Molekyul ng ozone: istraktura, formula, modelo. Ano ang hitsura ng isang molekula ng ozone? Ozone

Ang OZONE O3 (mula sa Greek na ozon-smelling) ay isang allotropic modification ng oxygen na maaaring umiral sa lahat ng tatlo. estado ng pagsasama-sama. Ang Ozone ay isang hindi matatag na tambalan, at kahit na sa temperatura ng silid ay dahan-dahan itong nabubulok sa molekular na oxygen, ngunit ang ozone ay hindi isang radikal.

Mga katangiang pisikal

Molekular na timbang = 47.9982 g/mol. Ang ozone gas ay may density na 2.144 10-3 g/cm3 sa presyon na 1 atm at 29° C.

Ang ozone ay isang espesyal na sangkap. Ito ay lubhang hindi matatag at sa pagtaas ng konsentrasyon madali itong hindi katimbang pangkalahatang pamamaraan: 2O3 -> 3O2 Sa gaseous form, ang ozone ay may mala-bughaw na tint, na kapansin-pansin kapag ang hangin ay naglalaman ng 15-20% ozone.

Ang ozone sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay isang gas na may masangsang na amoy. Sa napakababang konsentrasyon, ang amoy ng ozone ay nakikita bilang kaaya-ayang sariwa, ngunit nagiging hindi kanais-nais habang tumataas ang konsentrasyon. Ang amoy ng frozen laundry ay ang amoy ng ozone. Madaling masanay.

Ang pangunahing dami nito ay puro sa tinatawag na "ozone belt" sa taas na 15-30 km. Sa ibabaw ng lupa, ang konsentrasyon ng ozone ay mas mababa at ganap na ligtas para sa mga nabubuhay na nilalang; mayroon ding opinyon na ang kumpletong kawalan nito ay negatibong nakakaapekto sa pagganap ng isang tao.

Sa mga konsentrasyon na humigit-kumulang 10 MAC, ang ozone ay nararamdaman nang husto, ngunit pagkaraan ng ilang minuto ang pakiramdam ay halos ganap na nawawala. Dapat itong isaisip kapag nagtatrabaho dito.

Gayunpaman, tinitiyak din ng ozone ang pangangalaga ng buhay sa Earth, dahil Pinapanatili ng ozone layer ang pinakamapangwasak na bahagi ng ultraviolet radiation ng araw na may wavelength na mas mababa sa 300 nm para sa mga buhay na organismo at halaman, at, kasama ng CO2, ay sumisipsip ng infrared radiation ng Earth, na pumipigil sa paglamig nito.

Ang ozone ay mas natutunaw sa tubig kaysa sa oxygen. Sa tubig, ang ozone ay nabubulok nang mas mabilis kaysa sa bahagi ng gas, at ang pagkakaroon ng mga impurities, lalo na ang mga metal ions, ay may napakalaking impluwensya sa bilis ng pagkabulok.

Fig1. Pagkabulok ng ozone sa iba't ibang uri ng tubig sa temperatura na 20°C (1 - bidistillate; 2 - distillate; 3 - tubig mula sa gripo; 4 - na-filter na tubig sa lawa)

Ang ozone ay mahusay na na-adsorbed ng silica gel at aluminum gel. Sa isang bahagyang presyon ng ozone, halimbawa 20 mm Hg. Art., at sa 0°C silica gel ay sumisipsip ng humigit-kumulang 0.19% ng ozone ayon sa timbang. Sa mababang temperatura kapansin-pansing humihina ang adsorption. Sa adsorbed state, ang ozone ay napakatatag. Ang potensyal ng ionization ng ozone ay 12.8 eV.

Mga kemikal na katangian ng ozone

Ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng dalawang pangunahing tampok - kawalang-tatag at kakayahang mag-oxidizing. Hinahalo sa hangin sa maliliit na konsentrasyon, medyo mabagal itong nabubulok, ngunit habang tumataas ang temperatura, bumibilis ang pagkabulok nito at sa mga temperaturang higit sa 100 ° C ito ay nagiging napakabilis.

Ang pagkakaroon ng NO2, Cl sa hangin, pati na rin ang catalytic effect ng metal oxides - pilak, tanso, bakal, mangganeso - mapabilis ang agnas ng ozone. Ang ozone ay may napakalakas na katangian ng pag-oxidizing dahil ang isa sa mga atomo ng oxygen ay napakadaling nahiwalay mula sa molekula nito. Madaling mag-transform sa oxygen.

Ang ozone ay nag-oxidize ng karamihan sa mga metal sa ordinaryong temperatura. Maasim may tubig na solusyon Ang osono ay medyo matatag sa mga solusyon sa alkalina, ang osono ay mabilis na nawasak. Ang mga metal na may variable na valency (Mn, Co, Fe, atbp.), maraming oxides, peroxides at hydroxides ay epektibong sumisira sa ozone. Karamihan mga ibabaw ng metal natatakpan ng isang oxide film sa pinakamataas na valence state ng metal (halimbawa, PbO2, AgO o Ag2O3, HgO).

Ang Ozone ay nag-oxidize ng lahat ng mga metal, maliban sa mga metal na ginto at platinum group, tumutugon sa karamihan ng iba pang mga elemento, nabubulok ang hydrogen halides (maliban sa HF), nagko-convert ng mas mababang mga oxide sa mas mataas, atbp.

Hindi ito nag-oxidize ng ginto, platinum, iridium, 75%Fe + 25%Cr alloy. Binabago nito ang black lead sulfide PbS sa puting sulfate PbSO4, arsenous anhydride As2O3 sa arsenic As2O5, atbp.

Ang reaksyon ng ozone sa mga metal ions ng variable valence (Mn, Cr at Co) sa mga nakaraang taon nahanap praktikal na aplikasyon para sa synthesis ng mga intermediate para sa mga tina, bitamina PP (isonicotinic acid), atbp. Ang mga halo ng manganese at chromium salts sa isang acidic na solusyon na naglalaman ng isang oxidizable compound (halimbawa, methylpyridines) ay na-oxidized na may ozone. Sa kasong ito, ang mga ion ng Cr3+ ay nagbabago sa Cr6+ at nag-oxidize ng mga methylpyridine lamang sa mga pangkat ng methyl. Sa kawalan ng mga metal na asing-gamot, nakararami ang aromatic core ay nawasak.

Ang ozone ay tumutugon din sa maraming mga gas na naroroon sa atmospera. Ang hydrogen sulfide H2S, kapag pinagsama sa ozone, ay naglalabas ng libreng sulfur, ang sulfur dioxide SO2 ay nagiging sulfur dioxide SO3; nitrous oxide N2O - sa oxide NO, nitric oxide NO ay mabilis na na-oxidized sa NO2, sa turn NO2 ay tumutugon din sa ozone, at sa huli ay nabuo ang N2O5; ammonia NH3 - sa nitrogen-ammonia salt NH4NO3.

Isa sa pinakamahalagang reaksyon ng ozone sa mga di-organikong sangkap- agnas ng potassium iodide. Ang reaksyong ito ay malawakang ginagamit para sa quantitative determination ng ozone.

Ang ozone ay tumutugon sa ilang mga kaso na may mga solidong sangkap, na bumubuo ng mga ozonides. Ang mga ozonides ng alkali metal at alkaline earth metal ay nahiwalay: strontium, barium, at ang kanilang stabilization temperature ay tumataas sa ipinahiwatig na serye; Ang Ca(O3) 2 ay matatag sa 238 K, Ba(O3) 2 sa 273 K. Nabulok ang mga ozonides upang bumuo ng superoxide, halimbawa NaO3 -> NaO2 + 1/2O2. Ang iba't ibang mga ozonides ay nabuo din sa panahon ng mga reaksyon ng ozone na may mga organikong compound.

Ang ozone ay nag-oxidize ng maraming mga organikong sangkap, saturated, unsaturated at cyclic hydrocarbons. Maraming mga gawa ang nai-publish sa komposisyon ng mga produkto ng reaksyon ng ozone na may iba't ibang mabangong hydrocarbons: benzene, xylenes, naphthalene, phenanthrene, anthracene, benzanthracene, diphenylamine, quinoline, acrylic acid, atbp. Nagde-decolorize ito ng indigo at maraming iba pang mga organikong tina, na ay kung bakit ito ay ginagamit kahit na para sa pagpapaputi tela.

