Gaz w powietrzu po burzy. Ozon i ozonowanie - czyste powietrze po burzy

powietrze po burzy

Alternatywne opisy

Bezbarwny gaz o ostrym zapachu stosowany do dezynfekcji wody i powietrza.

Opcja tlenu

Gaz o ostrym zapachu, związek trzech atomów tlenu

Gaz powstający podczas burzy

Gaz składający się z cząsteczek tlenu o zmodyfikowanej strukturze

Gaz stosowany do oczyszczania powietrza i wody

Symbol świeżości, powietrza po burzy

Trójatomowy tlen

Trujący gaz o ostrym zapachu powstający podczas wyładowań elektrycznych z tlenu (cząsteczki O3)

Zapach świeżości

Reżyser filmu „8 kobiet”

Alotropowa modyfikacja tlenu

Francuski kompozytor, reżyser filmu „8 kobiet”

Zdaniem osób, które były obecne na próbach nuklearnych, zapach ten towarzyszy wszelkim wybuchom atomowym, ale jak pachnie po wybuchu, jeśli i Wam ten zapach jest znany?

Jaką nazwę nadano gazowi, odkrytemu w 1839 roku przez niemieckiego chemika Christiana Schönbeina, ze względu na jego charakterystyczny zapach, przypominający nieco brom?

Gaz, w którym ludzkość zrobiła wiele dziur

Tlen jest niebieski

Gaz, co po grecku oznacza „pachnący”

. „nieszczelny” gaz atmosferyczny

Gaz, związek trzech atomów tlenu

Wyreżyserował film „Osiem kobiet”

Gaz po piorunie na niebie

Gaz o ostrym zapachu

. "świeże powietrze"

Gas i rumuńskie trio

Gaz używany do oczyszczania wody

Specjalna forma tlenu

Gaz w atmosferze

Gaz podczas burzy

Gaz pachnący świeżością

. „nieszczelny” gaz

Potrójny tlen

Woda oczyszczająca gaz

Potrójny tlen

Niebieski tlen

Tlen z trzech atomów

. gaz „perforowany”.

Tlen po wyładowaniu piorunowym

. „zapach” burzy

. „nieszczelny” gaz atmosferyczny

Gaz z dziurami w atmosferze

. „zapach” burzy

Trójwartościowy tlen burzowy

Jaki gaz pachnie podczas burzy?

Gaz burzowy

Tlen

Burzowa świeżość

Gaz powstający podczas burzy

Gaz powstający w wyniku uderzenia pioruna

Nakręcił film „Basen”

Trzy cząsteczki tlenu

Wadliwy tlen burzowy

Gaz przenikający naszą atmosferę

Jego warstwa to dziury w atmosferze

Gaz w atmosferze

Ziemska koszula

Grzmiący zapach

Niebieski gaz

Gaz przebijający atmosferę

Cuchnący gaz

Trzy tlenki na raz

Niebieski gaz

Dodaje zapachu do powietrza

. „materiał” na otwór

Trzy atomy tlenu

Gaz burzowy

Gaz, związek trzech atomów tlenu

Gaz składający się z cząsteczek tlenu o zmodyfikowanej strukturze

Alotropowa modyfikacja tlenu, gazu o ostrym zapachu

Francuski reżyser filmowy („Krople deszczu na gorących kamieniach”, „Pod piaskiem”)

Nietypowe wyszukiwanie


Ozon i ozonowanie - czyste powietrze po burzy

Dodano: 2010-03-11

Ozon i ozonowanie - czyste powietrze po burzy

Oddychamy 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, zużywając dziennie około 25 kg powietrza. Okazuje się, że praktycznie z góry decydujemy o swoim zdrowiu poprzez powietrze, którym oddychamy.

A każdy wie, że powietrze w pomieszczeniach (a my w nich przebywamy średnio w 60-90% przypadków) jest kilkukrotnie bardziej zanieczyszczone i toksyczne niż powietrze atmosferyczne.

A im bardziej jest zanieczyszczona, tym więcej energii nasz organizm zużywa na neutralizację niebezpiecznych związków i utrzymanie organizmu w dobrej kondycji. Czy można się w tym przypadku dziwić, że szybko stajemy się zmęczeni, ospali, apatyczni i drażliwi?

Ozon – co to jest?

Już w 1785 roku fizyk Martin Van Marum odkrył, że tlen pod wpływem iskier elektrycznych nabiera szczególnego zapachu „burzy” i nowych właściwości chemicznych. Ozon jest szczególną formą istnienia tlenu, jego modyfikacją. W tłumaczeniu z języka greckiego ozon oznacza „pachnący”.

Ozon- jest gazem niebieskim o charakterystycznym zapachu, bardzo silny środek utleniający. Wzór cząsteczkowy ozonu to O3. Jest cięższy od tlenu i zwykłego powietrza.

Schemat powstawania ozonu jest następujący: pod wpływem wyładowania elektrycznego część cząsteczek tlenu O2 rozpada się na atomy, następnie tlen atomowy łączy się z tlenem cząsteczkowym i powstaje ozon O3. W naturze ozon powstaje w stratosferze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego Słońca, a także podczas wyładowań elektrycznych w atmosferze.

Podczas burzy, kiedy wyładowania elektryczne piorunów „przebijają” atmosferę, odczuwamy powstały ozon jako świeże powietrze. Jest to szczególnie widoczne w miejscach bogatych w tlen: w lesie, na wybrzeżu lub w pobliżu wodospadu. Ozon naprawdę oczyszcza nasze powietrze! Będąc silnym utleniaczem, rozkłada wiele toksycznych zanieczyszczeń znajdujących się w atmosferze na proste, bezpieczne związki, dezynfekując w ten sposób powietrze. Dlatego po burzy czujemy się przyjemnie świeżo, możemy swobodnie oddychać i wyraźniej widzimy wszystko wokół nas, a zwłaszcza błękit nieba.

Większość ozonu w atmosferze znajduje się na wysokości od 10 do 50 km, a maksymalne stężenie na wysokości 20-25 km tworzy warstwę zwaną ozonosferą.

