الأوزون (عنصر كيميائي): الخصائص ، الصيغة ، التسمية. طرق الحصول على الأوزون
OZONE (O 3) هو تعديل متآصل للأكسجين ، يتكون جزيئه من ثلاث ذرات أكسجين ويمكن أن يوجد في جميع حالات التجميع الثلاث. جزيء الأوزون له هيكل زاوي على شكل مثلث متساوي الساقين برأسه 127 درجة. ومع ذلك ، لم يتم تشكيل مثلث مغلق ، والجزيء له هيكل سلسلة من 3 ذرات أكسجين بمسافة بينهما 0.224 نانومتر. وفقًا لهذا التركيب الجزيئي ، فإن العزم ثنائي القطب هو 0.55 debye. في التركيب الإلكتروني لجزيء الأوزون ، هناك 18 إلكترونًا تشكل نظامًا مستقرًا متوسطيًا موجودًا في حالات حدية مختلفة. تعكس الهياكل الأيونية الحدودية الطبيعة ثنائية القطب لجزيء الأوزون وتشرح سلوك تفاعلها المحدد مقارنة بالأكسجين ، الذي يشكل جذريًا مع إلكترونين غير متزاوجين. يتكون جزيء الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين. الصيغة الكيميائية لهذا الغاز هي O 3 تفاعل تكوين الأوزون: 3O 2 + 68 kcal / mol (285 kJ / mol) ⇄ 2O 3 الأوزون الجزيئي - 48 في درجة حرارة الغرفة ، الأوزون غاز عديم اللون ذو رائحة مميزة. يتم الشعور برائحة الأوزون عند تركيز 10-7 م. في الحالة السائلة ، يكون الأوزون بلون أزرق غامق مع نقطة انصهار تبلغ -192.50 درجة مئوية. عند درجة حرارة 0 غرام. و 1 أجهزة الصراف الآلي. = 101.3 كيلو باسكال كثافة الأوزون 2.143 جم / لتر. في الحالة الغازية ، يكون الأوزون غير مغناطيسي ويتم دفعه خارج المجال المغناطيسي ؛ في الحالة السائلة ، يكون ضعيفًا مغناطيسيًا ، أي لها مجال مغناطيسي خاص بها ويتم سحبها إلى المجال المغناطيسي.
الخصائص الكيميائية للأوزون
جزيء الأوزون غير مستقر ، وبتركيزات كافية في الهواء في ظل الظروف العادية ، يتحول تلقائيًا إلى أكسجين ثنائي الذرة مع إطلاق الحرارة. تؤدي زيادة درجة الحرارة وانخفاض الضغط إلى زيادة معدل تحلل الأوزون. يؤدي ملامسة الأوزون حتى بكميات صغيرة من المواد العضوية ، أو بعض المعادن أو أكاسيدها ، إلى تسريع عملية التحول بشكل حاد. النشاط الكيميائي للأوزون مرتفع للغاية ، فهو عامل مؤكسد قوي. يؤكسد جميع المعادن تقريبًا (باستثناء الذهب والبلاتين والإيريديوم) والعديد من غير المعادن. منتج التفاعل هو الأكسجين بشكل أساسي. يذوب الأوزون في الماء أفضل من الأكسجين ، ويشكل محاليل غير مستقرة ، ومعدل تحللها في المحلول أعلى من 5-8 مرات منه في الطور الغازي منه في الطور الغازي (Razumovsky SD ، 1990). يبدو أن هذا لا يرجع إلى خصائص المرحلة المكثفة ، ولكن بسبب تفاعلاتها مع الشوائب وأيون الهيدروكسيل ، نظرًا لأن معدل التحلل حساس جدًا لمحتوى الشوائب ودرجة الحموضة. قابلية ذوبان الأوزون في محاليل كلوريد الصوديوم تخضع لقانون هنري. مع زيادة تركيز كلوريد الصوديوم في محلول مائي ، تقل قابلية ذوبان الأوزون (Tarunina VN et al. ، 1983). للأوزون تقارب إلكترون عالٍ جدًا (1.9 فولت) ، والذي يحدد خصائصه كعامل مؤكسد قوي ، لا يتفوق عليه إلا الفلور (Razumovsky SD ، 1990).الخصائص البيولوجية للأوزون وتأثيره على جسم الإنسان
القدرة العالية للأكسدة وحقيقة أن جذور الأكسجين الحرة تتشكل في العديد من التفاعلات الكيميائية التي تحدث بمشاركة الأوزون تجعل هذا الغاز خطيرًا للغاية بالنسبة للإنسان. كيف يؤثر غاز الأوزون على البشر:- يهيج ويدمر أنسجة الجهاز التنفسي.
- يؤثر على الكوليسترول في دم الإنسان ، مكونًا أشكالًا غير قابلة للذوبان ، مما يؤدي إلى تصلب الشرايين ؛
- يمكن أن تسبب الإقامة الطويلة في بيئة بها تركيز عالٍ من الأوزون عقم الذكور.
- أقصى تركيز فردي أقصى مسموح به (MAC m.r.) في الهواء الجوي للمناطق المأهولة 0.16 مجم / م 3
- متوسط التركيز الأقصى اليومي المسموح به (MPC ds.s) - 0.03 مجم / م 3
- أقصى تركيز مسموح به (MAC) في هواء منطقة العمل هو 0.1 مجم / م 3 (في نفس الوقت ، عتبة حاسة الشم لدى الإنسان تساوي تقريبًا 0.01 مجم / م 3).
خصائص الأوزون الضارة والمفيدة
الأوزون موجود في طبقتين من الغلاف الجوي. يعتبر الأوزون التروبوسفير أو مستوى الأرض ، الموجود في طبقة الغلاف الجوي الأقرب إلى سطح الأرض - في طبقة التروبوسفير - خطيرًا. إنه ضار بالبشر والكائنات الحية الأخرى. له تأثير ضار على الأشجار والمحاصيل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أوزون التروبوسفير هو أحد "المكونات" الرئيسية للضباب الدخاني الحضري. في الوقت نفسه ، فإن أوزون الستراتوسفير مفيد جدًا. يؤدي تدمير طبقة الأوزون التي تكونت بواسطتها (شاشة الأوزون) إلى زيادة تدفق الأشعة فوق البنفسجية إلى سطح الأرض. وبسبب هذا ، فإن عدد سرطانات الجلد (بما في ذلك النوع الأكثر خطورة ، سرطان الجلد) ، وحالات إعتام عدسة العين آخذ في الازدياد. يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية القاسية إلى إضعاف جهاز المناعة. يمكن أن يمثل الإفراط في الأشعة فوق البنفسجية أيضًا مشكلة للزراعة ، حيث أن بعض المحاصيل حساسة للغاية للأشعة فوق البنفسجية. في نفس الوقت ، يجب أن نتذكر أن الأوزون هو غاز سام ، وعلى مستوى سطح الأرض فهو ملوث ضار. في الصيف ، بسبب الإشعاع الشمسي الشديد والحرارة ، يتشكل الكثير من الأوزون الضار في الهواء بشكل خاص.تفاعل الأوزون والأكسجين مع بعضهما البعض. أوجه التشابه والاختلاف.
الأوزون هو شكل من أشكال التآصل من الأكسجين. Allotropy هو وجود نفس العنصر الكيميائي في شكل مادتين بسيطتين أو أكثر. في هذه الحالة ، يتكون كل من الأوزون (O3) والأكسجين (O 2) بواسطة العنصر الكيميائي O. الحصول على الأوزون من الأكسجين كقاعدة عامة ، يعمل الأكسجين الجزيئي (O 2) كمواد أولية لإنتاج الأوزون ، والعملية نفسها موصوفة بالمعادلة 3O 2 → 2O 3. هذا التفاعل ماص للحرارة ويمكن عكسه بسهولة. لتحويل التوازن نحو المنتج المستهدف (الأوزون) ، يتم تطبيق تدابير معينة. تتمثل إحدى طرق إنتاج الأوزون في استخدام تفريغ القوس. يزداد التفكك الحراري للجزيئات بشكل حاد مع زيادة درجة الحرارة. وهكذا ، عند T = 3000K ، يكون محتوى الأكسجين الذري ~ 10٪. يمكن الحصول على درجة حرارة تصل إلى عدة آلاف من الدرجات باستخدام تفريغ القوس. ومع ذلك ، في درجات حرارة عالية ، يتحلل الأوزون أسرع من الأكسجين الجزيئي. لمنع هذا ، يمكن تحويل التوازن عن طريق تسخين الغاز أولاً ثم تبريده فجأة. الأوزون في هذه الحالة هو منتج وسيط أثناء انتقال خليط O 2 + O إلى الأكسجين الجزيئي. يصل الحد الأقصى لتركيز O 3 الذي يمكن الحصول عليه باستخدام طريقة الإنتاج هذه إلى 1٪. هذا يكفي لمعظم الأغراض الصناعية. الخصائص المؤكسدة للأوزونالأوزون عامل مؤكسد قوي ، أكثر تفاعلاً من الأكسجين ثنائي الذرة. يؤكسد جميع المعادن تقريبًا والعديد من غير المعادن بتكوين الأكسجين: 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3 (g) → 2 Cu 3+ (aq) + 3 H 2 O (1) + O 2 (g) يمكن أن يشارك الأوزون في تفاعلات الاحتراق ، ودرجة حرارة الاحتراق أعلى منها أثناء الاحتراق في جو من الأكسجين ثنائي الذرة: 3 C 4 N 2 + 4 O 3 → 12 CO + 3 N 2 الأوزون القياسي الجهد هو 2.07 فولت ، وبالتالي فإن جزيء الأوزون غير مستقر ويتحول تلقائيًا إلى أكسجين مع إطلاق الحرارة. عند التركيزات المنخفضة ، يتحلل الأوزون ببطء ، بتركيزات عالية - مع حدوث انفجار ، لأن جزيءه لديه طاقة زائدة. تسخين وملامسة الأوزون بكميات ضئيلة من المواد العضوية (الهيدروكسيدات ، البيروكسيدات ، المعادن ذات التكافؤ المتغير ، أكاسيدها) يسرع التحول بشكل حاد. على العكس من ذلك ، فإن وجود كميات صغيرة من حمض النيتريك يعمل على استقرار الأوزون ، وفي الأوعية المصنوعة من الزجاج وبعض البلاستيك أو المعادن النقية ، يتحلل الأوزون عمليا عند -78 درجة مئوية. تقارب الأوزون للإلكترون هو 2 فولت. فقط الفلور وأكاسيده لهما مثل هذا التقارب القوي. يعمل الأوزون على أكسدة جميع المعادن (باستثناء الذهب والبلاتين) ، وكذلك معظم العناصر الأخرى. يتفاعل الكلور مع الأوزون لتكوين هيبوكلور OCL. تفاعلات الأوزون مع الهيدروجين الذري هي مصدر تكوين جذور الهيدروكسيل. الأوزون له أقصى امتصاص في منطقة الأشعة فوق البنفسجية بطول موجة يبلغ 253.7 نانومتر مع معامل انقراض مولاري: E = 2.900 بناءً على ذلك ، يتم قبول التحديد الضوئي للأشعة فوق البنفسجية لتركيز الأوزون جنبًا إلى جنب مع معايرة اليود كمعايير دولية. الأكسجين ، على عكس الأوزون ، لا يتفاعل مع KI.ذوبان الأوزون وثباته في المحاليل المائية