Ang rate ng reaksyon ng ozone na may dobleng C=C na bono ay 100,000 beses na mas mataas kaysa sa rate ng reaksyon ng ozone na may isang solong bono Koneksyon ng C-C. Samakatuwid, ang goma at goma ay pangunahing apektado ng ozone. Ang ozone ay tumutugon sa isang dobleng bono upang bumuo ng isang intermediate complex:

Ang reaksyong ito ay nangyayari nang mabilis kahit na sa mga temperatura sa ibaba 0°C. Sa kaso ng mga saturated compound, pinasimulan ng ozone ang karaniwang reaksyon ng oksihenasyon:

Ang pakikipag-ugnayan ng ozone sa ilang mga organikong tina, na malakas ang fluoresce sa pagkakaroon ng ozone sa hangin, ay kawili-wili. Ito ay, halimbawa, eichrosine, riboflavin at luminol (triaminophthalhydrazide), at lalo na ang rhodamine-B at, katulad nito, rhodamine-C.

Ang mataas na oxidizing properties ng ozone, pagsira ng mga organikong sangkap at oxidizing metals (lalo na ang iron) sa isang hindi matutunaw na anyo, ang kakayahang mabulok ang mga gas na compound na natutunaw sa tubig, mababad ang may tubig na solusyon na may oxygen, ang mababang resistensya ng ozone sa tubig at ang pagsira sa sarili. ng mga mapanganib na katangian nito para sa mga tao - lahat ng ito ay pinagsama-samang gumagawa ng ozone na pinaka-kaakit-akit na sangkap para sa paghahanda ng tubig sa bahay at paggamot ng iba't ibang wastewater.

Synthesis ng ozone

Ang ozone ay nabuo sa isang gas na kapaligiran na naglalaman ng oxygen kung ang mga kondisyon ay lumitaw kung saan ang oxygen ay naghihiwalay sa mga atomo. Ito ay posible sa lahat ng anyo ng electrical discharge: glow, arc, spark, corona, surface, barrier, electrodeless, atbp. Ang pangunahing sanhi ng dissociation ay ang banggaan ng molecular oxygen sa mga electron na pinabilis sa isang electric field.

Bilang karagdagan sa discharge, ang oxygen dissociation ay sanhi ng UV radiation na may wavelength na mas mababa sa 240 nm at iba't ibang high-energy particle: alpha, beta, gamma particle, X-ray, atbp. Ang ozone ay ginawa din ng electrolysis ng tubig.

Sa halos lahat ng mga pinagmumulan ng pagbuo ng ozone, mayroong isang pangkat ng mga reaksyon bilang isang resulta kung saan ang ozone ay nabubulok. Nakakasagabal sila sa pagbuo ng ozone, ngunit talagang umiiral ang mga ito at dapat isaalang-alang. Kabilang dito ang thermal decomposition sa dami at sa mga dingding ng reaktor, ang mga reaksyon nito sa mga radical at excited na mga particle, mga reaksyon sa mga additives at impurities na maaaring makipag-ugnayan sa oxygen at ozone.

Ang kumpletong mekanismo ay binubuo ng isang makabuluhang bilang ng mga reaksyon. Ang mga tunay na pag-install, anuman ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga ito, ay nagpapakita ng mataas na gastos sa enerhiya para sa produksyon ng ozone. Ang kahusayan ng isang ozone generator ay depende sa uri ng kapangyarihan - kabuuan o aktibo - ang yunit ng masa ng ozone na nabuo ay kinakalkula sa.

Paglabas ng hadlang

Ang barrier discharge ay nauunawaan bilang isang discharge na nangyayari sa pagitan ng dalawang dielectrics o isang dielectric at isang metal. Dahil sa katotohanan na de-koryenteng circuit ay nasira ng isang dielectric, ang kapangyarihan ay ibinibigay lamang alternating current. Ang unang ozonizer na malapit sa mga modernong ay iminungkahi noong 1897 ng Siemens.

Sa mababang output, ang ozonizer ay hindi kailangang palamig, dahil ang nabuong init ay dinadala sa daloy ng oxygen at ozone. SA industriyal na produksyon Ang ozone ay na-synthesize din sa arc ozonizers (plasmatrons), sa glow ozone generators (lasers) at surface discharge.

Paraan ng photochemical

Ang bulk ng ozone na ginawa sa Earth sa kalikasan ay nabuo sa photochemically. Sa praktikal na aktibidad ng tao, ang mga pamamaraan ng photochemical synthesis ay may mas mababang papel kaysa sa barrier discharge synthesis. Ang pangunahing lugar ng kanilang paggamit ay ang pagkuha ng daluyan at mababang konsentrasyon ng ozone. Ang ganitong mga konsentrasyon ng ozone ay kinakailangan, halimbawa, kapag sinusubukan ang mga produktong goma para sa paglaban sa pag-crack sa ilalim ng impluwensya ng atmospheric ozone. Sa pagsasagawa, ang mercury at excimer xenon lamp ay ginagamit upang makagawa ng ozone gamit ang pamamaraang ito.

Paraan ng electrolytic synthesis

Ang unang pagbanggit ng pagbuo ng ozone sa mga proseso ng electrolytic ay nagsimula noong 1907. Gayunpaman, hanggang ngayon ang mekanismo ng pagbuo nito ay nananatiling hindi maliwanag.

Karaniwan, ang mga may tubig na solusyon ng perchloric o sulfuric acid ay ginagamit bilang isang electrolyte; Ang paggamit ng mga acid na may label na O18 ay nagpakita na hindi nila ibinibigay ang kanilang oxygen sa panahon ng pagbuo ng ozone. Samakatuwid, ang gross diagram ay dapat lamang isaalang-alang ang agnas ng tubig:

H2O + O2 -> O3 + 2H+ + e-

na may posibleng intermediate formation ng mga ions o radicals.

Ang pagbuo ng ozone sa ilalim ng impluwensya ng ionizing radiation

Ang ozone ay nabuo sa maraming proseso na sinamahan ng paggulo ng isang molekula ng oxygen alinman sa pamamagitan ng liwanag o electric field. Kapag ang oxygen ay na-irradiated ng ionizing radiation, ang mga nasasabik na molekula ay maaari ding lumitaw at ang pagbuo ng ozone ay sinusunod. Ang pagbuo ng ozone sa ilalim ng impluwensya ng ionizing radiation ay hindi pa ginagamit para sa ozone synthesis.

Ang pagbuo ng ozone sa isang larangan ng microwave

Kapag ang isang stream ng oxygen ay dumaan sa isang microwave field, ang pagbuo ng ozone ay naobserbahan. Ang prosesong ito ay maliit na pinag-aralan, bagaman ang mga generator batay sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay kadalasang ginagamit sa pagsasanay sa laboratoryo.

Ang paggamit ng ozone sa pang-araw-araw na buhay at ang epekto nito sa mga tao

Ozonation ng tubig, hangin at iba pang mga sangkap

Ang ozonated na tubig ay hindi naglalaman ng nakakalason na halogenomethanes - karaniwang mga dumi ng isterilisasyon ng tubig na may klorin. Ang proseso ng ozonation ay isinasagawa sa mga bubble bath o mixer, kung saan ang tubig na nilinis mula sa nasuspinde na bagay ay hinaluan ng ozonated air o oxygen. Ang kawalan ng proseso ay ang mabilis na pagkasira ng O3 sa tubig (half-life 15-30 minuto).

Ginagamit din ang ozonation sa industriya ng pagkain para sa isterilisasyon ng mga refrigerator, mga bodega, pag-aalis ng mga hindi kasiya-siyang amoy; sa medikal na kasanayan - para sa pagdidisimpekta ng mga bukas na sugat at paggamot ng ilang mga malalang sakit (trophic ulcers, mga sakit sa fungal), ozonation ng venous blood, physiological solutions.

Ang mga modernong ozonizer, kung saan ang ozone ay ginawa gamit ang isang electrical discharge sa hangin o oxygen, ay binubuo ng mga generator ng ozone at mga pinagmumulan ng kuryente at mahalagang bahagi mga pag-install ng ozone, kabilang ang, bilang karagdagan sa mga ozonizer, mga pantulong na aparato.

Sa kasalukuyan, ang ozone ay isang gas na ginagamit sa tinatawag na mga teknolohiya ng ozone: paglilinis at paghahanda ng inuming tubig, paglilinis. basurang tubig(domestic at industrial wastewater), mga basurang gas, atbp.

Depende sa teknolohiya para sa paggamit ng ozone, ang pagiging produktibo ng isang ozonizer ay maaaring mula sa mga fraction ng isang gramo hanggang sampu-sampung kilo ng ozone kada oras. Ang mga espesyal na ozonizer ay ginagamit para sa gas sterilization mga instrumentong medikal at maliliit na kagamitan. Isinasagawa ang sterilization sa isang artipisyal na humidified ozone-oxygen na kapaligiran na pumupuno sa sterilization chamber. Ang ikot ng isterilisasyon ay binubuo ng yugto ng pagpapalit ng hangin sa silid ng isterilisasyon na may humidified ozone-oxygen mixture, ang yugto ng sterilization exposure at ang yugto ng pagpapalit ng ozone-oxygen mixture sa kamara ng microbiologically purified air.

