ก๊าซในอากาศหลังพายุฝนฟ้าคะนอง โอโซนและโอโซน - อากาศที่สะอาดหลังเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

อากาศหลังเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

คำอธิบายทางเลือก

ก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นฉุน ใช้ฆ่าเชื้อโรคในน้ำและอากาศ

ตัวเลือกออกซิเจน

ก๊าซที่มีกลิ่นฉุน เป็นสารประกอบของออกซิเจน 3 อะตอม

ก๊าซที่เกิดจากพายุฝนฟ้าคะนอง

ก๊าซที่ประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจนซึ่งมีโครงสร้างดัดแปลง

ก๊าซที่ใช้ในการฟอกอากาศและน้ำ

สัญลักษณ์แห่งความสดชื่น อากาศหลังพายุฝนฟ้าคะนอง

ออกซิเจนไตรอะตอม

ก๊าซพิษที่มีกลิ่นฉุน เกิดขึ้นระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าจากออกซิเจน (โมเลกุลของ O3)

กลิ่นหอมสดชื่น

ผู้กำกับภาพยนตร์เรื่อง "8 Women"

การดัดแปลงออกซิเจนแบบ Allotropic

นักแต่งเพลงชาวฝรั่งเศสผู้กำกับภาพยนตร์เรื่อง "8 Women"

ตามที่ผู้คนที่อยู่ในการทดสอบนิวเคลียร์ กลิ่นนี้มาพร้อมกับการระเบิดปรมาณูทั้งหมด แต่จะมีกลิ่นอย่างไรหลังจากการระเบิด หากคุณคุ้นเคยกับกลิ่นนี้ด้วย

ก๊าซดังกล่าวถูกค้นพบในปี 1839 โดยนักเคมีชาวเยอรมันชื่อ Christian Schönbein เนื่องจากมีกลิ่นเฉพาะตัวค่อนข้างคล้ายกับกลิ่นโบรมีน

ก๊าซที่มนุษยชาติสร้างหลุมมากมาย

ออกซิเจนเป็นสีฟ้า

แก๊ส ซึ่งในภาษากรีกแปลว่า "กลิ่น"

- ก๊าซบรรยากาศ "รั่ว"

แก๊สซึ่งเป็นสารประกอบของออกซิเจน 3 อะตอม

กำกับภาพยนตร์เรื่อง "Eight Women"

ก๊าซหลังจากฟ้าผ่าบนท้องฟ้า

ก๊าซที่มีกลิ่นฉุน

- "อากาศบริสุทธิ์"

แก๊สและทั้งสามโรมาเนีย

ก๊าซที่ใช้ในการทำความสะอาดน้ำ

ออกซิเจนรูปแบบพิเศษ

ก๊าซในบรรยากาศ

ก๊าซในพายุฝนฟ้าคะนอง

แก๊สมีกลิ่นสดชื่น

- ก๊าซ "รั่ว"

ออกซิเจนสามเท่า

น้ำบริสุทธิ์ก๊าซ

ออกซิเจนสามเท่า

ออกซิเจนสีน้ำเงิน

ออกซิเจนสามอะตอม

- ก๊าซ "พรุน"

ออกซิเจนหลังเกิดฟ้าผ่า

- “กลิ่นหอม” ของพายุฝนฟ้าคะนอง

- ก๊าซบรรยากาศ "รั่ว"

ก๊าซที่มีรูอยู่ในบรรยากาศ

- “กลิ่น” ของพายุฝนฟ้าคะนอง

ออกซิเจนพายุฝนฟ้าคะนองไตรวาเลนท์

มันมีกลิ่นเหมือนก๊าซอะไรในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง?

แก๊สฟ้าร้อง

ออกซิเจน

ความสดชื่นแบบพายุ

ก๊าซที่เกิดจากพายุฝนฟ้าคะนอง

ก๊าซที่เกิดจากฟ้าผ่า

ถ่ายทำภาพยนตร์เรื่อง "สระว่ายน้ำ"

ออกซิเจนสามโมเลกุล

ออกซิเจนพายุฝนฟ้าคะนองชำรุด

ก๊าซเจาะบรรยากาศของเรา

ชั้นของมันมีรูรั่วในชั้นบรรยากาศ

ก๊าซในบรรยากาศ

เสื้อดิน

กลิ่นฟ้าร้อง

แก๊สสีฟ้า

ก๊าซเจาะบรรยากาศ

ก๊าซมีกลิ่น

ออกซิเจนสามตัวพร้อมกัน

แก๊สสีฟ้า

เพิ่มความหอมให้กับอากาศ

- "วัสดุ" สำหรับรู

ออกซิเจนสามอะตอม

แก๊สฟ้าร้อง

แก๊สซึ่งเป็นสารประกอบของออกซิเจน 3 อะตอม

ก๊าซที่ประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจนซึ่งมีโครงสร้างดัดแปลง

การดัดแปลงออกซิเจนแบบ Allotropic ซึ่งเป็นก๊าซที่มีกลิ่นฉุน

ผู้กำกับภาพยนตร์ชาวฝรั่งเศส (“Raindrops on Hot Stones”, “Under the Sand”)

การค้นหาที่กำหนดเอง

โอโซนและโอโซน - อากาศที่สะอาดหลังเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

เพิ่ม: 11-03-2010

โอโซนและโอโซน - อากาศสะอาดหลัง "พายุฝนฟ้าคะนอง"

เราหายใจ 24 ชั่วโมงต่อวัน 7 วันต่อสัปดาห์ โดยบริโภคอากาศประมาณ 25 กิโลกรัมต่อวัน ปรากฎว่าเรากำหนดสุขภาพของเราล่วงหน้าโดยอากาศที่เราหายใจ

และทุกคนรู้ดีว่าอากาศภายในอาคาร (และเราอยู่ในนั้นโดยเฉลี่ย 60-90% ของเวลาทั้งหมด) มีมลพิษและเป็นพิษมากกว่าอากาศในบรรยากาศหลายเท่า

และยิ่งมีมลภาวะมากเท่าไร ร่างกายของเราก็จะยิ่งใช้พลังงานมากขึ้นในการทำให้สารอันตรายเป็นกลางและทำให้ร่างกายอยู่ในสภาพดี ในกรณีนี้ น่าแปลกใจไหมที่เราเหนื่อยง่าย เซื่องซึม ไม่แยแส และหงุดหงิดอย่างรวดเร็ว?

โอโซน - มันคืออะไร?

ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2328 นักฟิสิกส์ Martin Van Marum ค้นพบว่าออกซิเจนภายใต้อิทธิพลของประกายไฟไฟฟ้าได้กลิ่น "พายุฝนฟ้าคะนอง" พิเศษและคุณสมบัติทางเคมีใหม่ โอโซนเป็นรูปแบบพิเศษของการดำรงอยู่ของออกซิเจนซึ่งมีการดัดแปลง โอโซนแปลจากภาษากรีกแปลว่า "กลิ่น"

โอโซน- เป็นก๊าซสีน้ำเงินที่มีกลิ่นเฉพาะตัว สารออกซิไดซ์ที่แรงมาก- สูตรโมเลกุลของโอโซนคือ O3 มันหนักกว่าออกซิเจนและอากาศปกติของเรา

รูปแบบของการก่อตัวของโอโซนมีดังนี้: ภายใต้อิทธิพลของการปล่อยไฟฟ้าส่วนหนึ่งของโมเลกุลออกซิเจน O2 จะสลายตัวเป็นอะตอมจากนั้นออกซิเจนอะตอมมิกจะรวมกับออกซิเจนโมเลกุลและโอโซน O3 จะเกิดขึ้น ในธรรมชาติโอโซนถูกสร้างขึ้นในสตราโตสเฟียร์ภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ตลอดจนระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศ

ในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง เมื่อกระแสไฟฟ้าของฟ้าผ่า “ทะลุ” บรรยากาศ เราจะรู้สึกถึงโอโซนที่เกิดขึ้นเป็นอากาศบริสุทธิ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่มีออกซิเจนสูง ในป่า บริเวณชายฝั่ง หรือใกล้น้ำตก โอโซนฟอกอากาศของเราได้จริง! เนื่องจากเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง จึงสลายสารพิษเจือปนจำนวนมากในบรรยากาศให้เป็นสารประกอบที่ปลอดภัยและฆ่าเชื้อโรคในอากาศได้

