Vrste ozona. Ozon, fizička i hemijska svojstva, primena


1. Šta znamo o OZONU?

Ozon (od grčkog ozon - miris) je plavi plin oštrog mirisa, jak oksidant. Ozon je alotrop kiseonika. Molekularna formula O3. 2,5 puta je teži od kiseonika. Koristi se za dezinfekciju vode, hrane i vazduha.

Tehnologija

Na osnovu tehnologije korona ozona razvijen je multifunkcionalni anjonski ozonator Green World, koji koristi ozon za dezinfekciju i sterilizaciju.

Karakteristike hemijskog elementa ozona

Ozon, čiji je naučni naziv O3, dobija se kombinacijom tri atoma kiseonika, ima visoku oksidacionu funkciju, koja je efikasna u dezinfekciji i stearilizaciji. U stanju je uništiti većinu bakterija u vodi i zraku. Smatra se efikasnim dezinficijensom i antiseptikom. Ozon je važna komponenta atmosfere. Naša atmosfera sadrži 0,01 ppm-0,04 ppm ozona, koji uravnotežuje nivoe bakterija u prirodi. Ozon se prirodno proizvodi i pražnjenjem groma tokom grmljavine. Prilikom električnog pražnjenja groma oslobađa se prijatan slatkast miris koji nazivamo svjež zrak.

Molekuli ozona su nestabilni i vrlo brzo se raspadaju u molekule kiseonika. Ovaj kvalitet čini ozon vrijednim pročišćivačem plinova i vode. Molekule ozona se spajaju s molekulima drugih tvari i razgrađuju, kao rezultat, oksidiraju organske spojeve, pretvarajući ih u bezopasni ugljični dioksid i vodu. Budući da se ozon lako razlaže na molekule kisika, značajno je manje toksičan od drugih dezinficijensa kao što je klor. Nazivaju ga i "najčistijim oksidantom i dezinficijensom".

Svojstva ozona - ubija mikroorganizme

1. ubija bakterije

a) ubija većinu bakterija coli i stafilokoka u zraku

b) ubija 99,7% coli bakterija i 99,9% stafilokoka na površini predmeta

c) ubija 100% bakterija coli, stafilokoka i mikroba iz grupe salmonele u fosfatnim jedinjenjima

d) Ubija 100% koli-bakterija u vodi

2. Uništava spore bakterija

a) uništava spore brevibacteiuma

b) sposobnost uništavanja bakterija u zraku

c) Ubija 99,999% brevibacteiumspore u vodi

3. uništava viruse

a) uništava 99,99% HBsAg i 100% HAAg

b) uništava virus gripa u zraku

c) uništava PVI i virus hepatitisa A u vodi u roku od nekoliko sekundi ili minuta

d) uništava SA-11 virus u vodi

e) kada koncentracija ozona u krvnom serumu dostigne 4 mg/l, on je u stanju da uništi HIV u 106cd50/ml

a) ubija 100% aspergillus versicolor i penicillium

b) ubija 100% aspergillusnigera, fusariumoxysporumf.sp.melonogea i fusariumoxysporumf.sp. lycopersici

c) ubija bakterije aspergillus niger i candida

2. Kako nastaje ozon u prirodi?

Nastaje od molekularnog kiseonika (O2) tokom električnog pražnjenja ili pod dejstvom ultraljubičastog zračenja. To je posebno uočljivo na mjestima bogatim kisikom: u šumi, na primorju ili u blizini vodopada. Kada je izložen sunčevoj svjetlosti, kiseonik u kapi vode pretvara se u ozon. Ozon osjetite i nakon grmljavine, kada nastaje električnim pražnjenjem.

3. Zašto se zrak čini čistijim nakon grmljavine?

Ozon oksidira nečistoće organskih tvari i dezinficira zrak, dajući ugodnu svježinu (miris grmljavine). Karakterističan miris ozona javlja se u koncentracijama od 10-7%.

4. Šta je ozonosfera? Kakav je njegov uticaj na život na planeti?

Glavna masa ozona u atmosferi nalazi se na nadmorskoj visini od 10 do 50 km sa maksimalnom koncentracijom na nadmorskoj visini od 20-25 km, formirajući sloj koji se naziva ozonosfera.

Ozonosfera odbija tvrdo ultraljubičasto zračenje, štiti žive organizme od štetnog djelovanja zračenja. Zahvaljujući formiranju "ozona iz kiseonika u vazduhu, život na kopnu je postao moguć.

5. Kada je ozon otkriven i kakva je istorija njegove upotrebe?

Ozon je prvi put opisan 1785. Holandski fizičar Mac Van Marum.

Godine 1832 prof. Schonbein sa Univerziteta u Bazelu objavio je knjigu "Hemijska proizvodnja ozona". Dao mu je ime "ozon" od grčkog "miris".

Godine 1857 Werner von Siemens dizajnirao je prvu tehničku instalaciju za prečišćavanje vode za piće. Od tada, ozoniranjem je omogućeno dobijanje higijenski čiste vode.

Do 1977 Širom svijeta postoji više od 1000 postrojenja za ozoniranje pitke vode. Trenutno se 95% vode za piće u Evropi tretira ozonom. Ozoniranje je postalo široko rasprostranjeno u Kanadi i SAD-u. U Rusiji postoji nekoliko velikih stanica koje se koriste za naknadni tretman vode za piće, pripremu vode za bazene, za dubinsko prečišćavanje otpadnih voda u reciklažnom vodosnabdijevanju autopraonica.

Ozon je prvi put korišten kao antiseptik tokom Prvog svjetskog rata.

Od 1935 rektalno davanje ozonsko-kiseoničke mješavine počelo se koristiti za liječenje raznih crijevnih bolesti (proktitis, hemoroidi, ulcerozni kolitis, fistule, suzbijanje patogenih mikroorganizama, obnavljanje crijevne flore).

Proučavanje djelovanja ozona omogućilo je njegovu primjenu u kirurškoj praksi za infektivne lezije, liječenje tuberkuloze, upale pluća, hepatitisa, herpes infekcije, anemije itd.

u Moskvi 1992. pod vodstvom zaslužnog naučnika Ruske Federacije, dr.med. Zmyzgovoy A.V. stvoren je „Naučno-praktični centar za ozonoterapiju“ u kojem se ozon koristi za liječenje širokog spektra bolesti. Nastavlja se razvoj efikasnih neštetnih metoda izlaganja ozonom. Danas se ozon smatra popularnim i efikasnim sredstvom za dezinfekciju vode, vazduha i pročišćavanje hrane. Također, mješavine kisika i ozona se koriste u liječenju raznih bolesti, kozmetologiji i mnogim oblastima upravljanja.

6. Možete li udisati ozon? Da li je ozon štetan gas?

Zaista, udisanje visoke koncentracije ozona je opasno, može izgorjeti sluznicu dišnih organa.

Ozon je jako oksidaciono sredstvo. Ovdje leže njegova pozitivna i štetna svojstva. Sve zavisi od koncentracije, tj. od procenta ozona u vazduhu. Njegovo djelovanje je poput vatre... U malim količinama podržava i liječi, u velikim količinama može uništiti.