Ang mga ozonizer na ginagamit sa gamot para sa ozone therapy ay mayroon malawak na hanay regulasyon ng konsentrasyon ng pinaghalong ozone-oxygen. Ang garantisadong katumpakan ng nabuong konsentrasyon ng pinaghalong ozone-oxygen ay kinokontrol ng sistema ng automation ng ozonator at awtomatikong pinananatili.

Biological na epekto ng ozone

Ang biological na epekto ng ozone ay depende sa paraan ng aplikasyon nito, dosis at konsentrasyon. Marami sa mga epekto nito ay nangyayari sa iba't ibang antas sa iba't ibang hanay ng konsentrasyon. Ang therapeutic effect ng ozone therapy ay batay sa paggamit ng ozone-oxygen mixtures. Ang mataas na potensyal na redox ng ozone ay tumutukoy sa systemic nito (pagpapanumbalik ng oxygen homeostasis) at lokal (binibigkas na disinfectant) na therapeutic effect.

Ang Ozone ay unang ginamit bilang isang antiseptiko ni A. Wolff noong 1915 upang gamutin ang mga nahawaang sugat. Sa mga nagdaang taon, matagumpay na nagamit ang ozone therapy sa halos lahat ng larangan ng medisina: sa emergency at purulent surgery, general at infectious therapy, gynecology, urology, gastroenterology, dermatology, cosmetology, atbp. Ang paggamit ng ozone ay dahil sa kakaibang spectrum nito ng mga epekto sa katawan, kasama. immunomodulatory, anti-inflammatory, bactericidal, antiviral, fungicidal, atbp.

Gayunpaman, hindi maitatanggi na ang mga pamamaraan ng paggamit ng ozone sa gamot, sa kabila ng malinaw na mga pakinabang sa maraming biological na tagapagpahiwatig, ay hindi pa malawakang ginagamit. Ayon sa data ng panitikan, ang mataas na konsentrasyon ng ozone ay ganap na bactericidal para sa halos lahat ng mga strain ng microorganisms. Samakatuwid, ang ozone ay ginagamit sa klinikal na kasanayan bilang isang unibersal na antiseptiko para sa rehabilitasyon ng mga nakakahawang at nagpapasiklab na foci ng iba't ibang etiologies at lokalisasyon.

Ang panitikan ay naglalaman ng data sa pagtaas ng pagiging epektibo ng mga antiseptikong gamot pagkatapos ng kanilang ozonation sa paggamot ng talamak na purulent na mga sakit sa kirurhiko.

Mga konklusyon tungkol sa paggamit ng ozone sa sambahayan

Una sa lahat, kinakailangan na walang pasubali na kumpirmahin ang katotohanan ng paggamit ng ozone sa pagsasagawa ng pagpapagaling sa maraming lugar ng gamot, bilang isang therapeutic at disinfectant, ngunit hindi pa posible na pag-usapan ang tungkol sa malawakang paggamit nito.

Ang ozone ay nakikita ng mga tao na may pinakamababang epekto sa allergy. At kahit na sa panitikan ang isa ay makakahanap ng mga sanggunian sa indibidwal na hindi pagpaparaan sa O3, ang mga kasong ito ay hindi maihahambing sa anumang paraan, halimbawa, sa naglalaman ng klorin at iba pang mga gamot na antibacterial na nagmula sa halogen.

Ang ozone ay triatomic oxygen at ang pinaka-friendly na kapaligiran. Sino ang hindi nakakaalam ng "sariwang" amoy nito - sa mainit na araw ng tag-araw pagkatapos ng bagyo?! Ang anumang buhay na organismo ay nakakaranas ng patuloy na presensya nito sa atmospera ng mundo.

Ang pagsusuri ay pinagsama-sama batay sa mga materyales mula sa Internet.

Napansin mo na ba kung gaano kasarap huminga pagkatapos ng ulan? Ang nakakapreskong hangin na ito ay nagbibigay ng ozone sa kapaligiran, na lumilitaw pagkatapos ng ulan. Ano ang sangkap na ito, ano ang mga pag-andar nito, pormula, at ito ba ay talagang kapaki-pakinabang para sa katawan ng tao? Alamin natin ito.

Ano ang ozone?

Alam ng sinumang nag-aral sa high school na ang isang molekula ng oxygen ay binubuo ng dalawang atomo ng elementong kemikal na oxygen. Gayunpaman, ang elementong ito ay may kakayahang bumuo ng isa pang kemikal na tambalan - ozone. Ang pangalang ito ay ibinibigay sa isang sangkap na karaniwang matatagpuan sa anyo ng isang gas (bagama't maaari itong umiral sa lahat ng tatlong estado ng pagsasama-sama).

Ang molekula ng sangkap na ito ay medyo katulad ng oxygen (O 2), ngunit hindi ito binubuo ng dalawa, ngunit ng tatlong mga atomo - O 3.

Kasaysayan ng pagtuklas ng ozone

Ang taong unang nag-synthesize ng ozone ay ang Dutch physicist na si Martin Van Marum.

Siya ang, noong 1785, ay nagsagawa ng isang eksperimento sa pamamagitan ng pagpasa ng isang electric discharge sa hangin. Ang nagresultang gas ay hindi lamang nakakuha ng isang tiyak na amoy, kundi pati na rin ng isang mala-bughaw na tint. Bilang karagdagan, ang bagong sangkap ay naging isang mas malakas na ahente ng oxidizing kaysa sa ordinaryong oxygen. Kaya, nang masuri ang epekto nito sa mercury, natuklasan ni Van Marum na bahagyang binago ng metal ang mga pisikal na katangian nito, na hindi nangyari dito sa ilalim ng impluwensya ng oxygen.

Sa kabila ng kanyang pagtuklas, hindi naniniwala ang Dutch physicist na ang ozone ay isang espesyal na sangkap. 50 taon lamang pagkatapos ng pagtuklas ni Van Marum, ang Aleman na siyentipiko na si Christian Friedrich Schönbein ay naging seryosong interesado sa ozone. Salamat sa kanya na natanggap ng sangkap na ito ang pangalan nito - ozone (bilang parangal sa salitang Griyego na nangangahulugang "amoy"), at mas malapit na pinag-aralan at inilarawan.

Ozone: pisikal na katangian

Ang sangkap na ito ay may ilang mga katangian. Ang una sa mga ito ay ang kakayahan ng ozone, tulad ng tubig, na umiral sa tatlong estado ng pagsasama-sama.

Ang normal na estado kung saan umiiral ang ozone ay isang mala-bughaw na gas (ito ang nagbibigay kulay sa kalangitan) na may kapansin-pansing metal na aroma. Ang density ng naturang gas ay 2.1445 g/dm³.

Habang bumababa ang temperatura, ang mga molekula ng ozone ay bumubuo ng asul-violet na likido na may density na 1.59 g/cm³ (sa temperatura na -188 °C). Ang likidong O 3 ay kumukulo sa -111.8 °C.

Habang nasa solid state, dumidilim ang ozone, nagiging halos itim na may kakaibang violet-blue tint. Ang density nito ay 1.73 g/cm 3 (sa −195.7 °C). Ang temperatura kung saan nagsisimulang matunaw ang solid ozone ay −197.2 °C.

Ang molekular na timbang ng O 3 ay 48 daltons.

Sa temperatura na 0 °C, ang ozone ay ganap na natutunaw sa tubig, sampung beses na mas mabilis kaysa sa oxygen. Ang pagkakaroon ng mga impurities sa tubig ay maaaring mas mapabilis ang reaksyong ito.

Bilang karagdagan sa tubig, ang ozone ay natutunaw sa freon, na nagpapadali sa transportasyon nito.

Kabilang sa iba pang mga sangkap kung saan ang O 3 ay madaling matunaw (sa isang likidong pinagsama-samang estado) ay ang argon, nitrogen, fluorine, methane, carbon dioxide, at carbon tetrachloride.

Mahusay din itong humahalo sa likidong oxygen (sa mga temperatura mula 93 K).