Ozonosfera odbija twarde promieniowanie ultrafioletowe i chroni organizmy żywe przed szkodliwym działaniem promieniowania. Życie na lądzie stało się możliwe dzięki powstaniu ozonu z tlenu atmosferycznego.

Wiemy jednak, że ozon jest środkiem utleniającym. Czy nie jest to szkodliwe dla ludzi i wszystkich żywych istot? Każda substancja może być zarówno trucizną, jak i lekiem - wszystko zależy od dawki. Niskie stężenia ozonu dają poczucie świeżości, dezynfekują otoczenie i „oczyszczają” nasze drogi oddechowe. Jednak wysokie stężenia ozonu mogą powodować podrażnienie dróg oddechowych, kaszel i zawroty głowy.

Dlatego stosunkowo wysokie stężenia ozonu stosuje się do dezynfekcji wody i powietrza, natomiast niższe stężenia sprzyjają gojeniu się ran i mają szerokie zastosowanie w kosmetyce.

Przydomowe urządzenia do ozonowania zapewniają bezpieczne dla człowieka stężenie ozonu.

Z pomocą ozonatora zawsze będziesz oddychać świeżym i czystym powietrzem!

Gdzie obecnie wykorzystuje się ozon?

Ozon ma szerokie zastosowanie w różnych obszarach naszego życia. Znajduje zastosowanie w medycynie, przemyśle i życiu codziennym.

Najczęstszym zastosowaniem jest oczyszczanie wody. Ozon skutecznie niszczy bakterie i wirusy, eliminuje wiele szkodliwych zanieczyszczeń, w tym cyjanki, fenole, organiczne zanieczyszczenia wody, niszczy nieprzyjemne zapachy, może być stosowany jako odczynnik wybielający.

Ozon ma szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym.

Ozon odgrywa szczególną rolę w przemyśle spożywczym.Środek wysoce dezynfekujący i bezpieczny chemicznie, stosowany w celu zapobiegania biologicznemu rozwojowi niepożądanych organizmów w żywności i sprzęcie do przetwarzania żywności. Ozon ma zdolność zabijania mikroorganizmów bez tworzenia nowych szkodliwych substancji chemicznych.

Ozon przyczynia się do długotrwałego zachowania jakości mięsa, ryb, jaj i serów. W procesie ozonowania niszczone są drobnoustroje i bakterie, szkodliwe chemikalia, wirusy, pleśń, a zawartość azotanów w warzywach i owocach ulega znacznemu zmniejszeniu.

Ozon jest z powodzeniem stosowany w medycynie. Jako silny utleniacz stosowany jest do sterylizacji wyrobów medycznych. Rozszerza się zakres jego zastosowania w leczeniu wielu chorób.

Ozon wykazuje dużą skuteczność w niszczeniu bakterii, grzybów i pierwotniaków. Ozon działa szybko i radykalnie na wiele wirusów, przy czym (w przeciwieństwie do wielu środków antyseptycznych) nie działa destrukcyjnie i drażniąco na tkanki, gdyż komórki organizmu wielokomórkowego posiadają system obrony antyoksydacyjnej.

Ozonowanie powietrza sprzyja niszczeniu niebezpiecznych dla zdrowia substancji chemicznych (formaldehyd, fenol, styren z lakierów, farb, mebli, zwłaszcza płyt wiórowych), dymu tytoniowego, substancji organicznych (źródła – owady, zwierzęta domowe, gryzonie), detergentów i środków czyszczących, produktów spalania i materiałów spalonych, pleśń, grzyby i bakterie.

Wszystkie substancje chemiczne znajdujące się w powietrzu, reagując z ozonem, rozkładają się na nieszkodliwe związki: dwutlenek węgla, wodę i tlen.

Działanie bakteriobójcze

  • Ozon zabija szkodliwe drobnoustroje w powietrzu o 99,9%.
  • Ozon zabija E. coli w 100%; 95,5% radzi sobie ze gronkowcami, a 99,9% eliminuje gronkowce złote i białe.
  • Ozon również bardzo szybko i w 100% zabija bakterie E. coli i Staphylococcus aureus w wodzie.
  • Badania wykazały, że po 15 minutach traktowania powietrza ozonem szkodliwe mikroorganizmy w nim zawarte całkowicie giną.
  • Ozon jest w 100% skuteczny wobec wirusa zapalenia wątroby i PVI oraz w 99% skuteczny wobec wirusa grypy.
  • Ozon w 100% niszczy różnego rodzaju pleśnie.
  • Ozon rozpuszczony w wodzie jest w 100% skuteczny przeciwko czarnej pleśni i drożdżakom.

Ozonator domowy GRAZA

W jakim celu stosuje się ozonator domowy?

1. Oczyszczanie powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych, łazienkach i toaletach;

2. Eliminacja nieprzyjemnych zapachów w lodówce, szafach, spiżarniach itp.;

3. Oczyszczanie wody pitnej, ozonowanie wanien, akwariów; 4. Przetwórstwo spożywcze (warzywa, owoce, jaja, mięso, ryby);

5. Dezynfekcja i eliminacja zabrudzeń i nieprzyjemnych zapachów podczas prania;

6. Zabiegi kosmetologiczne, pielęgnacja jamy ustnej, skóry twarzy, dłoni i stóp;

7. Eliminacja zapachu dymu tytoniowego, farb, lakierów.

Dane techniczne

Wydajność ozonu: 300 mg/h. Moc, nie więcej: 30 W. Maksymalny czas pracy bez przerwy: nie więcej niż 30 minut. Czas przerwy, gdy urządzenie działa dłużej niż 30 minut: co najmniej 10 minut. Dowolność ustawień czasu pracy: 1 minuta. Zasilanie sieciowe: 220 V, 50 Hz. Wymiary całkowite: 185*130*55 mm. Waga: 0,6 kg.

Oddziaływanie ozonatora sięga do głębokości 10 cm.

Stężenie ozonu 300 mg/godzinę.