ด้วยเหตุนี้หลังจากเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง เราจึงรู้สึกสดชื่น หายใจสะดวก และมองเห็นทุกสิ่งรอบตัวได้ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยเฉพาะท้องฟ้าสีคราม

โอโซนจำนวนมากในบรรยากาศตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 10 ถึง 50 กม. โดยมีความเข้มข้นสูงสุดที่ระดับความสูง 20-25 กม. ก่อตัวเป็นชั้นที่เรียกว่าโอโซโนสเฟียร์ โอโซโนสเฟียร์สะท้อนรังสีอัลตราไวโอเลตอย่างหนักและปกป้องสิ่งมีชีวิตจากอันตรายของรังสี

ต้องขอบคุณการก่อตัวของโอโซนจากออกซิเจนในบรรยากาศที่ทำให้สิ่งมีชีวิตบนบกเป็นไปได้ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตทุกชนิดใช่หรือไม่? สารใด ๆ ที่สามารถเป็นได้ทั้งยาพิษและยา - ทุกอย่างขึ้นอยู่กับขนาดยา โอโซนที่มีความเข้มข้นต่ำจะสร้างความรู้สึกสดชื่น ฆ่าเชื้อสิ่งแวดล้อมรอบตัวเรา และ "ชำระล้าง" ระบบทางเดินหายใจของเรา แต่ความเข้มข้นของโอโซนที่สูงอาจทำให้เกิดการระคายเคืองต่อทางเดินหายใจ อาการไอ และเวียนศีรษะได้

ดังนั้นจึงมีการใช้โอโซนที่มีความเข้มข้นค่อนข้างสูงในการฆ่าเชื้อในน้ำและอากาศ ในขณะที่ความเข้มข้นที่ต่ำกว่าจะช่วยส่งเสริมการสมานแผล และใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านความงาม

อุปกรณ์โอโซนในครัวเรือนช่วยเพิ่มความเข้มข้นของโอโซนที่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์

ด้วยความช่วยเหลือของโอโซน คุณจะสูดอากาศบริสุทธิ์และสะอาดอยู่เสมอ!

ปัจจุบันโอโซนใช้ที่ไหน?

โอโซนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ของชีวิตเรา ใช้ในการแพทย์ ในอุตสาหกรรม และในชีวิตประจำวัน

การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดคือการทำน้ำให้บริสุทธิ์โอโซนทำลายแบคทีเรียและไวรัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ กำจัดสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายมากมาย รวมถึงไซยาไนด์ ฟีนอล สารปนเปื้อนในน้ำอินทรีย์ ทำลายกลิ่น และสามารถใช้เป็นน้ำยาฟอกขาวได้

โอโซนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมี

โอโซนมีบทบาทพิเศษในอุตสาหกรรมอาหารสารฆ่าเชื้อขั้นสูงและปลอดภัยทางเคมี ใช้เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตที่ไม่พึงประสงค์ในอุปกรณ์แปรรูปอาหารและแปรรูปอาหาร โอโซนมีความสามารถในการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์โดยไม่สร้างสารเคมีอันตรายชนิดใหม่

โอโซนมีส่วนช่วยในการรักษาคุณภาพของเนื้อสัตว์ ปลา ไข่ และชีสในระยะยาว ในกระบวนการโอโซน จุลินทรีย์และแบคทีเรีย สารเคมีอันตราย ไวรัส เชื้อราจะถูกทำลาย และปริมาณไนเตรตในผักและผลไม้ก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน

โอโซนถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ได้สำเร็จในฐานะที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง มันถูกใช้เพื่อฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ขอบเขตของการใช้ในการรักษาโรคต่างๆกำลังขยายออกไป

โอโซนมีประสิทธิภาพสูงในการทำลายแบคทีเรีย เชื้อรา และโปรโตซัวโอโซนมีผลอย่างรวดเร็วและรุนแรงต่อไวรัสหลายชนิด ในขณะที่ (ไม่เหมือนกับน้ำยาฆ่าเชื้อหลายชนิด) โอโซนไม่มีผลในการทำลายหรือระคายเคืองต่อเนื้อเยื่อ เนื่องจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มีระบบป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระ

โอโซนในอากาศส่งเสริมการทำลายสารเคมีที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ (ฟอร์มาลดีไฮด์, ฟีนอล, สไตรีนจากสารเคลือบเงา, สี, เฟอร์นิเจอร์, โดยเฉพาะแผ่นไม้อัด), ควันบุหรี่, สารอินทรีย์ (แหล่งที่มา - แมลง, สัตว์เลี้ยง, สัตว์ฟันแทะ), ผงซักฟอกและน้ำยาทำความสะอาด, ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้และวัสดุที่ถูกเผา , เชื้อรา เชื้อรา และแบคทีเรีย

สารเคมีทั้งหมดที่อยู่ในอากาศซึ่งทำปฏิกิริยากับโอโซนจะแตกตัวเป็นสารประกอบที่ไม่เป็นอันตราย ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และออกซิเจน

มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

• โอโซนฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายในอากาศได้ 99.9%
• โอโซนฆ่า E. coli ได้ 100%; 95.5% รับมือกับเชื้อ Staphylococcus และ 99.9% กำจัด Staphylococci สีทองและสีขาว
• โอโซนยังรวดเร็วมากและฆ่าเชื้อ E. coli และ Staphylococcus aureus ในน้ำได้ 100%
• การศึกษาพบว่าหลังจากบำบัดอากาศด้วยโอโซนเป็นเวลา 15 นาที จุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายในอากาศก็จะตายสนิท
• โอโซนมีประสิทธิภาพ 100% ต่อไวรัสตับอักเสบและไวรัส PVI และ 99% ต่อไวรัสไข้หวัดใหญ่
• โอโซน 100% ทำลายเชื้อราได้หลากหลายชนิด
• โอโซนที่ละลายในน้ำมีประสิทธิภาพ 100% ต่อเชื้อราดำและยีสต์

เครื่องโอโซนในครัวเรือน GRAZA

โอโซนในครัวเรือนใช้เพื่อวัตถุประสงค์อะไร?

1. การฟอกอากาศในอาคารพักอาศัย ห้องน้ำ และห้องสุขา

2. กำจัดกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ในตู้เย็น ตู้เสื้อผ้า ตู้กับข้าว ฯลฯ

3. การทำน้ำดื่มให้บริสุทธิ์ โอโซนของอ่างอาบน้ำ พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ

4. การแปรรูปอาหาร (ผัก ผลไม้ ไข่ เนื้อสัตว์ ปลา)

5. ฆ่าเชื้อและกำจัดสิ่งสกปรกและกลิ่นอันไม่พึงประสงค์เมื่อซักเสื้อผ้า

6. ขั้นตอนด้านความงาม การดูแลช่องปาก ผิวหน้า มือและเท้า

7. ขจัดกลิ่นควันบุหรี่ สีทา วานิช

ข้อมูลจำเพาะ

ผลผลิตโอโซน: 300 มก./ชม. กำลังไฟไม่เกิน: 30 W. ระยะเวลาการทำงานสูงสุดโดยไม่หยุดชะงัก: ไม่เกิน 30 นาที เวลาหยุดชั่วคราวเมื่ออุปกรณ์ทำงานนานกว่า 30 นาที: อย่างน้อย 10 นาที ดุลยพินิจในการตั้งค่าเวลาการทำงาน: 1 นาที แหล่งจ่ายไฟหลัก: 220V, 50 เฮิรตซ์ ขนาดโดยรวม: 185*130*55 มม. น้ำหนัก: 0.6 กก.

ผลกระทบของเครื่องโอโซนขยายได้ลึกถึง 10 ซม.

ความเข้มข้นของโอโซน 300 มก./ชม.