Mga kemikal na katangian ng ozone

Ang molekula ng O3 ay medyo hindi matatag. Para sa kadahilanang ito, sa normal na estado nito ay umiiral ito sa loob ng 10-40 minuto, pagkatapos nito ay nabubulok, nabubuo. malaking bilang init at oxygen O 2. Ang reaksyong ito ay maaaring mangyari nang mas mabilis kung ang mga catalyst ay isang pagtaas sa temperatura ng kapaligiran o pagbaba sa presyon ng atmospera. Ang pagkabulok ng osono ay pinadali din ng pakikipag-ugnay nito sa mga metal (maliban sa ginto, platinum at iridium), mga oxide o mga sangkap ng organikong pinagmulan.

Ang pakikipag-ugnayan sa nitric acid ay humihinto sa pagkabulok ng O 3. Pinapadali din ito sa pamamagitan ng pag-iimbak ng substance sa temperatura na −78 °C.

Ang pangunahing kemikal na pag-aari ng ozone ay ang oxidizability nito. Ang isa sa mga produkto ng oksihenasyon ay palaging oxygen.

Sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon, ang O 3 ay nagagawang makipag-ugnayan sa halos lahat ng mga sangkap at mga elemento ng kemikal, binabawasan ang kanilang toxicity sa pamamagitan ng paggawa ng mga ito na hindi gaanong mapanganib. Halimbawa, ang mga cyanides ay na-oxidize sa mga cyanate, na mas ligtas para sa mga biological na organismo.

Paano nila ito makukuha?

Kadalasan, para makagawa ng O 3, apektado ang oxygen electric shock. Upang paghiwalayin ang nagresultang timpla ng oxygen at ozone, ginagamit nila ang pag-aari ng huli upang mas matunaw kaysa sa O2.

Sa mga laboratoryo ng kemikal, minsan ay nagagawa ang O3 sa pamamagitan ng pagtugon sa isang pinalamig na sulfuric acid concentrate na may barium peroxide.

SA mga institusyong medikal na gumagamit ng O3 upang mapabuti ang kalusugan ng mga pasyente, ang sangkap na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pag-iilaw ng O2 na may ultraviolet light (sa pamamagitan ng paraan, ang sangkap na ito ay nabuo sa parehong paraan sa kapaligiran ng Earth sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw).

Paggamit ng O3 sa medisina at industriya

Ang simpleng istraktura ng ozone at ang pagkakaroon ng panimulang materyal para sa pagkuha nito ay nakakatulong sa aktibong paggamit ng sangkap na ito sa industriya.

Bilang isang malakas na oxidizing agent, ito ay nakakapagdisinfect ng mas mahusay kaysa sa chlorine, formaldehyde o ethylene oxide, habang hindi gaanong nakakalason. Samakatuwid ang O 3 ay kadalasang ginagamit para sa isterilisasyon mga instrumentong medikal, kagamitan, uniporme, pati na rin ang maraming gamot.

Sa industriya, ang sangkap na ito ay kadalasang ginagamit para sa paglilinis o pagkuha ng maraming kemikal.

Ang isa pang lugar ng paggamit ay ang pagpapaputi ng papel, tela, at mineral na langis.

Sa industriya ng kemikal, ang O 3 ay hindi lamang nakakatulong upang isterilisado ang mga kagamitan, instrumento at lalagyan, ngunit ginagamit din upang disimpektahin ang mga produkto mismo (mga itlog, butil, karne, gatas) at dagdagan ang buhay ng istante. Sa katunayan, ito ay itinuturing na isa sa mga pinakamahusay na preservatives ng pagkain dahil ito ay hindi nakakalason at non-carcinogenic, at mahusay din sa pagpatay ng mga spore ng amag at iba pang fungi at bacteria.

Sa mga panaderya, ginagamit ang ozone upang pabilisin ang proseso ng pagbuburo ng lebadura.

Gayundin, sa tulong ng O 3, ang mga cognac ay artipisyal na may edad at ang mga mataba na langis ay pino.

Paano nakakaapekto ang ozone sa katawan ng tao?

Dahil sa pagkakatulad na ito sa oxygen, mayroong isang maling kuru-kuro na ang ozone ay isang sangkap na kapaki-pakinabang sa katawan ng tao. Gayunpaman, hindi ito totoo, dahil ang O3 ay isa sa pinakamalakas na ahente ng oxidizing na maaaring sirain ang mga baga at pumatay sa sinumang makalanghap ng gas na ito nang labis. Ito ay hindi para sa wala na ang estado ng mga organisasyong pangkapaligiran sa bawat bansa ay mahigpit na sinusubaybayan ang konsentrasyon ng ozone sa atmospera.

Kung ang ozone ay lubhang nakakapinsala, kung gayon bakit palaging nagiging mas madaling huminga pagkatapos ng ulan?

Ang katotohanan ay ang isa sa mga katangian ng O 3 ay ang kakayahang pumatay ng bakterya at linisin ang mga sangkap mula sa mga nakakapinsalang impurities. Kapag umuulan dahil sa bagyo, nagsisimulang mabuo ang ozone. Ang gas na ito ay nakakaapekto sa mga nakakalason na sangkap na nasa hangin, sinisira ang mga ito, at nililinis ang oxygen mula sa mga dumi na ito. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang hangin pagkatapos ng ulan ay napakasariwa at kaaya-aya, at ang kalangitan ay kumukuha ng isang magandang azure na kulay.

Ang mga kemikal na katangian ng ozone, na nagbibigay-daan dito upang linisin ang hangin, kani-kanina lang Ang mga ito ay aktibong ginagamit upang gamutin ang mga taong dumaranas ng iba't ibang mga sakit sa paghinga, pati na rin upang linisin ang hangin, tubig, at iba't ibang mga kosmetikong pamamaraan.

Medyo aktibong ina-advertise ngayon mga ozonizer sa bahay, nililinis ang hangin sa bahay gamit ang gas na ito. Bagama't ang pamamaraang ito ay tila napaka-epektibo, ang mga siyentipiko ay hindi pa sapat na pinag-aralan ang epekto ng malaking halaga ng ozone-purified na hangin sa katawan. Para sa kadahilanang ito, hindi ka dapat masyadong madala sa ozonation.

Panimula

Ang Ozone (O 3) ay isang triatomic modification ng oxygen (O 2), na sa ilalim ng normal na kondisyon ay isang gas. Ang Ozone ay isang napakalakas na ahente ng oxidizing, kaya ang mga reaksyon nito ay kadalasang napakabilis at kumpleto. Ang mga pangunahing bentahe ng paggamit ng ozone para sa paggamot ng inuming tubig ay nakapaloob sa mismong kalikasan nito: ang resulta ng reaksyon nito ay mga produkto ng oxygen at oksihenasyon lamang. Ang mga nakakapinsalang by-product tulad ng mga organochlorine ay hindi ginagawa.

Ang mala-bughaw na gas ozone (O3) ay may katangiang amoy. Ang molekula ng ozone ay hindi matatag. Dahil sa pag-aari ng self-decomposition, ang ozone ay isang malakas na ahente ng oxidizing at ang pinaka epektibong paraan para sa paglilinis at pagdidisimpekta ng tubig at hangin. Ang malakas na mga katangian ng oxidizing ay ginagawang posible na gumamit ng ozone para sa mga layuning pang-industriya upang makabuo ng maraming mga organikong sangkap, para sa pagpapaputi ng papel, mga langis, atbp. Ang ozone ay malawakang ginagamit upang alisin ang mangganeso at bakal, mapabuti ang lasa, alisin ang kulay at amoy, at alisin ang mga organikong compound na mapanganib sa kapaligiran. Pinapatay nito ang mga mikroorganismo, kaya naman ang ozone ay ginagamit upang linisin ang tubig at hangin. Ang mga pag-install para sa paglilinis ng tubig at air ozonation ay naging laganap hindi lamang sa industriya, kundi pati na rin sa pang-araw-araw na buhay.

Ang ozone ay isang permanenteng bahagi ng atmospera ng daigdig at may mahalagang papel sa pagpapanatili ng buhay dito. Sa mga layer sa ibabaw ng atmospera ng lupa, ang konsentrasyon ng ozone ay tumataas nang husto. Ang kabuuang estado ng ozone sa atmospera ay pabagu-bago at pabagu-bago depende sa mga panahon. Ang atmospheric ozone ay gumaganap pangunahing tungkulin upang suportahan ang buhay sa lupa. Pinoprotektahan nito ang Earth mula sa mga nakakapinsalang epekto ng isang tiyak na papel ng solar radiation, sa gayon ay nakakatulong upang mapanatili ang buhay sa planeta.

Kaya, kinakailangang malaman kung ano ang mga epekto ng ozone sa mga biological tissues.