Kompletność:

1. Ozonator domowy „Burza z piorunami” 1 szt.

2. Dysza (kamień rozproszony) 3 szt.

3. Rura silikonowa 100 cm 1 szt.

4. Rurka silikonowa 120 cm 1 szt.

5. Paszport 1 szt.

6. Broszura aplikacyjna 1 szt.

Okres gwarancji urządzenia– 12 miesięcy od daty sprzedaży, nie więcej jednak niż 18 miesięcy od daty produkcji. Żywotność – 8 lat.

Zgodny z TU 3468-015-20907995-2009. Posiada certyfikat zgodności nr POCC RU. AE 88. B00073.

Urządzenie składa się z: jednostki sterującej, generatora wysokiego napięcia, generatora ozonu i sprężarki.


Właściwości fizyczne ozonu są bardzo charakterystyczne: jest to łatwo wybuchowy gaz o niebieskim zabarwieniu. Litr ozonu waży około 2 gramy, a powietrze - 1,3 grama. Dlatego ozon jest cięższy od powietrza. Temperatura topnienia ozonu wynosi minus 192,7°С. Ten „stopiony” ozon jest ciemnoniebieską cieczą. „Lód” ozonowy ma ciemnoniebieską barwę z fioletowym odcieniem i staje się nieprzezroczysty, gdy jego grubość przekracza 1 mm. Temperatura wrzenia ozonu wynosi minus 112°С. W stanie gazowym ozon jest diamagnetyczny, tj. nie ma właściwości magnetycznych, a w stanie ciekłym jest słabo paramagnetyczny. Rozpuszczalność ozonu w stopionej wodzie jest 15 razy większa niż tlenu i wynosi około 1,1 g/l. W temperaturze pokojowej w litrze kwasu octowego rozpuszcza się 2,5 grama ozonu. Dobrze rozpuszcza się również w olejkach eterycznych, terpentynie i czterochlorku węgla. Zapach ozonu jest wyczuwalny przy stężeniach powyżej 15 µg/m3 powietrza. W minimalnych stężeniach odbierany jest jako „zapach świeżości”, w wyższych stężeniach nabiera ostrego, drażniącego odcienia.

Ozon powstaje z tlenu według wzoru: 3O2 + 68 kcal → 2O3. Klasyczne przykłady powstawania ozonu: pod wpływem pioruna podczas burzy; pod wpływem światła słonecznego w górnych warstwach atmosfery. Ozon może powstawać także podczas wszelkich procesów, którym towarzyszy wydzielanie tlenu atomowego, na przykład podczas rozkładu nadtlenku wodoru. Przemysłowa synteza ozonu polega na wykorzystaniu wyładowań elektrycznych w niskich temperaturach. Technologie wytwarzania ozonu mogą się od siebie różnić. Zatem do produkcji ozonu wykorzystywanego do celów medycznych wykorzystuje się wyłącznie czysty (bez zanieczyszczeń) tlen medyczny. Oddzielenie powstałego ozonu od zanieczyszczeń tlenowych zwykle nie jest trudne ze względu na różnice we właściwościach fizycznych (ozon łatwiej ulega upłynnieniu). Jeżeli nie są wymagane określone jakościowe i ilościowe parametry reakcji, to otrzymanie ozonu nie nastręcza szczególnych trudności.

Cząsteczka O3 jest niestabilna i dość szybko zamienia się w O2 wraz z wydzieleniem ciepła. Przy małych stężeniach i bez obcych zanieczyszczeń ozon rozkłada się powoli, przy dużych stężeniach rozkłada się wybuchowo. Alkohol natychmiast zapala się w kontakcie z nim. Ogrzewanie i kontakt ozonu nawet z niewielką ilością substratu utleniania (substancje organiczne, niektóre metale lub ich tlenki) gwałtownie przyspiesza jego rozkład. Ozon można długo przechowywać w temperaturze -78°С w obecności stabilizatora (niewielka ilość HNO3), a także w naczyniach wykonanych ze szkła, niektórych tworzyw sztucznych lub metali szlachetnych.

Ozon jest najsilniejszym utleniaczem. Przyczyną tego zjawiska jest fakt, że w procesie rozpadu powstaje tlen atomowy. Taki tlen jest znacznie bardziej agresywny niż tlen cząsteczkowy, ponieważ w cząsteczce tlenu niedobór elektronów na poziomie zewnętrznym ze względu na ich zbiorowe wykorzystanie orbitalu molekularnego nie jest tak zauważalny.

Już w XVIII wieku zauważono, że rtęć w obecności ozonu traci swój połysk i przykleja się do szkła, tj. utlenia się. Kiedy ozon przepuszcza się przez wodny roztwór jodku potasu, zaczyna się wydzielać gazowy jod. Te same „sztuczki” nie działały z czystym tlenem. Następnie odkryto właściwości ozonu, które ludzkość natychmiast przyjęła: ozon okazał się doskonałym środkiem antyseptycznym, ozon szybko usunął z wody substancje organiczne dowolnego pochodzenia (perfumy i kosmetyki, płyny biologiczne), zaczął być szeroko stosowany w przemyśle i życiu codziennym i sprawdziła się jako alternatywa dla wiertła dentystycznego.

W XXI wieku zastosowanie ozonu we wszystkich obszarach życia i działalności człowieka rośnie i rozwija się, dlatego jesteśmy świadkami jego przemiany z egzotyki w znane narzędzie codziennej pracy. OZON O3, alotropowa forma tlenu.

Otrzymywanie i właściwości fizyczne ozonu.

Naukowcy po raz pierwszy dowiedzieli się o istnieniu nieznanego gazu, kiedy rozpoczęli eksperymenty z maszynami elektrostatycznymi. Stało się to w XVII wieku. Ale badania nad nowym gazem zaczęto badać dopiero pod koniec następnego stulecia. W 1785 roku holenderski fizyk Martin van Marum uzyskał ozon poprzez przepuszczanie iskier elektrycznych przez tlen. Nazwa ozon pojawiła się dopiero w 1840 roku; został wynaleziony przez szwajcarskiego chemika Christiana Schönbeina, wywodząc się od greckiego słowa ozon - zapach. Skład chemiczny tego gazu nie różnił się od tlenu, był jednak znacznie bardziej agresywny. W ten sposób natychmiast utlenił bezbarwny jodek potasu, uwalniając brązowy jod; Schönbein wykorzystał tę reakcję do określenia ozonu na podstawie stopnia zabielenia papieru nasączonego roztworem jodku potasu i skrobi. Nawet rtęć i srebro, które są nieaktywne w temperaturze pokojowej, ulegają utlenieniu w obecności ozonu.

