Які речовини окислюють озон. Озон (хімічний елемент): властивості, формула, позначення

Озон є їдким з характерним "металевим" запахом, блакитний газ. Молекула озону складається із трьох атомів кисню. O3. При зрідженні озон перетворюється на рідину кольору індиго. У твердому стані озон представлений у вигляді темно-синіх, практично чорних кристалів. Озон дуже нестійка сполука, яка легко розпадається на кисень та окремий атом кисню.

Фізичні властивості озону

1. молекулярна маса озону - 47.998 а.

2. щільність газу за нормальних умов - 2.1445 кг/м³.

3. густина рідкого озону при -183 °C становить - 1,71 кг/м³

4. температура кипіння рідкого озону становить -111.9 °C

5. температура плавлення кристалів озону становить -251,4 °C

6. Розчинний у воді. Розчинність у 10 разів вища, ніж у кисню.

7. має різкий запах.

Хімічні властивості озону

Характерними хімічними властивостями озону в першу чергу слід вважати його

нестійкість, здатність швидко розкладатися, та високу окисну активність.

Для озону встановлено окисне число І, яке характеризує число атомів кисню, що віддаються озоном речовині, що окислюється. Як показали досліди, воно може дорівнювати 0,1, 3. У першому випадку озон розкладається зі збільшенням об'єму: 2Оз-->ЗО 2 , у другому він віддає окислюваної речовини один атом кисню: О3 ->О2+О (при цьому , обсяг не збільшується), і в третьому випадку відбувається приєднання озону до речовини, що окислюється: Про 3 ->ЗО (при цьому обсяг його зменшується) .

Окислювальними властивостями характеризуються хімічні реакції озону з неорганічними речовинами.

Озон окислює всі метали, за винятком золота та групи платини. Сірчисті сполуки окислюються ним до сірчанокислих, нітрити - у нітрати. У реакціях із сполуками йоду та брому озон виявляє відновлювальні властивості, і на цьому ґрунтується ряд методів його кількісного визначення. У реакцію з озоном вступають азот, вуглець та його оксиди. У реакції озону з воднем утворюються гідроксильні радикали: Н+О 3 -> HO+O 2 . Окиси азоту реагують з озоном швидко, утворюючи вищі оксиди:

NO+Оз->NO 2 +O 2;

NO 2 + O 3 -----> NO 3 + O 2;

NO 2 +O 3 ->N 2 O 5 .

Аміак окислюється озоном азотнокислий амоній.

Озон розкладає галогеноводи і переводить нижчі оксиди у вищі. Галогени, що у ролі активаторів процесу, також утворюють вищі оксиди.

Відновлювальний потенціал озон - кисень досить високий і в кислому середовищі визначений величиною 2,07 В, а в лужному розчині - 1,24 В. Спорідненість озону з електроном визначено величиною в 2 ев, і тільки фтор, його оксиди і вільні радикали мають сильніший спорідненістю до електрона.

Висока окисна дія озону була використана для переведення ряду трансуранових елементів у семивалентний стан, хоча вищий валентний стан їх дорівнює 6. Реакція озону з металами змінної валентності (Сг, Сог та ін) знаходить практичне застосування при отриманні вихідної сировини у виробництві барвників та вітаміну .

Лужні та лужноземельні метали під дією озону окислюються, а їх гідроокиси утворюють озоніди (триоксиди). Відомі озоніди давно, про них згадував ще 1886 р. французький хімік-органік Шарль Адольф Вюрц. Вони являють собою кристалічну речовину червоно-коричневого кольору, в решітку молекул якої входять одноразово негативні іони озону (O 3 -), чим і зумовлені парамагнітні властивості. Межа термічної стійкості озонідів -60±2°, вміст активного кисню - 46% за вагою. Як багато перекисних сполук озоніди лужних металів знайшли широке застосування в регенеративних процесах.

Озоніди утворюються в реакціях озону з натрієм, калієм, рубідієм, цезієм, які йдуть через проміжний нестійкий комплекс типу М+О-Н+O3--з подальшою реакцією з озоном, внаслідок чого утворюється суміш озоніду та водного гідрату окису лужного металу.

Озон активно вступає у хімічну взаємодію з багатьма органічними сполуками. Так, первинним продуктом взаємодії озону з подвійним зв'язком ненасичених сполук є малозоїд, який нестійкий і розпадається на біполярний іон та карбонільні сполуки (альдегід або кетон). Проміжні продукти, які утворюються в цій реакції, знову з'єднуються в іншій послідовності, утворюючи озонид. У присутності речовин, здатних вступати в реакцію з біполярним іоном (спирти, кислоти), замість озонидів утворюються різні перекисні сполуки.

Озон активно входить у реакцію з ароматичними сполуками, у своїй реакція йде як із руйнуванням ароматичного ядра, і його руйнації.

У реакціях з насиченими вуглеводнями озон спочатку розпадається з утворенням атомарного кисню, який ініціює ланцюгове окиснення, причому вихід продуктів окиснення відповідає витраті озону. Взаємодія озону з насиченими вуглеводнями протікає як у газовій фазі, і у розчинах.

З озоном легко реагують феноли, при цьому відбувається руйнування останніх до сполук з порушеним ароматичним ядром (типу хіноїну), а також похідних малотоксичних ненасичених альдегідів і кислот.

Взаємодія озону з органічними сполуками знаходить широке застосування в хімічній промисловості та суміжних галузях. Використання реакції озону з ненасиченими сполуками дозволяє отримувати штучним шляхом різні жирні кислоти, амінокислоти, гормони, вітаміни та полімерні матеріали; реакції озону з ароматичними вуглеводнями - дифенілову кислоту, фталевий діальдегід та фталеву кислоту, гліоксалеву кислоту та ін.

Реакції озону з ароматичними вуглеводнями лягли в основу розробки методів дезодорації різних середовищ, приміщень, стічних вод, абгазів, а з сірковмісними сполуками - в основу розробки методів очищення стічних вод і відхідних газів різних виробництв, включаючи сільське господарство, від сіркосодержащих в меркаптани, сірчистий ангідрид).