Pangkalahatang katangian ng ozone

Ang Ozone ay isang allotropic modification ng oxygen na binubuo ng triatomic O 3 molecules. Ang molekula nito ay diamagnetic at may angular na hugis. Ang bono sa molekula ay delokalisado, tatlong-gitna

Ang istraktura ng molekula ng ozone ay maaaring ilarawan sa iba't ibang paraan. Halimbawa, isang kumbinasyon ng dalawang extreme (o resonant) na istruktura. Ang bawat isa sa mga istrukturang ito ay hindi umiiral sa katotohanan (ito ay tulad ng isang "blueprint" ng isang molekula), at ang isang tunay na molekula ay isang bagay sa pagitan ng dalawang resonant na istruktura.

kanin. 1 Ang istraktura ng ozone

pareho O-O koneksyon sa molekula ng ozone ay may parehong haba na 1.272 Angstroms. Ang anggulo sa pagitan ng mga bono ay 116.78°. Central oxygen atom sp²-hybridized, may isang nag-iisang pares ng mga electron. Ang molekula ay polar, dipole moment 0.5337 D.

karakter mga bono ng kemikal sa ozone ay tinutukoy ang kawalang-tatag nito (pagkatapos ng isang tiyak na oras, ang ozone ay kusang nagbabago sa oxygen: 2O3 -> 3O2) at mataas na kakayahang mag-oxidize (ang ozone ay may kakayahang isang bilang ng mga reaksyon kung saan ang molekular na oxygen ay hindi pumasok). Ang oxidative effect ng ozone sa mga organikong sangkap ay nauugnay sa pagbuo ng mga radical: RH+ O3 RО2 +OH

Ang mga radikal na ito ay nagpapasimula ng mga radikal na chain reaction sa mga bioorganic molecule (lipids, proteins, nucleic acids), na humahantong sa cell death. Ang paggamit ng ozone para i-sterilize ang inuming tubig ay batay sa kakayahan nitong pumatay ng mga mikrobyo. Mahalaga rin ang ozone para sa mas matataas na organismo. Ang matagal na pagkakalantad sa isang kapaligiran na naglalaman ng ozone (halimbawa, sa mga physical therapy room at quartz irradiation) ay maaaring magdulot ng matinding pinsala. sistema ng nerbiyos. Samakatuwid, ang ozone sa malalaking dosis ay isang nakakalason na gas. Pinakamataas na pinapayagang konsentrasyon sa hangin lugar ng pagtatrabaho– 0.0001 mg/litro. Ang polusyon ng ozone sa hangin ay nangyayari sa panahon ng ozonation ng tubig, dahil sa mababang solubility nito.

Kasaysayan ng pagtuklas

Ang Ozone ay unang natuklasan noong 1785 ng Dutch physicist na si M. van Marum dahil sa katangian ng amoy at oxidizing properties na nakukuha ng hangin pagkatapos na dumaan dito ang mga electric sparks, gayundin ang kakayahang kumilos sa mercury sa ordinaryong temperatura, bilang resulta ng na nawawalan ng kinang at nagsimulang dumikit sa salamin. Gayunpaman, hindi ito inilarawan bilang isang bagong sangkap; naniniwala si van Marum na isang espesyal na "electric matter" ay nabuo.

Termino ozone ay iminungkahi ng German chemist na si H. F. Schönbein noong 1840 para sa aroma nito, na ipinasok sa mga diksyunaryo sa huli XIX siglo. Maraming pinagkukunan ang nagbibigay ng priyoridad sa pagtuklas ng ozone noong 1839. Noong 1840, ipinakita ni Schönbein ang kakayahan ng ozone na palitan ang yodo mula sa potassium iodide:

Ang katotohanan na ang dami ng gas ay bumababa kapag ang oxygen ay na-convert sa ozone ay eksperimento na napatunayan nina Andrews at Tat gamit ang isang glass tube na may pressure gauge na puno ng purong oxygen, na may mga platinum na wire na ibinebenta dito upang makagawa ng isang de-koryenteng discharge.

Mga katangiang pisikal.

Ang Ozone ay isang asul na gas na makikita kapag tiningnan sa pamamagitan ng isang makabuluhang layer, hanggang sa 1 metro ang kapal, ng ozonized oxygen. Sa solid state, ang ozone ay may itim na kulay na may violet tint. Ang likidong ozone ay may malalim na asul na kulay; transparent sa isang layer na hindi hihigit sa 2 mm. kapal; medyo matibay.

Mga Katangian:

§ Molecular weight - 48 a.m.u.

§ Ang density ng gas sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay 2.1445 g/dm³. Relatibong gas density para sa oxygen 1.5; sa pamamagitan ng hangin - 1.62

§ Liquid density sa −183 °C - 1.71 g/cm³

§ Boiling point - −111.9 °C. (para sa likidong ozone - 106 °C.)

§ Melting point - −197.2 ± 0.2 °C (ang melting point na karaniwang ibinibigay bilang −251.4 °C ay mali, dahil hindi isinasaalang-alang ng pagpapasiya nito ang higit na kakayahan ng ozone sa supercool).

§ Ang solubility sa tubig sa 0 °C ay 0.394 kg/m³ (0.494 l/kg), ito ay 10 beses na mas mataas kaysa sa oxygen.

§ Sa gas na estado, ang ozone ay diamagnetic, sa likidong estado ito ay mahina paramagnetic.

§ Ang amoy ay matalim, tiyak na "metal" (ayon kay Mendeleev - "ang amoy ng ulang"). Sa mataas na konsentrasyon ito ay amoy chlorine. Ang amoy ay kapansin-pansin kahit na diluted 1: 100,000.

Mga katangian ng kemikal.

Ang mga kemikal na katangian ng ozone ay tinutukoy ng mataas na kakayahang mag-oxidize.

Ang molekula ng O 3 ay hindi matatag at, sa sapat na konsentrasyon sa hangin sa ilalim ng normal na mga kondisyon, kusang nagiging O 2 sa loob ng ilang sampu-sampung minuto sa paglabas ng init. Ang pagtaas ng temperatura at pagbaba ng presyon ay nagpapataas ng rate ng paglipat sa diatomic na estado. Sa mataas na konsentrasyon ang paglipat ay maaaring sumasabog.

Ang Ozone ay isang malakas na ahente ng oxidizing, mas reaktibo kaysa diatomic oxygen. Nag-oxidize ng halos lahat ng mga metal (maliban sa ginto, platinum at iridium) sa kanilang pinakamataas na estado ng oksihenasyon.

Mga Katangian:

1) Nag-oxidize ng maraming di-metal:

2) Pinapataas ng Ozone ang antas ng oksihenasyon ng mga oksido:

3) Ang ozone ay tumutugon sa carbon sa normal na temperatura upang bumuo ng carbon dioxide:

4) Ang Ozone ay hindi tumutugon sa mga ammonium salts, ngunit tumutugon sa ammonia upang bumuo ng ammonium nitrate:

5) Ang ozone ay tumutugon sa mga sulfide upang bumuo ng mga sulfate:

6) Gamit ang ozone na makukuha mo Sulfuric acid mula sa parehong elemental na sulfur at sulfur dioxide:

7) Ang lahat ng tatlong oxygen atoms sa ozone ay maaaring magkahiwalay na reaksyon sa reaksyon ng tin chloride sa hydrochloric acid at ozone:

8) Sa yugto ng gas, ang ozone ay tumutugon sa hydrogen sulfide upang bumuo ng sulfur dioxide:

15) Ang ozone ay maaaring gamitin upang alisin ang mangganeso mula sa tubig upang bumuo ng isang namuo na maaaring paghiwalayin sa pamamagitan ng pagsasala:

16) Ang ozone ay nagpapalit ng mga nakakalason na cyanides sa hindi gaanong mapanganib na mga cyanate:

17) Maaaring ganap na mabulok ng ozone ang urea

Mga pamamaraan para sa paggawa ng ozone

Ang ozone ay nabuo sa maraming mga proseso na sinamahan ng paglabas ng atomic oxygen, halimbawa, sa panahon ng agnas ng peroxides, oksihenasyon ng posporus, atbp. Sa industriya, ito ay nakuha mula sa hangin o oxygen sa mga ozonizer sa pamamagitan ng pagkilos ng isang electric discharge. Ang O3 ay mas madaling tumutunaw kaysa sa O2, at samakatuwid ay madaling paghiwalayin ang mga ito. Ang ozone para sa ozone therapy sa gamot ay nakukuha lamang mula sa purong oxygen. Kapag ang hangin ay na-irradiated na may matigas na ultraviolet radiation, ang ozone ay nabuo. Ang parehong proseso ay nangyayari sa itaas na mga layer kapaligiran kung saan ang ozone layer ay nabuo at pinapanatili ng solar radiation.