7. Kada se koriste niske i visoke koncentracije ozona?

Relativno visoke koncentracije se koriste za dezinfekciju, dok niže koncentracije ozona ne oštećuju proteinske strukture i pospješuju zacjeljivanje.

8. Kakav je efekat ozona na viruse?

Ozon potiskuje (inaktivira) virus i izvan i unutar ćelije, djelimično uništavajući njenu ljusku. Proces njegove reprodukcije se zaustavlja i sposobnost virusa da se povežu sa ćelijama tijela je poremećena.

9. Kako se manifestuje baktericidno svojstvo ozona kada je izložen mikroorganizmima?

Kada su izloženi ozonu na mikroorganizme, uključujući kvasac, njihova stanična membrana se lokalno oštećuje, što dovodi do njihove smrti ili nemogućnosti razmnožavanja. Uočeno je povećanje osjetljivosti mikroorganizama na antibiotike.

Eksperimenti su pokazali da plinoviti ozon ubija gotovo sve vrste bakterija, virusa, plijesni i gljivica sličnih kvascu i protozoa. Ozon u koncentracijama od 1 do 5 mg/l dovodi do smrti 99,9% Escherichia coli, streptokoka, mukobakterija, filokoka, Escherichia i Pseudomonas aeruginosa, Proteus, Klebsiella i dr. u roku od 4-20 minuta.

10. Kako ozon djeluje u neživoj prirodi?

Ozon reaguje sa većinom organskih i neorganskih supstanci. U procesu reakcija nastaju kisik, voda, ugljični oksidi i viši oksidi drugih elemenata. Svi ovi proizvodi ne zagađuju okoliš i ne dovode do stvaranja kancerogenih tvari, za razliku od spojeva hlora i fluora.

11. Mogu li jedinjenja koja nastaju u stambenim prostorijama tokom ozoniranja zraka biti opasna?

Koncentracije ozona koje stvara ozonator u domaćinstvu dovode do stvaranja bezopasnih spojeva u stambenim područjima. Kao rezultat ozoniranja prostorije dolazi do povećanja sadržaja kisika u zraku i pročišćavanja od virusa i bakterija.

12. Koja jedinjenja nastaju kao rezultat ozoniranja vazduha u zatvorenom prostoru?

Većina jedinjenja koja nas okružuju reaguju sa ozonom i formiraju bezopasna jedinjenja.

Većina ih se razlaže na ugljični dioksid, vodu i slobodni kisik. U nekim slučajevima nastaju neaktivna (bezopasna) jedinjenja (oksidi). Postoje i takozvane nereaktivne supstance - oksidi titana, silicija, kalcijuma itd. Ne reaguju sa ozonom.

13. Da li je potrebno ozonizirati zrak u klimatiziranim prostorijama?

Nakon što zrak prođe kroz klima-uređaje i uređaje za grijanje, sadržaj kisika u zraku se smanjuje, a nivo toksičnih komponenti zraka ne smanjuje. Osim toga, sami stari klima uređaji su izvor zagađenja i infekcija. "Sindrom zatvorene sobe" - glavobolja, umor, česti respiratorni problemi. Ozoniranje takvih prostorija jednostavno je neophodno.

14. Da li se klima uređaj može dezinfikovati?

Da, možeš.

15. Da li je upotreba ozoniranja vazduha efikasna za eliminisanje mirisa zadimljenih prostorija i prostorija nakon popravke (mirisi boja, lakova)?

Da, efikasan je. Obradu treba obaviti nekoliko puta, u kombinaciji s mokrim čišćenjem.

16. Koje su koncentracije ozona štetne za bakterije, gljivice u kućnom vazduhu?

Koncentracija od 50 čestica ozona na 1.000.000.000 čestica zraka značajno smanjuje zagađenje zraka. Posebno snažno dejstvo ima na coli coli, salmonelu, staphylococcus aureus, candidu, aspergillus.

17. Da li je bilo istraživanja o efektima ozoniziranog zraka na ljude?

Konkretno, opisan je eksperiment koji je proveden 5 mjeseci sa dvije grupe ljudi - kontrolnom i testnom.

Vazduh u prostoriji ispitne grupe bio je ispunjen ozonom u koncentraciji od 15 čestica ozona na 1.000.000.000 čestica vazduha. Svi ispitanici su primijetili dobro zdravlje, nestanak razdražljivosti. Ljekari su primijetili povećanje sadržaja kisika u krvi, jačanje imunološkog sistema, normalizaciju pritiska i nestanak mnogih simptoma stresa.

18. Da li je ozon štetan za tjelesne ćelije?

Koncentracije ozona koje stvaraju kućni ozonizatori potiskuju viruse i mikroorganizme, ali ne oštećuju ćelije organizma, jer. ozon ne oštećuje kožu. Zdrave ćelije ljudskog organizma imaju prirodnu odbranu od štetnog dejstva oksidacije (antioksidans). Drugim riječima, djelovanje ozona je selektivno u odnosu na žive organizme.

Ovo ne isključuje primjenu mjera predostrožnosti. Tokom procesa ozoniranja boravak u prostoriji je nepoželjan, a nakon ozoniranja prostoriju treba provjetriti. Ozonizator treba postaviti na mjesto nedostupno djeci ili bi ga trebalo biti nemoguće uključiti.

19. Koje su performanse ozonatora?

U normalnom režimu - 200 mg / sat, sa pojačanim - 400 mg / sat. Kolika je koncentracija ozona u prostoriji kao rezultat rada ozonatora? Koncentracija zavisi od zapremine prostorije, od lokacije ozonatora, od vlažnosti i temperature vazduha. Ozon nije stabilan plin i brzo se razgrađuje, tako da koncentracija ozona u velikoj mjeri ovisi o vremenu. Indikativni podaci 0,01 - 0,04 PPm.

20. Koje se koncentracije ozona u zraku smatraju graničnim?

Koncentracije ozona u rasponu od 0,5 - 2,5 PPm (0,0001 mg/l) smatraju se sigurnim.

21. Zašto se koristi ozoniranje vode?

Ozon se koristi za dezinfekciju, uklanjanje nečistoća, mirisa i boje vode.

1. Za razliku od hlorisanja i fluoriranja vode, ništa strano se ne unosi u vodu tokom ozoniranja (ozon se brzo razgrađuje). Istovremeno, mineralni sastav i pH ostaju nepromijenjeni.

2. Ozon ima najveće dezinfekciono svojstvo protiv patogena.

3. Organske materije u vodi se uništavaju, čime se sprečava dalji razvoj mikroorganizama.

4. Bez stvaranja štetnih jedinjenja, većina hemikalija se uništava. To uključuje pesticide, herbicide, naftne derivate, deterdžente, jedinjenja sumpora i hlora, koji su kancerogeni.

5. Metali se oksidiraju u neaktivna jedinjenja, uključujući gvožđe, mangan, aluminijum, itd. Oksidi se talože i lako se filtriraju.

6. Brzo raspadajući ozon pretvara se u kiseonik, poboljšavajući ukus i lekovita svojstva vode.

23. Koliki je indeks kiselosti vode koja je podvrgnuta ozoniranju?

Voda ima blago alkalni pH = 7,5 - 9,0. Ova voda se preporučuje za piće.