Вплив озону на людину

При дії озоном на людину в нього насамперед настає подразнення верхніх частин дихального тракту, а потім і головний біль – вже при концентрації озону у повітрі 2,0 мг/м4. При 3,0 мг/м3 через 30 хв вдихання у людини з'являються сухий кашель, сухість у роті, знижується здатність концентрувати свою увагу, порушуються апетит і сон, з'являються болі під ложечкою, почуття «ватності» рук і ніг, кашель з прозорим мокротинням, почуття оглушення, запалення легенів, підвищується тиск у очному яблуці та погіршується зір, пригнічується секреторна функція шлунка, знижується почуття сприйняття болю.

У зв'язку з високою поразкою легенів озоном найбільша кількість робіт у літературі присвячена цьому питанню.

Під впливом озону змінюється імунобіологічна реактивність організму внаслідок його сенсибілізації білковими продуктами озонолізу, що утворюються безпосередньо в організмі під впливом пероксидів та інших речовин. Процес цей складний. У його розвитку, безперечно, беруть участь усі зазначені вище механізми. Руйнування озоном фагоцитів у легенях знижує здатність організму до прояву клітинної алергічної захисної реакції. В результаті підвищується проникність патогенних мікроорганізмів у клітини та органи, знижується вироблення організмом захисних факторів, наприклад інтерферону, підвищується чутливість до респіраторних інфекцій. Грунтовні дослідження цього питання на мишах показали, що під впливом озону I мг/м3 за 7-35 днів розвивалися ураження в центрі ацинусів бронхіол та альвеолярної протоки з підвищенням кількості макрофагів у периферичних альвеолах, гіперергічною проліферацією бронхіального епітелію. На цьому фоні грипозна інфекція посилювала вражаючий вплив озону на легені. А сама гіперергічна модулярна проліферація бронхіального епітелію за характером була подібна до передракового стану. Тим не менш, загибель мишей від грипу при одночасному впливі озону знижувалася.

Знижувалися під впливом озону та вірусні захворювання у людини. Разом з тим тривалий вплив озону на людину підвищує захворюваність на хронічні респіраторні інфекції, наприклад туберкульоз, пневмонії, що пов'язано, мабуть, с. мутацією патогенної мікрофлори та нездатністю організму людини швидко реагувати на це виробленням відповідних антитіл у зв'язку з перенапругою механізмів алергізації, що характеризуються зниженням вмісту гістаміну в легенях на тлі підвищення вмісту води при одночасному зниженні чутливості організму до екзогенного гістаміну. Це підтверджує думку про те, що за певних умов озон надає на організм імунодепресорний вплив зі зниженням стійкості організму до мікробних токсинів. Хоча навіть у концентраціях 7,8 мг/м3 за 4 години озон у людини не пригнічував розетки Т-лімфоцитів, але активність В-лімфоцитів була знижена.

Вступ

Озон - проста речовина, алотропна видозміна кисню. На відміну від кисню, молекула озону складається із трьох атомів. При звичайних умовах являє собою вибуховий газ, що різко пахне синього кольору, і володіє сильними окисними властивостями.

Озон є постійним компонентом атмосфери землі відіграє найважливішу роль підтримки на ній життя. У приземних шарах земної атмосфери концентрація озону різко зростає. Загальний стан озону в атмосфері змінний, і коливається залежно від пори року. Атмосферний озон грає ключову роль підтримки життя землі. Він захищає Землю від згубного впливу певної ролі сонячної радіації, сприяючи цим збереженню життя планети.

Таким чином, необхідно дізнатися, які дії може надавати озон на біологічні тканини.

Загальні властивості озону

Озон - що складається з триатомних молекул 3 алотропна модифікація кисню. Його молекула діамагнітна і має кутову форму. Зв'язок у молекулі є делокалізованим, трицентровим.

Мал. 1 Будова озону

Обидва зв'язки O-O у молекулі озону мають однакову довжину 1,272 Ангстрем. Кут між зв'язками становить 116,78 °. Центральний атом кисню sp²-гібридизований, має одну неподілену пару електронів. Молекула полярна, дипольний момент 0,5337 D.

Характер хімічних зв'язків в озоні обумовлює його нестійкість (через певний час озон мимовільно перетворюється на кисень: 2О3 ->3О2) і високу окислювальну здатність (озон здатний ряд реакцій у які молекулярний кисень не вступає). Окисна дія озону на органічні речовини пов'язана з утворенням радикалів: RH+ О3 RО2 +OH

Ці радикали ініціюють радикально ланцюгові реакції з біоорганічними молекулами (ліпідами, білками, нуклеїновими кислотами), що призводить до загибелі клітин. Застосування озону для стерилізації питної води ґрунтується на його здатності вбивати мікроби. Озон не байдужий й у вищих організмів. Тривале перебування в атмосфері, що містить озон (наприклад, у кабінетах фізіотерапії та кварцового опромінення) може спричинити тяжкі порушення нервової системи. Тому озон у великих дозах є токсичним газом. Гранично допустима концентрація його у повітрі робочої зони – 0,0001 мг/л. Забруднення озоном повітряного середовища відбувається при озонуванні води внаслідок його низької розчинності.

Історія відкриття.

Вперше озон виявив у 1785 році голландський фізик М. ван Марум за характерним запахом і окисними властивостями, які набуває повітря після пропускання через нього електричних іскор, а також за здатністю діяти на ртуть при звичайній температурі, внаслідок чого вона втрачає свій блиск і починає прилипати до стек . Однак, як нову речовину він описаний не був, ван Марум вважав, що утворюється особлива «електрична матерія».

Термін озонбув запропонований німецьким хіміком X. Ф. Шенбейном в 1840 за його пахучість, увійшов до словників наприкінці XIX століття. Багато джерел саме йому віддають пріоритет відкриття озону у 1839 році. В 1840 Шенбейн показав здатність озону витісняти йод з іодиду калію:

Факт зменшення обсягу газу при перетворенні кисню в озон експериментально довели Ендрюс і Тет за допомогою скляної трубки з манометром, наповненої чистим киснем, з впаяними в неї платиновими дротиками для отримання електричного розряду.

Фізичні властивості.

Озон - газ, що має синій колір, який можна помітити, якщо дивитися через значний шар, до 1 метра завтовшки озонованого кисню. У твердому стані озон чорного кольору з фіолетовим відблиском. Рідкий озон має густий синій колір; прозорий у шарі, що не перевищує 2 мм. товщини; досить міцний.