Sa ibaba ay mananatili tayo sa pagkuha ng oxygen mula sa hangin, ngunit sa ngayon ay pupunta tayo sa silid kung saan gumagana ang mga de-koryenteng motor at kung saan sinasadya nating patayin ang bentilasyon.

Ang mga makinang ito mismo ay hindi maaaring pagmulan ng polusyon sa hangin, dahil hindi sila kumonsumo ng anuman mula sa hangin at hindi naglalabas ng anuman sa hangin. Gayunpaman, kapag huminga dito, ang ilang pangangati ay nararamdaman sa lalamunan. Ano ang nangyari sa hangin na malinis bago magsimula ang mga makina?

Ang mga tinatawag na commutator motor ay tumatakbo sa silid na ito. Ang isang spark ay madalas na nabubuo sa gumagalaw na mga contact ng motor - ang mga lamellas. Sa isang spark sa mataas na temperatura, ang mga molekula ng oxygen ay nagsasama-sama sa isa't isa, na bumubuo ng ozone (O 3).

Ang molekula ng oxygen ay binubuo ng 2 atom, na palaging nagpapakita ng dalawang valence (0 = 0).

Paano natin maiisip ang istruktura ng molekula ng ozone? Ang valence ng oxygen ay hindi maaaring magbago: ang oxygen atoms sa ozone ay dapat ding magkaroon ng double bond. Samakatuwid, ang molekula ng ozone ay karaniwang inilalarawan bilang isang tatsulok, sa mga sulok kung saan mayroong 3 mga atomo ng oxygen.

Ozone- isang mala-bughaw na gas na may matalim, tiyak na amoy. Ang pagbuo ng ozone mula sa oxygen ay nangyayari na may malaking pagsipsip ng init.

Ang salitang "ozone" ay kinuha mula sa Griyegong "allos" - iba at "tropos" - turn at nangangahulugang pagbuo mga simpleng sangkap mula sa parehong elemento.

Ang Ozone ay isang allotropic modification ng oxygen. Ito ay isang simpleng sangkap. Ang molekula nito ay binubuo ng 3 atomo ng oxygen. Sa teknolohiya, ang ozone ay nakuha mula sa mga espesyal na aparato tinatawag na mga ozonizer.

Sa mga aparatong ito, ang oxygen ay ipinapasa sa isang tubo na naglalaman ng isang elektrod na konektado sa isang mataas na boltahe na pinagmumulan ng kasalukuyang. Ang pangalawang elektrod ay isang wire na sugat sa labas ng tubo. Ang isang electrical discharge ay nilikha sa pagitan ng mga electrodes, kung saan ang ozone ay nabuo mula sa oxygen. Ang oxygen na umaalis sa ozonizer ay naglalaman ng humigit-kumulang 15 porsiyento ng ozone.

Nabubuo din ang ozone kapag ang oxygen ay nalantad sa mga sinag ng radioactive element na radium o isang malakas na stream ng ultraviolet rays. Ang mga lampara ng kuwarts, na malawakang ginagamit sa gamot, ay naglalabas ng mga sinag ng ultraviolet. Ito ang dahilan kung bakit sa isang silid kung saan ang isang quartz lamp ay gumagana nang mahabang panahon, ang hangin ay nagiging suffocating.

Ang ozone ay maaari ding makuha sa kemikal - sa pamamagitan ng pagkilos ng puro sulfuric acid sa potassium permanganate o sa pamamagitan ng oksihenasyon ng wet phosphorus.

Ang mga molekula ng osono ay lubhang hindi matatag at madaling mabubuwag upang bumuo ng molekular at atomikong oxygen (O 3 = O 2 + O). Dahil ang atomic oxygen ay napakadaling mag-oxidize iba't ibang koneksyon, ozone ay isang malakas na oxidizing agent. Sa temperatura ng silid, madali itong nag-oxidize ng mercury at pilak, na medyo matatag sa isang kapaligiran ng oxygen.

Sa ilalim ng impluwensya ng ozone, ang mga organikong tina ay nagiging kupas, at ang mga produktong goma ay nasisira, nawawala ang pagkalastiko at pumutok kapag bahagyang na-compress.

Ang mga nasusunog na sangkap tulad ng eter, alkohol, at nagliliwanag na gas ay nag-aapoy kapag nadikit sa napaka-ozonized na hangin. Ang cotton wool na pinagdadaanan ng ozonated air ay nagniningas din.

Ang malakas na oxidizing properties ng ozone ay ginagamit upang disimpektahin ang hangin at tubig. Ang ozonized na hangin na dumaan sa tubig ay sumisira sa mga pathogen bacteria sa loob nito at medyo nagpapabuti sa lasa at kulay nito.

Ang ozonation ng hangin para sa layunin ng pagsira sa mga nakakapinsalang bakterya ay hindi malawakang ginagamit, dahil mabisang paglilinis Ang hangin ay nangangailangan ng isang makabuluhang konsentrasyon ng ozone, at sa mataas na konsentrasyon ito ay nakakapinsala sa kalusugan ng tao - ito ay nagdudulot ng matinding pagkasakal.

Sa mababang konsentrasyon, ang ozone ay kahit na kaaya-aya. Nangyayari ito, halimbawa, pagkatapos ng bagyo, kapag sa isang malaking electric spark ng kidlat, ang ozone ay nabuo mula sa oxygen sa hangin, na unti-unting ipinamamahagi sa atmospera, na nagdudulot ng magaan, kaaya-ayang pakiramdam kapag humihinga. Nararanasan natin ang parehong bagay sa kagubatan, lalo na sa isang siksik na kagubatan ng pine, kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng oxygen, iba't ibang mga organikong resin ay na-oxidized at inilabas ang ozone. Turpentine, na bahagi ng dagta puno ng koniperus, madaling mag-oxidize. Ito ang dahilan kung bakit ang hangin sa mga koniperong kagubatan ay laging naglalaman ng ilang halaga ng ozone.

Para sa isang malusog na tao, ang hangin ng isang pine forest ay nagdudulot ng kaaya-ayang sensasyon. At para sa isang taong may sakit na baga, ang hangin na ito ay kapaki-pakinabang at kinakailangan para sa paggamot. Ang estado ng Sobyet ay gumagamit ng mayayamang kagubatan ng pino sa iba't ibang mga rehiyon ng ating tinubuang-bayan at lumilikha ng mga medikal na sanatorium doon.

PANGKALAHATANG IMPORMASYON.

Ozone - Ang O3, isang allotropic na anyo ng oxygen, ay isang malakas na oxidizer ng mga kemikal at iba pang mga pollutant na nasisira kapag nadikit. Hindi tulad ng molekula ng oxygen, ang molekula ng ozone ay binubuo ng tatlong mga atomo at may mas mahabang mga bono sa pagitan ng mga atomo ng oxygen. Sa mga tuntunin ng reaktibiti nito, ang ozone ay pumapangalawa, pangalawa lamang sa fluorine.

Kasaysayan ng pagtuklas
Noong 1785, ang Dutch physicist na si Van Ma-rum, na nagsasagawa ng mga eksperimento sa kuryente, ay nakakuha ng pansin sa amoy sa panahon ng pagbuo ng mga spark sa isang electric machine at sa mga oxidizing properties ng hangin pagkatapos na dumaan dito ang mga electric sparks.
Noong 1840, sinubukan ng German scientist na si Sheinbein, habang nag-hydrolyzing ng tubig, na hatiin ito sa oxygen at hydrogen gamit ang electric arc. At pagkatapos ay natuklasan niya na ang isang bagong gas, hanggang ngayon ay hindi alam ng siyensya, ay nabuo na may isang tiyak na amoy. Ang pangalang "ozone" ay itinalaga sa gas ni Sheinbein dahil sa katangian nitong amoy at nagmula sa salitang Griyego na "ozien", na nangangahulugang "amoy".
Noong Setyembre 22, 1896, pinatent ng imbentor na si N. Tesla ang unang generator ng ozone.

Mga pisikal na katangian ng ozone.
Ang ozone ay maaaring umiral sa lahat ng tatlong estado ng pagsasama-sama. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang ozone ay isang mala-bughaw na gas. Ang kumukulo na punto ng ozone ay 1120C, at ang natutunaw na punto ay 1920C.
Dahil sa aktibidad ng kemikal nito, ang ozone ay may napakababang maximum na pinahihintulutang konsentrasyon sa hangin (maihahambing sa pinakamataas na pinapayagang konsentrasyon ng mga ahente ng pakikipagdigma sa kemikal) 5·10-8% o 0.1 mg/m3, na 10 beses ang olfactory threshold para sa mga tao. .