24. Koliko se povećava sadržaj kiseonika u vodi nakon ozoniranja?

Sadržaj kiseonika u vodi se povećava 12 puta.

25. Koliko brzo se ozon raspada u vazduhu, u vodi?

U vazduhu nakon 10 minuta. koncentracija ozona se smanjuje za polovicu, stvarajući kisik i vodu.

U vodi nakon 20-30 minuta. ozon se dijeli na pola, formirajući hidroksilnu grupu i vodu.

26. Kako zagrevanje vode utiče na sadržaj kiseonika u njoj?

Sadržaj kisika u vodi se smanjuje nakon zagrijavanja.

27. Šta određuje koncentraciju ozona u vodi?

Koncentracija ozona zavisi od nečistoća, temperature, kiselosti vode, materijala i geometrije posude.

28. Zašto se koristi molekul O 3, a ne O 2 ?

Ozon je oko 10 puta rastvorljiviji u vodi od kiseonika i veoma je očuvan. Što je niža temperatura vode, to je duže vrijeme skladištenja.

29. Zašto je dobro piti vodu sa kiseonikom?

Upotreba ozona povećava potrošnju glukoze u tkivima i organima, povećava zasićenost krvne plazme kiseonikom, smanjuje stepen gladovanja kiseonikom i poboljšava mikrocirkulaciju.

Ozon ima pozitivan učinak na metabolizam jetre i bubrega. Podržava rad srčanog mišića. Smanjuje brzinu disanja i povećava disajni volumen.

30. Čemu služi kućni ozonator?

Ozonator za domaćinstvo se može koristiti za:

dezinfekcija i dezodoracija vazduha u stambenim prostorijama, u kupatilima i toaletima, svlačionicama, ormarićima, frižiderima i dr.;

prerada hrane (meso, riba, jaja, povrće i voće);

poboljšanje kvaliteta vode (dezinfekcija, obogaćivanje kiseonikom, eliminacija hlora i drugih štetnih nečistoća);

kućna kozmetologija (eliminacija peruti, akni, grgljanje, pranje zuba, otklanjanje gljivičnih oboljenja, priprema ozoniziranog ulja);

briga o kućnim ljubimcima i ribama;

zalijevanje sobnih biljaka i tretiranje sjemena;

izbjeljivanje i davanje boje platnu;

obrada cipela.

31. Kakav je efekat upotrebe ozona u medicinskoj praksi?

Ozon ima antibakterijski, antivirusni učinak (inaktivacija virusa i uništavanje spora).

Ozon aktivira i normalizuje brojne biohemijske procese.

Efekat koji se postiže ozonom terapijom karakteriše:

aktivacija procesa detoksikacije, dolazi do potiskivanja

aktivnost vanjskih i unutrašnjih toksina;

aktivacija metaboličkih procesa (metabolički procesi);

povećana mikrocirkulacija (opskrba krvlju

poboljšanje reoloških svojstava krvi (krv postaje pokretna);

ima izražen analgetski efekat.

32. Kako ozon utiče na ljudski imunitet?

Povećava ćelijski i humoralni imunitet. Aktivira se fagocitoza, pojačava se sinteza interferona i drugih nespecifičnih tjelesnih sistema.

33. Kako ozonizacija utiče na metaboličke procese?

Upotreba ozona povećava potrošnju glukoze u tkivima i organima, povećava zasićenost krvne plazme kiseonikom, smanjuje stepen gladovanja kiseonikom i poboljšava mikrocirkulaciju. Ozon ima pozitivan učinak na metabolizam jetre i bubrega. Podržava rad srčanog mišića. Smanjuje brzinu disanja i povećava disajni volumen.

34. Ozon se stvara tokom zavarivanja i tokom rada kopir mašine. Da li je ovaj ozon štetan?

Da, štetno je, jer se u ovom slučaju stvaraju opasne nečistoće. Ozon koji proizvodi ozonizator je čist i stoga bezopasan.

35. Postoji li razlika između industrijskih, medicinskih i kućnih ozonizatora?

Industrijski ozonizatori daju visoku koncentraciju ozona, opasan za kućnu upotrebu.

Medicinski i kućni ozonizatori su bliski po performansama, ali su medicinski dizajnirani za duži period neprekidnog rada.

36. Koje su uporedne karakteristike dezinfekcije kada se koriste ultraljubičaste jedinice i ozonizatori?

Ozon je 2,5 - 6 puta efikasniji od ultraljubičastih zraka i 300 - 600 puta efikasniji od hlora u smislu njegove sposobnosti uništavanja bakterija i virusa. Istovremeno, za razliku od hlora, ozon uništava čak i ciste crva i virus herpesa i tuberkuloze.

Ozon uklanja organske i kemijske tvari iz vode, razgrađujući ih na vodu, ugljični dioksid, stvarajući talog neaktivnih elemenata.

Ozon lako oksidira soli željeza i mangana, stvarajući nerastvorljive tvari koje se uklanjaju taloženjem ili filtracijom. Kao rezultat toga, ozonirana voda je sigurna, bistra i prijatna na ukus.

37. Da li možete dezinfikovati posuđe ozonom?

Da! Dobro je dezinficirati dječje posuđe, posuđe za konzerviranje itd. Da biste to učinili, stavite posuđe u posudu s vodom, spustite zračni kanal s razdjelnikom. Obradite 10-15 minuta.

38. Od kojih materijala treba biti napravljen pribor za ozoniranje?

Staklo, keramika, drvo, plastika, emajlirani (bez strugotina ili pukotina). Nemojte koristiti metalne, uključujući aluminijumsko i bakreno posuđe. Guma ne podnosi kontakt sa ozonom.

Anionski ozonator američke korporacije Green World pomoći će vam ne samo da održite, već i značajno poboljšate svoje zdravlje. Imate priliku da u svom domu koristite nezamjenjiv uređaj - anionski ozonizator, koji objedinjuje sve kvalitete i funkcionalnost i ionizatora zraka i ozonizatora (multifunkcionalnog...

Ozonator za automobil je opremljen rasvjetom i aromatizerom. Načini ozoniranja i jonizacije mogu se uključiti istovremeno. Ovi načini se također mogu omogućiti pojedinačno. Ovaj ozonizator je neophodan za duga putovanja, kada se umor vozača povećava, vid i pamćenje pogoršavaju. Ozonizator ublažava pospanost, daje snagu zbog priliva...

U nastavku ćemo se zadržati na dobijanju kisika iz zraka, ali za sada ćemo ući u prostoriju u kojoj rade elektromotori i u kojoj smo namjerno isključili ventilaciju.

Sami po sebi ovi motori ne mogu poslužiti kao izvor zagađenja zraka, jer ne troše ništa iz zraka i ne ispuštaju ništa u zrak. Međutim, ovdje se pri disanju osjeća iritacija u grlu. Šta se desilo sa vazduhom koji je bio čist pre nego što su se motori pokrenuli?

U ovoj prostoriji rade takozvani kolektorski motori. Na pokretnim kontaktima motora - lamelama - često se stvara iskra. U iskri na visokoj temperaturi, molekuli kiseonika se spajaju jedni s drugima, formirajući ozon (O 3).