Властивості:

§ Молекулярна маса – 48 а.о.м.

§ Щільність газу за нормальних умов - 2,1445 г/дм³. Відносна щільність газу кисню 1,5; повітрям - 1,62

§ Щільність рідини при −183 °C - 1,71 г/см³

§ Температура кипіння - −111,9 °C. (У рідкого озону - 106 ° C.)

§ Температура плавлення - −197,2 ± 0,2 °С (наведена зазвичай т.пл. −251,4 °C помилкова, оскільки за її визначенні не враховувалася велика здатність озону до переохолодження).

§ Розчинність у воді при 0 °С - 0,394 кг/м³ (0,494 л/кг), вона в 10 разів вище порівняно з киснем.

§ У газоподібному стані озон діамагнітний, в рідкому - слабопарамагнітний.

§ Запах - різкий, специфічний «металевий» (за Менделєєвим - «запах раків»). При високих концентраціях нагадує запах хлору. Запах відчутний навіть при розведенні 1:100000.

Симучні властивості.

Хімічні властивості озону визначаються його великою здатністю до окиснення.

Молекула Про 3 нестійка і при достатніх концентраціях у повітрі за нормальних умов мимовільно за кілька десятків хвилин перетворюється на O 2 з виділенням тепла. Підвищення температури та зниження тиску збільшують швидкість переходу в двоатомний стан. При великих концентраціях перехід може мати вибуховий характер.

Властивості:

§ Окислення металів

§ Окислення неметалів

§ Взаємодія з оксидами

§ Горіння

§ Утворення озонідів

Способи одержання озону

Озон утворюється в багатьох процесах, що супроводжуються виділенням атомарного кисню, наприклад, при розкладанні перекисів, окисленні фосфору і т. п. У промисловості його отримують з повітря або кисню в озонаторах дією електричного розряду. Зріджується O3 легше, ніж O2, і тому їх легко розділити. Озон для озонотерапії в медицині одержують лише з чистого кисню. При опроміненні повітря твердим ультрафіолетовим випромінюванням утворюється озон. Той самий процес протікає у верхніх шарах атмосфери, де під дією сонячного випромінювання утворюється і підтримується озоновий шар.

1. Що ми знаємо про ОЗОН?

Озон (від грецького ozon - пахне) - газ блакитного кольору з різким запахом, сильний окислювач. Озон аллотроп кисню. Молекулярна формула О3. Тяжче кисню в 2,5 рази. Використовується для знезараження води, продуктів харчування та повітря.

Технології

На основі технології коронічного розряду озону був розроблений багатофункціональний аніонний озонатор Green World, який використовує озон для дезінфекції та стеріалізації.

Характеристики хімічного елемента озону

Озон, наукова назва якого О3, виходить у процесі з'єднання трьох атомів кисню. Має високі окисні функції, які ефективні при дезінфекції і стеарилізації. Він здатний знищити більшість бактерій у воді та повітрі. Його вважають ефективним дезінфектором та антисептиком. Озон є важливим компонентом атмосфери. У нашій атмосфері міститься 0.01ppm-0.04ppm озону, що балансує рівень бактерій у природі. Озон також утворюється у природі при розрядах блискавки під час грози. Під час електричного розряду блискавки з'являється приємний солодкий запах, який ми називаємо свіжим повітрям.

Молекули озону є нестійкими і дуже швидко розпадаються на молекули кисню. Завдяки цій якості озон є цінним газом та очищувачем води. Молекули озону з'єднуються з молекулами інших речовин і розпадаються, у результаті він окислює органічні сполуки, перетворюючи в нешкідливі вуглекислий газ і воду. Через те, що озон легко розпадається на молекули кисню, він значно менш токсичний, ніж інші дезінфекційні речовини, такі як хлор. Його також називають «найчистіший окислювач і дезінфікатор».

Властивості озону – вбиває мікроорганізми

1. вбиває бактерії

а) вбиває більшу частину коли-бактерій та стафілококів у повітрі

б) вбиває 99.7% колі-бактерій та 99.9% стафілококів на поверхні предметів

в) вбиває 100% коли-бактерій, стафілококів і мікроби групи сальмонела у фосфатних сполуках

г) вбиває 100% коли-бактерій у воді

2. знищує суперечки бактерій

а) знищує brevibacteiumspores

б) здатність знищувати бактерії у повітрі

в) вбиває 99.999% brevibacteiumspores у воді

3. руйнує віруси

а) руйнує 99.99% HBsAg та 100% HAAg

б) руйнує вірус грипу у повітрі

в) руйнує PVI та вірус Геппатиту А у воді протягом декількох секунд або хвилин

г) руйнує вірус SA-11 у воді

д) коли концентрація озону в сироватці крові досягає 4 мг/л, він здатний зруйнувати HIV 106cd50/ml

а) вбиває 100% аspergillusversicolor і penicillium

б) вбиває 100% aspergillusniger, fusariumoxysporumf.sp.melonogea та fusariumoxysporumf.sp. lycopersici

в) вбиває aspergillus niger та candida bacteria

2. Як утворюється озон у природі?

Утворюється із молекулярного кисню (О2) при електричному розряді або під дією ультрафіолетового випромінювання. Особливо це відчутно у місцях, багатих на кисень: у лісі, у приморській зоні або біля водоспаду. При попаданні сонячних променів, у краплі води кисень перетворюється на озон. Також Ви відчуваєте запах озону після грози, коли утворюється при електричному розряді.

3. Чому повітря після грози видається чистішим?

Озон окислює домішки органічних речовин і знезаражує повітря, надаючи приємної свіжості (запах грози). Характерний запах озону проявляється за концентрацій 10-7 %.

4. Що таке озоносфера? Який її вплив на життя на планеті?

Основна маса озону в атмосфері розташована на висоті від 10 до 50 км з максимальною концентрацією на висоті 20-25 км, утворюючи шар, званий озоносферою.

Озоносфера відбиває жорстке ультрафіолетове випромінювання, захищає живі організми від згубної дії радіації. Саме, завдяки утворенню "озону з кисню повітря стало можливим життя на суші.

5. Коли було відкрито озон і як історія його використання?

Вперше озон описаний 1785г. голландським фізиком Мак Ван Марум.