ความสมบูรณ์:

1. เครื่องโอโซนในครัวเรือน “พายุฝนฟ้าคะนอง” 1 เครื่อง

2. หัวฉีด (หินกระจาย) 3 ชิ้น

3. ท่อซิลิโคน 100 ซม. 1 ชิ้น

4. ท่อซิลิโคน 120 ซม. 1 ชิ้น

5. หนังสือเดินทาง 1 ชิ้น

6. โบรชัวร์การสมัคร 1 ชิ้นระยะเวลาการรับประกันตัวเครื่อง

สอดคล้องกับ TU 3468-015-20907995-2009 มีใบรับรองความสอดคล้องเลขที่ POCC RU อ.88.B00073.

อุปกรณ์ประกอบด้วย: ชุดควบคุม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง เครื่องกำเนิดโอโซน และคอมเพรสเซอร์

คุณสมบัติทางกายภาพของโอโซนมีลักษณะเฉพาะมาก: เป็นก๊าซสีฟ้าที่ระเบิดได้ง่าย โอโซนหนึ่งลิตรมีน้ำหนักประมาณ 2 กรัม และอากาศ - 1.3 กรัม ดังนั้นโอโซนจึงหนักกว่าอากาศ จุดหลอมเหลวของโอโซนคือลบ192.7ºС โอโซนที่ "ละลาย" นี้เป็นของเหลวสีน้ำเงินเข้ม “น้ำแข็ง” โอโซนมีสีน้ำเงินเข้มและมีโทนสีม่วง และจะทึบแสงเมื่อความหนาเกิน 1 มม. จุดเดือดของโอโซนคือลบ112°С ในสถานะก๊าซ โอโซนเป็นแบบไดแม่เหล็ก เช่น ไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กและในสถานะของเหลวจะมีพาราแมกเนติกอ่อน ความสามารถในการละลายของโอโซนในน้ำละลายนั้นมากกว่าออกซิเจน 15 เท่า และอยู่ที่ประมาณ 1.1 กรัม/ลิตร โอโซน 2.5 กรัมละลายในกรดอะซิติกหนึ่งลิตรที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ยังละลายได้ดีในน้ำมันหอมระเหย น้ำมันสน และคาร์บอนเตตราคลอไรด์ กลิ่นโอโซนจะรู้สึกได้ที่ความเข้มข้นมากกว่า 15 µg/m3 ของอากาศ ในความเข้มข้นที่น้อยที่สุดจะมองว่าเป็น "กลิ่นแห่งความสดชื่น"; เมื่อความเข้มข้นสูงขึ้นจะได้สีที่คมชัดและระคายเคือง

โอโซนเกิดจากออกซิเจนตามสูตรต่อไปนี้: 3O2 + 68 kcal → 2O3 ตัวอย่างคลาสสิกของการก่อตัวของโอโซน: ภายใต้อิทธิพลของฟ้าผ่าในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง ภายใต้อิทธิพลของแสงแดดในชั้นบรรยากาศชั้นบน โอโซนสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างกระบวนการใดๆ ก็ตามที่มาพร้อมกับการปล่อยออกซิเจนอะตอมมิก เช่น ในระหว่างการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ การสังเคราะห์โอโซนทางอุตสาหกรรมเกี่ยวข้องกับการใช้การปล่อยประจุไฟฟ้าที่อุณหภูมิต่ำ เทคโนโลยีในการผลิตโอโซนอาจแตกต่างกันไป ดังนั้นในการผลิตโอโซนที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์จึงใช้เฉพาะออกซิเจนทางการแพทย์ที่บริสุทธิ์ (ไม่มีสิ่งเจือปน) เท่านั้น การแยกโอโซนที่เกิดขึ้นจากออกซิเจนเจือปนมักจะทำได้ไม่ยากเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน (ทำให้โอโซนกลายเป็นของเหลวได้ง่ายกว่า) หากไม่จำเป็นต้องใช้พารามิเตอร์ปฏิกิริยาเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ การได้รับโอโซนก็ไม่มีปัญหาใดๆ เป็นพิเศษ

โมเลกุล O3 ไม่เสถียรและเปลี่ยนเป็น O2 ได้อย่างรวดเร็วเมื่อปล่อยความร้อน ที่ความเข้มข้นเล็กน้อยและไม่มีสิ่งเจือปนแปลกปลอม โอโซนจะสลายตัวช้าๆ ที่ความเข้มข้นสูงจะสลายตัวระเบิดได้ แอลกอฮอล์จะติดไฟทันทีเมื่อสัมผัสกับมัน การให้ความร้อนและการสัมผัสโอโซนแม้ว่าจะมีสารตั้งต้นออกซิเดชันในปริมาณเล็กน้อย (สารอินทรีย์ โลหะบางชนิด หรือออกไซด์ของสารเหล่านั้น) จะเร่งการสลายตัวอย่างรวดเร็ว โอโซนสามารถเก็บไว้เป็นเวลานานที่อุณหภูมิ -78°С โดยมีสารทำให้คงตัว (HNO3 ปริมาณเล็กน้อย) เช่นเดียวกับในภาชนะที่ทำจากแก้ว พลาสติกบางชนิด หรือโลหะมีตระกูล

โอโซนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด สาเหตุของปรากฏการณ์นี้ก็คือออกซิเจนอะตอมมิกเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการสลายตัว ออกซิเจนดังกล่าวมีความก้าวร้าวมากกว่าออกซิเจนโมเลกุลมากเนื่องจากในโมเลกุลออกซิเจนการขาดอิเล็กตรอนในระดับภายนอกเนื่องจากการใช้วงโคจรของโมเลกุลโดยรวมนั้นไม่สามารถสังเกตได้ชัดเจนนัก

ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 18 สังเกตเห็นว่าสารปรอทในที่ที่มีโอโซนสูญเสียความแวววาวและเกาะติดกับกระจก กล่าวคือ ออกซิไดซ์ และเมื่อโอโซนถูกส่งผ่านสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ที่เป็นน้ำ ก๊าซไอโอดีนก็เริ่มถูกปล่อยออกมา “กลอุบาย” เดียวกันนี้ใช้ไม่ได้กับออกซิเจนบริสุทธิ์ ต่อจากนั้นคุณสมบัติของโอโซนถูกค้นพบซึ่งมนุษยชาตินำมาใช้ทันที: โอโซนกลายเป็นน้ำยาฆ่าเชื้อที่ดีเยี่ยมโอโซนกำจัดสารอินทรีย์จากแหล่งกำเนิดใด ๆ อย่างรวดเร็ว (น้ำหอมและเครื่องสำอางของเหลวชีวภาพ) ออกจากน้ำเริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรมและชีวิตประจำวันและได้พิสูจน์ตัวเองเป็นทางเลือกแทนการเจาะฟัน

ในศตวรรษที่ 21 การใช้โอโซนในชีวิตและกิจกรรมของมนุษย์ทุกด้านมีการเติบโตและพัฒนา ดังนั้นเราจึงเห็นการเปลี่ยนแปลงจากสิ่งแปลกใหม่มาเป็นเครื่องมือที่คุ้นเคยสำหรับการทำงานในแต่ละวัน OZONE O3 ออกซิเจนรูปแบบ allotropic

การเตรียมและคุณสมบัติทางกายภาพของโอโซน

นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของก๊าซที่ไม่รู้จักเป็นครั้งแรกเมื่อพวกเขาเริ่มทดลองกับเครื่องไฟฟ้าสถิต สิ่งนี้เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 17 แต่พวกเขาเริ่มศึกษาก๊าซใหม่ในช่วงปลายศตวรรษหน้าเท่านั้น ในปี ค.ศ. 1785 นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ Martin van Marum ได้รับโอโซนโดยการส่งประกายไฟผ่านออกซิเจน ชื่อโอโซนปรากฏเฉพาะในปี พ.ศ. 2383 เท่านั้น มันถูกคิดค้นโดยนักเคมีชาวสวิส Christian Schönbein โดยได้มาจากโอโซนของกรีก - กลิ่น องค์ประกอบทางเคมีของก๊าซนี้ไม่แตกต่างจากออกซิเจน แต่มีความก้าวร้าวมากกว่ามาก ดังนั้นโพแทสเซียมไอโอไดด์ที่ไม่มีสีจะถูกออกซิไดซ์ทันทีโดยปล่อยไอโอดีนสีน้ำตาลออกมา เชินไบน์ใช้ปฏิกิริยานี้เพื่อกำหนดโอโซนตามระดับความสีน้ำเงินของกระดาษที่แช่ในสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์และแป้ง แม้แต่ปรอทและเงินซึ่งไม่ทำงานที่อุณหภูมิห้องก็ยังถูกออกซิไดซ์เมื่อมีโอโซน