Molekul kiseonika se sastoji od 2 atoma, koji uvek pokazuju dve valencije (0 = 0).

Kako zamisliti strukturu molekula ozona? Valencija kiseonika se ne može promeniti: atomi kiseonika u ozonu takođe moraju imati dvostruku vezu. Stoga se molekula ozona obično prikazuje kao trokut, u čijim uglovima se nalaze 3 atoma kisika.

Ozon- plin plavičaste boje sa oštrim specifičnim mirisom. Stvaranje ozona iz kisika događa se uz veliku apsorpciju topline.

Riječ "ozon" je preuzeta od grčkog "allos" - drugi i "tropos" - okret i znači stvaranje jednostavnih supstanci iz istog elementa.

Ozon je alotropska modifikacija kiseonika. Ovo je jednostavna supstanca. Njegova molekula se sastoji od 3 atoma kiseonika. U tehnologiji, ozon se proizvodi u posebnim uređajima koji se nazivaju ozonizatori.

U ovim uređajima kisik prolazi kroz cijev u koju je postavljena elektroda, spojena na izvor struje visokog napona. Druga elektroda je žica namotana na vanjsku stranu cijevi. Između elektroda stvara se električno pražnjenje u kojem se iz kisika stvara ozon. Kiseonik koji izlazi iz ozonatora sadrži oko 15 posto ozona.

Ozon nastaje i kada je kiseonik izložen zracima radioaktivnog elementa radijuma ili jakom mlazu ultraljubičastih zraka. Kvarcne lampe, koje se široko koriste u medicini, emituju ultraljubičaste zrake. Zbog toga u prostoriji u kojoj kvarcna lampa radi već duže vrijeme, zrak postaje zagušljiv.

Ozon se može dobiti i hemijski – djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na kalijum permanganat ili oksidacijom vlažnog fosfora.

Molekuli ozona su vrlo nestabilni i lako se razlažu da bi formirali molekularni i atomski kiseonik (O 3 = O 2 + O). Budući da atomski kisik izuzetno lako oksidira različite spojeve, ozon je jako oksidacijsko sredstvo. Na sobnoj temperaturi lako oksidira živu i srebro, koji su prilično stabilni u atmosferi kisika.

Pod utjecajem ozona organske boje postaju bezbojne, a gumeni proizvodi se uništavaju, gube elastičnost i pucaju pri laganom sabijanju.

Zapaljive tvari kao što su etar, alkohol, rasvjetni plin se zapale kada su u kontaktu sa visoko ozoniranim zrakom. Pamučna vuna kroz koju prolazi ozonizirani zrak se također zapali.

Jaka oksidirajuća svojstva ozona koriste se za dezinfekciju zraka i vode. Ozonirani zrak, propušten kroz vodu, uništava patogene bakterije u njoj i donekle poboljšava njen okus i boju.

Ozoniranje zraka u svrhu uništavanja štetnih bakterija nije široko rasprostranjeno, jer je za efikasno pročišćavanje zraka neophodna značajna koncentracija ozona, au visokoj koncentraciji štetno je po zdravlje ljudi – izaziva teško gušenje.

U malim koncentracijama, ozon je čak i prijatan. To se događa, na primjer, nakon grmljavine, kada se ozon formira iz kisika zraka u ogromnoj električnoj iskri blještave munje, koja se postepeno distribuira u atmosferi, izazivajući lagani, ugodan osjećaj pri disanju. Istu stvar doživljavamo i u šumi, posebno u gustoj borovoj šumi, gdje se pod utjecajem kisika razne organske smole oksidiraju uz oslobađanje ozona. Terpentin, koji je dio smole četinara, posebno lako oksidira. Zato vazduh u crnogoričnim šumama uvek sadrži određenu količinu ozona.

Kod zdravog čovjeka zrak borove šume izaziva ugodan osjećaj. A za osobu sa bolesnim plućima ovaj zrak je koristan i neophodan za liječenje. Sovjetska država koristi bogate borove šume u raznim regijama naše zemlje i tamo stvara medicinske sanatorije.

Ozon je riječ grčkog porijekla, što u prijevodu znači „mirisan“. Šta je ozon? U svojoj srži, O3 ozon je plavi plin sa karakterističnim mirisom koji se povezuje s mirisom zraka nakon grmljavine. Posebno se osjeća u blizini izvora električne struje.

Istorija otkrića ozona od strane naučnika

Šta je ozon? Kako je otvoren? Godine 1785. holandski fizičar Martin van Marum izveo je nekoliko eksperimenata usmjerenih na proučavanje utjecaja električne struje na kisik. Prema njihovim rezultatima, naučnik je istraživao pojavu specifične "električne materije". Nastavljajući da radi u tom pravcu, 1850. godine uspeo je da utvrdi sposobnost ozona da interaguje sa organskim jedinjenjima i njegovo svojstvo oksidacionog agensa.

Dezinfekciona svojstva ozona prvi put su korišćena 1898. godine u Francuskoj. U gradu Bon Voyage izgrađeno je postrojenje koje je dezinficiralo i dezinficiralo vodu iz rijeke Vasyubi. U Rusiji je prva fabrika za ozoniranje pokrenuta u Sankt Peterburgu 1911. godine.

Ozon je bio široko korišćen tokom Prvog svetskog rata kao antiseptik. Mješavina ozon-kiseonik je korišćena za lečenje crevnih bolesti, upale pluća, hepatitisa, a praktikovana je i za infektivne lezije nakon operacije. Posebno aktivan u ozoniranju počeo je 1980. godine, poticaj za to je bila pojava na tržištu pouzdanih i štedljivih uređaja.Trenutno se ozon koristi za prečišćavanje oko 95% vode u Sjedinjenim Državama i širom Evrope.

Tehnologija proizvodnje ozona

Šta je ozon? Kako nastaje? U prirodnom okruženju, ozon se nalazi u Zemljinoj atmosferi na visini od 25 km. U stvari, to je plin koji nastaje kao rezultat ultraljubičastog zračenja Sunca. Na površini formira sloj debljine 19-35 km, koji štiti Zemlju od prodora sunčevog zračenja. Prema tumačenju hemičara, ozon je aktivni kiseonik (spoj od tri atoma kiseonika). U gasovitom stanju je plave boje, u tečnom stanju ima indigo nijansu, au čvrstom stanju su tamnoplavi kristali. O3 je njegova molekularna formula.

Koja je šteta od ozona? Spada u najvišu klasu opasnosti - vrlo je otrovan plin, čija se toksičnost izjednačava sa kategorijom hemijskih ratnih sredstava. Razlog za njegovu pojavu su električna pražnjenja u atmosferi (3O2 = 2O3). U prirodi se to može osjetiti nakon jakih bljeskova groma. Ozon ima dobru interakciju s drugim spojevima i smatra se jednim od razloga zašto se koristi za ubijanje bakterija, virusa, mikroorganizama, za pročišćavanje vode i zraka.