У 1832р. проф. Базельський університет Шонбейн опублікував книгу «Отримання озону хімічним способом». Він же дав йому назву «озон» від грецького «пахнучий».

У 1857р. Вернер фон Сіменс сконструював першу технічну установку для очищення питної води. З того часу озонування дозволяє отримати гігієнічно чисту воду.

До 1977р. у всьому світі діє понад 1000 установок із озонування питної води. Нині 95% питної води у Європі обробляється озоном. Велике поширення озонування набуло в Канаді та США. У Росії діє кілька великих станцій, які використовуються для доочищення питної води, підготовки води плавальних басейнів, при глибокій очистці стічних вод в оборотному водопостачанні автомобільних мийок.

Вперше озон як антисептичний засіб використали під час першої світової війни.

З 1935р. стали використовувати ректально введення озонокисневої суміші для лікування різних захворювань кишківника (проктит, геморой, виразковий коліт, нориці, пригнічення патогенних мікроорганізмів, відновлення кишкової флори).

Вивчення дії озону дозволили використовувати його в хірургічній практиці при інфекційних ураженнях, лікуванні туберкульозу, пневмонії, гепатитів, герпетичної інфекції, анемії та ін.

У Москві 1992г. під керівництвом Заслуженого діяча науки РФ Д.М.Н. Змизковий А..В. створено "Науково-практичний центр озонотерапії", де озон використовується для лікування широкого кола захворювань. Продовжуються розробки ефективних методів впливу, що не ушкоджують, з використанням озону. Сьогодні озон вважається популярним та ефективним засобом знезараження води, повітря та очищення продуктів харчування. Також киснево-озонові суміші використовуються в лікуванні різних захворювань, косметології та багатьох сферах господарювання.

6. Чи можна дихати озоном? Чи є озон шкідливим газом?

Дійсно, дихати озоном високих концентрацій небезпечно, він здатний спалити слизову оболонку дихальних органів.

Озон є сильним окислювачем. Тут криються його позитивні та шкідливі властивості. Усе залежить від концентрації, тобто. від відсоткового співвідношення вмісту озону у повітрі. Дія його подібна до вогню... У малих кількостях він підтримує і оздоровлює, у великих кількостях - може занапастити.

7. У яких випадках використовуються низькі та високі концентрації озону?

Відносно високі концентрації використовуються для дезінфекції, а нижчі концентрації озону не ушкоджують білкові структури та сприяють загоєнню.

8. Яка дія озону на віруси?

Озон пригнічує (інактивує) вірус як поза, і усередині клітини, частково руйнуючи його оболонку. Припиняється процес його розмноження та порушується здатність вірусів поєднуватися з клітинами організму.

9. Як проявляється бактерицидна властивість озону при дії на мікроорганізми?

При вплив озону на мікроорганізми, у тому числі на дріжджі, локально пошкоджується їхня клітинна мембрана, що призводить до їхньої загибелі або неможливості розмножуватися. Зазначено підвищення чутливості мікроорганізмів до антибіотиків.

В експериментах встановлено, що газоподібний озон вбиває практично всі види бактерій, вірусів, пліснявих та дріжджоподібних грибів та найпростіших. Озон у концентраціях від 1 до 5 мг/л призводить до загибелі 99,9% ешерихії колі, стрептококів, мукобактерій, філококів, кишкової та синьогнійної паличок, протеїв, клебсієли та ін протягом 4-20 хв.

10. Як діє озон у неживій природі?

Озон реагує з більшістю органічних та неорганічних речовин. У процесі реакцій утворюється кисень, вода, оксиди вуглецю та вищі оксиди інших елементів. Всі ці продукти не забруднюють навколишнє середовище і не призводять до утворення концерагенних речовин, на відміну від сполук хлору та фтору.

11. Чи можуть бути небезпечними сполуки, що утворюються у житлових приміщеннях під час озонування повітря?

Концентрації озону, створювані побутовим озонатором, призводять до утворення нешкідливих з'єднань у житлових приміщеннях. В результаті озонування приміщення відбувається збільшення вмісту кисню в повітрі та очищення від вірусів та бактерій.

12. Які сполуки утворюються внаслідок озонування повітря у закритих приміщеннях?

Більшість компонентів, що оточують нас, реагують з озоном, призводячи до утворення нешкідливих сполук.

Більшість із них розпадаються на вуглекислий газ, воду та вільний кисень. У ряді випадків утворюються неактивні (нешкідливі) сполуки (оксиди). Є ще звані нереагентні речовини - оксиди титану, кремнію, кальцію тощо. Вони в реакцію з озоном не вступають.

13. Чи потрібно озонувати повітря у приміщеннях з кондиціонерами?

Після проходження повітря через кондиціонери та нагрівальні прилади у повітрі знижується вміст кисню та не знижується рівень токсичних компонентів повітря. До того ж, старі кондиціонери є джерелом забруднення і зараження. «Синдром закритих приміщень» – головний біль, втома, часті респіраторні захворювання. Озонування таких приміщень просто необхідне.

14. Чи можна дезінфікувати кондиціонер?

Так можна.

15. Чи ефективне застосування озонування повітря для усунення запахів прокурених приміщень та приміщень після ремонту (запахи фарби, лаку)?

Так, ефективно. Обробку слід провести кілька разів, поєднуючи з вологим прибиранням.

16. Які концентрації озону є згубними для бактерій, грибків у домашньому повітрі?

Концентрація 50 частинок озону на 1000000000 частинок повітря значно знижує забруднення повітря. Особливо сильний вплив виявляється на есерихію колі, сальмонеллу, стафілокок, кандиду, аспергіліус.

17. Чи проводилися дослідження впливу озонованого повітря на людей?

Зокрема, описаний експеримент, який проводився протягом 5 місяців з двома групами людей - контрольною та тестованою.

Повітря в приміщенні групи, що тестується, наповнювалося озоном з концентрацією 15 частинок озону на 1000000000 частинок повітря. Усі випробувані відзначали гарне самопочуття, зникнення дратівливості. Медики відзначили підвищення вмісту кисню у крові, зміцнення імунної системи, нормалізацію тиску, зникнення багатьох симптомів стресу.

18. Чи не є озон шкідливим для клітин організму?