Okazało się, że cząsteczki ozonu, podobnie jak tlen, składają się tylko z atomów tlenu, ale nie z dwóch, ale z trzech. Tlen O2 i ozon O3 są jedynymi przykładami powstawania dwóch gazowych (w normalnych warunkach) prostych substancji przez jeden pierwiastek chemiczny. W cząsteczce O3 atomy są ułożone pod kątem, więc cząsteczki te są polarne. Ozon powstaje w wyniku „przyklejania się” wolnych atomów tlenu do cząsteczek O2, które powstają z cząsteczek tlenu pod wpływem wyładowań elektrycznych, promieni ultrafioletowych, promieni gamma, szybkich elektronów i innych cząstek wysokoenergetycznych. W pobliżu pracujących maszyn elektrycznych, w których „iskrzą” szczotki oraz w pobliżu bakteriobójczych lamp rtęciowo-kwarcowych emitujących światło ultrafioletowe, zawsze unosi się zapach ozonu. Atomy tlenu są również uwalniane podczas niektórych reakcji chemicznych. Ozon powstaje w małych ilościach podczas elektrolizy zakwaszonej wody, podczas powolnego utleniania mokrego białego fosforu w powietrzu, podczas rozkładu związków o dużej zawartości tlenu (KMnO4, K2Cr2O7 itp.), podczas działania fluoru na wodę lub stężony kwas siarkowy na nadtlenku baru. Atomy tlenu są zawsze obecne w płomieniu, dlatego jeśli skierujemy strumień sprężonego powietrza na płomień palnika tlenowego, w powietrzu wyczujemy charakterystyczny zapach ozonu.

Reakcja 3O2 → 2O3 jest wysoce endotermiczna: aby otrzymać 1 mol ozonu należy zużyć 142 kJ. Reakcja odwrotna zachodzi wraz z uwolnieniem energii i można ją bardzo łatwo przeprowadzić. W związku z tym ozon jest niestabilny. W przypadku braku zanieczyszczeń ozon gazowy rozkłada się powoli w temperaturze 70°C i szybko powyżej 100°C. Szybkość rozkładu ozonu znacznie wzrasta w obecności katalizatorów. Mogą to być gazy (na przykład tlenek azotu, chlor) i wiele ciał stałych (nawet ścianki naczynia). Dlatego czysty ozon jest trudny do uzyskania, a praca z nim jest niebezpieczna ze względu na możliwość wybuchu.

Nic dziwnego, że przez wiele dziesięcioleci po odkryciu ozonu nieznane były nawet jego podstawowe stałe fizyczne: przez długi czas nikomu nie udało się uzyskać czystego ozonu. Jak napisał D.I. Mendelejew w swoim podręczniku Podstawy chemii, „przy wszystkich metodach wytwarzania ozonu gazowego jego zawartość w tlenie jest zawsze niewielka, zwykle tylko kilka dziesiątych procenta, rzadko 2% i dopiero w bardzo niskich temperaturach osiąga 20%.” Dopiero w 1880 roku francuscy naukowcy J. Gotfeil i P. Chappuis uzyskali ozon z czystego tlenu w temperaturze minus 23°C. Okazało się, że w grubej warstwie ozon ma piękną niebieską barwę. Kiedy schłodzony ozonowany tlen był powoli sprężany, gaz zmienił kolor na ciemnoniebieski, a po szybkim obniżeniu ciśnienia temperatura spadła jeszcze bardziej i utworzyły się ciemnofioletowe kropelki ciekłego ozonu. Jeśli gaz nie został szybko schłodzony lub sprężony, ozon natychmiast, z żółtym błyskiem, zamienił się w tlen.

Później opracowano wygodną metodę syntezy ozonu. Jeżeli stężony roztwór kwasu nadchlorowego, fosforowego lub siarkowego podda się elektrolizie za pomocą chłodzonej anody z tlenku platyny lub ołowiu (IV), gaz uwalniający się na anodzie będzie zawierał do 50% ozonu. Udoskonalono także stałe fizyczne ozonu. Upłynnia się znacznie łatwiej niż tlen – w temperaturze -112°C (tlen – w temperaturze -183°C). W temperaturze -192,7°C ozon krzepnie. Stały ozon ma niebiesko-czarną barwę.

Eksperymenty z ozonem są niebezpieczne. Ozon może eksplodować, jeśli jego stężenie w powietrzu przekroczy 9%. Ozon ciekły i stały eksploduje jeszcze łatwiej, zwłaszcza w kontakcie z substancjami utleniającymi. Ozon można przechowywać w niskich temperaturach w postaci roztworów we fluorowanych węglowodorach (freonach). Takie rozwiązania mają kolor niebieski.

Właściwości chemiczne ozonu.

Ozon charakteryzuje się niezwykle wysoką reaktywnością. Ozon jest jednym z najsilniejszych utleniaczy i ustępuje pod tym względem jedynie fluorowi i fluorkowi tlenu OF2. Aktywną substancją ozonu jako środka utleniającego jest tlen atomowy powstający podczas rozpadu cząsteczki ozonu. Dlatego działając jako środek utleniający, cząsteczka ozonu z reguły „wykorzystuje” tylko jeden atom tlenu, a pozostałe dwa są uwalniane w postaci wolnego tlenu, na przykład 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Występuje również utlenianie wielu innych związków. Istnieją jednak wyjątki, gdy cząsteczka ozonu wykorzystuje do utleniania wszystkie trzy atomy tlenu, które posiada, na przykład 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Bardzo ważną różnicą między ozonem a tlenem jest to, że ozon wykazuje właściwości utleniające już w temperaturze pokojowej. Przykładowo PbS i Pb(OH)2 w normalnych warunkach nie reagują z tlenem, natomiast w obecności ozonu siarczek przekształca się w PbSO4, a wodorotlenek w PbO2. Jeżeli do naczynia z ozonem wlejemy stężony roztwór amoniaku, pojawi się biały dym – jest to ozon utleniający amoniak do azotynu amonu NH4NO2. Szczególnie charakterystyczną cechą ozonu jest zdolność „czernienia” srebrnych przedmiotów poprzez powstawanie AgO i Ag2O3.