معدل تحلل الأوزون في المحلول 5-8 مرات أعلى منه في المرحلة الغازية. ذوبان الأوزون في الماء هو 10 مرات أعلى من الأكسجين. وفقًا لمؤلفين مختلفين ، يتراوح معامل ذوبان الأوزون في الماء من 0.49 إلى 0.64 مل من الأوزون / مل من الماء. في ظل ظروف ديناميكية حرارية مثالية ، يخضع التوازن لقانون هنري ، أي يتناسب تركيز محلول الغاز المشبع مع ضغطه الجزئي. C S = B × d × Рi حيث: С S هو تركيز محلول مشبع في الماء ؛ د هي كتلة الأوزون ؛ Pi هو الضغط الجزئي للأوزون ؛ B هو معامل الذوبان ؛ إن استيفاء قانون هنري للأوزون باعتباره غازًا متقلبًا مشروط. يعتمد تحلل الأوزون في الطور الغازي على الضغط الجزئي. في البيئة المائية ، تحدث العمليات التي تتجاوز نطاق قانون هنري. بدلاً من ذلك ، في ظل ظروف مثالية ، ينطبق قانون جيبس دوكم مارغوليسدو. من الناحية العملية ، من المعتاد التعبير عن قابلية ذوبان الأوزون في الماء من حيث نسبة تركيز الأوزون في وسط سائل إلى تركيز الأوزون في الطور الغازي: يعتمد تشبع الأوزون على درجة الحرارة ونوعية المياه ، حيث تتغير الشوائب العضوية وغير العضوية الرقم الهيدروجيني للوسيط. في ظل نفس الظروف في ماء الصنبور ، يكون تركيز الأوزون 13 مجم / لتر ، في الماء المقطر - 20 مجم / لتر. والسبب في ذلك هو الانحلال الكبير للأوزون بسبب الشوائب الأيونية المختلفة في مياه الشرب.تسوس الأوزون ونصف العمر (طن 1/2)
في البيئة المائية ، يعتمد تسوس الأوزون بشدة على جودة المياه ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة في البيئة. تؤدي الزيادة في درجة الحموضة في الوسط إلى تسريع تحلل الأوزون وفي نفس الوقت تقلل من تركيز الأوزون في الماء. تحدث عمليات مماثلة مع زيادة درجة الحرارة. عمر النصف للأوزون في الماء المقطر هو 10 ساعات ، في الماء المنزوع المعادن - 80 دقيقة ؛ في الماء المقطر - 120 دقيقة. من المعروف أن تحلل الأوزون في الماء هو عملية معقدة لتفاعلات السلاسل الجذرية: لوحظ الحد الأقصى لمقدار الأوزون في عينة الماء في غضون 8-15 دقيقة. بعد ساعة واحدة ، لوحظ فقط جذور الأكسجين الحرة في المحلول. من بينها ، الأهم هو جذور الهيدروكسيل (OH ') (Staehelin G. ، 1985) ، ويجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند استخدام المياه المعالجة بالأوزون للأغراض العلاجية. نظرًا لاستخدام الماء المعالج بالأوزون والمحلول الملحي المعالج بالأوزون في الممارسة السريرية ، قمنا بتقييم هذه السوائل المعزولة بالأوزون اعتمادًا على التركيزات المستخدمة في الطب المنزلي. كانت الطرق الرئيسية للتحليل هي معايرة اليود وشدة اللمعان الكيميائي باستخدام جهاز قياس الضوء الكيميائي الحيوي BKhL-06 (تم تصنيعه بواسطة نيجني نوفغورود) (Kontorshchikova K.N. ، Peretyagin S.P. ، Ivanova I.P. 1995). ترتبط ظاهرة اللمعان الكيميائي بتفاعلات إعادة التركيب للجذور الحرة التي تشكلت أثناء تحلل الأوزون في الماء. عند معالجة 500 مل من الماء الثنائي أو المقطر عن طريق الفقاعات بخليط غاز الأوزون والأكسجين بتركيز أوزون في حدود 1000-1500 ميكروغرام / لتر ومعدل تدفق غاز 1 لتر / دقيقة لمدة 20 دقيقة ، يتم الكشف عن تلألؤ كيميائي في غضون 160 دقيقة. علاوة على ذلك ، في الماء المقطر ، تكون شدة اللمعان أعلى بكثير منها في الماء المقطر ، وهو ما يفسره وجود الشوائب التي تطفئ اللمعان. تخضع قابلية ذوبان الأوزون في محاليل كلوريد الصوديوم لقانون هنري ، أي يتناقص مع زيادة تركيز الملح. تمت معالجة المحلول الفسيولوجي بالأوزون بتركيز 400 و 800 و 1000 ميكروغرام / لتر لمدة 15 دقيقة. زادت شدة التوهج الكلية (بالمي فولت) مع زيادة تركيز الأوزون. مدة التوهج 20 دقيقة. هذا بسبب إعادة التركيب الأسرع للجذور الحرة وبالتالي إخماد التوهج بسبب وجود الشوائب في المحلول الفسيولوجي. على الرغم من إمكانات الأكسدة العالية ، إلا أن للأوزون انتقائية عالية ، ويرجع ذلك إلى التركيب القطبي للجزيء. المركبات التي تحتوي على روابط مزدوجة حرة (-C = C-) تتفاعل على الفور مع الأوزون. نتيجة لذلك ، فإن الأحماض الدهنية غير المشبعة والأحماض الأمينية العطرية والببتيدات ، خاصة تلك التي تحتوي على مجموعات SH ، حساسة للأوزون. وفقًا لـ Krige (1953) (مقتبس من Vieban R. 1994) ، فإن المنتج الأساسي لتفاعل جزيء الأوزون مع الركائز العضوية الحيوية هو جزيء ثنائي القطب 1-3. هذا التفاعل هو التفاعل الرئيسي في تفاعل الأوزون مع الركائز العضوية عند درجة الحموضة< 7,4. Озонолиз проходит в доли секунды. В растворах скорость этой реакции равна 105 г/моль·с. В первом акте реакции образуется пи-комплекс олефинов с озоном. Он относительно стабилен при температуре 140 0 С и затем превращается в первичный озонид (молозонид) 1,2,3-триоксалан. Другое возможное направление реакции — образование эпоксидных соединений. Первичный озонид нестабилен и распадается с образованием карбоксильного соединения и карбонилоксида. В результате взаимодействия карбонилоксида с карбонильным соединением образуется биполярный ион, который затем превращается во вторичный озонид 1,2,3 — триоксалан. Последний при восстановлении распадается с образованием смеси 2-х карбонильных соединений, с дальнейшим образованием пероксида (I) и озонида (II). Озонирование ароматических соединений протекает с образованием полимерных озонидов. Присоединение озона нарушает ароматическое сопряжение в ядре и требует затрат энергии, поэтому скорость озонирования гомологов коррелирует с энергией сопряжения. Озонирование насушенных углеводородов связано с механизмом внедрения. Озонирование серо- и азотосодержащих органических соединений протекает следующим образом: Озониды обычно плохо растворимы в воде, но хорошо в органических растворителях. При нагревании, действии переходных металлов распадаются на радикалы. Количество озонидов в органическом соединении определяется йодным числом. Йодное число — масса йода в граммах, присоединяющееся к 100 г органического вещества. В норме для жирных кислот йодное число составляет 100-400, для твердых жиров 35-85, для жидких жиров — 150-200. Впервые озон, как антисептическое средство был опробован A. Wolff еще в 1915 во время первой мировой войны. Последующие годы постепенно накапливалась информация об успешном применении озона при лечении различных заболеваний. Однако длительное время использовались лишь методы озонотерапии, связанные с прямыми контактами озона с наружными поверхностями и различными полостями тела. Интерес к озонотерапии усиливался по мере накопления данных о биологическом действии озона на организм и появления сообщений из различных клиник мира об успешном использовании озона при лечении целого ряда заболеваний. История медицинского применения озона начинается с XIX века. Пионерами клинического применения озона были западные ученые Америки и Европы, в частности, C. J. Kenworthy, B. Lust, I. Aberhart, Е. Payer, E. A. Fisch, Н. Н. Wolff и другие. В России о лечебном применении озона было известно мало. Только в 60-70 годы в отечественной литературе появилось несколько работ по ингаляционной озонотерапии и по применению озона в лечении некоторых кожных заболеваний, а с 80-х годов в нашей стране этот метод стал интенсивно разрабатываться и получать более широкое распространение. Основы для фундаментальных разработок технологий озонотерапии были во многом определены работами Института химической физики АМН СССР. Книга «Озон и его реакции с органическими веществами» (С. Д. Разумовский, Г. Е. Зайков, Москва, 1974 г.) явилась отправной точкой для обоснования механизмов лечебного действия озона у многих разработчиков. В мире широко действует Международная озоновая ассоциация (IOA), которая провела 20 международных конгрессов, а с 1991 года в работе этих конгрессов принимают участие и наши врачи и ученые. Совершенно по-новому сегодня рассматриваются проблемы прикладного использования озона, а именно в медицине. В терапевтическом диапазоне концентраций и доз озон проявляет свойства мощного биорегулятора, средства, способного во многом усилить методы традиционной медицины, а зачастую выступать в качестве средства монотерапии. Применение медицинского озона представляет качественно новое решение актуальных проблем лечения многих заболеваний. Технологии озонотерапии используются в хирургии, акушерстве и гинекологии, стоматологии, неврологии, при терапевтической патологии, инфекционных болезнях, дерматологии и венерических болезнях и целом ряде других заболеваний. Для озонотерапии характерна простота исполнения, высокая эффективность, хорошая переносимость, практическое отсутствие побочных действий, она экономически выгодна. Лечебные свойства озона при заболеваниях различной этиологии основаны на его уникальной способности воздействовать на организм. Озон в терапевтических дозах действует как иммуномодулирующее, противовоспалительное, бактерицидное, противовирусное, фунгицидное, цитостатическое, антистрессовое и аналгезирующее средство. Его способность активно коррегировать нарушенный кислородный гомеостаз организма открывает большие перспективы для восстановительной медицины. Широкий спектр методических возможностей позволяет с большой эффективностью использовать лечебные свойства озона для местной и системной терапии. В последние десятилетия на передний план вышли методы, связанные с парентеральным (внутривенным, внутримышечным, внутрисуставным, подкожным) введением терапевтических доз озона, лечебный эффект которых связан, в основном, с активизацией различных систем жизнедеятельности организма. Кислородно-озоновая газовая смесь при высоких (4000 — 8000 мкг/л) концентрациях в ней озона в эффективна при обработке сильно инфицированных, плохо заживающих ран, гангрене, пролежней, ожогов, грибковых поражениях кожи и т.п. Озон в высоких концентрациях можно также использовать как кровоостанавливающее средство. Низкие концентрации озона стимулируют репарацию, способствуют эпителизации и заживлению. В лечении колитов, проктитов, свищей и ряда других заболеваний кишечника используют ректальное введение кислородно-озоновой газовой смеси. Озон, растворенный в физиологическом растворе, успешно применяют при перитоните для санации брюшной полости, а озонированную дистиллированную воду в челюстной хирургии и др. Для внутривенного введения используется озон, растворенный в физиологическом растворе или в крови больного. Пионерами Европейской школы было высказано постулирующее положение о том, что الهدف الرئيسي للعلاج بالأوزونهو: "تنشيط عملية التمثيل الغذائي للأكسجين وإعادة تنشيطها دون الإخلال بأنظمة الأكسدة والاختزال" ، مما يعني أنه عند حساب الجرعات لجلسة أو دورة تدريبية ، يجب أن يكون التأثير العلاجي للأوزون ضمن الحدود التي يتم فيها محاذاة مستقلبات الأكسجين الجذرية أو البيروكسيد الزائد إنزيميًا " (ز ريلينج ، ر. فيبان 1996 في الكتاب. ممارسة العلاج بالأوزون).في الممارسة الطبية الأجنبية ، من أجل إعطاء الأوزون بالحقن ، يتم استخدام العلاج الذاتي الكبير والصغير بشكل أساسي. عند إجراء علاج ذاتي كبير ، يُخلط الدم المأخوذ من المريض جيدًا بكمية معينة من خليط غاز الأوزون والأكسجين ، ويُحقن على الفور بالتنقيط مرة أخرى في وريد المريض نفسه. مع العلاج الذاتي الصغير ، يتم حقن الدم بالأوزون في العضل. يتم الحفاظ على الجرعة العلاجية من الأوزون في هذه الحالة بسبب الأحجام الثابتة من الغاز وتركيز الأوزون فيه.بدأ الإعلان بانتظام عن الإنجازات العلمية للعلماء المحليين في المؤتمرات والندوات الدولية
- 1991- كوبا ، هافانا ،
- 1993 - الولايات المتحدة سان فرانسيسكو ،
- 1995- فرنسا ليل ،
- 1997 - اليابان، كيوتو،
- 1998 - النمسا ، سالزبورغ ،
- 1999 - ألمانيا ، بادن بادن ،
- 2001 - إنجلترا ، لندن ،
- 2005 - فرنسا ، ستراسبورغ ،
- 2009 - اليابان، كيوتو،
- 2010- اسبانيا ، مدريد
- 2011 تركيا (اسطنبول) ، فرنسا (باريس) ، المكسيك (كانكون)
- 2012 - اسبانيا مدريد
مؤتمرات علمية وعملية لعموم روسيا بمشاركة دولية حول العلاج بالأوزون
أنا - "الأوزون في علم الأحياء والطب" - 1992. ، نوفغورودثانياً - "الأوزون في علم الأحياء والطب" - 1995. ، نوفغورودثالثًا - "الأوزون وطرق العلاج الفعال" - 1998. ، نوفغورودرابعاً - "الأوزون وطرق العلاج الفعال" - 2000. ، نوفغورودخامساً - "الأوزون في علم الأحياء والطب" - 2003. ، نوفغورودسادسا - "الأوزون في علم الأحياء والطب" - 2005. ، نوفغورود"المؤتمر الأول حول العلاج بالأوزون للاتحاد الآسيوي الأوروبي لأخصائيي العلاج بالأوزون ومصنعي المعدات الطبية" - 2006.، Bolshoe Boldino، منطقة نيجني نوفغورودسابعا - "الأوزون في علم الأحياء والطب" - 2007. ، نوفغورود U111 – "الأوزون ، أنواع الأكسجين التفاعلية وطرق العناية المركزة في الطب" - 2009 ، نيجني نوفغورود بحلول عام 2000 ، شكلت المدرسة الروسية للعلاج بالأوزون أخيرًا نهجها الخاص ، المختلف عن الأوروبي ، في استخدام الأوزون كعامل علاجي. الاختلافات الرئيسية هي الاستخدام الواسع النطاق للمحلول الملحي كناقل للأوزون ، واستخدام تركيزات وجرعات أقل بكثير من الأوزون ، والتقنيات المتقدمة للمعالجة خارج الجسم لأحجام كبيرة من الدم (المجازة القلبية الرئوية بالأوزون) ، والاختيار الفردي للجرعات وتركيزات من الأوزون في العلاج الجهازي بالأوزون. تعكس رغبة غالبية الأطباء الروس في استخدام أقل تركيزات فعالة من الأوزون المبدأ الأساسي للطب - "لا ضرر ولا ضرار". تم إثبات سلامة وفعالية الأساليب الروسية في العلاج بالأوزون مرارًا وتكرارًا فيما يتعلق بمختلف مجالات الطب. نتيجة لسنوات عديدة من الأبحاث السريرية الأساسية التي أجراها علماء نيجني نوفغورود ، "تم تحديد انتظام غير معروف في تكوين الآليات التكيفية لجسم الثدييات تحت التعرض الجهازي لجرعات علاجية منخفضة من الأوزون ، والتي تتمثل في حقيقة أن الزناد هو تأثير الأوزون على التوازن المؤيد ومضاد الأكسدة في الجسم ويرجع ذلك إلى التكثيف المعتدل لتفاعلات الجذور الحرة ، والتي بدورها تزيد من نشاط المكونات الأنزيمية وغير الأنزيمية لنظام الدفاع المضاد للأكسدة (Kontorshchikova K.N.، Peretyagin S.P.) ، الذي حصل المؤلفون على اكتشاف بشأنه (دبلوم رقم 309 بتاريخ 16 مايو 2006). في أعمال العلماء المحليين ، تم تطوير تقنيات وجوانب جديدة لاستخدام الأوزون للأغراض العلاجية:- الاستخدام الواسع للمحلول الملحي (0.9٪ محلول كلوريد الصوديوم) كناقل للأوزون المذاب
- استخدام تركيزات وجرعات منخفضة نسبيًا من الأوزون للتعرض الجهازي (الإعطاء داخل الأوعية الدموية وداخل الأمعاء)
- الحقن داخل العظام من المحاليل المعالجة بالأوزون
- الإدارة داخل التاج لمحاليل شلل القلب بالأوزون
- العلاج الكامل بالأوزون خارج الجسم لكميات كبيرة من الدم أثناء المجازة القلبية الرئوية
- العلاج بالأوزون منخفض التدفق
- الإدارة داخل البوابة للحلول المعالجة بالأوزون
- استخدام الأوزون في مسرح العمليات
- مرافقة العلاج الجهازي بالأوزون مع طرق التحكم البيوكيميائية
- العلاج بالأوزون هو طريقة غير دوائية ذات تأثير علاجي تسمح بالحصول على نتائج إيجابية في علم الأمراض من أصول مختلفة.
- يتجلى التأثير البيولوجي للأوزون المعطى بالحقن على مستوى التركيزات والجرعات المنخفضة ، والتي تكون مصحوبة بتأثيرات علاجية إيجابية واضحة سريريًا لها اعتماد واضح على الجرعة.
- تُظهر تجربة المدارس الروسية والأوروبية للعلاج بالأوزون أن استخدام الأوزون كعامل علاجي يزيد بشكل كبير من فعالية العلاج الدوائي ، وفي بعض الحالات يجعل من الممكن استبدال أو تقليل العبء الدوائي على المريض. على خلفية العلاج بالأوزون ، تتم استعادة ردود فعل المريض المعتمدة على الأكسجين وعمليات الكائن الحي المصاب.
- تتيح الإمكانيات التقنية لأجهزة الأوزون الطبية الحديثة مع قدرات الجرعات فائقة الدقة إمكانية استخدام الأوزون في نطاق التركيزات العلاجية المنخفضة المشابهة للعوامل الدوائية التقليدية.
تعريف
الأوزونهو تعديل تآصلي للأكسجين. في حالته الطبيعية ، يكون غازًا أزرق فاتح ، وفي حالته السائلة يكون أزرق غامقًا ، وفي الحالة الصلبة يكون لونه أرجوانيًا داكنًا (إلى أسود).
يمكن أن يبقى في حالة سائل فائق التبريد حتى درجة حرارة (-250 درجة مئوية). ضعيف الذوبان في الماء ، أفضل في رابع كلوريد الكربون ومختلف مركبات الكربون الكلورية فلورية. عامل مؤكسد قوي جدا.
الصيغة الكيميائية للأوزون
الصيغة الكيميائية للأوزون- يا 3. يوضح أن جزيء هذه المادة يحتوي على ثلاث ذرات أكسجين (Ar = 16 a.m.u). وفقًا للصيغة الكيميائية ، يمكنك حساب الوزن الجزيئي للأوزون:
السيد (O 3) \ u003d 3 × Ar (O) \ u003d 3 × 16 \ u003d 48
الصيغة الهيكلية (الرسومية) للأوزون
أكثر توضيحا الصيغة الهيكلية (الرسومية) للأوزون. يوضح كيف ترتبط الذرات ببعضها البعض داخل الجزيء (الشكل 1).
أرز. 1. هيكل جزيء الأوزون.
الصيغة الإلكترونية ، يوضح توزيع الإلكترونات في الذرة على مستويات الطاقة الفرعية أدناه:
16 O 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
كما يوضح أن الأكسجين ، الذي يتكون من الأوزون ، ينتمي إلى عناصر الأسرة p ، وكذلك عدد إلكترونات التكافؤ - هناك 6 إلكترونات في مستوى الطاقة الخارجية (3s 2 3p 4).
أمثلة على حل المشكلات
مثال 1
| يمارس | نسبة كتلة الهيدروجين في توليفة مع السيليكون هي 12.5٪. اشتق الصيغة التجريبية للمركب واحسب كتلته المولية. |
| قرار |
احسب الكسر الكتلي للسيليكون في المركب: ω (Si) = 100٪ - ω (H) = 100٪ - 12.5٪ = 87.5٪ دعونا نشير إلى عدد مولات العناصر التي يتكون منها المركب على أنها "x" (السيليكون) و "y" (الهيدروجين). بعد ذلك ، ستبدو النسبة المولية على النحو التالي (سيتم تقريب قيم الكتل الذرية النسبية المأخوذة من الجدول الدوري لـ DI Mendeleev إلى أعداد صحيحة): x: y = ω (Si) / Ar (Si): ω (H) / Ar (H) ؛ س: ص = 87.5 / 28: 12.5 / 1 ؛ س: ص = 3.125: 12.5 = 1: 4 هذا يعني أن صيغة الجمع بين السيليكون والهيدروجين ستبدو مثل SiH 4. إنه هيدريد السيليكون. |
| إجابه | SiH4 |
مثال 2
| يمارس | في مركب البوتاسيوم والكلور والأكسجين ، تساوي الكسور الكتلية للعناصر 31.8٪ ، 29٪ ، 39.2٪ على التوالي. ضع أبسط صيغة مركبة. |
| قرار | يتم حساب الكسر الكتلي للعنصر X في جزيء تركيبة HX بالصيغة التالية: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100٪ دعونا نشير إلى عدد مولات العناصر التي يتكون منها المركب على أنها "x" (بوتاسيوم) و "y" (كلور) و "z" (أكسجين). بعد ذلك ، ستبدو النسبة المولية على النحو التالي (سيتم تقريب قيم الكتل الذرية النسبية المأخوذة من الجدول الدوري لـ DI Mendeleev إلى أعداد صحيحة): x: y: z = ω (K) / Ar (K): ω (Cl) / Ar (Cl): ω (O) / Ar (O) ؛ س: ص: ض = 31.8 / 39: 29 / 35.5: 39.2 / 16 ؛ س: ص: ض = 0.82: 0.82: 2.45 = 1: 1: 3 هذا يعني أن صيغة مركب البوتاسيوم والكلور والأكسجين ستبدو مثل KClO 3. هذا ملح برتوليت. |
| إجابه | بوكلو 3 |
OZONE O3 (من رائحة الأوزون اليونانية) هو تعديل متآصل للأكسجين يمكن أن يوجد في جميع حالات التجميع الثلاث. الأوزون مركب غير مستقر ، وحتى في درجة حرارة الغرفة يتحلل ببطء إلى أكسجين جزيئي ، لكن الأوزون ليس جذريًا.
الخصائص الفيزيائية
الوزن الجزيئي = 47.9982 جم / مول. تبلغ كثافة الأوزون الغازي 2.144 10-3 جم / سم 3 عند ضغط 1 ضغط جوي و 29 درجة مئوية.
الأوزون مادة خاصة. إنه غير مستقر للغاية ، ومع زيادة التركيز ، فإنه لا يتناسب بسهولة وفقًا للمخطط العام: 2O3 -> 3O2. في الشكل الغازي ، يكون للأوزون لون مزرق ، يمكن ملاحظته عندما يكون محتوى الأوزون في الهواء 15-20٪.
الأوزون في الظروف العادية هو غاز ذو رائحة نفاذة. في التركيزات المنخفضة جدًا ، يُنظر إلى رائحة الأوزون على أنها نضارة لطيفة ، ولكن مع زيادة التركيز تصبح غير سارة. رائحة الغسيل المجمد هي رائحة الأوزون. من السهل التعود عليها.
وتتركز الكمية الرئيسية في ما يسمى "حزام الأوزون" على ارتفاع 15-30 كم. على سطح الأرض ، يكون تركيز الأوزون أقل بكثير وهو آمن تمامًا للكائنات الحية ؛ حتى أن هناك رأيًا مفاده أن الغياب التام له يؤثر أيضًا سلبًا على أداء الشخص.
عند تركيزات تبلغ حوالي 10 MPC ، يكون الشعور بالأوزون جيدًا جدًا ، ولكن بعد بضع دقائق يختفي الشعور تمامًا تقريبًا. يجب أن يوضع هذا في الاعتبار عند العمل معها.
ومع ذلك ، يضمن الأوزون أيضًا الحفاظ على الحياة على الأرض ، لأنه. تحتفظ طبقة الأوزون بالجزء الأكثر ضررًا من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية بطول موجي أقل من 300 نانومتر ، وهو الأكثر ضررًا للكائنات الحية والنباتات ، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون ، تمتص الأشعة تحت الحمراء للأرض ، مما يمنع تبريدها.
الأوزون قابل للذوبان أكثر من الأكسجين في الماء. يتحلل الأوزون في الماء بشكل أسرع بكثير من الطور الغازي ، ووجود الشوائب ، وخاصة أيونات المعادن ، له تأثير كبير للغاية على معدل التحلل.
رسم بياني 1. تحلل الأوزون في أنواع مختلفة من المياه عند درجة حرارة 20 درجة مئوية (1 - ثنائي التقطير ؛ 2 - نواتج التقطير ؛ 3 - ماء الصنبور ؛ 4 - مياه البحيرة المفلترة)
يتم امتصاص الأوزون جيدًا بواسطة هلام السيليكا وهلام الألومينا. عند الضغط الجزئي للأوزون ، على سبيل المثال 20 ملم زئبق. الفن ، وعند 0 درجة مئوية ، يمتص هلام السيليكا حوالي 0.19٪ أوزون بالوزن. في درجات الحرارة المنخفضة ، يضعف الامتصاص بشكل ملحوظ. في حالة الامتصاص ، يكون الأوزون مستقرًا جدًا. تبلغ إمكانية تأين الأوزون 12.8 فولت.
الخصائص الكيميائية للأوزون
وهي تختلف في سمتين رئيسيتين - عدم الاستقرار والقدرة على الأكسدة. يختلط مع الهواء بتركيزات صغيرة ، ويتحلل ببطء نسبيًا ، ولكن مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتسارع تحللها ويصبح سريعًا جدًا عند درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية.
إن وجود NO2 ، Cl في الهواء ، وكذلك التأثير الحفاز لأكاسيد المعادن - الفضة والنحاس والحديد والمنغنيز - يسرع من تحلل الأوزون. للأوزون خصائص مؤكسدة قوية لأن إحدى ذرات الأكسجين تنفصل بسهولة عن جزيءها. يمر بسهولة في الأكسجين.
يعمل الأوزون على أكسدة معظم المعادن في درجات الحرارة العادية. المحاليل المائية الحمضية للأوزون مستقرة تمامًا ؛ في المحاليل القلوية ، يتم تدمير الأوزون بسرعة. معادن التكافؤ المتغيرة (Mn ، Co ، Fe ، إلخ) ، العديد من الأكاسيد ، البيروكسيدات والهيدروكسيدات تدمر الأوزون بشكل فعال. يتم تغطية معظم الأسطح المعدنية بغشاء أكسيد في أعلى حالة تكافؤ للمعدن (على سبيل المثال ، PbO2 ، AgO أو Ag2O3 ، HgO).
يعمل الأوزون على أكسدة جميع المعادن ، باستثناء معادن مجموعة الذهب والبلاتين ، ويتفاعل مع معظم العناصر الأخرى ، ويتحلل هاليدات الهيدروجين (باستثناء HF) ، ويحول الأكاسيد المنخفضة إلى أكاسيد أعلى ، إلخ.
لا يؤكسد الذهب والبلاتين والإيريديوم 75٪ حديد + 25٪ كروم سبيكة. يحول كبريتيد الرصاص الأسود PbS إلى كبريتات بيضاء PbSO4 ، أنهيدريد الزرنيخ As2O3 إلى الزرنيخ As2O5 ، إلخ.
وجد تفاعل الأوزون مع أيونات المعادن ذات التكافؤ المتغير (Mn ، Cr و Co) مؤخرًا تطبيقًا عمليًا لتخليق المواد الوسيطة للأصباغ ، وفيتامين PP (حمض أيزونيكوتينيك) ، إلخ. مخاليط من أملاح المنغنيز والكروم في محلول حمضي يحتوي على يتأكسد مركب مؤكسد (على سبيل المثال ، ميثيل بيريدين) بواسطة الأوزون. في هذه الحالة ، تمر أيونات Cr3 + إلى Cr6 + وتؤكسد ميثيل بيريدينات فقط في مجموعات الميثيل. في حالة عدم وجود أملاح معدنية ، يتم تدمير النواة العطرية في الغالب.
يتفاعل الأوزون أيضًا مع العديد من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي. عندما يقترن كبريتيد الهيدروجين مع الأوزون ، فإنه يطلق الكبريت الحر ، ويتحول أنهيدريد الكبريت SO2 إلى كبريتيد SO3 ؛ أكسيد النيتروز N2O - إلى NO ، يتأكسد أكسيد النيتريك NO بسرعة إلى NO2 ، بدوره NO2 يتفاعل أيضًا مع الأوزون ، وفي النهاية يتشكل N2O5 ؛ الأمونيا NH3 - إلى ملح نيتروجين أمونيوم NH4NO3.
من أهم تفاعلات الأوزون مع المواد غير العضوية تحلل يوديد البوتاسيوم. يستخدم هذا التفاعل على نطاق واسع في التحديد الكمي للأوزون.
في بعض الحالات ، يتفاعل الأوزون أيضًا مع المواد الصلبة ، مكونًا الأوزون. أوزونيدات الفلزات القلوية ، الفلزات القلوية الأرضية: تم عزل السترونشيوم ، الباريوم ، وتزداد درجة حرارة استقرارها في السلسلة المشار إليها ؛ Ca (O3) 2 مستقر عند 238 كلفن ، Ba (O3) 2 عند 273 كلفن تتحلل الأوزون لتكوين أكسيد فوقي ، على سبيل المثال NaO3 -> NaO2 + 1 / 2O2. تتشكل أيضًا مركبات الأوزون المختلفة في تفاعلات الأوزون مع المركبات العضوية.
يؤكسد الأوزون العديد من المواد العضوية ، الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة والحلقة. تم نشر العديد من الأعمال حول دراسة تكوين نواتج تفاعل الأوزون مع الهيدروكربونات العطرية المختلفة: البنزين ، والزيلين ، والنفثالين ، والفينانثرين ، والأنثراسين ، والبنزانثراسين ، والديفينيل أمين ، والكينولين ، وحمض الأكريليك ، وما إلى ذلك. الأصباغ ، بسبب استخدامه حتى في تبييض الأقمشة.
معدل تفاعل الأوزون مع الرابطة المزدوجة C = C أسرع 100000 مرة من معدل تفاعل الأوزون مع رابطة CC واحدة. لذلك ، يتأثر المطاط والمطاط بشكل أساسي بالأوزون. يتفاعل الأوزون مع الرابطة المزدوجة لتكوين مركب وسيط:
يحدث هذا التفاعل بسرعة كبيرة بالفعل عند درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية. في حالة المركبات المشبعة ، يكون الأوزون هو البادئ في تفاعل الأكسدة المعتاد:
المثير للاهتمام هو تفاعل الأوزون مع بعض الأصباغ العضوية ، والتي تتألق بقوة في وجود الأوزون في الهواء. هذه ، على سبيل المثال ، eichrosine و riboflavin و luminol (triaminophthalhydrazide) ، وخاصةً rhodamine-B ، ومثلها ، rhodamine-C.
الخصائص المؤكسدة العالية للأوزون ، وتدمير المواد العضوية والمعادن المؤكسدة (خاصة الحديد) إلى شكل غير قابل للذوبان ، والقدرة على تحلل المركبات الغازية القابلة للذوبان في الماء ، وتشبع المحاليل المائية بالأكسجين ، وانخفاض ثبات الأوزون في الماء والتدمير الذاتي من خصائصه الخطرة على البشر - كل هذا مجتمعة يجعل الأوزون المادة الأكثر جاذبية لإعداد المياه المنزلية ومعالجة النفايات السائلة المختلفة.
تخليق الأوزون
يتكون الأوزون في وسط غازي يحتوي على الأكسجين إذا نشأت ظروف ينفصل فيها الأكسجين إلى ذرات. هذا ممكن في جميع أشكال التفريغ الكهربائي: التوهج ، القوس ، الشرارة ، الهالة ، السطح ، الحاجز ، الكهربائي ، إلخ. السبب الرئيسي للانفصال هو اصطدام الأكسجين الجزيئي بالإلكترونات المتسارعة في مجال كهربائي.
بالإضافة إلى التفريغ ، يحدث تفكك الأكسجين بسبب الأشعة فوق البنفسجية التي يقل طولها الموجي عن 240 نانومتر والعديد من الجسيمات عالية الطاقة: جسيمات ألفا وبيتا وجاما والأشعة السينية وما إلى ذلك. ينتج الأوزون أيضًا عن طريق التحليل الكهربائي للماء.
في جميع مصادر تكوين الأوزون تقريبًا ، توجد مجموعة من التفاعلات ، ونتيجة لذلك يتحلل الأوزون. إنها تتدخل في تكوين الأوزون ، لكنها موجودة بالفعل ، ويجب أخذها في الاعتبار. يتضمن ذلك التحلل الحراري في حجم وعلى جدران المفاعل ، تفاعلاته مع الجذور والجزيئات المُثارة ، التفاعلات مع المواد المضافة والشوائب التي يمكن أن تتلامس مع الأكسجين والأوزون.
تتكون الآلية الكاملة من عدد كبير من ردود الفعل. تُظهر التركيبات الحقيقية ، بغض النظر عن المبدأ الذي تعمل عليه ، تكاليف طاقة عالية لإنتاج الأوزون. تعتمد كفاءة مولد الأوزون على الطاقة - الكاملة أو النشطة - التي يتم حسابها لكل وحدة كتلة من الأوزون المتولد.
تصريف الحاجز
يُفهم تفريغ الحاجز على أنه تفريغ يحدث بين عازلين أو عازل ومعدن. نظرًا لحقيقة أن الدائرة الكهربائية مقطوعة بواسطة عازل ، يتم توفير الطاقة فقط عن طريق التيار المتردد. لأول مرة ، تم اقتراح جهاز أوزون قريب من الحديثة في عام 1897 من قبل شركة سيمنز.
عند الطاقة المنخفضة ، لا يمكن تبريد جهاز الأوزون ، حيث يتم نقل الحرارة المنبعثة مع تدفق الأكسجين والأوزون. في الإنتاج الصناعي ، يتم تصنيع الأوزون أيضًا في أجهزة توليد الأوزون القوسية (مشاعل البلازما) ، في مولدات الأوزون المتوهجة (الليزر) والتفريغ السطحي.
طريقة الكيمياء الضوئية
يتم إنتاج معظم الأوزون المنتج على الأرض في الطبيعة عن طريق العمليات الكيميائية الضوئية. في النشاط البشري العملي ، تلعب طرق التخليق الكيميائي الضوئي دورًا أقل من التوليفات في تفريغ الحاجز. المجال الرئيسي لاستخدامها هو الحصول على تركيزات متوسطة ومنخفضة من الأوزون. تركيزات الأوزون هذه مطلوبة ، على سبيل المثال ، عند اختبار منتجات المطاط لمقاومة التشقق تحت تأثير الأوزون الجوي. في الممارسة العملية ، لإنتاج الأوزون بهذه الطريقة ، يتم استخدام مصابيح الزئبق ومصابيح الزينون.
طريقة التوليف الالكتروليتي
يعود أول ذكر لتشكيل الأوزون في عمليات التحليل الكهربائي إلى عام 1907. ومع ذلك ، لا تزال آلية تكوينه غير واضحة حتى الآن.
عادة ، يتم استخدام المحاليل المائية من حمض البيركلوريك أو حمض الكبريتيك كإلكتروليت ، وتصنع الأقطاب الكهربائية من البلاتين. أظهر استخدام الأحماض المصنفة بـ O18 أنها لا تتخلى عن الأكسجين أثناء تكوين الأوزون. لذلك ، يجب أن يأخذ المخطط الإجمالي في الاعتبار فقط تحلل الماء:
H2O + O2 -> O3 + 2H + + e-
مع احتمال تكوين وسيط للأيونات أو الجذور.
تكوين الأوزون تحت تأثير الإشعاع المؤين
يتكون الأوزون في عدد من العمليات المصحوبة بإثارة جزيء الأكسجين إما بالضوء أو بواسطة مجال كهربائي. عندما يتم تشعيع الأكسجين بالإشعاع المؤين ، يمكن أن تظهر الجزيئات المثارة أيضًا ، ويلاحظ تكوين الأوزون. لم يتم استخدام تكوين الأوزون تحت تأثير الإشعاع المؤين لتخليق الأوزون.
تكوين الأوزون في مجال الميكروويف
عندما تم تمرير الأكسجين النفاث عبر مجال الميكروويف ، لوحظ تكوين الأوزون. تمت دراسة هذه العملية قليلاً ، على الرغم من أن المولدات القائمة على هذه الظاهرة غالبًا ما تستخدم في الممارسة المختبرية.
استخدام الأوزون في الحياة اليومية وأثره على الإنسان
الأوزون من الماء والهواء والمواد الأخرى
لا يحتوي الماء المعالج بالأوزون على هالوميثان سامة - شوائب نموذجية لتعقيم المياه بالكلور. يتم تنفيذ عملية الأوزون في حمامات الفقاعات أو الخلاطات ، حيث يتم خلط الماء المنقى من المعلق مع الهواء المعالج بالأوزون أو الأكسجين. عيب هذه العملية هو التدمير السريع لـ O3 في الماء (نصف العمر 15-30 دقيقة).
يستخدم الأوزون أيضًا في صناعة المواد الغذائية لتعقيم الثلاجات والمستودعات والقضاء على الروائح الكريهة ؛ في الممارسة الطبية - لتطهير الجروح المفتوحة وعلاج بعض الأمراض المزمنة (القرحة الغذائية ، الأمراض الفطرية) ، أوزون الدم الوريدي ، المحاليل الفسيولوجية.
تتكون أجهزة الأوزون الحديثة ، التي ينتج فيها الأوزون عن طريق التفريغ الكهربائي في الهواء أو في الأكسجين ، من مولدات الأوزون وإمدادات الطاقة وهي جزء لا يتجزأ من تركيبات الأوزون ، والتي تشمل ، بالإضافة إلى عوامل الأوزون ، الأجهزة المساعدة.
حاليًا ، الأوزون هو غاز يستخدم في ما يسمى بتقنيات الأوزون: تنقية وتحضير مياه الشرب ، ومعالجة مياه الصرف الصحي (مياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية) ، وغازات النفايات ، إلخ.
اعتمادًا على تقنية استخدام الأوزون ، يمكن أن تتراوح إنتاجية مولد الأوزون من كسور جرام إلى عشرات الكيلوجرامات من الأوزون في الساعة. تستخدم أجهزة الأوزون الخاصة في تعقيم الأدوات الطبية والمعدات الصغيرة بالغاز. يتم التعقيم في بيئة الأوزون والأكسجين المبللة صناعياً والتي تملأ غرفة التعقيم. تتكون دورة التعقيم من مرحلة استبدال الهواء في غرفة التعقيم بخليط الأوزون والأكسجين المبلل ، ومرحلة التعقيم ومرحلة استبدال خليط الأوزون والأكسجين في الغرفة بهواء منقى ميكروبيولوجيًا.
للأوزون المستخدمة في الطب لعلاج الأوزون مجموعة واسعة من التنظيم لتركيز خليط الأوزون والأكسجين. يتم التحكم في الدقة المضمونة للتركيز الناتج لخليط الأوزون والأكسجين عن طريق نظام أتمتة الأوزون ويتم صيانتها تلقائيًا.
التأثير البيولوجي للأوزون
يعتمد التأثير البيولوجي للأوزون على طريقة تطبيقه وجرعته وتركيزه. تظهر العديد من آثاره بدرجات متفاوتة في نطاقات تركيز مختلفة. أساس التأثير العلاجي للعلاج بالأوزون هو استخدام مخاليط الأوزون والأكسجين. تسبب إمكانات الأكسدة العالية للأوزون تأثيرها العلاجي الجهازي (استعادة توازن الأكسجين) والتأثير العلاجي المحلي (المطهر الواضح).
تم استخدام الأوزون لأول مرة كعامل مطهر بواسطة A. Wolff في عام 1915 لعلاج الجروح المصابة. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام العلاج بالأوزون بنجاح في جميع مجالات الطب تقريبًا: في حالات الطوارئ والجراحة القيحية ، والعلاج العام والمعدي ، وأمراض النساء ، والمسالك البولية ، وأمراض الجهاز الهضمي ، والأمراض الجلدية ، والتجميل ، وما إلى ذلك. يرجع استخدام الأوزون إلى طيفه الفريد من التأثيرات على الجسم ، بما في ذلك. مناعي ، مضاد للالتهابات ، مبيد للجراثيم ، مضاد للفيروسات ، مبيد للفطريات ، إلخ.
ومع ذلك ، لا يمكن إنكار أن طرق استخدام الأوزون في الطب ، على الرغم من المزايا الواضحة في العديد من المؤشرات البيولوجية ، لم يتم استخدامها على نطاق واسع حتى الآن. وفقًا لبيانات الأدبيات ، فإن التركيزات العالية من الأوزون هي مبيد للجراثيم تمامًا لجميع سلالات الكائنات الحية الدقيقة تقريبًا. لذلك ، يتم استخدام الأوزون في الممارسة السريرية كمطهر عالمي في إعادة تأهيل البؤر المعدية والالتهابية لمختلف المسببات والتوطين.
توجد بيانات في الأدبيات حول زيادة فعالية المستحضرات المطهرة بعد الأوزون في علاج الأمراض الجراحية القيحية الحادة.
استنتاجات بشأن الاستخدام المحلي للأوزون
بادئ ذي بدء ، من الضروري التأكيد دون قيد أو شرط على حقيقة استخدام الأوزون في ممارسة الشفاء في العديد من مجالات الطب ، كعامل علاجي ومطهر ، لكن لا يزال من غير الممكن الحديث عن استخدامه على نطاق واسع.
ينظر إلى الأوزون من قبل شخص لديه أقل مظاهر الحساسية السلبية. وحتى إذا كان بالإمكان العثور في الأدبيات على ذكر التعصب الفردي لـ O3 ، فلا يمكن مقارنة هذه الحالات ، على سبيل المثال ، بالأدوية المحتوية على الكلور والأدوية المضادة للبكتيريا المهلجنة الأخرى.
الأوزون هو أكسجين ثلاثي الذرات وهو الأكثر ملاءمة للبيئة. من منا لا يعرف رائحة "النضارة" - في أيام الصيف الحارة بعد عاصفة رعدية ؟! إن وجوده المستمر في الغلاف الجوي للأرض يمر به أي كائن حي.
تستند المراجعة على مواد من الإنترنت.
الأوزون مادة غازية عبارة عن تعديل للأكسجين (يتكون من ثلاث ذرات). إنه موجود دائمًا في الغلاف الجوي ، ولكن تم اكتشافه لأول مرة في عام 1785 أثناء دراسة تأثير شرارة في الهواء بواسطة الفيزيائي الهولندي فان ماروم. في عام 1840 ، أكد الكيميائي الألماني كريستيان فريدريش شونباين هذه الملاحظات واقترح أنه اكتشف عنصرًا جديدًا أطلق عليه اسم "الأوزون" (من رائحة الأوزون اليونانية). في عام 1850 ، تم تحديد النشاط المرتفع للأوزون كعامل مؤكسد وقدرته على إضافة روابط مزدوجة في التفاعلات مع العديد من المركبات العضوية. وجدت كلتا خواص الأوزون هذه تطبيقًا عمليًا واسعًا. ومع ذلك ، فإن قيمة الأوزون لا تقتصر على هاتين الخاصيتين. وُجد أن له عددًا من الخصائص القيمة كمطهر ومزيل للعرق.
لأول مرة ، تم استخدام الأوزون في الصرف الصحي كوسيلة لتطهير مياه الشرب والهواء. كان العلماء الروس من بين أوائل الباحثين في عمليات الأوزون. في عام 1874 ، اقترح مبتكر المدرسة الأولى لخبراء حفظ الصحة (الروس) ، البروفيسور أ.د. دوبروي شفين ، استخدام الأوزون كأفضل وسيلة لتطهير مياه الشرب والهواء من البكتيريا المسببة للأمراض. وفي وقت سابق ، في عام 1886 ، أجرى إن.ك.كلديش بحثًا عن تأثير الأوزون في مبيد الجراثيم وأوصت به كمطهر فعال للغاية ، وانتشرت أبحاث المنطقة بشكل خاص في القرن العشرين ، وفي عام 1911 ، تم تشغيل أول محطة لتزويد المياه بالأوزون في أوروبا في St. الغرض في الطب ، للأغراض الصحية في صناعة المواد الغذائية ، في عمليات الأكسدة في الصناعة الكيميائية ، إلخ.
زادت مجالات ومقاييس استخدام الأوزون بسرعة في العقد الماضي. تتمثل أهم تطبيقات الأوزون حاليًا في ما يلي: تنقية وتطهير مياه الشرب والمياه الصناعية ، وكذلك النفايات السائلة المنزلية والبرازية والصناعية من أجل تقليل الطلب على الأكسجين البيولوجي (BOD) ، والتبييض ، وتحييد المواد السامة الضارة (السيانيد). ، الفينولات ، المركابتان) ، والقضاء على الروائح الكريهة ، وإزالة الروائح وتنقية الهواء لمختلف الصناعات ، والأوزون في أنظمة تكييف الهواء ، وتخزين المواد الغذائية ، وتعقيم مواد التعبئة والتغليف في صناعة الأدوية ، والعلاج والوقاية الطبية من الأمراض المختلفة ، إلخ.
في السنوات الأخيرة ، تم إنشاء خاصية أخرى للأوزون - القدرة على زيادة القيمة البيولوجية لأعلاف الحيوانات والغذاء للبشر ، مما جعل من الممكن استخدام الأوزون في معالجة وتحضير وتخزين الأعلاف والمنتجات المختلفة. لذلك ، فإن تطوير تقنيات الأوزون في الإنتاج الزراعي ، وخاصة في تربية الدواجن ، يعد أمرًا واعدًا للغاية.
الخصائص الفيزيائية للأوزون
الأوزون هو شكل من أشكال الأوكسجين نشط للغاية ، متآصل. في درجات الحرارة العادية ، هو غاز أزرق فاتح ذو رائحة نفاذة مميزة (يتم الشعور بالرائحة عضويًا عند تركيز الأوزون البالغ 0.015 مجم / م 3 من الهواء). في المرحلة السائلة ، يكون للأوزون لون أزرق نيلي ، وفي المرحلة الصلبة يكون لونه بنفسجي مزرق سميكًا ، وطبقة من الأوزون بسماكة 1 مم غير شفافة عمليًا. يتكون الأوزون من الأكسجين ، بينما يمتص الحرارة ، وعلى العكس من ذلك ، عندما يتحلل ، فإنه ينتقل إلى الأكسجين ، ويطلق الحرارة (على غرار الاحتراق). يمكن كتابة هذه العملية بالشكل التالي:
تفاعل طارد للحرارة
2Oz \ u003d ZO2 + 68 سعر حراري
تفاعل إمتصاص الحرارة
معدلات هذه التفاعلات تعتمد على درجة الحرارة والضغط وتركيز الأوزون. في درجة الحرارة والضغط الطبيعيين ، تستمر التفاعلات ببطء ، ولكن في درجات الحرارة المرتفعة ، يتم تسريع تحلل الأوزون.
يعتبر تكوين الأوزون تحت تأثير طاقة الإشعاعات المختلفة أمرًا معقدًا إلى حد ما. يمكن أن تستمر العمليات الأولية لتكوين الأوزون من الأكسجين بشكل مختلف اعتمادًا على كمية الطاقة المطبقة.
يحدث إثارة جزيء الأكسجين عند طاقة إلكترون تبلغ 6.1 فولت. تكوين أيونات الأكسجين الجزيئي - بطاقة إلكترون 12.2 فولت ؛ التفكك في الأكسجين - عند طاقة إلكترون تبلغ 19.2 فولت. يتم التقاط جميع الإلكترونات الحرة بواسطة جزيئات الأكسجين ، مما يؤدي إلى تكوين أيونات الأكسجين السالبة. بعد إثارة الجزيء ، يحدث تفاعل تكوين الأوزون.
عند طاقة إلكترون مقدارها 12.2 فولت ، عندما تتشكل أيونات الأكسجين الجزيئي ، لا يُلاحظ إطلاق أي أوزون ، وبطاقة إلكترون تبلغ 19.2 فولت ، عند مشاركة ذرة وأيون أكسجين ، يتشكل الأوزون. إلى جانب ذلك ، تتشكل أيونات الأكسجين الموجبة والسالبة. آلية تحلل الأوزون * ، التي تتضمن أنظمة متجانسة وغير متجانسة ، معقدة وتعتمد على الظروف. يتم تسريع تحلل الأوزون في الأنظمة المتجانسة عن طريق الإضافات الغازية (أكاسيد النيتروجين والكلور وما إلى ذلك) ، وفي الأنظمة غير المتجانسة بواسطة المعادن (الزئبق والفضة والنحاس وما إلى ذلك) وأكاسيد المعادن (الحديد والنحاس والنيكل والرصاص ، إلخ. ). عند التركيزات العالية من الأوزون ، يحدث التفاعل بانفجار. عند تركيز أوزون يصل إلى 10٪ ، لا يحدث تحلل متفجر. تساعد درجات الحرارة المنخفضة في الحفاظ على الأوزون. عند درجات حرارة حوالي -183 درجة مئوية ، يمكن تخزين الأوزون السائل لفترة طويلة دون تحلل ملحوظ. يمكن أن يتسبب التسخين السريع لدرجة الغليان (-119 درجة مئوية) أو التبريد السريع للأوزون في حدوث انفجار. لذلك ، فإن معرفة خصائص الأوزون واتخاذ الاحتياطات أمر مهم للغاية عند التعامل معه. يوضح الجدول 1 الخصائص الفيزيائية الرئيسية للأوزون.
في الحالة الغازية ، يكون الأوزون غير مغناطيسي ، بينما في الحالة السائلة ، يكون ضعيف المغنطيسية. يذوب الأوزون جيدًا في الزيوت العطرية وزيت التربنتين ورابع كلوريد الكربون. ذوبانه في الماء أعلى بـ 15 مرة من الأكسجين.
يتكون جزيء الأوزون ، كما لوحظ بالفعل ، من ثلاث ذرات أكسجين وله هيكل مثلث غير متماثل ، يتميز بزاوية منفرجة عند القمة (116.5 درجة) ومسافات نووية متساوية (1.28 درجة أ) بمتوسط طاقة ربط (78 كيلو كالوري / مول) والقطبية المعبر عنها بشكل ضعيف (0.58).
الخصائص الفيزيائية الأساسية للأوزون
| مؤشر | المعنى |
| الوزن الجزيئي الغرامي | 47,998 |
| الثقل النوعي عن طريق الجو | 1,624 |
| الكثافة في NTD | 2.1415 جم / لتر |
| الحجم في NTD | 506 سم 3 / جم |
| درجة حرارة الانصهار | - 192.5 درجة مئوية |
| درجة حرارة الغليان | -111.9 درجة مئوية |
| حرارة حرجة | - 12.1 درجة مئوية |
| ضغط حرج | 54.6 أجهزة الصراف الآلي |
| الحجم الحرج | 147.1 سم 3 / مول |
| اللزوجة في NTD | 127- كغ * توقف مؤقت |
| حرارة التكوين (18 درجة مئوية) | 34.2 كيلو كالوري / مول |
| حرارة التبخر (-112 درجة مئوية) | 74.6 كيلو كالوري / مول |
| حرارة المحلول (HgO ، 18 درجة مئوية) | 3.9 كيلو كالوري / مول |
| إمكانية التأين | 12.8 فولت |
| الإلكترون تقارب | 1.9-2.7 فولت |
| ثابت العزل الكهربائي الأوزون الغازي في NTD |
1,0019 |
| الموصلية الحرارية (25 درجة مئوية) | 3.3-10 ~ "5 كالوري / ثانية-سم 2 |
| سرعة التفجير (25 درجة مئوية) | 1863 م / ث |
| ضغط التفجير (25 درجة مئوية) | 30 صراف آلي |
| القابلية المغناطيسية | |
| (18 درجة مئوية) | 0.002- وحدات Yu-6 |
| المعاملات الجزيئية | |
| .kstintsii (25 درجة مئوية) | 3360 سم "1 مول (عند 252 نانومتر UFL) ؛ 1.32 سم -1 (عند 605 نانومتر ضوء مرئي) |
| الذوبان في الماء عند (C): | |
| 0 | 1.13 جم / لتر |
| 10 | 0.875 جم / لتر |
| 20 | 0.688 جم / لتر |
| 40 | 0.450 جم / لتر |
| لذا | 0.307 جم / لتر |
| ذوبان الأوزون: | |
| في حامض الخليك (18.2 درجة مئوية) | 2.5 جم / لتر |
| في حامض الخليك ثلاثي كلورو ، 0 "ج) | 1.69 جم / لتر |
| ، أنهيدريد الخل (0 درجة مئوية) | 2.15 جم / لتر |
| في حمض البروبيونيك (17.3 درجة مئوية) | 3.6 جم / لتر |
| في أنهيدريد حمض البروبيونيك (18.2 درجة مئوية) | 2.8 جم / لتر |
| في رابع كلوريد الكربون (21 درجة مئوية) | 2.95 جم / لتر |
تتميز الخواص البصرية للأوزون بعدم استقراره للإشعاع بمختلف التركيبات الطيفية. لا يمكن امتصاص الإشعاع فقط عن طريق الأوزون ، مما يؤدي إلى تدميره ، ولكن أيضًا تكوين الأوزون. يحدث تكوين الأوزون في الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس في المنطقة ذات الطول الموجي القصير من الطيف 210-220 و 175 نانومتر. في هذه الحالة ، يتم تكوين جزيئين من الأوزون لكل كمية ضوئية ممتصة. توفر الخصائص الطيفية للأوزون وتشكيله واضمحلاله تحت تأثير الإشعاع الشمسي معايير مناخية مثالية في الغلاف الحيوي للأرض.
شجرة ، تتميز بزاوية منفرجة عند القمة (116.5 درجة) ومسافات نووية متساوية (1.28 درجة أ) بمتوسط طاقة ربط (78 كيلو كالوري / مول) وقطبية ضعيفة (0.58).
تتميز الخصائص البصرية للأوزون بعدم ثباته للإشعاع بمختلف التركيبات الطيفية. لا يمكن امتصاص الإشعاع فقط عن طريق الأوزون ، مما يؤدي إلى تدميره ، ولكن أيضًا تكوين الأوزون. يحدث تكوين الأوزون في الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس في المنطقة ذات الطول الموجي القصير من الطيف 210-220 و 175 نانومتر. في هذه الحالة ، يتم تكوين جزيئين من الأوزون لكل كمية ضوئية ممتصة. توفر الخصائص الطيفية للأوزون وتشكيله واضمحلاله تحت تأثير الإشعاع الشمسي معايير مناخية مثالية في الغلاف الحيوي للأرض.
يتمتع الأوزون بقدرة جيدة على الامتصاص بواسطة هلام السيليكا وهلام الألومينا ، مما يجعل من الممكن استخدام هذه الظاهرة لاستخراج الأوزون من مخاليط ومحاليل الغاز ، فضلاً عن التعامل الآمن مع التركيزات العالية. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام الفريونات على نطاق واسع للتشغيل الآمن مع تركيزات عالية من الأوزون. يمكن تخزين الأوزون المركّز المذاب في الفريون لفترة طويلة.
في تركيب الأوزون ، كقاعدة عامة ، تتشكل مخاليط الغاز (O3 + O2 أو Oz + air) ، حيث لا يتجاوز محتوى الأوزون 2-5 ٪ من حيث الحجم. يعد الحصول على أوزون نقي مهمة صعبة تقنيًا ولم يتم حلها حتى الآن. توجد طريقة لفصل الأكسجين عن المخاليط عن طريق التقطير بدرجة حرارة منخفضة لمخاليط الغاز. ومع ذلك ، لم يكن من الممكن بعد استبعاد خطر انفجار الأوزون أثناء التصحيح. في الممارسة البحثية ، غالبًا ما يتم استخدام تقنية التجميد المزدوج للأوزون بالنيتروجين السائل ، مما يجعل من الممكن الحصول على أوزون مركز. تتمثل الطريقة الأكثر أمانًا في الحصول على الأوزون المركز عن طريق الامتصاص - الامتصاص ، عندما يتم نفخ تدفق خليط الغاز عبر طبقة من هلام السيليكا المبرد (-80 درجة مئوية) ، ثم يتم نفخ المادة الماصة بغاز خامل (النيتروجين أو الهيليوم). باستخدام هذه الطريقة ، يمكنك الحصول على نسبة الأوزون: الأكسجين \ u003d 9: 1 ، أي الأوزون عالي التركيز.
استخدام الأوزون المركز كعنصر مؤكسد للأغراض الصناعية غير مهم.
الخصائص الكيميائية للأوزون
يجب اعتبار الخصائص الكيميائية المميزة للأوزون في المقام الأول عدم استقراره ، والقدرة على التحلل السريع ، والنشاط التأكسدي العالي.
بالنسبة للأوزون ، تم إنشاء رقم الأكسدة الأول ، والذي يميز عدد ذرات الأكسجين المنبعثة من الأوزون إلى المادة المؤكسدة. كما أوضحت التجارب ، يمكن أن تكون مساوية لـ 0.1 ، 3. في الحالة الأولى ، يتحلل الأوزون مع زيادة الحجم: 2Oz ---> 3O2 ، في الثانية يعطي ذرة أكسجين واحدة للمادة المؤكسدة: O3 -> O2 + O (في نفس الوقت ، لا يزيد الحجم) ، وفي الحالة الثالثة ، يضاف الأوزون إلى المادة المؤكسدة: O3 - \ u003e 3O (في هذه الحالة ، ينخفض حجمها).
الخصائص المؤكسدة تميز التفاعلات الكيميائية للأوزون مع المواد غير العضوية.
يعمل الأوزون على أكسدة جميع المعادن باستثناء الذهب والبلاتين. تتأكسد مركبات الكبريت بواسطتها إلى كبريتات ، نتريت - نترات. في التفاعلات مع مركبات اليود والبروم ، يعرض الأوزون خصائص مختزلة ، ويستند عدد من الطرق لتحديده الكمي على هذا. يتفاعل النيتروجين والكربون وأكاسيدهما مع الأوزون. في تفاعل الأوزون مع الهيدروجين ، تتشكل جذور الهيدروكسيل: H + O3 -> H O + O2. تتفاعل أكاسيد النيتروجين مع الأوزون بسرعة ، مكونة أكاسيد أعلى:
لا + أوقية-> NO2 + O2 ؛
NO2 + O3 -----> NO3 + O2 ؛
NO2 + O3-> N2O5.
تتأكسد الأمونيا بالأوزون إلى نترات الأمونيوم.
يحلل الأوزون هاليدات الهيدروجين ويحول الأكاسيد السفلية إلى أكاسيد أعلى. الهالوجينات المشاركة كمنشطات للعملية تشكل أيضًا أكاسيدًا أعلى.
إن إمكانية اختزال الأوزون - الأكسجين عالية جدًا وفي بيئة حمضية يتم تحديدها بقيمة 2.07 فولت ، وفي محلول قلوي - 1.24 فولت يتم تحديد تقارب الأوزون مع الإلكترون بقيمة 2 إلكترون فولت ، و فقط الفلور وأكاسيده والجذور الحرة لها تقارب أقوى مع الإلكترون.
تم استخدام التأثير المؤكسد العالي للأوزون لنقل عدد من عناصر عبر اليورانيوم إلى حالة سبعة التكافؤ ، على الرغم من أن أعلى حالة تكافؤ لها هي 6. تفاعل الأوزون مع المعادن ذات التكافؤ المتغير (Cr ، Co ، إلخ) يجد تطبيقًا عمليًا في الحصول على المواد الخام في إنتاج الأصباغ وفيتامين PP.
تتأكسد معادن الأرض القلوية والقلوية تحت تأثير الأوزون ، وتشكل هيدروكسيداتها الأوزون (ثلاثي أكسيد). عُرفت مركبات الأوزون منذ فترة طويلة ؛ وقد تم ذكرها في وقت مبكر من عام 1886 من قبل الكيميائي العضوي الفرنسي تشارلز أدولف وورتز. إنها مادة بلورية حمراء بنية ، تحتوي شبكة جزيئاتها على أيونات الأوزون السالبة المنفردة (O3-) ، والتي تحدد خصائصها المغناطيسية. حد الثبات الحراري للأوزون هو -60 ± 2 درجة مئوية ، محتوى الأكسجين النشط 46٪ بالوزن. مثل العديد من مركبات البيروكسيد ، وجدت أوزونيدات الفلزات القلوية تطبيقًا واسعًا في عمليات التجدد.
تتشكل الأوزون في تفاعلات الأوزون مع الصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم ، والتي تمر عبر مركب غير مستقر وسيط من النوع M + O- H + O3 - مع تفاعل إضافي مع الأوزون ، مما ينتج عنه خليط من الأوزون والمائي هيدرات أكسيد الفلز القلوي.
يدخل الأوزون بنشاط في تفاعل كيميائي مع العديد من المركبات العضوية. وبالتالي ، فإن المنتج الأساسي لتفاعل الأوزون مع الرابطة المزدوجة للمركبات غير المشبعة هو malozoid ، وهو غير مستقر ويتحلل إلى أيون ثنائي القطب ومركبات كربونية (ألدهيد أو كيتون). يتم إعادة تجميع المنتجات الوسيطة التي يتم تكوينها في هذا التفاعل في تسلسل مختلف ، لتشكيل أوزونيد. في ظل وجود مواد قادرة على التفاعل مع أيون ثنائي القطب (كحول ، أحماض) ، تتشكل مركبات بيروكسيد مختلفة بدلاً من الأوزون.
يتفاعل الأوزون بفاعلية مع المركبات العطرية ، ويستمر التفاعل مع تدمير النواة العطرية ودون تدميرها.
في التفاعلات مع الهيدروكربونات المشبعة ، يتحلل الأوزون أولاً بتكوين الأكسجين الذري ، الذي يبدأ الأكسدة المتسلسلة ، بينما يتوافق ناتج نواتج الأكسدة مع استهلاك الأوزون. يحدث تفاعل الأوزون مع الهيدروكربونات المشبعة في كل من الطور الغازي وفي المحاليل.
تتفاعل الفينولات بسهولة مع الأوزون ، بينما يتم تدمير الأخير لمركبات ذات نواة عطرية مضطربة (مثل الكينوين) ، وكذلك مشتقات منخفضة السمية من الألدهيدات والأحماض غير المشبعة.
يستخدم تفاعل الأوزون مع المركبات العضوية على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية والصناعات ذات الصلة. يتيح استخدام تفاعل الأوزون مع المركبات غير المشبعة الحصول على الأحماض الدهنية المختلفة والأحماض الأمينية والهرمونات والفيتامينات والمواد البوليمرية بشكل مصطنع ؛ تفاعلات الأوزون مع الهيدروكربونات العطرية - حمض ثنائي فينيل ، ديالديهيد فثاليك وحمض الفثاليك ، حمض الجليوكساليك ، إلخ.
شكلت تفاعلات الأوزون مع الهيدروكربونات العطرية الأساس لتطوير طرق لإزالة الروائح الكريهة من البيئات المختلفة والمباني ومياه الصرف والغازات المنبعثة والمركبات المحتوية على الكبريت - الأساس لتطوير طرق معالجة مياه الصرف وغازات العادم المختلفة الصناعات ، بما في ذلك الزراعة ، من المركبات الضارة المحتوية على الكبريت (كبريتيد الهيدروجين ، المركابتان ، ثاني أكسيد الكبريت).
سيبدأ الصيف في غضون يومين. إنه لأمر جيد عندما تكون هناك فرصة لفصل الصيف للذهاب إلى مكان ما بعيدًا عن أسفلت المدن التي تذوب من الحرارة - إلى البحر ، على سبيل المثال ، أو إلى الريف. لسوء الحظ ، بالنسبة للكثيرين ، هذه الرفاهية غير متوفرة: على الأقل خمسة أيام في الأسبوع ، يضطر سكان المدينة لقضاء وقتهم في "الغابة الحجرية". يبذل سكان المدن قصارى جهدهم في أول فرصة جيدة ، إذا لم يتمكنوا من الخروج إلى الغابة ، فعليهم على الأقل زيارة حدائق المدينة وساحاتها كثيرًا.
لكن ليس كل شيء ورديًا جدًا. من النباتات في المدن ، بالطبع ، الكثير من الفوائد. ولكن ، كما اتضح ، هناك ضرر ملموس. تم تقييم هذا الضرر من قبل مجموعة دولية من علماء البيئة من جامعة هومبولت الألمانية ، من بينهم مواطنتنا ، الدكتورة غالينا تشوركينا. أعلنت مجموعة العلماء نتائج أبحاثهم.
النباتات الحضرية مسؤولة عن 225000 حالة وفاة في السنة
اتضح أن النباتات الحضرية تساهم في زيادة الأوزون السطحي (التروبوسفير). هذا الغاز ، وفقًا لتصنيف المواد الضارة ، ينتمي إلى مواد من فئة الخطر الأعلى ، والتي تشكل خطراً جسيماً على البشر - وصولاً إلى نتيجة مميتة محتملة.تساهم جميع النباتات في زيادة كمية الأوزون. ومع ذلك ، يتميز ممثلو الحرمل والقرانيا والنجم بشكل خاص بهذا. وإذا لم يكن البرتقال والليمون (عائلة الحرمل) ضيوفًا متكررين جدًا في شوارعنا ، فإن القرانيا (عائلة كورنيل) والأرقطيون مع الهندباء (أستر) شائعون إلى حد ما معنا.
حول الأوزون المفيد والضار
يميز العلماء نوعين من الأوزون. بتعبير أدق ، الأوزون واحد ونفس الشيء: إنه مادة غازية تتكون من ثلاث ذرات أكسجين. يعتبر الأوزون ، الذي يشكل طبقة في الستراتوسفير تحمي الحياة على كوكبنا من تأثيرات الإشعاع الشمسي ، مفيدًا. علاوة على ذلك ، بدونها ، سيكون وجود الحياة على الأرض وأصلها مستحيلًا.لقد سمعنا جميعًا عن ثقب الأوزون - ترقق طبقة الأوزون نتيجة إطلاق مركبات الكربون الكلورية فلورية وبروميد الميثيل ورابع كلوريد الكربون ومركبات الهيدروكلوروفلوروكربون وأشياء أخرى في الغلاف الجوي.
لكن مركب الأكسجين ثلاثي الذرات متفوق في السمية على عوامل الحرب الكيميائية ، مثل الكلور على سبيل المثال. لذلك ، فإن الأوزون الموجود في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي - في طبقة التروبوسفير - مميت. بالإضافة إلى ذلك ، تصنف منظمة الصحة العالمية (منظمة الصحة العالمية) الأوزون على أنه مادة غير حدية. أي أن أي تركيز لهذه المادة يشكل خطرا على صحة الإنسان.
ما هو "خطأ" النباتات ، أو كيف يحدث تكوين الأوزون "الضار"؟
بشكل عام ، لا يمكن إلقاء اللوم على النباتات. ومع ذلك ، فإن الخطأ في ظهور أوزون التروبوسفير ، فضلاً عن تدمير طبقة الستراتوسفير ، يقع على عاتق الإنسان ، بتأثيره المدمر على بيئة الكوكب.يشكل تكوين الأوزون تفاعلًا كيميائيًا ضوئيًا طبيعيًا لكوكبنا. التفاعل بين أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية. بهذه الطريقة ، بمساعدة النباتات ، تشكلت هذه الشاشة الواقية لكوكبنا ، طبقة الأوزون ، منذ ملايين السنين.
تفرز النباتات مركبات عضوية - monoterpenes و sesquiterpenes و isoprene وغيرها. بفضلهم ، تنبعث منه رائحة إبر الصنوبر وإكليل الجبل البري والبرتقال. كلما زادت حرارة سطوع الشمس ، زادت قوة إطلاق المركبات العضوية المتطايرة من قبل النباتات ، ونتيجة لذلك ، تكون طبقة الأوزون ، والتي ترتفع بعد ذلك إلى الغلاف الجوي العلوي.
لكن المشكلة تكمن في أن هذه المركبات العضوية المتطايرة تتفاعل مع أكاسيد النيتروجين الموجودة في غازات عوادم السيارات. نتيجة لذلك ، بالإضافة إلى الخطر من غازات العادم نفسها (أكاسيد النيتروجين أكثر سمية بعشر مرات من أول أكسيد الكربون) ، يتكون الأوزون.
وفقًا للعلماء ، فإن وجود النباتات يزيد من كمية الأوزون في المدن بنحو 60٪. بالنظر إلى عدد السيارات في المدن الكبرى ، فإن هذه الكمية من الأوزون المتولدة ليس لديها الوقت للهروب إلى الستراتوسفير.
لماذا الأوزون خطير؟
كونه مركبًا نشطًا كيميائيًا - عامل مؤكسد ، الأوزون ، عندما يدخل الجسم ، يسبب الإجهاد التأكسدي. ونتيجة لذلك ، يحدث تكوين للجذور الحرة يشبه الانهيار الجليدي ، مما يؤثر سلبًا على الكائنات الحية ، مما يتسبب في تدهورها.يؤثر الأوزون بشكل أساسي على الجهاز التنفسي ، ويسبب السعال والالتهاب الرئوي وتفاقم نوبات الربو وانتفاخ الرئة والوذمة الرئوية. في الأشخاص غير المعرضين لأمراض الجهاز التنفسي ، يتسبب الأوزون في زيادة التعب والغثيان والصداع. كما أنهم معرضون لخطر الإصابة بالربو والتهاب الشعب الهوائية ومشاكل أخرى.
يساهم الأوزون في تفاقم أو ظهور الحساسية. والأهم من ذلك ، أن الأوزون مادة سامة للجينات. هذا يعني أنها مطفرة أو مادة مسرطنة. أي أن الأوزون مادة تسبب طفرات جينية أو ظهور أورام.
إن أخطر تعرض للأوزون هو الأطفال وكبار السن والأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب والأوعية الدموية ، كما ذكر أعلاه ، أولئك الذين يعانون من مشاكل في الجهاز التنفسي.
التعبير الاقتصادي عن التأثير السلبي للأوزون - الخسائر الناجمة عن الأمراض والوفيات - بالنسبة لروسيا يتم التعبير عنه بحوالي 2401 مليار روبل سنويًا ، أي حوالي 6٪ من الناتج المحلي الإجمالي. حسنًا ، وكمكافأة: لا يدمر الأوزون الكائنات الحية فحسب ، بل يدمر أيضًا مواد البناء والتركيبات.
كيف تحمي نفسك من الأوزون
لسوء الحظ ، يتم ترتيب حياتنا بطريقة يضطر معظم الناس للعيش في المدن. من الصعب مخالفة القوانين الطبيعية ، ولا يمكن إيقاف عملية تكوين الأوزون. يمكنك فقط تقليل مقدارها عن طريق تقليل كمية غازات العادم. صحيح ، بالنسبة للجزء الأكبر ، هذا أيضًا خارج عن قوة الشخص العادي.الشيء الوحيد الذي يمكنك القيام به من أجل صحتك وصحة أحبائك هو البقاء قليلاً قدر الإمكان في الشمس المفتوحة ، والأكثر من ذلك عدم الانخراط في نشاط بدني قوي في الحرارة: كلما زادت درجة حرارة سطوع الشمس ، بشكل أكثر نشاطا تتم عملية تكوين الأوزون. يقع الحد الأقصى في ساعات الظهيرة ، الحد الأدنى - في الصباح الباكر.
وفقًا للدراسات ، خلال موجة الحرارة الشاذة لعام 2010 ، وصل مستوى الأوزون في منطقة موسكو إلى 500 ميكروغرام / متر مكعب ، مع أقصى تركيز مسموح به يبلغ 100 ميكروغرام / متر مكعب. هذه الكمية من الأوزون (500 ميكروجرام / م 3) تقتل 20٪ من فئران التجارب في ساعة واحدة فقط.
التحذير من تجنب أشعة الشمس الحارقة لا ينطبق فقط على سكان البلدة ، ولكن أيضًا على سكان الصيف: يتم نقل الأوزون عبر مسافة تزيد عن 100 كيلومتر من المدن.