Концентрації озону, створювані побутовими озонаторами, пригнічують віруси та мікроорганізми, але з ушкоджують клітин організму, т.к. озон не ушкоджує шкіру. Здорові клітини організму людини мають природний захист від шкідливої ​​дії окислення (антиоксидантну). Інакше висловлюючись, дію озону вибірково стосовно живих організмів.

Це не виключає застосування запобіжних заходів. Під час процесу озонування перебування у приміщенні небажане, а після проведення озонування приміщення слід провітрити. Озонатор треба помістити в недоступне для дітей місце або неможливість його включення.

19. Яка продуктивність озонатора?

При нормальному режимі – 200 мг/год, при посиленому – 400 мг/год. Якою є концентрація озону в приміщенні в результаті роботи озонатора? Концентрація залежить від об'єму приміщення, місця розташування озонатора, від вологості повітря і температури. Озон не стійкий газ і швидко розкладається, тому концентрація озону залежить від часу. Орієнтовні дані 0,01 – 0,04 РРm.

20. Які концентрації озону у повітрі вважаються граничними?

Безпечними вважаються концентрації озону в межах 0,5 – 2,5 РРm (0,0001 мг/л).

21. Навіщо застосовується озонування води?

Озон застосовується для знезараження, видалення домішок, запаху та кольоровості води.

1. На відміну від хлорування та фторування води при озонуванні у воду не вноситься нічого стороннього (озон швидко розпадається). При цьому мінеральний склад і pH залишаються без змін.

2. Озон має найбільшу знезаражуючу властивість проти збудників хвороб.

3. Руйнюються органічні речовини у воді, запобігаючи тим самим подальшому розвитку мікроорганізмів.

4. Без утворення шкідливих сполук руйнується більшість хімікатів. До них відносяться пестициди, гербіциди, нафтопродукти, миючі засоби, сполуки сірки та хлору, які є концерагенами.

5. Окислюються до неактивних сполук метали, у тому числі залізо, марганець, алюміній та ін. Окисли випадають в осад і легко фільтруються.

6. Швидко розпадаючись озон перетворюється на кисень, покращуючи смакові та лікувальні властивості води.

23. Яким є показник кислотності води, що пройшла озонування?

Вода має слаболужну реакцію РН = 7,5 – 9,0. Ця вода рекомендується для пиття.

24. На скільки збільшується вміст кисню у воді після озонування?

Вміст кисню у воді збільшується у 12 разів.

25. Як швидко розпадається озон у повітрі, у воді?

У повітрі за 10 хв. концентрація озону зменшується на половину, утворюючи кисень та воду.

У воді через 20-30 хв. озон розпадається на половину, утворюючи гідроксильну групу та воду.

26. Як впливає нагрів води на вміст у ній кисню?

Вміст кисню у воді після нагрівання знижується.

27. Від чого залежить концентрація озону у воді?

Концентрація озону залежить від домішок, температури, кислотності води, матеріалу та геометрії ємності.

28. Чому використовується молекула О 3 , а не О 2 ?

Озон приблизно в 10 разів краще розчинний у воді, ніж кисень і добре зберігається. Чим нижча температура води, тим більший час збереження.

29. Чому корисно пити насичену киснем воду?

Використання озону посилює споживання глюкози тканинами та органами, збільшує насиченість киснем плазми, зменшує ступінь кисневого голодування, покращує мікроциркуляцію.

Озон має позитивну дію на метаболізм печінки та нирок. Підтримує роботу серцевого м'яза. Зменшує частоту дихання та збільшує дихальний об'єм.

30. Навіщо призначений побутовий озонатор?

Побутовий озонатор можна використовувати для:

дезінфекції та дезодорації повітря у житлових приміщеннях, у ванній та туалетній кімнатах, побутівках, шафах, холодильнику та ін.;

обробки харчових продуктів (м'ясо, риба, яйця, овочі та фрукти);

покращення якості води (дезінфекція, збагачення киснем, усунення хлору та ін. шкідливих домішок);

домашньої косметології (усунення лупи, вугрів, полоскання горла, чищення зубів, усунення грибкових захворювань, приготування озонованої олії);

догляду за домашніми тваринами та рибками;

поливу кімнатних рослин та обробка насіння;

відбілювання та надання кольоровості білизні;

обробки взуття.

31. Яким є ефект застосування озону в медичній практиці?

Озон має антибактеріальну, антивірусну дію (інактивація вірусів та знищення спор).

Озон активізує та нормалізує ряд біохімічних процесів.

Ефект, що отримується при озонотерапії, характеризується:

активізацією процесів детоксикації, відбувається придушення

активності зовнішніх та внутрішніх токсинів;

активізацією процесів метаболізму (обмінних процесів);

посиленням мікроциркуляції (кровопостачання

поліпшенням реологічних властивостей крові (кров стає рухомою);

має чітко виражений знеболюючий ефект.

32. Як діє озон на імунітет людини?

Підвищується клітинний та гуморальний імунітет. Активізується фагоцитоз, посилюється синтез інтерферонів та інших неспецифічних систем організму.

33. Як впливає озонування на метаболізм?

Використання озону посилює споживання глюкози тканинами та органами, збільшує насиченість киснем плазми, зменшує ступінь кисневого голодування, покращує мікроциркуляцію. Озон має позитивну дію на метаболізм печінки та нирок. Підтримує роботу серцевого м'яза. Зменшує частоту дихання та збільшує дихальний об'єм.

34. Озон утворюється під час проведення зварювальних робіт і під час роботи ксероксу. Чи шкідливий цей озон?

Так, шкідливий, тому що при цьому утворюються небезпечні домішки. Озон, що виробляється озонатором, чистий і тому нешкідливий.

35. Чи є різниця між індустріальними, медичними та побутовими озонаторами?

Індустріальні озонатори дають більшу концентрацію озону, небезпечну домашнього застосування.

Медичні та побутові озонатори близькі за показниками продуктивності, але медичні розраховані на більший час безперервної роботи.

36. Якими є порівняльні характеристики дезінфекції при використанні ультрафіолетових установок та озонаторів?

Озон за своїми властивостями знищення бактерій і вірусів у 2,5 - 6 разів ефективніший за ультрафіолетові промені і в 300 - 600 разів ефективніший за хлор. При цьому на відміну від хлору озон знищує навіть цисти глистів та вірусу герпесу та туберкульозу.