Dodając jeden elektron i stając się jonem ujemnym O3-, cząsteczka ozonu staje się bardziej stabilna. Od dawna znane są „sole kwasów ozonowych”, czyli ozonki zawierające takie aniony - tworzą je wszystkie metale alkaliczne z wyjątkiem litu, a stabilność ozonków wzrasta od sodu do cezu. Znane są również niektóre ozonki metali ziem alkalicznych, na przykład Ca(O3)2. Jeśli strumień gazowego ozonu zostanie skierowany na powierzchnię stałej, suchej zasady, powstanie pomarańczowo-czerwona skorupa zawierająca ozonki, na przykład 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. Jednocześnie stała zasada skutecznie wiąże wodę, co chroni ozonek przed natychmiastową hydrolizą. Natomiast przy nadmiarze wody ozonki szybko się rozkładają: 4KO3+ 2H2O → 4KOH + 5O2. Rozkład zachodzi także podczas przechowywania: 2KO3 → 2KO2 + O2. Ozonki są dobrze rozpuszczalne w ciekłym amoniaku, co umożliwiło wyizolowanie ich w czystej postaci i zbadanie ich właściwości.

Substancje organiczne, z którymi styka się ozon, zwykle ulegają zniszczeniu. Zatem ozon, w przeciwieństwie do chloru, ma zdolność rozszczepiania pierścienia benzenowego. Podczas pracy z ozonem nie można używać gumowych rur i węży - natychmiast staną się nieszczelne. Reakcje ozonu ze związkami organicznymi uwalniają duże ilości energii. Na przykład eter, alkohol, wata nasączona terpentyną, metanem i wieloma innymi substancjami, w kontakcie z ozonowanym powietrzem, samozapalają się, a zmieszanie ozonu z etylenem prowadzi do silnej eksplozji.

Zastosowanie ozonu.

Ozon nie zawsze „spala” materię organiczną; w niektórych przypadkach możliwe jest przeprowadzenie specyficznych reakcji z silnie rozcieńczonym ozonem. Przykładowo podczas ozonowania kwasu oleinowego (występuje w dużych ilościach w olejach roślinnych) powstaje kwas azelainowy HOOC(CH2)7COOH, który wykorzystuje się do produkcji wysokiej jakości olejów smarowych, włókien syntetycznych i plastyfikatorów do tworzyw sztucznych. W podobny sposób otrzymuje się kwas adypinowy, który wykorzystuje się w syntezie nylonu. W 1855 roku Schönbein odkrył reakcję związków nienasyconych zawierających podwójne wiązania C=C z ozonem, ale dopiero w 1925 roku niemiecki chemik H. Staudinger ustalił mechanizm tej reakcji. Cząsteczka ozonu łączy się z podwójnym wiązaniem tworząc ozonek – tym razem organiczny, a atom tlenu zastępuje jedno z wiązań C=C, a grupa –O-O- zastępuje drugie. Chociaż niektóre ozonki organiczne wyodrębnia się w czystej postaci (na przykład ozonek etylenu), reakcję tę zwykle prowadzi się w rozcieńczonym roztworze, ponieważ wolne ozonki są bardzo niestabilnymi materiałami wybuchowymi. Reakcja ozonowania związków nienasyconych cieszy się dużym uznaniem chemików organicznych; Problemy z tą reakcją często pojawiają się nawet na szkolnych zawodach. Faktem jest, że gdy ozonek rozkłada się z wodą, powstają dwie cząsteczki aldehydu lub ketonu, które można łatwo zidentyfikować i dodatkowo ustalić strukturę pierwotnego nienasyconego związku. W ten sposób chemicy na początku XX wieku ustalili strukturę wielu ważnych związków organicznych, w tym naturalnych, zawierających wiązania C=C.

Ważnym obszarem zastosowania ozonu jest dezynfekcja wody pitnej. Zwykle woda jest chlorowana. Jednak część zanieczyszczeń znajdujących się w wodzie pod wpływem chloru zamienia się w związki o bardzo nieprzyjemnym zapachu. Dlatego od dawna proponowano zastąpienie chloru ozonem. Woda ozonowana nie nabiera obcego zapachu i smaku; Kiedy wiele związków organicznych ulega całkowitemu utlenieniu przez ozon, powstaje jedynie dwutlenek węgla i woda. Ozon oczyszcza również ścieki. Produkty utleniania ozonem nawet takich substancji zanieczyszczających jak fenole, cyjanki, środki powierzchniowo czynne, siarczyny, chloraminy są związkami nieszkodliwymi, bezbarwnymi i bezwonnymi. Nadmiar ozonu dość szybko rozpada się, tworząc tlen. Ozonowanie wody jest jednak droższe niż chlorowanie; Ponadto ozonu nie można transportować i należy go wytworzyć w miejscu użycia.

Ozon w atmosferze.

W atmosferze ziemskiej jest niewiele ozonu – 4 miliardy ton, tj. średnio tylko 1 mg/m3. Stężenie ozonu wzrasta wraz z odległością od powierzchni Ziemi i osiąga maksimum w stratosferze, na wysokości 20-25 km - jest to „warstwa ozonowa”. Gdyby cały ozon z atmosfery zebrał się na powierzchni Ziemi pod normalnym ciśnieniem, powstałaby warstwa o grubości zaledwie około 2-3 mm. A tak niewielkie ilości ozonu w powietrzu faktycznie podtrzymują życie na Ziemi. Ozon tworzy „ekran ochronny”, który zapobiega przedostawaniu się do powierzchni Ziemi twardych promieni ultrafioletowych słońca, niszczących wszystkie żywe istoty.