Negativan uticaj ozona

Šta radi ozon? Karakteristična karakteristika ovog gasa je sposobnost brze interakcije sa drugim supstancama. Ako u prirodi postoji višak normativnih pokazatelja, onda se kao rezultat njegove interakcije s ljudskim tkivima mogu pojaviti opasne tvari i bolesti. Ozon je snažan oksidacijski agens, pri interakciji s kojim se brzo uništavaju:

  • prirodna guma;
  • metali osim zlata, platine i iridija;
  • Aparati;
  • elektronika.

Pri visokim koncentracijama ozona u zraku dolazi do pogoršanja ljudskog zdravlja i dobrobiti, a posebno:

  • sluzokoža očiju je iritirana;
  • poremećen je rad respiratornog sistema, što će dovesti do paralize pluća;
  • postoji opći umor tijela;
  • pojavljuju se glavobolje;
  • moguće alergijske reakcije;
  • peckanje u grlu i mučnina;
  • postoji negativan uticaj na nervni sistem.

Korisna svojstva ozona

Da li ozon pročišćava vazduh? Da, uprkos tome što je gas veoma koristan za ljude. U malim koncentracijama poznat je po svojim odličnim dezinfekcijskim i dezodorirajućim svojstvima. Posebno štetno djeluje na štetne mikroorganizme i uzrokuje njihovo uništenje:

  • virusi;
  • razne vrste mikroba;
  • bakterije;
  • gljive;
  • mikroorganizmi.

Ozon se najčešće koristi tokom epidemije gripa i izbijanja opasnih zaraznih bolesti. Uz njegovu pomoć voda se pročišćava od raznih vrsta nečistoća i spojeva gvožđa, a istovremeno je obogaćuje kiseonikom i mineralima.

Zanimljive informacije o ozonu, njegovom obimu

Odlična dezinfekciona svojstva i odsustvo nuspojava doveli su do pojave potražnje za ozonom i njegove široke upotrebe u različitim sektorima privrede. Danas se ozon uspješno koristi za:

  • zadovoljiti potrebe farmaceutske industrije;
  • pročišćavanje vode u akvarijima i ribnjacima;
  • dezinfekcija bazena;
  • medicinske svrhe;
  • kozmetičke procedure.

U medicinskoj industriji ozoniranje se prakticira kod čireva, opekotina, ekcema, proširenih vena, rana i dermatoloških oboljenja. U kozmetologiji se ozon koristi za borbu protiv starenja kože, celulita i viška kilograma.

Utjecaj ozona na vitalnu aktivnost živih bića

Šta je ozon? Kako to utiče na život na Zemlji? Prema naučnicima, 10% ozona se nalazi u troposferi. Ovaj ozon je sastavni dio smoga i djeluje kao zagađivač. Štetno utječe na respiratorne organe ljudi, životinja i usporava rast biljaka. Međutim, njegova količina je vrlo mala da značajno šteti zdravlju. Značajan dio štetnog ozona u sastavu smoga su proizvodi funkcionisanja automobila i elektrana.

Mnogo više ozona (oko 90%) nalazi se u stratosferi. Ovaj apsorbira biološki štetno ultraljubičasto zračenje Sunca, čime štiti ljude, floru i faunu od negativnih posljedica.

Ozon (Oz) je bezbojni plin iritativnog, oštrog mirisa. Molekulska težina 48 g/mol, gustina u odnosu na vazduh 1,657 kg/m. Koncentracija ozona u zraku na pragu mirisa dostiže 1 mg/m2. U niskim koncentracijama na nivou od 0,01-0,02 mg/m (5 puta niže od maksimalno dozvoljene koncentracije za ljude), ozon daje vazduhu karakterističan miris svježine i čistoće. Tako, na primjer, nakon grmljavine, suptilni miris ozona je uvijek povezan s čistim zrakom.

Poznato je da se molekul kiseonika sastoji od 2 atoma: 0 2 . Pod određenim uslovima, molekul kiseonika može da se disocira, tj. razgrađuju se na 2 odvojena atoma. U prirodi se ovi uslovi: stvaraju tokom grmljavine prilikom pražnjenja atmosferskog elektriciteta iu gornjim slojevima atmosfere, pod uticajem ultraljubičastog zračenja sunca (ozonski omotač Zemlje). Međutim, atom kisika ne može postojati odvojeno i teži ponovnom grupiranju. U toku takvog preuređivanja nastaju 3-atomske molekule.

Molekul koji se sastoji od 3 atoma kiseonika, nazvan ozon ili aktivirani kiseonik, je alotropska modifikacija kiseonika i ima molekulsku formulu 0 3 (d = 1,28 A, q = 11,6,5°).

Treba napomenuti da je veza trećeg atoma u molekulu ozona relativno slaba, što uzrokuje nestabilnost molekula u cjelini i njegovu sklonost samoraspadu. Upravo zbog ovog svojstva ozon je snažan oksidant i izuzetno efikasan dezinficijens.

Ozon je široko rasprostranjen u prirodi. Uvek nastaje u vazduhu za vreme grmljavine usled atmosferskog elektriciteta, kao i pod uticajem kratkotalasnog zračenja i strujanja brzih čestica pri prirodnom raspadanju radioaktivnih supstanci u nuklearnim reakcijama, kosmičkom zračenju itd. Ozon se javlja i kada voda isparava sa velikih površina, posebno pri topljenju snijega, oksidaciji smolastih tvari, fotohemijskoj oksidaciji nezasićenih ugljovodonika i alkohola. Povećano stvaranje ozona u zraku crnogoričnih šuma i na morskoj obali objašnjava se oksidacijom smole drveća i morskih algi. Takozvana ozonosfera, koja nastaje u gornjim slojevima atmosfere, zaštitni je sloj zemljine biosfere zbog činjenice da ozon intenzivno apsorbira biološki aktivno UV zračenje sunca (valne dužine manje od 290 nm).

Ozon se u površinski sloj atmosfere dovodi iz niže stratosfere. Koncentracija ozona u atmosferi kreće se od 0,08-0,12 mg/m. Međutim, prije sazrijevanja kumulusnih oblaka, ionizacija atmosfere se povećava, zbog čega se formiranje ozona značajno povećava, njegova koncentracija u zraku može premašiti 1,3 mg/m3.

Ozon je visoko aktivan, alotropski oblik kiseonika. Formiranje ozona iz kiseonika izražava se jednadžbom

3O2 \u003d 20 3 - 285 kJ / mol, (1)

iz čega proizlazi da je standardna entalpija stvaranja ozona pozitivna i jednaka 142,5 kJ/mol. Osim toga, kao što pokazuju koeficijenti jednačine, u toku ove reakcije dobijaju se dva molekula iz tri molekula gasa, odnosno smanjuje se entropija sistema. Kao rezultat, standardna devijacija Gibbsove energije u razmatranoj reakciji je također pozitivna (163 kJ/mol). Dakle, reakcija pretvaranja kiseonika u ozon ne može teći spontano, za njeno sprovođenje je potrebna energija. Obrnuta reakcija - raspad ozona se odvija spontano, jer se tokom ovog procesa Gibsova energija sistema smanjuje. Drugim riječima, ozon je nestabilna tvar koja se brzo rekombinuje, pretvarajući se u molekularni kisik:

20z = 302 + 285 kJ/mol. (2)

Brzina reakcije ovisi o temperaturi, pritisku smjese i koncentraciji ozona u njoj. Pri normalnoj temperaturi i pritisku reakcija se odvija sporo, a na povišenim temperaturama se razgradnja ozona ubrzava. Pri niskim koncentracijama (bez stranih nečistoća) u normalnim uslovima, ozon se prilično sporo razgrađuje. Sa povećanjem temperature na 100°C ili više, brzina razgradnje se značajno povećava. Mehanizam raspada ozona, koji uključuje homogene i heterogene sisteme, prilično je složen i zavisi od spoljašnjih uslova.