Озон видаляє з води органічні та хімічні речовини, розкладаючи їх до води, вуглекислого газу, утворюючи осад неактивних елементів.

Озон легко окислює солі заліза та марганцю, утворюючи нерозчинні речовини, що усуваються відстоюванням або фільтрацією. В результаті озонована вода безпечна, прозора та приємна на смак.

37. Чи можна дезінфікувати посуд за допомогою озону?

Так! Добре дезінфікувати дитячий посуд, посуд для консервування та ін. Для цього помістити посуд у ємність із водою, опустити повітропровід із розсікачем. Обробляти протягом 10-15 хв.

38. З яких матеріалів має бути посуд для озонування?

Скляна, керамічна, дерев'яна, пластмасова, емальована (баз сколів та тріщин). Не можна використовувати металевий, у тому числі алюмінієвий та мідний посуд. Гума не витримує контакту з озоном.

Аніонний озонатор від американської корпорації Green World допоможе Вам не лише зберегти, а й значно зміцнити здоров'я. Ви маєте можливість використовувати у своєму будинку незамінний прилад - аніонний озонатор, який об'єднав у собі всі якості та функціональні можливості як іонізатора повітря, так і озонатора.

Озонатор для автомобіля забезпечений підсвічуванням та ароматизатором. Одночасно може бути включений режим озонації та іонізації. Ці режими можуть бути включені окремо. Цей озонатор незамінний при далеких поїздках, коли збільшується стомлюваність водія, погіршується зір та пам'ять. Озонатор знімає сонливість, надаючи бадьорості за рахунок притоку.

МОСКВА, 16 вер — РІА Новини.Міжнародний день охорони озонового шару, тонкого "щита", що захищає все живе на Землі від згубного ультрафіолетового випромінювання Сонця, відзначається у понеділок, 16 вересня — цього дня 1987 року було підписано знаменитий Монреальський протокол.

У нормальних умовах озон, або O3, - блідо-блакитний газ, який у міру охолодження перетворюється на темно-синю рідину, а потім і в синювато-чорні кристали. Усього на озон в атмосфері планети припадає близько 0,6 частини на мільйон за обсягом: це означає, наприклад, що в кожному кубометрі атмосфери всього 0,6 сантиметра кубічного озону. Для порівняння, вуглекислого газу в атмосфері вже близько 400 частин на мільйон, тобто більше двох склянок на той же кубометр повітря.

Насправді таку невелику концентрацію озону можна назвати благом для Землі: цей газ, який на висоті 15-30 кілометрів утворює рятівний озоновий шар, в безпосередній близькості від людини набагато менш "благородний". Озон за російською класифікацією відноситься до речовин найвищого, першого класу небезпеки - це дуже сильний окислювач, який вкрай токсичний для людини.

Розібратися у різних властивостях непростого озону РІА Новини допомагав старший науковий співробітник лабораторії каталізу та газової електрохімії хімічного факультету МДУ імені Ломоносова Вадим Самойлович.

Озоновий щит

"Це досить добре вивчений газ, практично все вивчено - всього ніколи не буває, але основне все (відомо) ... У озону багато всяких застосувань. Але і не забувайте, що, взагалі кажучи, життя виникло завдяки озоновому шару - це, напевно, головний момент", - каже Самойлович.

У стратосфері озон утворюється з кисню внаслідок фотохімічних реакцій – такі реакції починаються під впливом сонячного випромінювання. Там концентрація озону вже вища — близько восьми мілілітрів на кубічний метр. Руйнується газ при "зустрічі" з деякими сполуками, наприклад, атомарним хлором і бромом - саме ці речовини входять до складу небезпечних хлорфторвуглеців, більш відомих як фреони. До появи Монреальського протоколу вони використовувалися, зокрема, у холодильній промисловості та як пропеленти у газових балончиках.

У 2012 році, коли Монреальський протокол відзначав 25-річчя, експерти Програми ООН з навколишнього середовища (UNEP) назвали захист озонового шару однією з чотирьох ключових екологічних проблем, у вирішенні якої людству вдалося досягти значних успіхів. Тоді ж у UNEP зазначали, що вміст озону в стратосфері перестав знижуватися з 1998 року, і, за прогнозами вчених, до 2050-2075 років може повернутися до рівнів, що фіксувалися до 1980 року.

Озоновий зміг

У 30 кілометрах від поверхні Землі озон "поводиться" добре, але в тропосфері, приземному шарі, він виявляється небезпечним забруднювачем. За даними UNEP, концентрація тропосферного озону в Північній півкулі за останні 100 років зросла майже втричі, що, до того ж, робить його третім за значимістю "антропогенним" парниковим газом.

Тут озон теж не викидається в атмосферу, а утворюється під дією сонячного випромінювання в повітрі, яке вже забруднено "попередниками" озону — оксидами азоту, летючими вуглеводнями та деякими іншими сполуками. У містах, де озон є одним з основних компонентів смогу, у його появі побічно "винні" головним чином викиди автотранспорту.

Страждають від приземного озону не лише люди та клімат. За оцінками фахівців UNEP, зниження концентрації тропосферного озону може допомогти зберегти близько 25 мільйонів тонн рису, пшениці, сої та кукурудзи, які щороку втрачаються через це токсичний для рослин газу.

Саме через те, що приземний озон вже зовсім не такий корисний, фахівці метеослужб та екологічного моніторингу постійно ведуть спостереження за його концентраціями у повітрі великих міст, у тому числі й Москви.

Озон корисний

"Одна з дуже цікавих властивостей озону - бактерицидна. Він за бактерицидністю практично перший серед усіх таких речовин, хлору, перекису марганцю, окису хлору", - зазначає Вадим Самойлович.

Та сама екстремальна природа озону, що робить його дуже сильним окислювачем, пояснює сфери застосування цього газу. Озон використовується для стерилізації та дезінфекції приміщень, одягу, інструментів і, звичайно, очищення води — як питної, так і промислової та навіть стічної.

Крім того, наголошує експерт, озон у багатьох країнах використовується як замінник хлору в установках для відбілювання целюлози.