Mga kemikal na katangian ng ozone.
Una sa lahat, dapat tandaan ang dalawang pangunahing katangian ng ozone:

Ang ozone, hindi tulad ng atomic oxygen, ay isang medyo matatag na tambalan. Ito ay kusang nabubulok sa mataas na konsentrasyon, at kung mas mataas ang konsentrasyon, mas mabilis ang rate ng reaksyon ng agnas. Sa mga konsentrasyon ng ozone na 12-15%, ang ozone ay maaaring mabulok nang paputok. Dapat ding tandaan na ang proseso ng ozone decomposition ay nagpapabilis sa pagtaas ng temperatura, at ang mismong reaksyon ng agnas na 2O3>3O2 + 68 kcal ay exothermic at sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init.

O3 -> O + O 2
O3 + O -> 2 O2
O2 + E- -> O2-

Ang Ozone ay isa sa pinakamalakas na natural na oxidizing agent. Ang potensyal ng oksihenasyon ng ozone ay 2.07 V (para sa paghahambing, ang fluorine ay may 2.4 V, at ang klorin ay may 1.7 V).

Ang ozone ay nag-oxidize sa lahat ng mga metal maliban sa ginto at ang platinum group, nag-oxidize ng sulfur at nitrogen oxides, at nag-oxidize ng ammonia upang bumuo ng ammonium nitrite.
Ang ozone ay aktibong tumutugon sa mga aromatic compound, na sinisira ang aromatic nucleus. Sa partikular, ang ozone ay tumutugon sa phenol upang sirain ang nucleus. Ang Ozone ay aktibong nakikipag-ugnayan sa mga saturated hydrocarbon na may pagkasira ng double carbon bond.
Ang pakikipag-ugnayan ng ozone sa mga organikong compound ay malawakang ginagamit sa industriya ng kemikal at mga kaugnay na industriya. Ang mga reaksyon ng ozone na may mga aromatic compound ay nabuo ang batayan ng mga teknolohiya ng deodorization iba't ibang kapaligiran, lugar at wastewater.

Biological na katangian ng ozone.
Sa kabila ng isang malaking bilang ng mga pag-aaral, ang mekanismo ay hindi lubos na nauunawaan. Ito ay kilala na sa mataas na konsentrasyon ng ozone, ang pinsala sa respiratory tract, baga at mauhog lamad ay sinusunod. Pangmatagalang pagkakalantad Ang ozone ay humahantong sa pag-unlad ng mga malalang sakit ng baga at upper respiratory tract.
Ang pagkakalantad sa maliliit na dosis ng ozone ay may preventive at therapeutic effect at nagsisimula nang aktibong gamitin sa medisina - pangunahin para sa dermatology at cosmetology.
Bilang karagdagan sa mahusay na kakayahang sirain ang bakterya, ang ozone ay lubos na epektibo sa pagsira ng mga spores, cysts (mga siksik na lamad na nabubuo sa paligid ng mga unicellular na organismo, tulad ng mga flagellate at rhizomes, sa panahon ng kanilang pagpaparami, gayundin sa hindi magandang kondisyon para sa kanila) at marami pang iba. pathogenic microbes.

Teknolohikal na aplikasyon ng ozone
Sa nakalipas na 20 taon, ang mga aplikasyon ng ozone ay lumawak nang malaki at ang mga bagong pag-unlad ay isinasagawa sa buong mundo. Ang ganitong mabilis na pag-unlad ng mga teknolohiya gamit ang ozone ay pinadali ng kalinisan ng kapaligiran nito. Hindi tulad ng ibang mga oxidizing agent, ang ozone ay nabubulok sa panahon ng mga reaksyon sa molecular at atomic oxygen at saturated oxides. Ang lahat ng mga produktong ito ay karaniwang hindi nakakadumi kapaligiran at hindi humantong sa pagbuo ng mga carcinogenic substance tulad ng, halimbawa, sa panahon ng oksihenasyon na may chlorine o fluorine.

Tubig:
Noong 1857, sa tulong ng "perpektong magnetic induction tube" na nilikha ni Werner von Siemens, ang unang teknikal na pag-install ng ozone ay itinayo. Noong 1901, itinayo ng Siemens ang unang hydroelectric power station na may ozone generator sa Wiesband.
Sa kasaysayan, ang paggamit ng ozone ay nagsimula sa mga halamang panggamot ng inuming tubig, nang ang unang pilot plant ay sinubukan sa lungsod ng San Maur (France) noong 1898. Noong 1907, ang unang planta ng water ozonation ay itinayo sa lungsod ng Bon Voyage (France) para sa mga pangangailangan ng lungsod ng Nice. Noong 1911, ang isang istasyon ng ozonation para sa inuming tubig ay inilagay sa operasyon sa St. Petersburg.
Sa kasalukuyan, 95% ng inuming tubig sa Europa ay ginagamot ng ozone. Sa USA, ang proseso ng pag-convert mula sa chlorination patungo sa ozonation ay isinasagawa. Mayroong maraming malalaking istasyon sa Russia (sa Moscow, Nizhny Novgorod at iba pang mga lungsod).

hangin:
Ang paggamit ng ozone sa mga sistema ng paglilinis ng tubig ay napatunayan sa pinakamataas na antas epektibo, ngunit pantay na epektibo at napatunayang ligtas na mga sistema ng paglilinis ng hangin ay hindi pa nagagawa. Ang ozonation ay itinuturing na isang paraan ng paglilinis na hindi kemikal at samakatuwid ay tanyag sa populasyon. Gayunpaman, ang mga talamak na epekto ng micro-concentrations ng ozone sa katawan ng tao ay hindi sapat na pinag-aralan.
Sa napakababang konsentrasyon ng ozone, ang hangin sa silid ay nakakaramdam ng kaaya-aya at sariwa, at hindi kanais-nais na mga amoy mas mahina ang pakiramdam. Taliwas sa popular na paniniwala tungkol sa mga kapaki-pakinabang na epekto ng gas na ito, na iniuugnay sa ilang mga polyeto sa mayaman sa ozone na hangin sa kagubatan, sa katotohanan ang ozone, kahit na lubhang natunaw, ay isang napakalason at mapanganib na nakakainis na gas. Kahit na ang maliliit na konsentrasyon ng ozone ay maaaring makairita sa mga mucous membrane at maging sanhi ng mga kaguluhan sa central nervous system, na humahantong sa brongkitis at pananakit ng ulo.

Medikal na paggamit ng ozone
Noong 1873, napagmasdan ni Focke ang pagkasira ng mga mikroorganismo sa ilalim ng impluwensya ng ozone, at ang kakaibang katangian ng ozone na ito ay nakakuha ng atensyon ng mga doktor.
Ang kasaysayan ng paggamit ng ozone para sa mga layuning medikal ay nagsimula noong 1885, nang unang inilathala ni Charlie Kenworth ang kanyang ulat sa Florida Medical Association, USA. Ang maikling impormasyon tungkol sa paggamit ng ozone sa gamot ay natagpuan bago ang petsang ito.
Noong 1911, ginamit ni M. Eberhart ang ozone sa paggamot ng tuberculosis, anemia, pneumonia, diabetes at iba pang sakit. A. Wolf (1916) noong Unang Digmaang Pandaigdig ay gumamit ng oxygen-ozone mixture sa mga nasugatan para sa mga kumplikadong fractures, phlegmon, abscesses, at purulent na sugat. Ginamit ni N. Kleinmann (1921) ang ozone para sa pangkalahatang paggamot ng "mga cavity ng katawan". Noong 30s ika-20 siglo E.A. Si Fish, isang dentista, ay nagsisimula ng paggamot sa ozone sa pagsasanay.
Sa aplikasyon para sa pag-imbento ng unang kagamitan sa laboratoryo, iminungkahi ni Fish ang terminong "CYTOZON", na nakalista pa rin sa mga generator ng ozone na ginagamit sa pagsasanay sa ngipin ngayon. Si Joachim Hänzler (1908-1981) ay lumikha ng unang medikal na ozone generator, na nagpapahintulot sa tumpak na dosing ng ozone-oxygen mixture, at sa gayon ay naging posible na malawakang gumamit ng ozone therapy.
Inihayag ni R. Auborg (1936) ang epekto ng pagkakapilat ng mga colon ulcer sa ilalim ng impluwensya ng ozone at iginuhit ang pansin sa likas na katangian ng pangkalahatang epekto nito sa katawan. Ang gawain sa pag-aaral ng mga therapeutic effect ng ozone sa panahon ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig ay aktibong nagpatuloy sa Germany; Gayunpaman, pagkatapos ng digmaan, ang pananaliksik ay naantala sa loob ng halos dalawang dekada, dahil sa pagdating ng mga antibiotic at kakulangan ng maaasahan, compact na mga generator ng ozone at mga materyales na lumalaban sa ozone. Ang malawak at sistematikong pananaliksik sa larangan ng ozone therapy ay nagsimula noong kalagitnaan ng dekada 70, nang ang ozone-resistant mga materyales na polimer at madaling gamitin na mga yunit ng ozonation.
Pananaliksik sa vitro , iyon ay, sa ilalim ng perpektong kondisyon ng laboratoryo, ipinakita nila na kapag nakikipag-ugnayan sa mga selula ng katawan, ang ozone ay nag-oxidize ng mga taba at bumubuo ng mga peroxide - mga sangkap na nakakapinsala sa lahat ng kilalang mga virus, bakterya at fungi. Sa mga tuntunin ng pagkilos nito, ang ozone ay maihahambing sa mga antibiotics, na may pagkakaiba na hindi ito nakakasira sa atay at bato at walang epekto. Ngunit sa kasamaang palad sa vivo - sa totoong mga kondisyon ang lahat ay mas kumplikado.
Ang ozone therapy ay napakapopular sa isang pagkakataon - marami ang itinuturing na ang ozone ay halos isang panlunas sa lahat para sa lahat ng mga karamdaman. Ngunit ang isang detalyadong pag-aaral ng mga epekto ng ozone ay nagpakita na, kasama ng mga may sakit, ang ozone ay nakakaapekto rin sa malusog na mga selula ng balat at mga baga. Bilang resulta, ang mga hindi inaasahang at hindi inaasahang mutasyon ay nagsisimula sa mga buhay na selula. Ang ozone therapy ay hindi kailanman nag-ugat sa Europa, at sa USA at Canada ang opisyal na medikal na paggamit ng ozone ay hindi legalisado, maliban sa alternatibong gamot.
Sa Russia, sa kasamaang-palad, ang opisyal na gamot ay hindi kailanman inabandona ang isang mapanganib at hindi sapat na napatunayang paraan ng therapy. Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ang mga air ozonizer at ozonizer unit. Ang mga maliliit na ozone generator ay ginagamit sa presensya ng mga tao.