ปรากฎว่าโมเลกุลโอโซน เช่น ออกซิเจน ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนเท่านั้น แต่ไม่ใช่สองอะตอม แต่มีสามอะตอม ออกซิเจน O2 และโอโซน O3 เป็นเพียงตัวอย่างเดียวของการก่อตัวของสารธรรมดาที่เป็นก๊าซ (ภายใต้สภาวะปกติ) สองชนิดโดยองค์ประกอบทางเคมีเพียงชนิดเดียว ในโมเลกุล O3 อะตอมจะอยู่ที่มุมหนึ่ง ดังนั้นโมเลกุลเหล่านี้จึงมีขั้ว โอโซนได้มาจากการ "เกาะติด" ของอะตอมออกซิเจนอิสระกับโมเลกุล O2 ซึ่งเกิดจากโมเลกุลออกซิเจนภายใต้อิทธิพลของการปล่อยกระแสไฟฟ้า, รังสีอัลตราไวโอเลต, รังสีแกมมา, อิเล็กตรอนเร็วและอนุภาคพลังงานสูงอื่น ๆ มักจะมีกลิ่นโอโซนใกล้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทำงานอยู่ ซึ่งมีแปรง "ประกายไฟ" และใกล้กับหลอดปรอทควอทซ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่ปล่อยแสงอัลตราไวโอเลต อะตอมออกซิเจนยังถูกปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาเคมีบางอย่าง โอโซนจะเกิดขึ้นในปริมาณเล็กน้อยระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของน้ำที่เป็นกรด ระหว่างการออกซิเดชันช้าๆ ของฟอสฟอรัสสีขาวเปียกในอากาศ ระหว่างการสลายตัวของสารประกอบที่มีปริมาณออกซิเจนสูง (KMnO4, K2Cr2O7 ฯลฯ) ระหว่างการกระทำของฟลูออรีนบนน้ำ หรือกรดซัลฟิวริกเข้มข้นกับแบเรียมเปอร์ออกไซด์ อะตอมของออกซิเจนมักปรากฏอยู่ในเปลวไฟ ดังนั้นหากคุณส่งกระแสลมอัดผ่านเปลวไฟของหัวเผาออกซิเจน กลิ่นเฉพาะตัวของโอโซนจะถูกตรวจจับในอากาศ

ปฏิกิริยา 3O2 → 2O3 มีอัตราการดูดความร้อนสูง เพื่อให้ได้โอโซน 1 โมล ต้องใช้ 142 กิโลจูล ปฏิกิริยาย้อนกลับเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยพลังงานและเกิดขึ้นได้ง่ายมาก โอโซนจึงไม่เสถียร ในกรณีที่ไม่มีสิ่งเจือปน ก๊าซโอโซนจะสลายตัวช้าๆ ที่อุณหภูมิ 70° C และเร็วกว่า 100° C อัตราการสลายตัวของโอโซนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา สิ่งเหล่านี้อาจเป็นก๊าซ (เช่น ไนตริกออกไซด์ คลอรีน) และของแข็งหลายชนิด (แม้แต่ผนังของถัง) ดังนั้นโอโซนบริสุทธิ์จึงเป็นเรื่องยากและการทำงานกับโอโซนนั้นเป็นอันตรายเนื่องจากมีโอกาสเกิดการระเบิด

ไม่น่าแปลกใจเลยที่เป็นเวลาหลายทศวรรษหลังจากการค้นพบโอโซน แม้แต่ค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐานของมันก็ไม่เป็นที่รู้จัก: เป็นเวลานานแล้วที่ไม่มีใครสามารถรับโอโซนบริสุทธิ์ได้ ดังที่ D.I. Mendeleev เขียนไว้ในหนังสือเรียนเรื่อง Fundamentals of Chemistry “ด้วยวิธีต่างๆ ในการเตรียมก๊าซโอโซน ปริมาณของก๊าซในออกซิเจนจึงไม่มีนัยสำคัญเสมอ โดยปกติแล้วจะเป็นเพียงสองสามในสิบของเปอร์เซ็นต์ แทบจะไม่ถึง 2% และที่อุณหภูมิต่ำมากเท่านั้นที่จะเข้าถึงได้ 20%” เฉพาะในปี พ.ศ. 2423 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส J. Gotfeil และ P. Chappuis ได้รับโอโซนจากออกซิเจนบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิลบ 23 ° C ปรากฎว่าในชั้นโอโซนหนามีสีฟ้าสวยงาม เมื่อออกซิเจนโอโซนที่เย็นลงถูกบีบอัดอย่างช้าๆ ก๊าซจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเข้ม และหลังจากปล่อยแรงดันออกอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิก็ลดลงอีก และเกิดหยดโอโซนเหลวสีม่วงเข้มขึ้น หากก๊าซไม่เย็นลงหรืออัดอย่างรวดเร็ว โอโซนจะเปลี่ยนเป็นออกซิเจนในทันทีพร้อมแสงสีเหลือง

ต่อมาได้มีการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์โอโซนที่สะดวก หากสารละลายเข้มข้นของกรดเปอร์คลอริก ฟอสฟอริก หรือกรดซัลฟิวริกถูกอิเล็กโทรลิซิสด้วยแพลตตินัมหรือขั้วบวกตะกั่ว (IV) ออกไซด์ที่เย็นลง ก๊าซที่ปล่อยออกมาที่ขั้วบวกจะมีโอโซนสูงถึง 50% ค่าคงที่ทางกายภาพของโอโซนก็ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน ละลายได้ง่ายกว่าออกซิเจนมาก - ที่อุณหภูมิ -112° C (ออกซิเจน - ที่ -183° C) ที่อุณหภูมิ -192.7° C โอโซนจะแข็งตัว โอโซนที่เป็นของแข็งมีสีฟ้า-ดำ

การทดลองกับโอโซนเป็นอันตราย ก๊าซโอโซนสามารถระเบิดได้หากความเข้มข้นในอากาศเกิน 9% โอโซนที่เป็นของเหลวและของแข็งจะระเบิดได้ง่ายยิ่งขึ้น โดยเฉพาะเมื่อสัมผัสกับสารออกซิไดซ์ โอโซนสามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำได้ในรูปของสารละลายในไฮโดรคาร์บอนที่มีฟลูออริเนต (ฟรีออน) วิธีแก้ปัญหาดังกล่าวมีสีฟ้า

คุณสมบัติทางเคมีของโอโซน

โอโซนมีลักษณะเป็นปฏิกิริยาที่สูงมาก โอโซนเป็นหนึ่งในสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดและเป็นรองจากฟลูออรีนและออกซิเจนฟลูออไรด์ OF2 เท่านั้น หลักการทำงานของโอโซนในฐานะตัวออกซิไดซ์คือออกซิเจนอะตอมมิกซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของโมเลกุลโอโซน ดังนั้นตามกฎแล้วโมเลกุลโอโซนจะทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ "ใช้" อะตอมออกซิเจนเพียงอะตอมเดียวและอีกสองอะตอมจะถูกปล่อยออกมาในรูปของออกซิเจนอิสระ เช่น 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. การเกิดออกซิเดชันของสารประกอบอื่นๆ อีกมากมายก็เกิดขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นเมื่อโมเลกุลโอโซนใช้อะตอมออกซิเจนทั้งสามอะตอมที่มีในการออกซิเดชัน เช่น 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3