"Хлор (при реакції) з органікою дає відповідно хлорорганіку, яка набагато отруйніша, ніж просто хлор. За великим рахунком, уникнути цього (появи отруйних відходів — ред.) можна або різко зменшивши концентрацію хлору, або просто усунувши його. Один з варіантів - Заміна хлору на озон", - пояснив Самойлович.

Озонувати можна й повітря, і це теж дає цікаві результати — так, за словами Самойловича, в Іванові фахівці ВНДІ охорони праці та їхні колеги провели цілу серію досліджень, під час яких "у прядильних цехах у звичайні вентиляції повітропроводи додавали деяку кількість озону". Через війну, поширеність респіраторних захворювань зменшувалася, а продуктивність праці, навпаки, зростала. Озонування повітря на складах харчової продукції може підвищувати її безпеку, і такі досліди в інших країнах теж є.

Озон токсичний

Підступ з використанням озону все той же - його токсичність. У Росії її гранично допустима концентрація (ГДК) по озону в атмосферному повітрі становить 0,16 міліграма на кубічний метр, а повітрі робочої зони — 0,1 міліграма. Тому, зазначає Самойлович, те саме озонування потребує постійного моніторингу, що дуже ускладнює справу.

"Це все-таки техніка досить складна. Вилити відро якогось там бактерициду - це простіше набагато, вилив і все, а тут слідкувати треба, якась підготовка має бути", - каже вчений.

Озон шкодить організму людини повільно, але серйозно – при тривалому знаходженні у забрудненому озоновому повітрі зростає ризик серцево-судинних захворювань та хвороб дихальних шляхів. Вступаючи в реакцію з холестерином, він утворює нерозчинні сполуки, що призводить до розвитку атеросклерозу.

"При концентраціях вище за гранично допустимі можуть виникати головний біль, подразнення слизових, кашель, запаморочення, загальна втома, занепад серцевої діяльності. Токсичний приземний озон призводить до появи або загострення хвороб органів дихання, у групі ризику перебувають діти, люди похилого віку, астматики", — наголошується на сайті Центральної аерологічної обсерваторії (ЦАО) Росгідромета.

Озон вибухонебезпечний

Озон шкідливо не лише вдихати — сірники теж варто сховати подалі, бо цей газ дуже вибухонебезпечний. Традиційно "порогом" небезпечної концентрації газоподібного озону вважається 300-350 мілілітрів на літр повітря, хоча деякі вчені працюють і з вищими рівнями, каже Самойлович. А ось рідкий озон - та сама синя рідина, що темніє в міру охолодження - вибухає мимоволі.

Саме це заважає використовувати рідкий озон як окислювач у ракетному паливі — такі ідеї з'явилися незабаром після початку космічної ери.

"Наша лабораторія в університеті виникла якраз на такій ідеї. У кожного палива ракетного є своя теплотворна здатність у реакції, тобто скільки тепла виділяється, коли воно згоряє, і звідси наскільки потужною буде ракета. Так ось відомо, що найпотужніший варіант — рідкий водень змішувати з рідким озоном... Але є один мінус. Рідкий озон вибухає, причому вибухає спонтанно, тобто без жодних видимих ​​причин", - каже представник МДУ.

За його словами, і радянські, і американські лабораторії витратили "величезну кількість сил і часу на те, щоб зробити це якоюсь безпечною (справою) — з'ясувалося, що зробити це неможливо". Самойлович згадує, що одного разу колегам із США вдалося отримати особливо чистий озон, який "начебто" не вибухав, "вже все били в літаври", але потім вибухнув весь завод, і роботи було припинено.

"У нас були випадки, коли, скажімо, колба з рідким озоном стоїть, стоїть, рідкий азот підливають туди, а потім - чи азот там википів, чи то що - приходиш, а там половини установки немає, все рознесло в пил. він вибухнув - хто його знає", - зазначає вчений.

Фраза «озоновий шар», що стала відомою у 70-ті роки. минулого століття, давно вже набила оскому. При цьому мало хто дійсно розуміє, що означає це поняття і чим небезпечне руйнування озонового шару. Ще більшою загадкою для багатьох є будова молекули озону, адже вона безпосередньо пов'язана з проблемами озонового шару. Давайте дізнаємося більше про озон, його будову та застосування цієї речовини в промисловості.

Що таке озон

Озон, або, як його ще називають, активний кисень - це газ блакитного кольору з різким металевим запахом.

Ця речовина може існувати у всіх трьох агрегатних станах: газоподібному, твердому та рідкому.

При цьому в природі озон зустрічається у вигляді газу, утворюючи так званий озоновий шар. Саме через його блакитний колір небо здається блакитним.

Як виглядає молекула озону

Своє прізвисько «активний кисень» озон отримав через свою схожість із киснем. Так головним хімічним елементом у цих речовинах є оксиген (О). Однак якщо в молекулі кисню міститься 2 його атоми, то молекула - 3) складається з 3 атомів цього елемента.

Завдяки такій будові властивості озону подібні до кисневих, проте більш виражені. Зокрема, як і 2 , 3 є сильним окислювачем.

Найголовніша відмінність між цими «спорідненими» речовинами, яка пам'ятати життєво важлива для кожного, така: озоном не можна дихати, він токсичний і при вдиханні здатний пошкодити легені або навіть вбити людину. При цьому О3 чудово підходить для очищення повітря від токсичних домішок. До речі, саме тому після дощу так легко дихається: озон окислює шкідливі речовини, що містяться в повітрі, і він очищається.

Модель молекули озону (що складається з трьох атомів оксигену) трохи нагадує зображення кута, причому його розмір - 117°. Ця молекула не має неспарених електронів, тому є діамагнітною. Крім цього, вона має полярність, хоча і складається з атомів одного елемента.

Два атоми цієї молекули міцно скріплені між собою. А ось зв'язок із третім менш надійний. Тому молекула озону (фото моделі можна побачити нижче) дуже неміцна і незабаром після утворення розпадається. Як правило, при будь-якій реакції розпаду 3 виділяється кисень.

Через нестабільність озону його не вдається заготовляти та зберігати, а також перевозити, як інші речовини. Тому його виробництво більш витратне, ніж інших речовин.

При цьому висока активність молекул 3 дозволяє цій речовині бути сильним окислювачем, більш потужним, ніж кисень, і більш безпечним, ніж хлор.