Glavna fizička svojstva ozona prikazana su u tabeli 1.

Poznavanje fizičkih svojstava ozona neophodno je za njegovu ispravnu upotrebu u tehnološkim procesima u neeksplozivnim koncentracijama, za sintezu i razgradnju ozona u optimalnim sigurnim režimima, te za procjenu njegove aktivnosti u različitim medijima.

Svojstva ozona karakteriše njegova aktivnost prema zračenjima različitog spektralnog sastava. Ozon intenzivno apsorbuje mikrotalasno, infracrveno i ultraljubičasto zračenje.

Ozon je hemijski agresivan i lako ulazi u hemijske reakcije. Reagirajući s organskim tvarima, izaziva razne oksidativne reakcije na relativno niskoj temperaturi. To se posebno zasniva na baktericidnom dejstvu ozona, koji se koristi za dezinfekciju vode. Oksidativni procesi inicirani ozonom su često lančani.

Hemijska aktivnost ozona je u većoj mjeri posljedica činjenice da je disocijacija molekula

0 3 ->0 2 + O (3)

zahtijeva utrošak energije nešto veći od 1 eV. Ozon lako donira atom kisika, koji je vrlo aktivan. U nekim slučajevima, molekula ozona se može u potpunosti vezati za organske molekule, formirajući nestabilna jedinjenja koja se lako razlažu pod uticajem temperature ili svetlosti i formiraju različita jedinjenja koja sadrže kiseonik.

Veliki broj studija posvećen je reakcijama ozona sa organskim supstancama, u kojima se pokazalo da ozon doprinosi uključivanju kiseonika u oksidativne procese, da neke oksidacione reakcije počinju na nižim temperaturama kada se reagensi tretiraju ozoniranim kiseonikom. .

Ozon aktivno reagira s aromatičnim spojevima; u ovom slučaju reakcija može teći i sa i bez uništavanja aromatičnog jezgra.

U reakcijama ozona sa natrijumom, kalijumom, rubidijumom, cezijem, koje prolaze kroz posredno nestabilni kompleks M + Oˉ H + O3ˉ, nakon čega sledi reakcija sa ozonom, nastaju ozonidi. Ion Oˉ 3 može nastati i u reakcijama sa organskim jedinjenjima.

Za industrijske svrhe, ozon se dobiva preradom atmosferskog zraka ili kisika u posebnim uređajima - ozonizatorima. Razvijeni su dizajni ozonizatora koji rade na povećanoj frekvenciji struje (500-2000 Hz) i ozonizatora sa kaskadnim pražnjenjem koji ne zahtijevaju preliminarnu pripremu zraka (čišćenje, sušenje) i hlađenje elektroda. Energetski prinos ozona u njima dostiže 20-40 g/kWh.

Prednost ozona nad ostalim oksidantima je u tome što se ozon na mestu potrošnje može dobiti iz atmosferskog kiseonika, za šta nije potrebna isporuka reagensa, sirovina i sl. Proizvodnja ozona nije praćena oslobađanjem kumulativnih štetnih materija. supstance. Ozon je lako neutralisati. Cijena ozona je relativno niska.

Od svih poznatih oksidansa, u prirodnim bioprocesima sudjeluju samo kisik i ograničeni raspon peroksidnih spojeva.

Ozon je plinovita tvar koja je modifikacija kisika (sastoji se od tri njegova atoma). Uvijek je prisutan u atmosferi, ali ga je prvi put otkrio 1785. dok je proučavao djelovanje iskre u zraku od strane holandskog fizičara Van Maruma. Godine 1840., njemački hemičar Christian Friedrich Schönbein potvrdio je ova zapažanja i predložio da je otkrio novi element, kojem je dao ime "ozon" (od grčkog ozon - miris). Godine 1850. utvrđena je visoka aktivnost ozona kao oksidacijskog agensa i njegova sposobnost da se dodaje u dvostruke veze u reakcijama s mnogim organskim spojevima. Oba ova svojstva ozona su kasnije našla široku praktičnu primjenu. Međutim, vrijednost ozona nije ograničena na ova dva svojstva. Utvrđeno je da ima niz vrijednih svojstava kao dezinficijens i dezodorans.
Po prvi put, ozon je korišćen u sanitaciji kao sredstvo za dezinfekciju vode za piće i vazduha. Ruski naučnici bili su među prvim istraživačima procesa ozoniranja. Još 1874. godine, tvorac prve škole (ruskih) higijeničara, profesor A.D. Dobroje Švin, predložio je ozon kao najbolje sredstvo za dezinfekciju vode za piće i vazduha od patogene mikroflore. Ranije, 1886. godine, N.K. Keldysh je sproveo istraživanje baktericidnog dejstva ozona. i preporučio ga kao visokoefikasno dezinfekciono sredstvo. Istraživanja ozona su bila posebno rasprostranjena u 20. veku. A već 1911. godine puštena je u rad prva stanica za vodosnabdevanje ozonom u Evropi u St. svrhe u medicini, za sanitarne svrhe u prehrambenoj industriji , u oksidacionim procesima hemijske industrije itd.
Područja i razmjeri upotrebe ozona brzo su se povećali u posljednjoj deceniji. Trenutno najvažnije primjene ozona su sljedeće: prečišćavanje i dezinfekcija pijaće i industrijske vode, kao i kućnih i fekalnih i industrijskih otpadnih voda u cilju smanjenja biološke potražnje za kisikom (BPK), izbjeljivanje, neutralizacija štetnih toksičnih supstanci (cijanida). , fenola, merkaptana), eliminacije neprijatnih mirisa, dezodoracije i prečišćavanja vazduha raznih industrija, ozoniranja u sistemima klimatizacije, skladištenja hrane, sterilizacije ambalaže i materijala za previjanje u farmaceutskoj industriji, terapiji i medicinskoj prevenciji raznih bolesti i dr.
Posljednjih godina ustanovljeno je još jedno svojstvo ozona - sposobnost povećanja biološke vrijednosti stočne hrane i hrane za ljude, što je omogućilo korištenje ozona u preradi, pripremi i skladištenju hrane za životinje i raznih proizvoda. Stoga je razvoj tehnologija ozoniranja u poljoprivrednoj proizvodnji, a posebno u živinarstvu, vrlo obećavajući.