W ostatnich dziesięcioleciach wiele uwagi poświęcono pojawianiu się tzw. „dziur ozonowych” – obszarów o znacznie obniżonym poziomie ozonu stratosferycznego. Przez taką „nieszczelną” osłonę ostrzejsze promieniowanie ultrafioletowe ze Słońca dociera do powierzchni Ziemi. Dlatego naukowcy od dawna monitorują zawartość ozonu w atmosferze. W 1930 roku angielski geofizyk S. Chapman dla wyjaśnienia stałego stężenia ozonu w stratosferze zaproponował schemat czterech reakcji (reakcje te nazwano cyklem Chapmana, w którym M oznacza dowolny atom lub cząsteczkę odprowadzającą nadmiar energii). :

O + O + M → O2 + M

O + O3 → 2O2

O3 → O2 + O.

Pierwsza i czwarta reakcja tego cyklu mają charakter fotochemiczny, zachodzą pod wpływem promieniowania słonecznego. Do rozłożenia cząsteczki tlenu na atomy potrzebne jest promieniowanie o długości fali mniejszej niż 242 nm, natomiast ozon rozpada się przy absorpcji światła w zakresie 240-320 nm (ta ostatnia reakcja dokładnie chroni nas przed twardym promieniowaniem ultrafioletowym, gdyż tlen nie nie absorbują w tym obszarze widmowym). Pozostałe dwie reakcje mają charakter termiczny, tj. iść bez wpływu światła. Bardzo ważne jest, aby trzecia reakcja, prowadząca do zaniku ozonu, miała energię aktywacji; oznacza to, że szybkość takiej reakcji można zwiększyć poprzez działanie katalizatorów. Jak się okazało, głównym katalizatorem rozkładu ozonu jest tlenek azotu NO. Powstaje w górnych warstwach atmosfery z azotu i tlenu pod wpływem najostrzejszego promieniowania słonecznego. Znajdując się w ozonosferze, wchodzi w cykl dwóch reakcji O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, w wyniku czego jego zawartość w atmosferze nie zmienia się, a stacjonarne stężenie ozonu maleje. Istnieją inne cykle, które prowadzą do zmniejszenia zawartości ozonu w stratosferze, na przykład z udziałem chloru:

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2.

Ozon jest również niszczony przez pyły i gazy, które przedostają się do atmosfery w dużych ilościach podczas erupcji wulkanów. Ostatnio zasugerowano, że ozon skutecznie niszczy także wodór uwalniany ze skorupy ziemskiej. Połączenie wszystkich reakcji powstawania i rozpadu ozonu prowadzi do tego, że średni czas życia cząsteczki ozonu w stratosferze wynosi około trzech godzin.

Uważa się, że oprócz naturalnych istnieją również czynniki sztuczne, które wpływają na warstwę ozonową. Dobrze znanym przykładem są freony, które są źródłem atomów chloru. Freony to węglowodory, w których atomy wodoru zastąpiono atomami fluoru i chloru. Stosowane są w technologii chłodniczej oraz do napełniania puszek aerozolowych. Ostatecznie freony przedostają się do powietrza i wraz z prądami powietrza powoli unoszą się coraz wyżej, docierając w końcu do warstwy ozonowej. Rozkładając się pod wpływem promieniowania słonecznego, same freony zaczynają katalitycznie rozkładać ozon. Nie wiadomo jeszcze dokładnie, w jakim stopniu freony są winne „dziury ozonowej”, niemniej jednak od dawna podjęto działania mające na celu ograniczenie ich stosowania.

Obliczenia pokazują, że za 60-70 lat stężenie ozonu w stratosferze może spaść o 25%. Jednocześnie wzrośnie stężenie ozonu w warstwie przyziemnej - troposferze - co również jest złe, ponieważ ozon i produkty jego przemian w powietrzu są trujące. Głównym źródłem ozonu w troposferze jest przenoszenie ozonu stratosferycznego wraz z masami powietrza do niższych warstw. Co roku do warstwy przyziemnej przedostaje się około 1,6 miliarda ton ozonu. Czas życia cząsteczki ozonu w dolnych partiach atmosfery jest znacznie dłuższy – ponad 100 dni, gdyż w warstwie przyziemnej intensywność ultrafioletowego promieniowania słonecznego niszczącego ozon jest mniejsza. Zwykle w troposferze jest bardzo mało ozonu: w czystym, świeżym powietrzu jego stężenie wynosi średnio zaledwie 0,016 μg/l. Stężenie ozonu w powietrzu zależy nie tylko od wysokości, ale także od ukształtowania terenu. Dlatego nad oceanami jest zawsze więcej ozonu niż nad lądem, ponieważ ozon rozkłada się tam wolniej. Pomiary w Soczi wykazały, że powietrze w pobliżu wybrzeża morskiego zawiera o 20% więcej ozonu niż w lesie oddalonym o 2 km od wybrzeża.

Współcześni ludzie wdychają znacznie więcej ozonu niż ich przodkowie. Główną przyczyną jest wzrost ilości metanu i tlenków azotu w powietrzu. Tym samym zawartość metanu w atmosferze stale rośnie od połowy XIX wieku, kiedy zaczęto wykorzystywać gaz ziemny. W atmosferze zanieczyszczonej tlenkami azotu metan wchodzi w złożony łańcuch przemian z udziałem tlenu i pary wodnej, którego wynik można wyrazić równaniem CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Metanem mogą być także inne węglowodory, np. te zawarte w spalinach samochodowych podczas niecałkowitego spalania benzyny. W efekcie w ciągu ostatnich dziesięcioleci stężenie ozonu w powietrzu dużych miast wzrosło dziesięciokrotnie.