Якщо молекула озону руйнується і виділяється О2, дана реакція завжди супроводжується виділенням енергії. У той же час, щоб відбувся зворотний процес (освіта О 3 з 2), необхідно витратити її не менше.

У газоподібному стані молекула озону розпадається за температури 70° З. Якщо її підвищити до 100 градусів і більше, реакція значно прискориться. Також прискорює період розпаду молекул озону наявність домішок.

Властивості О3

У якому б із трьох станів не був озон, він зберігає синій колір. Чим твердіша речовина, тим більш насиченим і темнішим цей відтінок.

Кожна молекула озону важить 48 г/моль. Вона є важчою, ніж повітря, що допомагає розділяти ці речовини між собою.

Про 3 здатний окислювати практично всі метали та неметали (крім золота, іридію та платини).

Також ця речовина може брати участь у реакції горіння, проте для цього потрібна більш висока температура, ніж для 2 .

Озон здатний розчинятися в Н 2 Про та фреонах. У рідкому стані він може змішуватися з рідким киснем, азотом, метаном, аргоном, тетрахлорвуглецем та вуглекислотою.

Як утворюється молекула озону

Молекули 3 утворюються за допомогою прикріплення до молекул кисню вільних атомів оксигену. Вони, у свою чергу, з'являються завдяки розщепленню інших молекул 2 через вплив на них електричних розрядів, ультрафіолетових променів, швидких електронів та інших частинок високої енергії. З цієї причини специфічний запах озону можна відчути біля електричних приладів або ламп, що випромінюють ультрафіолет.

У промислових масштабах 3 виділяють за допомогою електричних або озонаторів. У цих приладах електричний струм високої напруги пропускається через газовий потік, в якому знаходиться О 2 атоми якого і служать «будівельним матеріалом» для озону.

Іноді ці апарати запускають чистий кисень чи звичайне повітря. Від чистоти вихідного продукту залежить якість одержуваного озону. Так, медичний О 3 призначений для обробки ран, добувають тільки з хімічно чистого О 2 .

Історія відкриття озону

Розібравшись з тим, як виглядає молекула озону і як утворюється, варто познайомитися з історією цієї речовини.

Вперше воно було синтезоване нідерландським дослідником Мартіном Ван Марумом у другій половині XVIII ст. Вчений зауважив, що після пропускання електричних іскор через ємність із повітрям газ у ній змінював свої властивості. При цьому Ван Марум так і не зрозумів, що виділив молекули нової речовини.

А ось його німецький колега на прізвище Шейнбейн, намагаючись за допомогою електрики розкласти Н2О на Н та О2, звернув увагу на виділення нового газу з їдким запахом. Провівши безліч досліджень, вчений описав відкриту їм речовину і дав йому ім'я «озон» на честь грецького слова «пахнути».

Здатність вбивати грибки та бактерії, а також знижувати токсичність шкідливих сполук, яку мала відкрита речовина, зацікавила багатьох учених. Через 17 років після офіційного відкриття Про 3 Вернер фон Сіменс був сконструйований перший апарат, що дозволяє синтезувати озон у будь-якій кількості. А ще через 39 років геніальний Нікола Тесла винайшов та запатентував перший у світі генератор озону.

Саме цей апарат вже за 2 роки вперше був використаний у Франції на очисних спорудах для питної води. З початком XX ст. Європа починає переходити на озонування питної води для її очищення.

Російська імперія вперше використала цю методику в 1911 р., а через 5 років у країні було обладнано майже 4 десятки установок для очищення питної води за допомогою озону.

Сьогодні озонування води поступово витісняє хлорування. Так, 95% усієї питної води в Європі очищається за допомогою О3. Також дуже популярна ця методика і в США. У СНД вона поки що на стадії вивчення, оскільки, хоча ця процедура і безпечніша і зручніша, обходиться вона дорожче, ніж хлорування.

Сфери застосування озону

Крім очищення води, 3 має ряд інших сфер застосування.

• Озон використовується як відбілювач при виробництві паперу та тканини.
• Активний кисень застосовується для дезінфекції вин, а також для прискорення процесу старіння коньяків.
• За допомогою Про 3 рафінуються різні рослинні олії.
• Дуже часто цю речовину застосовують для обробки продуктів, що швидко псуються, на кшталт м'яса, яєць, фруктів і овочів. При цій процедурі не залишається хімічних слідів як при використанні хлору або формальдегідів, а продукти можуть зберігатися значно довше.
• Озоном стерилізують медичне обладнання та одяг.
• Також очищений Про 3 застосовують для різних медичних та косметичних процедур. Зокрема, з його допомогою у стоматології дезінфікують ротову порожнину та ясна, а також лікують різні захворювання (стоматит, герпес, оральний кандидоз). У європейських країнах 3 дуже популярний для дезінфекції ран.
• В останні роки величезної популярності набувають портативні домашні прилади для фільтрації повітря та води за допомогою озону.

Озоновий шар – що це?

На відстані 15-35 км над поверхнею Землі знаходиться озоновий шар або, як його ще називають, озоносфера. У цьому місці концентрований 3 служить своєрідним фільтром для шкідливого сонячного випромінювання.

Звідки береться така кількість речовини, якщо її молекули нестабільні? Відповісти на це питання не складно, якщо згадати модель молекули озону та спосіб її утворення. Отже, кисень, що складається з 2 молекул оксигену, потрапляючи до стратосфери, нагрівається там сонячними променями. Цієї енергії виявляється достатньо, щоб розщепити О 2 на атоми, з яких утворюється О 3 . При цьому озоновий шар використовує не тільки частину сонячної енергії, але й фільтрує її, поглинає небезпечний ультрафіолет.

Вище сказано, що озон розчиняється фреонами. Ці газоподібні речовини (застосовуються при виготовленні дезодорантів, вогнегасників та холодильників), потрапивши в атмосферу, впливають на озон та сприяють його розкладанню. Внаслідок цього в озоносфері виникають дірки, крізь які на планету потрапляють нефільтровані сонячні промені, що руйнівно діють на живі організми.

Розглянувши особливості та будову молекул озону, можна дійти висновку, що ця речовина, хоч і небезпечна, але дуже корисна для людства, якщо її правильно використовувати.