Fizička svojstva ozona

Ozon je visoko aktivan, alotropni oblik kiseonika; na uobičajenim temperaturama je svijetloplavi plin karakterističnog oštrog mirisa (miris se organoleptički osjeća pri koncentraciji ozona od 0,015 mg/m3 zraka). U tečnoj fazi ozon ima indigo-plavu boju, au čvrstoj fazi ima gustu ljubičasto-plavkastu boju, sloj ozona debljine 1 mm je praktično neproziran. Ozon nastaje iz kiseonika, dok apsorbuje toplotu, i, obrnuto, kada se razloži, prelazi u kiseonik, oslobađajući toplotu (slično sagorevanju). Ovaj proces se može napisati u sljedećem obliku:
egzotermna reakcija
2 oz \u003d ZO2 + 68 kcal
Endotermna reakcija

Brzina ovih reakcija zavisi od temperature, pritiska i koncentracije ozona. Pri normalnoj temperaturi i pritisku, reakcije se odvijaju sporo, ali na povišenim temperaturama se razgradnja ozona ubrzava.
Stvaranje ozona pod dejstvom energije različitih zračenja je prilično komplikovano. Primarni procesi za stvaranje ozona iz kisika mogu se odvijati različito ovisno o količini primijenjene energije.
Ekscitacija molekula kiseonika se dešava pri energiji elektrona od 6,1 eV; formiranje molekularnih jona kiseonika - pri energiji elektrona od 12,2 eV; disocijacija u kiseoniku - pri energiji elektrona od 19,2 eV. Svi slobodni elektroni su zarobljeni od strane molekula kiseonika, što rezultira stvaranjem negativnih jona kiseonika. Nakon ekscitacije molekula dolazi do reakcije stvaranja ozona.
Pri energiji elektrona od 12,2 eV, kada se formiraju ioni molekulskog kiseonika, ne primećuje se oslobađanje ozona, a pri energiji elektrona od 19,2 eV, kada su uključeni i atom i ion kiseonika, nastaje ozon. Uz to nastaju pozitivni i negativni ioni kisika. Mehanizam raspada ozona*, koji uključuje homogene i heterogene sisteme, složen je i zavisi od uslova. U homogenim sistemima razgradnju ozona ubrzavaju gasoviti aditivi (azotni oksidi, hlor i dr.), a u heterogenim sistemima metali (živa, srebro, bakar itd.) i oksidi metala (gvožđe, bakar, nikl, olovo itd.). ). Pri visokim koncentracijama ozona reakcija se javlja eksplozijom. Pri koncentraciji ozona do 10% ne dolazi do eksplozivnog raspadanja. Niske temperature pomažu u očuvanju ozona. Na temperaturama oko -183°C tečni ozon se može čuvati dugo vremena bez primjetne razgradnje. Brzo zagrevanje do tačke ključanja (-119°C) ili brzo hlađenje ozona može izazvati eksploziju. Stoga je poznavanje svojstava ozona i poduzimanje mjera opreza veoma važno kada radite s njim. Tabela 1 prikazuje glavna fizička svojstva ozona.
U gasovitom stanju ozon je dijamagnetičan, dok je u tečnom stanju slabo paramagnetičan. Ozon se dobro otapa u eteričnim uljima, terpentinu, tetrahloridu ugljenika. Njegova rastvorljivost u vodi je više od 15 puta veća od kiseonika.
Molekula ozona, kao što je već napomenuto, sastoji se od tri atoma kisika i ima asimetričnu trokutnu strukturu, koju karakterizira tupi kut na vrhu (116,5 °) i jednake nuklearne udaljenosti (1,28 ° A) s prosječnom energijom vezivanja (78 kcal / mol) i slabo izražen polaritet (0,58).

Osnovna fizička svojstva ozona

Indikator Značenje
Molekularna težina 47,998
Specifična težina zraka 1,624
Gustina na NTD 2,1415 g/l
Volumen na NTD 506 cm3/g
Temperatura topljenja - 192,5°C
Temperatura ključanja -111,9°S
Kritična temperatura - 12,1°C
kritičnog pritiska 54,6 atm
Critical Volume 147,1 cm3/mol
Viskozitet na NTD 127- KG * pauze
Toplina formiranja (18°C) 34,2 kcal/mol
Toplota isparavanja (-112°C) 74,6 kcal/mol
Toplota rastvora (HgO, 18°C) 3,9 kcal/mol
Potencijal jonizacije 12,8 eV
afinitet prema elektronu 1,9-2,7 eV
Dielektrična konstanta
Gasni ozon na NTD
1,0019
Toplotna provodljivost (25°C) 3,3-10~"5 cal/s-cm2
Brzina detonacije (25°C) 1863 m/s
Pritisak detonacije (25°C) 30 atm
Magnetna osetljivost
(18°C) 0,002- Yu-6 jedinica
Molekularni koeficijenti
.kstintsii (25°C) 3360 cm "" 1 mol (na 252 nmUFL); 1,32 cm-1
(na 605 nm vidljive svjetlosti)
Rastvorljivost u vodi na (C):
0 1,13 g/l
10 0,875 g/l
20 0,688 g/l
40 0,450 g/l
SO 0,307 g/l
Rastvorljivost ozona:
u sirćetnoj kiselini (18,2°C) 2,5 g/l
u trihloroctenoj kiselini, 0 "C) 1,69 g/l
, anhidrid sirćetne kiseline (0°S) 2,15 g/l
u propionskoj kiselini (17,3°C) 3,6 g/l
u anhidridu propionske kiseline (18,2°C) 2,8 g/l
u tetrahloridu ugljenika (21°C) 2,95 g/l

Optička svojstva ozona karakterizira njegova nestabilnost na zračenje različitog spektralnog sastava. Radijaciju ne samo da može apsorbirati ozon, uništavajući ga, već i formirati ozon. Formiranje ozona u atmosferi nastaje pod uticajem ultraljubičastog zračenja sunca u kratkotalasnom području spektra 210-220 i 175 nm. U ovom slučaju se formiraju dva molekula ozona po apsorbovanom kvantu svjetlosti. Spektralna svojstva ozona, njegovo formiranje i raspadanje pod uticajem sunčevog zračenja daju optimalne klimatske parametre u Zemljinoj biosferi.