Zawsze uważano, że podczas burzy stężenie ozonu w powietrzu gwałtownie wzrasta, ponieważ piorun sprzyja przemianie tlenu w ozon. W rzeczywistości wzrost jest nieznaczny i nie występuje podczas burzy, ale na kilka godzin przed nią. Podczas burzy i przez kilka godzin po niej stężenie ozonu maleje. Wyjaśnia to fakt, że przed burzą następuje silne pionowe mieszanie mas powietrza, w wyniku czego z górnych warstw pochodzi dodatkowa ilość ozonu. Ponadto przed burzą wzrasta natężenie pola elektrycznego i powstają warunki do powstawania wyładowań koronowych na końcach różnych obiektów, na przykład końcówek gałęzi. To również przyczynia się do powstawania ozonu. Następnie, w miarę rozwoju chmury burzowej, pod nią powstają silne prądy powietrza skierowane ku górze, które zmniejszają zawartość ozonu bezpośrednio pod chmurą.

Ciekawym pytaniem jest zawartość ozonu w powietrzu lasów iglastych. Przykładowo w Kursie chemii nieorganicznej G. Remy’ego można przeczytać, że „ozonowane powietrze lasów iglastych” to fikcja. Czy tak jest? Oczywiście żadna roślina nie wytwarza ozonu. Jednak rośliny, zwłaszcza iglaste, emitują do powietrza wiele lotnych związków organicznych, w tym nienasycone węglowodory z klasy terpenów (w terpentynie jest ich wiele). Tak więc w upalny dzień sosna uwalnia 16 mikrogramów terpenów na godzinę na każdy gram suchej masy igieł. Terpeny wydzielają nie tylko drzewa iglaste, ale także niektóre drzewa liściaste, w tym topola i eukaliptus. A niektóre drzewa tropikalne są w stanie uwolnić 45 mcg terpenów na 1 g suchej masy liści na godzinę. W rezultacie z jednego hektara lasu iglastego można dziennie uwolnić do 4 kg materii organicznej, a lasu liściastego około 2 kg. Zalesiony obszar Ziemi to miliony hektarów, a każdy z nich emituje rocznie setki tysięcy ton różnych węglowodorów, w tym terpenów. Natomiast węglowodory, jak pokazano na przykładzie metanu, pod wpływem promieniowania słonecznego i w obecności innych zanieczyszczeń przyczyniają się do powstawania ozonu. Jak wykazały eksperymenty, terpeny w odpowiednich warunkach rzeczywiście bardzo aktywnie biorą udział w cyklu atmosferycznych reakcji fotochemicznych, w wyniku których powstaje ozon. Zatem ozon w lesie iglastym to wcale nie fikcja, ale fakt eksperymentalny.

Ozon i zdrowie.

Jak miło jest wybrać się na spacer po burzy! Powietrze jest czyste i świeże, a jego orzeźwiające strumienie zdają się bez wysiłku wpływać do płuc. „To śmierdzi ozonem” – często mówią w takich przypadkach. „Bardzo dobre dla zdrowia.” Czy tak jest?

Kiedyś ozon z pewnością był uważany za korzystny dla zdrowia. Jeśli jednak jego stężenie przekroczy pewien próg, może spowodować wiele nieprzyjemnych konsekwencji. W zależności od stężenia i czasu wdychania ozon powoduje zmiany w płucach, podrażnienie błon śluzowych oczu i nosa, bóle i zawroty głowy, obniżenie ciśnienia krwi; Ozon zmniejsza odporność organizmu na bakteryjne infekcje dróg oddechowych. Maksymalne dopuszczalne stężenie w powietrzu wynosi zaledwie 0,1 μg/l, co oznacza, że ​​ozon jest znacznie groźniejszy od chloru! Jeśli spędzisz kilka godzin w pomieszczeniu, w którym stężenie ozonu wynosi zaledwie 0,4 μg/l, mogą pojawić się bóle w klatce piersiowej, kaszel, bezsenność i pogorszenie ostrości wzroku. Jeśli przez dłuższy czas wdychasz ozon w stężeniu większym niż 2 μg/l, konsekwencje mogą być poważniejsze – nawet odrętwienie i spadek czynności serca. Gdy zawartość ozonu wynosi 8-9 µg/l, w ciągu kilku godzin pojawia się obrzęk płuc, który może być śmiertelny. Jednak tak małe ilości substancji są zwykle trudne do analizy przy użyciu konwencjonalnych metod chemicznych. Na szczęście człowiek odczuwa obecność ozonu już przy bardzo niskich stężeniach - ok. 1 μg/l, przy czym papierek skrobiowo-jodowy nie zmieni jeszcze koloru na niebieski. Niektórym zapach ozonu w małych stężeniach przypomina zapach chloru, innym – dwutlenku siarki, jeszcze innym – czosnku.

Nie tylko sam ozon jest toksyczny. Przy jego udziale w powietrzu powstaje np. azotan peroksyacetylu (PAN) CH3-CO-OONO2 - substancja posiadająca działanie silnie drażniące, m.in. łzawiące, utrudniające oddychanie, a w większych stężeniach powodujące paraliż serca. PAN jest jednym ze składników tzw. smogu fotochemicznego powstającego latem w zanieczyszczonym powietrzu (słowo to pochodzi od angielskiego smoke – smoke i Fog – mgła). Stężenie ozonu w smogu może sięgać 2 µg/l, czyli 20 razy więcej niż maksymalna dopuszczalna wartość. Należy również wziąć pod uwagę, że łączne działanie ozonu i tlenków azotu w powietrzu jest kilkadziesiąt razy silniejsze niż każdej substancji z osobna. Nic więc dziwnego, że skutki takiego smogu w dużych miastach mogą być katastrofalne, zwłaszcza jeśli powietrze nad miastem nie będzie przewiewane przez „przeciągi” i powstanie strefa zastoju. I tak w Londynie w 1952 roku w ciągu kilku dni z powodu smogu zmarło ponad 4000 osób. A smog w Nowym Jorku w 1963 roku zabił 350 osób. Podobne historie miały miejsce w Tokio i innych dużych miastach. Nie tylko ludzie cierpią z powodu ozonu atmosferycznego. Amerykańscy badacze wykazali na przykład, że na obszarach o wysokim stężeniu ozonu w powietrzu żywotność opon samochodowych i innych wyrobów gumowych ulega znacznemu skróceniu.