ความแตกต่างที่สำคัญมากระหว่างโอโซนและออกซิเจนก็คือ โอโซนแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิห้องแล้ว ตัวอย่างเช่น PbS และ Pb(OH)2 จะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนภายใต้สภาวะปกติ ในขณะที่เมื่อมีโอโซนอยู่ ซัลไฟด์จะถูกแปลงเป็น PbSO4 และไฮดรอกไซด์จะเปลี่ยนเป็น PbO2 หากเทสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นลงในภาชนะที่มีโอโซน ควันสีขาวจะปรากฏขึ้น - นี่คือแอมโมเนียที่ออกซิไดซ์ด้วยโอโซนเพื่อสร้างแอมโมเนียมไนไตรท์ NH4NO2 ลักษณะเฉพาะของโอโซนคือความสามารถในการ "ทำให้เป็นสีดำ" ของเงินด้วยการก่อตัวของ AgO และ Ag2O3

เมื่อเพิ่มอิเล็กตรอนหนึ่งตัวและกลายเป็นไอออนลบ O3- โมเลกุลของโอโซนจะมีเสถียรภาพมากขึ้น “เกลือของกรดโอโซน” หรือโอโซนที่มีไอออนดังกล่าวเป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าเกิดจากโลหะอัลคาไลทั้งหมดยกเว้นลิเธียม และความเสถียรของโอโซนจะเพิ่มขึ้นจากโซเดียมไปเป็นซีเซียม โอโซนบางชนิดของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธยังเป็นที่รู้จัก เช่น Ca(O3)2 หากกระแสของก๊าซโอโซนพุ่งตรงไปยังพื้นผิวของอัลคาไลแห้งที่เป็นของแข็ง จะเกิดเปลือกสีส้มแดงที่มีโอโซนเกิดขึ้น เช่น 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O ในเวลาเดียวกัน ด่างที่เป็นของแข็งจะจับกับน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยปกป้องโอโซไนด์จากการไฮโดรไลซิสในทันที อย่างไรก็ตาม เมื่อมีน้ำมากเกินไป โอโซนจะสลายตัวอย่างรวดเร็ว: 4KO3+ 2H2O → 4KOH + 5O2 การสลายตัวยังเกิดขึ้นระหว่างการเก็บรักษา: 2KO3 → 2KO2 + O2 โอโซนละลายได้สูงในแอมโมเนียเหลว ซึ่งทำให้สามารถแยกออกมาในรูปบริสุทธิ์และศึกษาคุณสมบัติของพวกมันได้

สารอินทรีย์ที่สัมผัสกับโอโซนมักจะถูกทำลาย ดังนั้นโอโซนจึงสามารถแยกวงแหวนเบนซีนได้ซึ่งแตกต่างจากคลอรีน เมื่อทำงานกับโอโซน คุณไม่สามารถใช้ท่อยางและสายยางได้ เพราะจะทำให้เกิดการรั่วซึมทันที ปฏิกิริยาของโอโซนกับสารประกอบอินทรีย์จะปล่อยพลังงานจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น อีเทอร์ แอลกอฮอล์ สำลีที่แช่ในน้ำมันสน มีเทน และสารอื่น ๆ อีกมากมายจะติดไฟได้เองเมื่อสัมผัสกับอากาศที่มีโอโซน และการผสมโอโซนกับเอทิลีนจะทำให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรง

การใช้โอโซน

โอโซนไม่ได้ “เผาไหม้” อินทรียวัตถุเสมอไป ในบางกรณีก็เป็นไปได้ที่จะเกิดปฏิกิริยาเฉพาะกับโอโซนที่เจือจางสูง ตัวอย่างเช่น เมื่อกรดโอลิอิกถูกโอโซน (พบได้ในน้ำมันพืชในปริมาณมาก) จะเกิดกรดอะเซลาอิก HOOC(CH2)7COOH ซึ่งใช้ในการผลิตน้ำมันหล่อลื่นคุณภาพสูง เส้นใยสังเคราะห์ และพลาสติไซเซอร์สำหรับพลาสติก ได้กรด Adipic ในทำนองเดียวกันซึ่งใช้ในการสังเคราะห์ไนลอน ในปี ค.ศ. 1855 เชินไบน์ค้นพบปฏิกิริยาของสารประกอบไม่อิ่มตัวที่มีพันธะ C=C สองเท่ากับโอโซน แต่ในปี ค.ศ. 1925 นักเคมีชาวเยอรมัน เอช. สเตาดินเงอร์เท่านั้นที่สร้างกลไกของปฏิกิริยานี้ โมเลกุลของโอโซนเกาะติดกับพันธะคู่เพื่อสร้างโอโซไนด์ ซึ่งคราวนี้เป็นสารอินทรีย์ และอะตอมของออกซิเจนจะเข้ามาแทนที่พันธะ C=C พันธะหนึ่ง และหมู่ -O-O- จะเข้ามาแทนที่พันธะอีกพันธะหนึ่ง แม้ว่าโอโซนอินทรีย์บางชนิดจะถูกแยกออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์ (เช่น เอทิลีนโอโซไนด์) แต่ปฏิกิริยานี้มักจะเกิดขึ้นในสารละลายเจือจาง เนื่องจากโอโซนอิสระเป็นวัตถุระเบิดที่ไม่เสถียรมาก ปฏิกิริยาโอโซนของสารประกอบไม่อิ่มตัวได้รับการยกย่องอย่างสูงจากนักเคมีอินทรีย์ ปัญหาเกี่ยวกับปฏิกิริยานี้มักเกิดขึ้นแม้ในการแข่งขันในโรงเรียน ความจริงก็คือเมื่อโอโซไนด์สลายตัวด้วยน้ำ จะเกิดโมเลกุลอัลดีไฮด์หรือคีโตนสองโมเลกุล ซึ่งง่ายต่อการระบุและสร้างโครงสร้างของสารประกอบไม่อิ่มตัวดั้งเดิมต่อไป ดังนั้น เมื่อต้นศตวรรษที่ 20 นักเคมีจึงได้ก่อตั้งโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญหลายชนิด รวมถึงสารประกอบธรรมชาติที่มีพันธะ C=C ด้วย

การใช้โอโซนที่สำคัญคือการฆ่าเชื้อในน้ำดื่ม โดยปกติแล้วน้ำจะมีคลอรีน อย่างไรก็ตามสิ่งสกปรกบางอย่างในน้ำภายใต้อิทธิพลของคลอรีนจะกลายเป็นสารประกอบที่มีกลิ่นไม่พึงประสงค์มาก ดังนั้นจึงมีการเสนอมานานแล้วว่าให้แทนที่คลอรีนด้วยโอโซน น้ำโอโซนไม่ได้รับกลิ่นหรือรสชาติแปลกปลอม เมื่อสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดถูกออกซิไดซ์โดยโอโซนอย่างสมบูรณ์ จะเกิดเพียงคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเท่านั้น โอโซนยังทำให้น้ำเสียบริสุทธิ์อีกด้วย ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันของโอโซนแม้กระทั่งสารมลพิษ เช่น ฟีนอล ไซยาไนด์ สารลดแรงตึงผิว ซัลไฟต์ คลอรามีน ถือเป็นสารประกอบที่ไม่เป็นอันตราย ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น โอโซนส่วนเกินจะสลายตัวอย่างรวดเร็วจนเกิดเป็นออกซิเจน อย่างไรก็ตาม โอโซนในน้ำมีราคาแพงกว่าคลอรีน นอกจากนี้โอโซนไม่สามารถขนส่งได้และต้องผลิต ณ จุดใช้งาน

โอโซนในบรรยากาศ

มีโอโซนเพียงเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศของโลก - 4 พันล้านตันนั่นคือ โดยเฉลี่ยเพียง 1 มก./ลบ.ม. ความเข้มข้นของโอโซนจะเพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากพื้นผิวโลกและถึงระดับสูงสุดในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูง 20-25 กม. - นี่คือ "ชั้นโอโซน" หากโอโซนจากชั้นบรรยากาศทั้งหมดถูกรวบรวมไว้ที่พื้นผิวโลกด้วยความดันปกติ ชั้นที่ได้จะมีความหนาประมาณ 2-3 มิลลิเมตรเท่านั้น และโอโซนในอากาศจำนวนเล็กน้อยเช่นนี้ก็ช่วยสนับสนุนสิ่งมีชีวิตบนโลกได้จริง โอโซนสร้าง "ฉากกั้น" ที่ป้องกันไม่ให้รังสีอัลตราไวโอเลตแข็งจากดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดไม่ให้เข้าถึงพื้นผิวโลก