PRINSIPYO SA PAGPAPATAKBO.
Ang ozone ay nabuo mula sa oxygen. Mayroong ilang mga paraan upang makagawa ng ozone, ang pinakakaraniwan ay: electrolytic, photochemical at electrosynthesis sa gas discharge plasma. Upang maiwasan ang mga hindi gustong mga oksido, mas mainam na kumuha ng ozone mula sa purong medikal na oxygen gamit ang electrosynthesis. Ang konsentrasyon ng nagreresultang pinaghalong ozone-oxygen sa naturang mga aparato ay madaling mag-iba - alinman sa pamamagitan ng pagtatakda ng isang tiyak na kapangyarihan ng paglabas ng kuryente, o sa pamamagitan ng pag-regulate ng daloy ng papasok na oxygen (mas mabilis na dumadaan ang oxygen sa ozonizer, mas kaunti ang ozone. nabuo).

Electrolytic Ang paraan ng ozone synthesis ay isinasagawa sa mga espesyal na electrolytic cell. Ang mga solusyon ng iba't ibang mga acid at ang kanilang mga asin (H2SO4, HClO4, NaClO4, KClO4) ay ginagamit bilang mga electrolyte. Ang pagbuo ng ozone ay nangyayari dahil sa pagkabulok ng tubig at ang pagbuo ng atomic oxygen, na, kapag idinagdag sa isang molekula ng oxygen, ay bumubuo ng ozone at isang molekula ng hydrogen. Ang pamamaraang ito ay gumagawa ng puro ozone, ngunit ito ay napakalakas ng enerhiya at samakatuwid ay hindi malawakang ginagamit.
Photochemical Ang paraan ng paggawa ng ozone ay ang pinakakaraniwang paraan sa kalikasan. Nabubuo ang ozone kapag ang isang molekula ng oxygen ay naghiwalay sa ilalim ng impluwensya ng short-wave UV radiation. Ang pamamaraang ito ay hindi gumagawa ng mataas na konsentrasyon ng ozone. Ang mga aparatong batay sa pamamaraang ito ay naging laganap para sa mga layunin ng laboratoryo, sa medisina at industriya ng pagkain.
Electrosynthesis ang ozone ay pinakalaganap. Pinagsasama ng pamamaraang ito ang kakayahang makakuha ng mataas na konsentrasyon ng ozone na may mataas na produktibidad at medyo mababang gastos sa enerhiya.
Bilang resulta ng maraming pag-aaral sa paggamit iba't ibang uri paglabas ng gas para sa electrosynthesis ng ozone, ang mga device na gumagamit ng tatlong anyo ng discharge ay naging laganap:

Paglabas ng hadlang - pinakamalawak na ginagamit, ay isang malaking set ng pulsed microdischarges sa isang gas gap na 1-3 mm ang haba sa pagitan ng dalawang electrodes na pinaghihiwalay ng isa o dalawang dielectric barrier kapag ang mga electrodes ay pinapagana ng alternating voltage mataas na boltahe dalas mula 50 Hz hanggang ilang kilohertz. Ang pagiging produktibo ng isang pag-install ay maaaring mula sa gramo hanggang 150 kg ng ozone kada oras.
Paglabas sa ibabaw - malapit sa hugis sa isang barrier discharge, na naging laganap sa huling dekada dahil sa pagiging simple at pagiging maaasahan nito. Isa rin itong hanay ng mga microdischarge na nabubuo sa ibabaw ng isang solidong dielectric kapag pinapagana ang mga electrodes alternating boltahe dalas mula 50 Hz hanggang 15-40 kHz.
Paglabas ng pulso - bilang panuntunan, isang streamer corona discharge na nangyayari sa pagitan ng dalawang electrodes kapag ang mga electrodes ay pinapagana ng pulse voltage na tumatagal mula sa daan-daang nanosecond hanggang ilang microseconds.

Epektibo sa paglilinis ng panloob na hangin.
Huwag gumawa ng mga nakakapinsalang by-product.
Pinapadali ang mga kondisyon para sa mga may allergy, asthmatics, atbp.

Noong 1997, ang mga kumpanya ng pagmamanupaktura ng ozonizer na Living Air Corporation, Alpine Industries Inc. (ngayon ay "Ecoguest"), Quantum Electronics Corp. at ang iba pang lumabag sa US FTC order ay administratibong pinarusahan ng mga korte, kabilang ang pagbabawal sa karagdagang aktibidad ng ilan sa kanila sa United States. Kasabay nito, ang mga pribadong negosyante na nagbebenta ng mga generator ng ozone na may mga rekomendasyon para sa paggamit ng mga ito sa mga silid na may mga tao ay nakatanggap ng mga sentensiya sa bilangguan mula 1 hanggang 6 na taon.
Sa kasalukuyan, ang ilan sa mga kumpanyang ito sa Kanluran ay matagumpay na bumubuo ng mga aktibong benta ng kanilang mga produkto sa Russia.

Mga disadvantages ng mga ozonizer:
Ang anumang sistema ng isterilisasyon na gumagamit ng ozone ay nangangailangan ng maingat na pagsubaybay sa kaligtasan, pagsubok ng mga pare-parehong konsentrasyon ng ozone gamit ang mga analyser ng gas, at pang-emergency na pamamahala ng labis na mga konsentrasyon ng ozone.
Ang ozonizer ay hindi idinisenyo upang gumana sa:

kapaligirang puspos ng electrically conductive dust at singaw ng tubig,
mga lugar na naglalaman ng mga aktibong gas at singaw na sumisira sa metal,
mga lugar na may relatibong halumigmig na higit sa 95%,
sa mga lugar na mapanganib sa pagsabog at sunog.

Application ng mga ozonizer para sa panloob na air sterilization:

pinahaba ang oras ng proseso ng isterilisasyon,
pinatataas ang toxicity at oksihenasyon ng hangin,
humahantong sa panganib ng pagsabog,
Ang pagbabalik ng mga tao sa isang silid na nadidisimpekta ay posible lamang pagkatapos na ganap na mabulok ang ozone.

RESUME.
Ang ozonation ay lubos na epektibo para sa pag-sterilize ng mga ibabaw at panloob na hangin, ngunit walang epekto ng paglilinis ng hangin mula sa mga mekanikal na dumi. Ang imposibilidad ng paggamit ng pamamaraan sa pagkakaroon ng mga tao at ang pangangailangan na magsagawa ng pagdidisimpekta sa isang selyadong silid ay seryosong nililimitahan ang saklaw ng propesyonal na aplikasyon nito.