Jak zmniejszyć zawartość ozonu w warstwie gruntu? Ograniczenie emisji metanu do atmosfery jest mało realistyczne. Pozostaje inny sposób - ograniczenie emisji tlenków azotu, bez których cykl reakcji prowadzących do ozonu nie może przebiegać. Ta droga również nie jest łatwa, gdyż tlenki azotu emitują nie tylko samochody, ale także (głównie) elektrownie cieplne.

Źródła ozonu znajdują się nie tylko na ulicach. Powstaje w pracowniach rentgenowskich, w gabinetach fizjoterapii (jego źródłem są lampy rtęciowo-kwarcowe), podczas pracy urządzeń kopiujących (kopiarek), drukarek laserowych (tutaj przyczyną jego powstawania jest wyładowanie wysokiego napięcia). Ozon jest nieuniknionym towarzyszem produkcji spawania łukiem perhydrolowym i argonowym. Aby ograniczyć szkodliwe działanie ozonu, konieczne jest posiadanie sprzętu wentylacyjnego w pobliżu lamp ultrafioletowych i dobra wentylacja pomieszczenia.

A jednak uznanie ozonu za substancję niewątpliwie szkodliwą dla zdrowia jest mało słuszne. Wszystko zależy od jego stężenia. Badania wykazały, że świeże powietrze świeci bardzo słabo w ciemności; Przyczyną świecenia są reakcje utleniania z udziałem ozonu. Jarzenie obserwowano także podczas wytrząsania wody w kolbie, do której wcześniej wprowadzono ozonowany tlen. Poświata ta zawsze wiąże się z obecnością niewielkich ilości zanieczyszczeń organicznych w powietrzu lub wodzie. Kiedy świeże powietrze zmieszało się z wydychanym oddechem, intensywność blasku wzrosła dziesięciokrotnie! I nie jest to zaskakujące: w wydychanym powietrzu stwierdzono mikrozanieczyszczenia etylenu, benzenu, aldehydu octowego, formaldehydu, acetonu i kwasu mrówkowego. Są „podświetlane” przez ozon. Jednocześnie „zestarzały”, tj. powietrze całkowicie pozbawione ozonu, choć bardzo czyste, nie wydziela blasku, a człowiek odbiera je jako „stęchłe”. Takie powietrze można porównać do wody destylowanej: jest bardzo czyste, praktycznie wolne od zanieczyszczeń, a picie go jest szkodliwe. Zatem całkowity brak ozonu w powietrzu najwyraźniej jest również niekorzystny dla człowieka, ponieważ zwiększa w nim zawartość mikroorganizmów i prowadzi do gromadzenia się szkodliwych substancji i nieprzyjemnych zapachów, które ozon niszczy. Tym samym staje się oczywista potrzeba regularnej i długotrwałej wentylacji pomieszczeń, nawet jeśli nie ma w nich ludzi: w końcu ozon, który dostanie się do pomieszczenia, nie zatrzymuje się w nim długo - częściowo ulega rozkładowi, a w dużej mierze osiada (adsorbuje) na ścianach i innych powierzchniach. Trudno powiedzieć, ile ozonu powinno znajdować się w pomieszczeniu. Jednak w minimalnych stężeniach ozon jest prawdopodobnie niezbędny i korzystny.

Zatem ozon jest bombą zegarową. Jeśli zostanie właściwie wykorzystany, będzie służył ludzkości, ale gdy tylko zostanie wykorzystany do innych celów, natychmiast doprowadzi do globalnej katastrofy, a Ziemia zamieni się w planetę podobną do Marsa.

Każdy z nas za każdym razem zauważa, że ​​po burzy powietrze pachnie przyjemnie świeżością. Dlaczego to się dzieje? Faktem jest, że po burzy w powietrzu pojawia się duża ilość specjalnego gazu – ozonu. To właśnie ozon ma tak delikatny, przyjemny zapach świeżości. Wiele firm zajmujących się produkcją chemii gospodarczej próbuje stworzyć produkty o zapachu deszczu, ale nikomu się to jeszcze nie udało. Postrzeganie świeżego powietrza przez każdego jest inne. Zatem mechanizm pojawiania się ozonu w powietrzu po burzy:

  • w powietrzu znajduje się duża liczba cząsteczek różnych gazów;
  • wiele cząsteczek gazu zawiera tlen;
  • W wyniku oddziaływania potężnego ładunku elektrycznego pioruna na cząsteczki gazu w powietrzu pojawia się ozon – gaz, którego wzór przedstawia cząsteczka złożona z trzech atomów tlenu.

Powody, dla których powietrze po burzy pozostaje świeże przez krótki czas

Generalnie niestety ta świeżość nie trwa długo. Wiele zależy od tego, jak silna i długa była burza. Wszyscy wiemy, że przyjemna świeżość poburzowego powietrza po pewnym czasie znika. Dzieje się tak na skutek procesu dyfuzji. Nauka fizyki i, w pewnym stopniu, chemia bada ten proces. Krótko mówiąc, dyfuzja oznacza proces mieszania substancji, wzajemne przenikanie atomów jednej substancji w drugą. W wyniku procesu dyfuzji atomy substancji rozkładają się wzajemnie równomiernie w określonej przestrzeni, w danej objętości. Cząsteczka ozonu składa się z trzech atomów tlenu. Podczas ruchu cząsteczki różnych gazów zderzają się i wymieniają atomy. W rezultacie ponownie pojawiają się cząsteczki tlenu, dwutlenku węgla, azotu i wielu innych gazów.

  • w procesie dyfuzji cząsteczki gazu zderzają się i wymieniają atomy;
  • powstaje wiele różnych gazów: azot, tlen, dwutlenek węgla i inne;
  • Stężenie ozonu w obszarze, w którym wystąpiła burza, stopniowo maleje w wyniku równomiernego rozkładu dostępnej ilości gazu w atmosferze.

To proces dyfuzji prowadzi do tego naturalnego zjawiska.