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา มีการให้ความสนใจอย่างมากต่อการปรากฏตัวของสิ่งที่เรียกว่า "หลุมโอโซน" ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีระดับโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ลดลงอย่างมาก รังสีอุลตร้าไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ที่รุนแรงกว่าถึงพื้นผิวโลกผ่านเกราะ "รั่ว" ดังกล่าว นั่นเป็นสาเหตุที่นักวิทยาศาสตร์ติดตามโอโซนในชั้นบรรยากาศมาเป็นเวลานาน ในปี 1930 นักธรณีฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เอส. แชปแมน เพื่ออธิบายความเข้มข้นคงที่ของโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ได้เสนอรูปแบบของปฏิกิริยาสี่ประการ (ปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่าวัฏจักรของแชปแมน ซึ่ง M หมายถึงอะตอมหรือโมเลกุลใด ๆ ที่นำพลังงานส่วนเกินออกไป) : :

O + O + M → O2 + M

โอ + โอ3 → 2O2

O3 → O2 + O

ปฏิกิริยาที่หนึ่งและสี่ของวัฏจักรนี้คือโฟโตเคมีคอลซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ ในการสลายโมเลกุลออกซิเจนเป็นอะตอม ต้องใช้รังสีที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 242 นาโนเมตร ในขณะที่โอโซนจะสลายตัวเมื่อแสงถูกดูดซับในช่วง 240-320 นาโนเมตร (ปฏิกิริยาหลังช่วยปกป้องเราจากรังสีอัลตราไวโอเลตอย่างหนักได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากออกซิเจนทำ ไม่ดูดซับในบริเวณสเปกตรัมนี้) ปฏิกิริยาที่เหลืออีกสองปฏิกิริยาคือความร้อน กล่าวคือ ไปโดยไม่มีอิทธิพลของแสง เป็นสิ่งสำคัญมากที่ปฏิกิริยาที่สามซึ่งนำไปสู่การหายไปของโอโซนนั้นมีพลังงานกระตุ้น ซึ่งหมายความว่าอัตราของปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา ปรากฎว่าตัวเร่งปฏิกิริยาหลักสำหรับการสลายตัวของโอโซนคือไนตริกออกไซด์ NO มันถูกสร้างขึ้นในชั้นบนของบรรยากาศจากไนโตรเจนและออกซิเจนภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ที่รุนแรงที่สุด เมื่ออยู่ในโอโซโนสเฟียร์มันจะเข้าสู่วงจรของปฏิกิริยาสองปฏิกิริยา O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2 ซึ่งเป็นผลมาจากการที่เนื้อหาในบรรยากาศไม่เปลี่ยนแปลงและความเข้มข้นของโอโซนที่อยู่นิ่งจะลดลง มีวัฏจักรอื่นที่นำไปสู่การลดลงของปริมาณโอโซนในสตราโตสเฟียร์เช่นการมีส่วนร่วมของคลอรีน:

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2

โอโซนยังถูกทำลายโดยฝุ่นและก๊าซที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศในปริมาณมากระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ เมื่อเร็วๆ นี้ มีผู้แนะนำว่าโอโซนยังมีประสิทธิภาพในการทำลายไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาจากเปลือกโลกอีกด้วย การรวมกันของปฏิกิริยาทั้งหมดของการก่อตัวของโอโซนและการสลายตัวนำไปสู่ความจริงที่ว่าอายุการใช้งานเฉลี่ยของโมเลกุลโอโซนในสตราโตสเฟียร์นั้นอยู่ที่ประมาณสามชั่วโมง

เชื่อกันว่านอกเหนือจากธรรมชาติแล้วยังมีปัจจัยประดิษฐ์ที่ส่งผลต่อชั้นโอโซนอีกด้วย ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือฟรีออนซึ่งเป็นแหล่งของอะตอมของคลอรีน ฟรีออนเป็นไฮโดรคาร์บอนซึ่งอะตอมไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฟลูออรีนและคลอรีน ใช้ในเทคโนโลยีทำความเย็นและสำหรับบรรจุกระป๋องสเปรย์ ท้ายที่สุด ฟรีออนจะเข้าสู่อากาศและค่อยๆ สูงขึ้นเรื่อยๆ ตามกระแสอากาศ จนไปถึงชั้นโอโซนในที่สุด เมื่อสลายตัวภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ ฟรีออนเองก็เริ่มสลายโอโซนแบบเร่งปฏิกิริยา ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าฟรีออนจะถูกตำหนิสำหรับ "หลุมโอโซน" มากน้อยเพียงใด และถึงกระนั้นก็ตาม มีการใช้มาตรการเพื่อจำกัดการใช้งานมานานแล้ว

การคำนวณแสดงให้เห็นว่าในอีก 60-70 ปีความเข้มข้นของโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์อาจลดลง 25% และในเวลาเดียวกันความเข้มข้นของโอโซนในชั้นพื้นดิน - โทรโพสเฟียร์ - จะเพิ่มขึ้นซึ่งก็ไม่ดีเช่นกันเนื่องจากโอโซนและผลิตภัณฑ์จากการเปลี่ยนแปลงในอากาศเป็นพิษ แหล่งที่มาหลักของโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์คือการถ่ายโอนโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่มีมวลอากาศไปยังชั้นล่าง ทุกปี โอโซนประมาณ 1.6 พันล้านตันเข้าสู่ชั้นพื้นดิน อายุการใช้งานของโมเลกุลโอโซนในบรรยากาศส่วนล่างจะยาวนานกว่ามาก - มากกว่า 100 วัน เนื่องจากความเข้มของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ที่ทำลายโอโซนจะต่ำกว่าในชั้นพื้นดิน โดยปกติแล้วในชั้นโทรโพสเฟียร์จะมีโอโซนน้อยมาก โดยในอากาศบริสุทธิ์ที่สะอาด ความเข้มข้นจะเฉลี่ยเพียง 0.016 ไมโครกรัม/ลิตร ความเข้มข้นของโอโซนในอากาศไม่เพียงขึ้นอยู่กับระดับความสูงเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับภูมิประเทศด้วย ดังนั้นจึงมีโอโซนในมหาสมุทรมากกว่าบนบกเสมอ เนื่องจากโอโซนจะสลายตัวช้ากว่าที่นั่น การตรวจวัดในโซชีแสดงให้เห็นว่าอากาศใกล้ชายฝั่งทะเลมีโอโซนมากกว่า 20% มากกว่าในป่าที่อยู่ห่างจากชายฝั่ง 2 กม.

คนสมัยใหม่สูดโอโซนเข้าไปมากกว่าบรรพบุรุษอย่างมาก สาเหตุหลักคือปริมาณมีเทนและไนโตรเจนออกไซด์ในอากาศเพิ่มขึ้น ดังนั้น ปริมาณของมีเทนในชั้นบรรยากาศจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19 ซึ่งเป็นช่วงที่การใช้ก๊าซธรรมชาติเริ่มขึ้น ในบรรยากาศที่ปนเปื้อนด้วยไนโตรเจนออกไซด์ มีเทนจะเข้าสู่ห่วงโซ่การเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนโดยมีส่วนร่วมของออกซิเจนและไอน้ำ ซึ่งผลลัพธ์สามารถแสดงได้ด้วยสมการ CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3 ไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ยังสามารถทำหน้าที่เป็นมีเทนได้ เช่น ที่มีอยู่ในก๊าซไอเสียรถยนต์ในระหว่างการเผาไหม้น้ำมันเบนซินที่ไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้ความเข้มข้นของโอโซนในอากาศของเมืองใหญ่เพิ่มขึ้นถึงสิบเท่าในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา

เชื่อกันมาตลอดว่าในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง ความเข้มข้นของโอโซนในอากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากฟ้าผ่ากระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนออกซิเจนเป็นโอโซน ในความเป็นจริงการเพิ่มขึ้นไม่มีนัยสำคัญและไม่ได้เกิดขึ้นในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง แต่เกิดขึ้นหลายชั่วโมงก่อนหน้านั้น ในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองและเป็นเวลาหลายชั่วโมงหลังจากนั้น ความเข้มข้นของโอโซนจะลดลง สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าก่อนเกิดพายุฝนฟ้าคะนองมวลอากาศจะผสมกันในแนวดิ่งอย่างรุนแรงเพื่อให้โอโซนเพิ่มขึ้นจากชั้นบน นอกจากนี้ ก่อนเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง ความแรงของสนามไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น และสร้างเงื่อนไขสำหรับการก่อตัวของการปล่อยโคโรนาที่ปลายของวัตถุต่างๆ เช่น ปลายกิ่ง นอกจากนี้ยังมีส่วนทำให้เกิดโอโซนอีกด้วย จากนั้น เมื่อเมฆฝนฟ้าคะนองก่อตัวขึ้น กระแสลมแรงสูงก็จะเกิดขึ้นข้างใต้ ซึ่งช่วยลดปริมาณโอโซนที่อยู่ใต้เมฆโดยตรง

คำถามที่น่าสนใจคือเกี่ยวกับปริมาณโอโซนในอากาศของป่าสน ตัวอย่างเช่น ในหลักสูตรเคมีอนินทรีย์ของ G. Remy คุณสามารถอ่านได้ว่า "อากาศโอโซนของป่าสน" เป็นนิยาย นี่เป็นเรื่องจริงเหรอ? แน่นอนว่าไม่มีพืชชนิดใดที่ผลิตโอโซนได้ แต่พืชโดยเฉพาะต้นสนปล่อยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายจำนวนมากไปในอากาศ รวมถึงไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวของคลาสเทอร์พีน (มีหลายชนิดในน้ำมันสน) ดังนั้น ในวันที่อากาศร้อน ต้นสนจะปล่อยเทอร์ปีนออกมา 16 ไมโครกรัมต่อชั่วโมง ต่อน้ำหนักแห้งทุกๆ กรัมของเข็ม Terpenes ไม่เพียงปล่อยออกมาจากต้นสนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต้นไม้ผลัดใบบางชนิดด้วย รวมถึงป็อปลาร์และยูคาลิปตัส และต้นไม้เขตร้อนบางต้นสามารถปล่อยสารเทอร์ปีนได้ 45 ไมโครกรัมต่อน้ำหนักใบแห้ง 1 กรัมต่อชั่วโมง ส่งผลให้ป่าสน 1 เฮกตาร์สามารถปล่อยอินทรียวัตถุได้มากถึง 4 กิโลกรัมต่อวัน และป่าผลัดใบได้ประมาณ 2 กิโลกรัม พื้นที่ป่าไม้ของโลกคือหลายล้านเฮกตาร์และทั้งหมดปล่อยไฮโดรคาร์บอนต่าง ๆ หลายแสนตันรวมถึงเทอร์ปีนต่อปี และไฮโดรคาร์บอนดังที่แสดงไว้ในตัวอย่างมีเทนภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์และเมื่อมีสิ่งสกปรกอื่น ๆ มีส่วนทำให้เกิดโอโซน ดังที่การทดลองแสดงให้เห็นแล้วว่า เทอร์พีนภายใต้สภาวะที่เหมาะสม มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากในวงจรของปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลในบรรยากาศที่มีการก่อตัวของโอโซน ดังนั้นโอโซนในป่าสนจึงไม่ใช่นิยาย แต่เป็นข้อเท็จจริงเชิงทดลอง

โอโซนและสุขภาพ

จะดีแค่ไหนที่ได้เดินเล่นหลังพายุฝนฟ้าคะนอง! อากาศสะอาดและสดชื่น กระแสน้ำที่เติมพลังดูเหมือนจะไหลลงสู่ปอดโดยไม่ต้องใช้ความพยายามใดๆ “มันมีกลิ่นเหมือนโอโซน” พวกเขามักจะพูดในกรณีเช่นนี้ “ดีต่อสุขภาพมาก” นี่เป็นเรื่องจริงเหรอ?

ครั้งหนึ่งโอโซนถือว่ามีประโยชน์ต่อสุขภาพอย่างแน่นอน แต่หากความเข้มข้นเกินเกณฑ์ที่กำหนดก็อาจทำให้เกิดผลที่ไม่พึงประสงค์ได้มากมาย โอโซนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในปอด การระคายเคืองของเยื่อเมือกของดวงตาและจมูก ปวดศีรษะ เวียนศีรษะ และความดันโลหิตลดลง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและเวลาในการสูดดม โอโซนช่วยลดความต้านทานของร่างกายต่อการติดเชื้อแบคทีเรียในระบบทางเดินหายใจ ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตในอากาศคือเพียง 0.1 ไมโครกรัม/ลิตร ซึ่งหมายความว่าโอโซนมีอันตรายมากกว่าคลอรีนมาก! หากคุณใช้เวลาหลายชั่วโมงในห้องที่มีความเข้มข้นของโอโซนเพียง 0.4 ไมโครกรัม/ลิตร อาจมีอาการเจ็บหน้าอก ไอ นอนไม่หลับ และการมองเห็นอาจลดลง หากคุณสูดโอโซนเป็นเวลานานที่ความเข้มข้นมากกว่า 2 ไมโครกรัม/ลิตร ผลที่ตามมาอาจรุนแรงยิ่งขึ้น - มีอาการกระตุกและการทำงานของหัวใจลดลง เมื่อปริมาณโอโซนอยู่ที่ 8-9 µg/l อาการบวมน้ำที่ปอดจะเกิดขึ้นภายในไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้ แต่สารปริมาณเล็กน้อยดังกล่าวมักจะวิเคราะห์ได้ยากโดยใช้วิธีทางเคมีแบบเดิมๆ โชคดีที่คนเรารู้สึกถึงโอโซนแม้จะมีความเข้มข้นต่ำมาก ประมาณ 1 ไมโครกรัม/ลิตร ซึ่งกระดาษแป้งไอโอดีนยังไม่เปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน สำหรับบางคน กลิ่นโอโซนที่มีความเข้มข้นต่ำคล้ายกับกลิ่นคลอรีน สำหรับบางคน กลิ่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ สำหรับคนอื่นๆ กลิ่นกระเทียม

ไม่ใช่แค่โอโซนเท่านั้นที่เป็นพิษ เมื่อมีส่วนร่วมในอากาศ เช่น peroxyacetyl nitrate (PAN) CH3-CO-OONO2 จะเกิดขึ้น ซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรง รวมถึงทำให้เกิดน้ำตา ส่งผลให้หายใจลำบาก และมีความเข้มข้นสูงขึ้น ส่งผลให้หัวใจเป็นอัมพาต PAN เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของหมอกควันที่เรียกว่าโฟโตเคมีคอลที่เกิดขึ้นในฤดูร้อนในอากาศเสีย (คำนี้มาจากควันภาษาอังกฤษ - ควันและหมอก - หมอก) ความเข้มข้นของโอโซนในหมอกควันสามารถสูงถึง 2 ไมโครกรัม/ลิตร ซึ่งมากกว่าระดับสูงสุดที่อนุญาตถึง 20 เท่า ควรคำนึงด้วยว่าผลรวมของโอโซนและไนโตรเจนออกไซด์ในอากาศนั้นแข็งแกร่งกว่าสารแต่ละชนิดแยกกันหลายสิบเท่า จึงไม่น่าแปลกใจที่ผลที่ตามมาของหมอกควันดังกล่าวในเมืองใหญ่อาจเป็นหายนะได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากอากาศเหนือเมืองไม่ได้ถูกพัดผ่านโดย "ลมพัด" และเกิดพื้นที่นิ่ง ด้วยเหตุนี้ ในลอนดอนในปี 1952 ผู้คนมากกว่า 4,000 คนเสียชีวิตจากหมอกควันภายในไม่กี่วัน และหมอกควันในนิวยอร์กเมื่อปี 2506 คร่าชีวิตผู้คนไป 350 ราย มีเรื่องราวที่คล้ายกันในโตเกียวและเมืองใหญ่อื่นๆ ไม่ใช่แค่คนที่ประสบปัญหาโอโซนในชั้นบรรยากาศเท่านั้น ตัวอย่างเช่น นักวิจัยชาวอเมริกันได้แสดงให้เห็นแล้วว่าในพื้นที่ที่มีโอโซนในอากาศสูง อายุการใช้งานของยางรถยนต์และผลิตภัณฑ์ยางอื่นๆ จะลดลงอย่างมาก

จะลดปริมาณโอโซนในชั้นพื้นดินได้อย่างไร? แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะลดการปล่อยมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ ยังมีอีกวิธีหนึ่ง - เพื่อลดการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์โดยที่วงจรของปฏิกิริยาที่นำไปสู่โอโซนไม่สามารถดำเนินต่อไปได้ เส้นทางนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายเช่นกัน เนื่องจากไนโตรเจนออกไซด์ไม่เพียงถูกปล่อยออกมาจากรถยนต์เท่านั้น แต่ยังถูกปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (ส่วนใหญ่) ด้วย

แหล่งที่มาของโอโซนไม่ได้อยู่แค่บนถนนเท่านั้น มันถูกสร้างขึ้นในห้องเอ็กซ์เรย์ในห้องกายภาพบำบัด (แหล่งที่มาของมันคือหลอดปรอท - ควอทซ์) ในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ถ่ายเอกสาร (เครื่องถ่ายเอกสาร) เครื่องพิมพ์เลเซอร์ (นี่คือสาเหตุของการก่อตัวของมันคือการปล่อยไฟฟ้าแรงสูง) โอโซนเป็นเพื่อนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการผลิตการเชื่อมอาร์กเพอร์ไฮโดรลและอาร์กอน เพื่อลดผลกระทบที่เป็นอันตรายของโอโซนจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ระบายอากาศใกล้กับหลอดอัลตราไวโอเลตและการระบายอากาศที่ดีของห้อง

ถึงกระนั้นก็แทบจะไม่ถูกต้องเลยที่จะถือว่าโอโซนเป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างไม่ต้องสงสัย ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของมัน ผลการศึกษาพบว่าอากาศบริสุทธิ์จะเรืองแสงได้จางๆ ในความมืด สาเหตุของการเรืองแสงคือปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เกี่ยวข้องกับโอโซน นอกจากนี้ ยังสังเกตการเรืองแสงได้เมื่อเขย่าน้ำในขวดที่เคยใส่ออกซิเจนโอโซนเข้าไป แสงเรืองแสงนี้สัมพันธ์กับการมีสิ่งเจือปนอินทรีย์จำนวนเล็กน้อยในอากาศหรือน้ำเสมอ เมื่ออากาศบริสุทธิ์ผสมกับลมหายใจออกของบุคคล ความเข้มของแสงเรืองรองก็เพิ่มขึ้นสิบเท่า! และไม่น่าแปลกใจ: พบสิ่งเจือปนขนาดเล็กของเอทิลีน, เบนซิน, อะซีตัลดีไฮด์, ฟอร์มาลดีไฮด์, อะซิโตนและกรดฟอร์มิกในอากาศที่หายใจออก พวกเขาถูก "เน้น" ด้วยโอโซน ในเวลาเดียวกัน "เก่า" เช่น ปราศจากโอโซนโดยสิ้นเชิงแม้ว่าจะสะอาดมาก แต่อากาศก็ไม่ก่อให้เกิดแสงและคนมองว่ามันเป็น "เหม็นอับ" อากาศดังกล่าวสามารถเปรียบเทียบได้กับน้ำกลั่น: สะอาดมาก แทบไม่มีสิ่งเจือปน และการดื่มก็เป็นอันตราย ดังนั้นการขาดโอโซนในอากาศโดยสิ้นเชิงจึงไม่เป็นผลดีต่อมนุษย์เช่นกันเนื่องจากจะเพิ่มเนื้อหาของจุลินทรีย์ในนั้นและนำไปสู่การสะสมของสารที่เป็นอันตรายและกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ซึ่งโอโซนทำลาย ดังนั้นความจำเป็นในการระบายอากาศในสถานที่อย่างสม่ำเสมอและระยะยาวจึงชัดเจนแม้ว่าจะไม่มีผู้คนอยู่ในนั้นก็ตาม แต่โอโซนที่เข้ามาในห้องจะไม่อยู่ในนั้นเป็นเวลานาน - มันจะสลายตัวบางส่วนและส่วนใหญ่ตกตะกอน (ดูดซับ) บนผนังและพื้นผิวอื่นๆ ยากที่จะบอกว่าควรมีโอโซนในห้องมากแค่ไหน อย่างไรก็ตาม โอโซนอาจมีความจำเป็นและมีประโยชน์ในระดับความเข้มข้นที่น้อยที่สุด

ดังนั้นโอโซนจึงเป็นระเบิดเวลา หากใช้อย่างถูกต้อง มันจะรับใช้มนุษยชาติ แต่ทันทีที่มันถูกใช้เพื่อจุดประสงค์อื่น มันจะนำไปสู่ภัยพิบัติระดับโลกทันที และโลกจะกลายเป็นดาวเคราะห์เหมือนดาวอังคาร

เราทุกคนสังเกตเห็นทุกครั้งว่าหลังพายุฝนฟ้าคะนองอากาศจะมีกลิ่นหอมสดชื่น ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? ความจริงก็คือหลังจากเกิดพายุฝนฟ้าคะนองก๊าซพิเศษจำนวนมากจะปรากฏขึ้นในอากาศ - โอโซน เป็นโอโซนที่มีกลิ่นหอมสดชื่นละเอียดอ่อน บริษัทหลายแห่งที่เกี่ยวข้องกับการผลิตสารเคมีในครัวเรือนพยายามสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีกลิ่นฝน แต่ก็ยังไม่มีใครประสบความสำเร็จ การรับรู้ถึงอากาศบริสุทธิ์ของทุกคนแตกต่างกัน ดังนั้น กลไกการเกิดโอโซนในอากาศหลังเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง:

• มีโมเลกุลของก๊าซต่าง ๆ จำนวนมากในอากาศ
• โมเลกุลของก๊าซจำนวนมากมีออกซิเจน
• อันเป็นผลมาจากผลกระทบของประจุไฟฟ้าอันทรงพลังของฟ้าผ่าต่อโมเลกุลของก๊าซ โอโซนจึงปรากฏในอากาศ - ก๊าซที่มีสูตรแสดงโดยโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนสามอะตอม

สาเหตุที่ทำให้อากาศยังคงความสดชื่นในช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง

โดยทั่วไปแล้ว น่าเสียดายที่ความสดใหม่นี้อยู่ได้ไม่นาน ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความรุนแรงและระยะเวลาของพายุ เราทุกคนรู้ดีว่าความสดชื่นอันน่ารื่นรมย์ของอากาศหลังพายุจะหายไประยะหนึ่ง นี่เป็นเพราะกระบวนการแพร่กระจาย วิทยาศาสตร์ฟิสิกส์และเคมีศึกษากระบวนการนี้ในระดับหนึ่ง พูดง่ายๆ ก็คือการแพร่กระจายหมายถึงกระบวนการผสมสาร การแทรกซึมของอะตอมของสารหนึ่งไปสู่อีกสารหนึ่งร่วมกัน จากผลของกระบวนการแพร่กระจาย อะตอมของสารจึงมีการกระจายเท่าๆ กันในพื้นที่หนึ่งๆ ในปริมาตรที่กำหนด โมเลกุลโอโซนประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนสามอะตอม ขณะที่พวกมันเคลื่อนที่ โมเลกุลของก๊าซต่าง ๆ จะชนกันและแลกเปลี่ยนอะตอมกัน ส่งผลให้โมเลกุลของออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน และก๊าซอื่นๆ ปรากฏขึ้นอีกครั้ง

• ในกระบวนการแพร่กระจาย โมเลกุลของก๊าซจะชนกันและแลกเปลี่ยนอะตอม
• ก๊าซต่างๆ มากมายเกิดขึ้น: ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และอื่นๆ;
• ความเข้มข้นของโอโซนในบริเวณที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองจะค่อยๆ ลดลง เนื่องจากการกระจายตัวของปริมาณก๊าซที่มีอยู่ในบรรยากาศสม่ำเสมอ

เป็นกระบวนการแพร่กระจายที่นำไปสู่ปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้