于實際生產中采用的多是臭氧化空氣，其臭氧的分壓很小，故臭氧的溶解度遠遠小于表3中的數據。例如，用空氣為原料的臭氧發生器生產的臭氧化空氣，臭氧只占0.6%～1.2%（體積）。根據氣態方程及道爾頓分壓定律知，臭氧的分壓也只有臭氧化空氣壓力的0.6%～1.2%。因此，當水溫為25℃時，將這種臭氧化空氣加入水中，臭氧的溶解度只有（0.625～1.458）×10-4mol/L（3～7mg/L）。
在一般水處理中，臭氧濃度較低，所以在水中的溶解度并不大。在較低濃度下，臭氧在水中的溶解度基本滿足亨利定律。低濃度臭氧在水中的溶解度見表4。
表4 低濃度臭氧在水中的溶解度/（mg/L）
氣體質量百分比含量/% | 溫 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 |