sjenica, koju karakterizira tupi ugao na vrhu (116,5°) i jednake nuklearne udaljenosti (1,28°A) sa prosječnom energijom vezivanja (78 kcal/mol) i slabim polaritetom (0,58).
Optička svojstva ozona karakterizira njegova nestabilnost na zračenje različitog spektralnog sastava. Radijaciju ne samo da može apsorbirati ozon, uništavajući ga, već i formirati ozon. Formiranje ozona u atmosferi nastaje pod uticajem ultraljubičastog zračenja sunca u kratkotalasnom području spektra 210-220 i 175 nm. U ovom slučaju se formiraju dva molekula ozona po apsorbovanom kvantu svjetlosti. Spektralna svojstva ozona, njegovo formiranje i raspadanje pod uticajem sunčevog zračenja daju optimalne klimatske parametre u Zemljinoj biosferi.
Ozon ima dobru sposobnost da se adsorbuje silika gelom i aluminijum gelom, što omogućava da se ovaj fenomen koristi za ekstrakciju ozona iz gasnih smeša i rastvora, kao i za bezbedno rukovanje pri visokim koncentracijama. U posljednje vrijeme freoni se široko koriste za siguran rad s visokim koncentracijama ozona. Koncentrirani ozon otopljen u freonu može se čuvati dugo vremena.
U sintezi ozona u pravilu nastaju mješavine plinova (O3 + O2 ili Oz + zrak) u kojima sadržaj ozona ne prelazi 2-5% zapremine. Dobivanje čistog ozona je tehnički težak zadatak i do danas još nije riješen. Postoji metoda odvajanja kiseonika iz smeša niskotemperaturnom destilacijom gasnih smeša. Međutim, još uvijek nije bilo moguće isključiti opasnost od eksplozije ozona tokom rektifikacije. U istraživačkoj praksi često se koristi tehnika dvostrukog zamrzavanja ozona tekućim dušikom, što omogućava dobivanje koncentriranog ozona. Sigurnija metoda je dobijanje koncentriranog ozona adsorpcijom – desorpcijom, kada se strujanje plinske mješavine prodire kroz sloj ohlađenog (-80°C) silika gela, a zatim se adsorbent upuhuje inertnim plinom (azotom ili helijumom). Koristeći ovu metodu, možete dobiti omjer ozona: kisik \u003d 9: 1, odnosno visoko koncentrirani ozon.
Upotreba koncentriranog ozona kao oksidirajuće komponente u industrijske svrhe je beznačajna.

Hemijska svojstva ozona

Karakterističnim hemijskim svojstvima ozona na prvom mestu treba uzeti u obzir njegovu nestabilnost, sposobnost brzog razlaganja i visoku oksidativnu aktivnost.
Za ozon je utvrđen oksidacijski broj I, koji karakterizira broj atoma kisika koje ozon daje oksidiranoj tvari. Kao što su eksperimenti pokazali, može biti jednako 0,1, 3. U prvom slučaju, ozon se raspada povećanjem zapremine: 2Oz ---> 3O2, u drugom daje jedan atom kiseonika oksidiranoj supstanci: O3 -> O2 + O (istovremeno se volumen ne povećava), au trećem slučaju, ozon se dodaje oksidiranoj tvari: O3 -\u003e 3O (u ovom slučaju se njegov volumen smanjuje).
Oksidirajuća svojstva karakterišu hemijske reakcije ozona sa neorganskim supstancama.
Ozon oksidira sve metale, osim zlata i platinske grupe. Spojevi sumpora se njime oksidiraju u sulfat, nitrit - u nitrat. U reakcijama sa jedinjenjima joda i broma, ozon ispoljava redukciona svojstva i na tome se zasniva niz metoda za njegovo kvantitativno određivanje. Dušik, ugljik i njihovi oksidi reagiraju s ozonom. U reakciji ozona sa vodonikom nastaju hidroksilni radikali: H + O3 -> HO + O2. Dušikovi oksidi brzo reagiraju s ozonom, stvarajući više okside:
NO+Oz->NO2+O2;
NO2+O3----->NO3+O2;
NO2+O3->N2O5.
Amonijak se oksidira ozonom u amonijum nitrat.
Ozon razlaže halogenovodonike i pretvara niže okside u više. Halogeni koji su uključeni kao aktivatori procesa također formiraju više okside.
Potencijal redukcije ozona - kiseonika je prilično visok i u kiseloj sredini određen je vrednošću od 2,07 V, au alkalnom rastvoru - 1,24 V. Afinitet ozona sa elektronom određen je vrednošću od 2 eV, a samo fluor, njegovi oksidi i slobodni radikali imaju jači afinitet prema elektronima.
Visok oksidativni efekat ozona je korišćen za prevođenje većeg broja transuranskih elemenata u sedmovalentno stanje, iako je njihovo najveće valentno stanje 6. Reakcija ozona sa metalima promenljive valencije (Cr, Co, itd.) nalazi praktičnu primenu u dobijanju sirovina u proizvodnji boja i vitamina PP.
Alkalni i zemnoalkalni metali oksidiraju se pod djelovanjem ozona, a njihovi hidroksidi formiraju ozonide (triokside). Ozonidi su poznati od davnina, a spominje ih još 1886. godine francuski organski hemičar Charles Adolph Wurtz. Oni su crveno-smeđa kristalna tvar, čija rešetka molekula uključuje pojedinačno negativne ione ozona (O3-), što određuje njihova paramagnetna svojstva. Granica termičke stabilnosti ozonida je -60±2°C, sadržaj aktivnog kiseonika je 46% težinski. Kao i mnoga peroksidna jedinjenja, ozonidi alkalnih metala našli su široku primenu u regenerativnim procesima.
Ozonidi nastaju u reakcijama ozona sa natrijumom, kalijumom, rubidijumom, cezijem, koji prolaze kroz srednji nestabilni kompleks tipa M + O- H + O3 - uz dalju reakciju sa ozonom, što rezultira mešavinom ozonida i vodene hidrat oksida alkalnog metala.
Ozon aktivno ulazi u hemijsku interakciju sa mnogim organskim jedinjenjima. Dakle, primarni proizvod interakcije ozona sa dvostrukom vezom nezasićenih jedinjenja je malozoid, koji je nestabilan i raspada se na bipolarni ion i karbonilna jedinjenja (aldehid ili keton). Intermedijarni proizvodi koji nastaju u ovoj reakciji rekombinuju se u drugom nizu, formirajući ozonid. U prisustvu tvari koje mogu reagirati s bipolarnim ionom (alkoholi, kiseline), umjesto ozonida nastaju različiti peroksidni spojevi.
Ozon aktivno reagira s aromatičnim spojevima, a reakcija se odvija kako s uništavanjem aromatičnog jezgra, tako i bez njegovog uništenja.
U reakcijama sa zasićenim ugljovodonicima, ozon se prvo razgrađuje sa stvaranjem atomskog kiseonika, koji pokreće lančanu oksidaciju, dok prinos oksidacionih produkata odgovara potrošnji ozona. Interakcija ozona sa zasićenim ugljovodonicima javlja se iu gasnoj fazi iu rastvorima.
Fenoli lako reagiraju s ozonom, dok se potonji razaraju do spojeva s poremećenim aromatičnim jezgrom (kao što je kinoin), kao i niskotoksičnih derivata nezasićenih aldehida i kiselina.
Interakcija ozona sa organskim jedinjenjima široko se koristi u hemijskoj industriji i srodnim industrijama. Korišćenjem reakcije ozona sa nezasićenim jedinjenjima moguće je veštački dobiti različite masne kiseline, aminokiseline, hormone, vitamine i polimerne materijale; reakcije ozona sa aromatičnim ugljovodonicima - difenilna kiselina, ftalni dijaldehid i ftalna kiselina, glioksalna kiselina itd.
Reakcije ozona sa aromatičnim ugljovodonicima predstavljale su osnovu za razvoj metoda za dezodoraciju različitih sredina, prostorija, otpadnih voda, otpadnih gasova i sa jedinjenjima koja sadrže sumpor - osnova za razvoj metoda za tretman otpadnih voda i izduvnih gasova raznih vrsta. industrije, uključujući i poljoprivredu, od štetnih spojeva koji sadrže sumpor (vodonik sulfid, merkaptani, sumpor-dioksid).

Podijeli: