Озонът е газообразно вещество, което е модификация на кислорода (състои се от три негови атома). Той винаги присъства в атмосферата, но за първи път е открит през 1785 г., докато изучава действието на искра във въздуха от холандския физик Ван Марум. През 1840 г. немският химик Кристиан Фридрих Шьонбайн потвърждава тези наблюдения и предполага, че е открил нов елемент, на който дава името "озон" (от гръцки ozon - мирише). През 1850 г. е установена високата активност на озона като окислител и способността му да се присъединява към двойни връзки в реакции с много органични съединения. И двете свойства на озона впоследствие намериха широко практическо приложение. Стойността на озона обаче не се ограничава до тези две свойства. Установено е, че има редица ценни свойства като дезинфектант и дезодорант.
За първи път озонът е използван в канализацията като средство за дезинфекция на питейна вода и въздух. Руски учени са сред първите изследователи на процесите на озониране. Още през 1874 г. създателят на първото училище за (руски) хигиенисти професор А. Д. Доброе Швин предлага озона като най-доброто средство за дезинфекция на питейна вода и въздух от патогенна микрофлора. По-рано, през 1886 г., Н. К. Келдиш провежда изследване на бактерицидно действие на озона и го препоръчва като високоефективен дезинфектант. Изследванията на озона са особено широко разпространени през 20 век. И още през 1911 г. първата озонова водоснабдителна станция в Европа е пусната в експлоатация в Св. цел в медицината, за санитарни цели в хранително-вкусовата промишленост , в окислителните процеси на химическата промишленост и др.
Областите и мащабите на използване на озон се увеличиха бързо през последното десетилетие. Понастоящем най-важните приложения на озона са, както следва: пречистване и дезинфекция на питейна и промишлена вода, както и на битови и фекални и промишлени отпадъчни води с цел намаляване на биологичното потребление на кислород (БПК), избелване, неутрализиране на вредни токсични вещества (цианиди). , феноли, меркаптани), премахване на неприятни миризми, дезодориране и пречистване на въздуха на различни индустрии, озониране в климатични системи, съхранение на храни, стерилизация на опаковъчни и превързочни материали във фармацевтичната индустрия, терапия и медицинска профилактика на различни заболявания и др.
През последните години се установи още едно свойство на озона - способността да повишава биологичната стойност на животинските фуражи и храните за хората, което направи възможно използването на озона при преработката, приготвянето и съхранението на фуражи и различни продукти. Следователно развитието на технологиите за озониране в селскостопанското производство, и по-специално в птицевъдството, е много обещаващо.

Физични свойства на озона

Озонът е силно активна, алотропна форма на кислород; при обикновени температури това е светлосин газ с характерна остра миризма (миризмата се усеща органолептично при концентрация на озон от 0,015 mg/m3 въздух). В течната фаза озонът има индиго-син цвят, а в твърдата фаза има плътен виолетово-синкав цвят, слой от озон с дебелина 1 mm е практически непрозрачен. Озонът се образува от кислорода, като същевременно поглъща топлина и, обратно, когато се разлага, преминава в кислород, отделяйки топлина (подобно на горенето). Този процес може да бъде написан в следната форма:
екзотермична реакция
2Oz \u003d ZO2 + 68 kcal
Ендотермична реакция

Скоростта на тези реакции зависи от температурата, налягането и концентрацията на озон. При нормална температура и налягане реакциите протичат бавно, но при повишени температури разлагането на озона се ускорява.
Образуването на озон под действието на енергията на различни лъчения е доста сложно. Първичните процеси за образуване на озон от кислород могат да протичат по различен начин в зависимост от количеството приложена енергия.
Възбуждането на кислородна молекула става при енергия на електрони от 6,1 eV; образуването на молекулярни кислородни йони - при енергия на електрони 12,2 eV; дисоциация в кислород - при енергия на електрони 19,2 eV. Всички свободни електрони се улавят от кислородни молекули, което води до образуването на отрицателни кислородни йони. След възбуждането на молекулата настъпва реакцията на образуване на озон.
При енергия на електрони от 12,2 eV, когато се образуват йони на молекулярния кислород, не се наблюдава освобождаване на озон, а при енергия на електрони от 19,2 eV, когато участват както атом, така и кислороден йон, се образува озон. Заедно с това се образуват положителни и отрицателни кислородни йони. Механизмът на разпадането на озона*, който включва хомогенни и хетерогенни системи, е сложен и зависи от условията. Разлагането на озона се ускорява в хомогенни системи от газообразни добавки (азотни оксиди, хлор и др.), а в хетерогенни системи от метали (живак, сребро, мед и др.) и метални оксиди (желязо, мед, никел, олово и др.). ). При високи концентрации на озон реакцията протича с експлозия. При концентрация на озон до 10% не настъпва експлозивно разлагане. Ниските температури спомагат за запазването на озона. При температури около -183°C течният озон може да се съхранява дълго време без забележимо разлагане. Бързото нагряване до точката на кипене (-119°C) или бързото охлаждане на озона може да причини експлозия. Ето защо познаването на свойствата на озона и вземането на предпазни мерки е много важно при работа с него. Таблица 1 показва основните физични свойства на озона.
В газообразно състояние озонът е диамагнитен, докато в течно състояние е слабо парамагнитен. Озонът се разтваря добре в етерични масла, терпентин, въглероден тетрахлорид. Разтворимостта му във вода е повече от 15 пъти по-висока от кислорода.
Молекулата на озона, както вече беше отбелязано, се състои от три кислородни атома и има асиметрична триъгълна структура, характеризираща се с тъп ъгъл на върха (116,5 °) и равни ядрени разстояния (1,28 ° A) със средна енергия на свързване (78 kcal / mol) и слабо изразена полярност (0,58).

Основни физични свойства на озона

Оптичните свойства на озона се характеризират с неговата нестабилност към излъчване с различен спектрален състав. Радиацията може не само да се абсорбира от озона, унищожавайки го, но и да образува озон. Образуването на озон в атмосферата става под въздействието на ултравиолетова радиация от слънцето в късовълновата област на спектъра 210-220 и 175 nm. В този случай на погълнат светлинен квант се образуват две молекули на озона. Спектралните свойства на озона, неговото образуване и разпадане под въздействието на слънчевата радиация осигуряват оптимални климатични параметри в биосферата на Земята.



беседка, характеризираща се с тъп ъгъл на върха (116,5°) и равни ядрени разстояния (1,28°A) със средна енергия на свързване (78 kcal/mol) и слаба полярност (0,58).
Оптичните свойства на озона се характеризират с неговата нестабилност към излъчване с различен спектрален състав. Радиацията може не само да се абсорбира от озона, унищожавайки го, но и да образува озон. Образуването на озон в атмосферата става под въздействието на ултравиолетова радиация от слънцето в късовълновата област на спектъра 210-220 и 175 nm. В този случай на погълнат светлинен квант се образуват две молекули на озона. Спектралните свойства на озона, неговото образуване и разпадане под въздействието на слънчевата радиация осигуряват оптимални климатични параметри в биосферата на Земята.
Озонът има добра способност да се адсорбира от силикагел и алуминиев гел, което прави възможно използването на този феномен за извличане на озон от газови смеси и разтвори, както и за безопасното му боравене при високи концентрации. Напоследък фреоните се използват широко за безопасна работа с високи концентрации на озон. Концентрираният озон, разтворен във фреон, може да се съхранява дълго време.
При синтеза на озон, като правило, се образуват газови смеси (O3 + O2 или Oz + въздух), в които съдържанието на озон не надвишава 2-5% обемни. Получаването на чист озон е технически трудна задача и все още не е решена до момента. Съществува метод за отделяне на кислорода от смеси чрез нискотемпературна дестилация на газови смеси. Все още обаче не е възможно да се изключи опасността от озонова експлозия по време на ректификацията. В изследователската практика често се използва техниката на двойно замразяване на озон с течен азот, което прави възможно получаването на концентриран озон. По-безопасен метод е да се получи концентриран озон чрез адсорбция - десорбция, когато потокът от газова смес се продухва през слой от охладен (-80°C) силикагел и след това адсорбентът се продухва с инертен газ (азот или хелий). Използвайки този метод, можете да получите съотношението озон: кислород \u003d 9: 1, тоест високо концентриран озон.
Използването на концентриран озон като окислителен компонент за промишлени цели е незначително.

Химични свойства на озона

Характерните химични свойства на озона на първо място трябва да се имат предвид неговата нестабилност, способност за бързо разлагане и висока окислителна активност.
За озона е установено числото на окисление I, което характеризира броя на кислородните атоми, отделяни от озона на окисленото вещество. Както показаха експериментите, той може да бъде равен на 0,1, 3. В първия случай озонът се разлага с увеличаване на обема: 2Oz ---> 3O2, във втория дава един кислороден атом на окисленото вещество: O3 -> O2 + O (в същото време обемът не се увеличава), а в третия случай към окисленото вещество се добавя озон: O3 -\u003e 3O (в този случай обемът му намалява).
Окислителните свойства характеризират химичните реакции на озона с неорганични вещества.
Озонът окислява всички метали, с изключение на златото и платинената група. От него серните съединения се окисляват до сулфат, нитритите - до нитрати. При реакции с йодни и бромни съединения озонът проявява редуциращи свойства и на това се основават редица методи за неговото количествено определяне. Азотът, въглеродът и техните оксиди реагират с озона. При реакцията на озона с водорода се образуват хидроксилни радикали: H + O3 -> HO + O2. Азотните оксиди реагират бързо с озона, образувайки по-високи оксиди:
NO+Oz->NO2+O2;
NO2+O3----->NO3+O2;
NO2+O3->N2O5.
Амонякът се окислява от озона до амониев нитрат.
Озонът разгражда халогеноводородите и превръща по-ниските оксиди в по-високи. Халогените, участващи като активатори на процеса, също образуват по-високи оксиди.
Потенциалът за редукция на озон - кислород е доста висок и в кисела среда се определя от стойността 2,07 V, а в алкален разтвор - 1,24 V. Афинитетът на озона с електрона се определя от стойност 2 eV, а само флуорът, неговите оксиди и свободните радикали имат по-силен електронен афинитет.
Високият окислителен ефект на озона е използван за прехвърляне на редица трансуранови елементи в седемвалентно състояние, въпреки че най-високото им валентно състояние е 6. Реакцията на озона с метали с променлива валентност (Cr, Co и др.) намира практическо приложение при получаване на суровини при производството на багрила и витамин РР.
Алкалните и алкалоземните метали се окисляват под действието на озона, а техните хидроксиди образуват озониди (триоксиди). Озонидите са известни от дълго време, те са споменати още през 1886 г. от френския органичен химик Чарлз Адолф Вюрц. Те са червено-кафяво кристално вещество, чиято решетка от молекули включва единично отрицателни озонови йони (O3-), което определя техните парамагнитни свойства. Границата на термична стабилност на озонидите е -60±2°C, съдържанието на активен кислород е 46% тегловни. Подобно на много пероксидни съединения, озонидите на алкалните метали са намерили широко приложение в регенеративните процеси.
Озонидите се образуват при реакциите на озона с натрий, калий, рубидий, цезий, които преминават през междинен нестабилен комплекс от типа M + O- H + O3 - с последваща реакция с озон, в резултат на което се получава смес от озонид и воден хидрат на оксид на алкален метал.
Озонът активно влиза в химично взаимодействие с много органични съединения. По този начин основният продукт от взаимодействието на озона с двойната връзка на ненаситените съединения е малозоид, който е нестабилен и се разлага на биполярен йон и карбонилни съединения (алдехид или кетон). Междинните продукти, които се образуват при тази реакция, се рекомбинират в различна последователност, образувайки озонид. В присъствието на вещества, способни да реагират с биполярен йон (алкохоли, киселини), се образуват различни пероксидни съединения вместо озониди.
Озонът реагира активно с ароматни съединения и реакцията протича както с разрушаването на ароматното ядро, така и без неговото разрушаване.
При реакции с наситени въглеводороди озонът първо се разлага с образуването на атомен кислород, който инициира верижно окисление, докато добивът на продуктите на окисление съответства на консумацията на озон. Взаимодействието на озона с наситени въглеводороди се осъществява както в газовата фаза, така и в разтворите.
Фенолите лесно реагират с озона, докато последният се разрушава до съединения с нарушено ароматно ядро ​​(като хиноин), както и нискотоксични производни на ненаситени алдехиди и киселини.
Взаимодействието на озона с органични съединения се използва широко в химическата промишленост и свързаните с нея индустрии. Използването на реакцията на озона с ненаситени съединения прави възможно получаването на изкуствено различни мастни киселини, аминокиселини, хормони, витамини и полимерни материали; реакции на озона с ароматни въглеводороди - дифенилова киселина, фталов диалдехид и фталова киселина, глиоксалова киселина и др.
Реакциите на озона с ароматни въглеводороди са в основата на разработването на методи за дезодориране на различни среди, помещения, отпадни води, отпадъчни газове и със сяросъдържащи съединения - основата за разработването на методи за пречистване на отпадъчни води и отработени газове от различни индустрии, включително селското стопанство, от вредни съединения, съдържащи сяра (сероводород, меркаптани, серен диоксид).

Озонът е природен газ, който, намирайки се в стратосферата, предпазва населението на планетата от негативното въздействие на ултравиолетовите лъчи. В медицината това вещество често се използва за стимулиране на хематопоезата и повишаване на имунитета. В същото време, с естественото образуване на озон в тропосферата в резултат на взаимодействието на пряка слънчева светлина и отработени газове, ефектът му върху човешкото тяло е противоположен. Вдишването на въздух с повишена концентрация на газ може да доведе не само до обостряне на алергичните реакции, но и до развитие на неврологични разстройства.

Характеристики на озона

Озонът е газ, съставен от три кислородни атома. В природата се образува в резултат на действието на пряка слънчева светлина върху атомарния кислород.

В зависимост от формата и температурата, цветът на озона може да варира от светло син до тъмно син. Връзката на молекулите в този газ е много нестабилна - няколко минути след образуването веществото се разлага на кислородни атоми.

Озонът е силен окислител, поради което често се използва в индустрията, ракетостроенето и медицината. При производствени условия този газ присъства по време на заваряване, процедури по водна електролиза и производството на водороден прекис.

Отговаряйки на въпроса дали озонът е отровен или не, експертите дават положителен отговор. Този газ принадлежи към най-високия клас на токсичност, който съответства на много химически бойни агенти, включително циановодородна киселина.

Ефектът на газа върху човек

В хода на многобройни проучвания учените стигнаха до заключението, че ефектът на озона върху човешкото тяло зависи от това колко газ постъпва в белите дробове заедно с въздуха. Следните максимално допустими концентрации на озон са установени от Световната здравна организация:

• в жилищната зона - до 30 μg / m 3;
• в индустриалната зона - не повече от 100 mcg / m 3.

Единична максимална доза от веществото не трябва да надвишава 0,16 mg / m 3.

Отрицателно влияние

Отрицателните ефекти на озона върху тялото често се наблюдават при хора, които трябва да се справят с този газ в производствена среда: специалисти в ракетната индустрия, работници, използващи озонатори и ултравиолетови лампи.

Продължителното и редовно излагане на озон върху човек води до следните последици:

• дразнене на дихателната система;
• развитие на астма;
• респираторна депресия;
• повишен риск от развитие на алергични реакции;
• увеличаване на възможността за развитие на мъжко безплодие;
• намален имунитет;
• растеж на канцерогенни клетки.

Четири групи хора са най-засегнати от озона: деца, хора със свръхчувствителност, спортисти на открито и възрастни хора. Освен това рисковата зона включва пациенти с хронични патологии на дихателната и сърдечно-съдовата система.

В резултат на контакт при промишлени условия с течен озон, който кристализира при температура от -200 градуса по Целзий, може да възникне дълбоко измръзване.

положително въздействие

Максималното количество озон се намира в стратосферния слой на въздушната обвивка на планетата. Разположеният там озонов слой допринася за усвояването на най-вредната част от ултравиолетовите лъчи на слънчевия спектър.

В внимателно коригирани дозировки медицинският озон или смес от кислород и озон има благоприятен ефект върху човешкото тяло, поради което често се използва за медицински цели.

Под наблюдението на лекуващия лекар, употребата на това вещество ви позволява да постигнете следните резултати:

Истории от нашите читатели

Владимир
на 61 години

• премахване на кислородния дефицит;
• засилване на окислително-редукционните процеси, протичащи в тялото;
• намаляване на ефектите от интоксикацията чрез отстраняване на токсините;
• премахване на синдрома на болката;
• подобряване на притока на кръв и осигуряване на кръвоснабдяване на всички органи;
• възстановяване на правилното функциониране на черния дроб при различни заболявания, включително хепатит.

В допълнение, използването на озонотерапия в медицинската практика може да подобри общото състояние на пациента: стабилизира съня, намалява нервността, повишава имунитета и премахва хроничната умора.

Поради способността си да окислява други химични елементи, озонът често се използва като дезинфектант. Това вещество ви позволява ефективно да се борите с гъбички, вируси и бактерии.

Използването на озонатори

Описаните положителни свойства, предоставени от озона, доведоха до производството и използването в промишлени и битови условия на озонатори - устройства, които произвеждат тривалентен кислород.

Използването на такива устройства в индустрията ви позволява да извършвате следните дейности:

• дезинфекцирайте въздуха в стаята;
• унищожаване на мухъл и гъбички;
• дезинфекцира вода и канализация;

В лечебните заведения озонаторите се използват за дезинфекция на помещения, стерилизация на инструменти и консумативи.

Използването на озонатори е често срещано у дома. Такива устройства често се използват за обогатяване на въздуха с кислород, дезинфекция на вода и премахване на вируси и бактерии от съдове или предмети от бита, използвани от човек с инфекциозно заболяване.

Когато използвате озонатор в ежедневието, трябва да се спазват всички условия, посочени от производителя на устройството. Строго е забранено да се намирате на закрито, когато устройството е включено, както и незабавно да се пие вода, пречистена с него.

Симптоми на отравяне

Проникването на висока концентрация на озон в човешкото тяло през дихателните органи или продължителното взаимодействие с това вещество може да причини тежка интоксикация. Симптомите на отравяне с озон могат да се появят както рязко - при еднократно вдишване на голямо количество от това вещество, така и да се открият постепенно - при хронична интоксикация поради неспазване на условията на работа или правилата за използване на домашни озонатори.

Откриват се първите признаци на отравяне от дихателната система:

• изпотяване и парене в гърлото;
• задух, недостиг на въздух;
• невъзможност да се поеме дълбоко въздух;
• появата на често и периодично дишане;
• болка в областта на гръдния кош.

При излагане на газ върху очите може да се наблюдава тяхното сълзене, поява на болка, зачервяване на лигавицата и вазодилатация. В някои случаи се наблюдава влошаване или пълна загуба на зрението.

При систематичен контакт озонът може да въздейства върху човешкото тяло по следните начини:

• възникват структурни трансформации на бронхите;
• развиват се и се влошават различни заболявания на дихателните пътища: пневмония, бронхит, астма, емфизем;
• намаляването на дихателния обем води до пристъпи на задушаване и пълно спиране на дихателната функция.

Освен че засяга дихателната система, хроничното отравяне с озон води до патологични процеси във функционирането на други системи на тялото:

• развитието на неврологични разстройства - намаляване на нивото на концентрация и внимание, поява на главоболие, нарушена координация на движенията;
• обостряне на хронични заболявания;
• нарушение на съсирването на кръвта, развитие на анемия, поява на кървене;
• обостряне на алергични реакции;
• нарушаване на окислителните процеси в организма, в резултат на което се разпространяват свободните радикали и настъпва унищожаване на здрави клетки;
• развитие на атеросклероза;
• влошаване на секреторната функция на стомаха.

Първа помощ при отравяне с озон

Острото отравяне с озон може да доведе до сериозни последици, дори смърт, следователно, ако се подозира интоксикация, на пострадалия трябва незабавно да се окаже първа помощ. Преди пристигането на специалисти е необходимо да се извършат следните дейности:

1. Извадете жертвата от засегнатата област с токсично вещество или осигурете приток на чист въздух в стаята.
2. Разкопчайте тесните дрехи, дайте на лицето полуседнало положение, като не позволявате на главата да се накланя назад.
3. В случай на спиране на спонтанното дишане и спиране на сърцето, извършете реанимационни мерки - изкуствено дишане от уста в уста и компресия на гръдния кош.

Ако озонът влезе в контакт с очите, изплакнете обилно с течаща вода.

Ако човек е изложен на течен озон, в никакъв случай не трябва да се опитвате да свалите дрехи от жертвата на мястото на контакт с тялото. Преди пристигането на специалисти си струва да измиете засегнатата област с много вода.

В допълнение към оказването на първа помощ на пострадалия, е необходимо незабавно да го доставите в медицинско заведение или да се обадите на линейка, тъй като допълнителни мерки за интоксикация могат да се извършват само от квалифициран медицински персонал.

Лечение на отравяне

За премахване на отравяне с озон в медицинска болница се предприемат следните мерки:

• извършвайте алкални инхалации за премахване на дразненето на горните дихателни пътища;
• предписват лекарства за спиране на кашлицата и възстановяване на дихателната функция;
• в случай на остра дихателна недостатъчност пациентът се свързва към вентилатор;
• с увреждане на очите се предписват вазоконстрикторни и дезинфекционни лекарства;
• в случай на тежко отравяне се провежда терапия за нормализиране на функциите на сърдечно-съдовата система;
• антиоксидантна терапия.

Ефекти

Продължителното излагане на озон върху човешкото тяло при неправилни условия на работа или нарушаване на правилата за използване на озонатора води до хронично отравяне. Това състояние често води до развитие на такива последици:

• Образуването на тумори. Причината за това явление е канцерогенният ефект на озона, който води до увреждане на клетъчния геном и развитие на тяхната мутация.
• развитие на мъжко безплодие. При системно вдишване на озон възниква нарушение на сперматогенезата, поради което се губи възможността за размножаване.
• неврологични патологии. Човек има нарушение на вниманието, влошаване на съня, обща слабост, редовна поява на главоболие.

Предотвратяване

За да избегнете отравяне с озон, експертите препоръчват да следвате тези препоръки:

• Въздържайте се от спорт на открито през горещото време на деня, особено през лятото. Препоръчително е да се извършват физически упражнения на закрито или в райони, отдалечени от големи промишлени предприятия и широки магистрали, сутрин и вечер.
• В горещия сезон е необходимо да бъдете на открито възможно най-малко, особено в райони с високо замърсяване с газ.
• В случай на контакт с озон в промишлени среди, помещението трябва да бъде оборудвано с изпускателна вентилация. Освен това по време на производствения процес е необходимо да се използват защитни устройства, както и специални сензори, които показват нивото на газ в помещението. Времето на директен контакт с озона трябва да бъде възможно най-кратко.

При избора на битов озонатор е важно да се обърне внимание на техническите му характеристики и наличието на подходящ сертификат. Закупуването на несертифицирано устройство може да доведе до тривалентна кислородна токсичност. Преди да използвате устройството, трябва да се запознаете с правилата за неговата работа и предпазните мерки.

Интоксикацията с озон е доста сериозно състояние, което изисква незабавна медицинска помощ. Ето защо си струва да запомните, че когато работите с този газ или използвате домакински озонатори, си струва да се придържате към предпазните мерки и при най-малкото подозрение за отравяне се свържете с медицинска институция.

Учените за първи път осъзнават съществуването на неизвестен газ, когато започват да експериментират с електростатични машини. Това се случи през 17 век. Но те започнаха да изучават новия газ едва в края на следващия век. През 1785 г. холандският физик Мартин ван Марум създава озон чрез пропускане на електрически искри през кислород. Името озон се появява едва през 1840 г.; изобретен е от швейцарския химик Кристиан Шьонбайн, извличайки го от гръцкия озон, миришещ. Химичният състав на този газ не се различава от кислорода, но е много по-агресивен. Така той моментално окислява безцветния калиев йодид с освобождаването на кафяв йод; Shenbein използва тази реакция, за да определи озона по степента на синкава хартия, импрегнирана с разтвор на калиев йодид и нишесте. Дори живакът и среброто, които са неактивни при стайна температура, се окисляват в присъствието на озон.

Оказа се, че молекулите на озона, подобно на кислорода, се състоят само от кислородни атоми, само че не от два, а от три. Кислородът O2 и озонът O3 е единственият пример за образуването на две газообразни (при нормални условия) прости вещества от един химичен елемент. В молекулата O3 атомите са разположени под ъгъл, така че тези молекули са полярни. Озонът се произвежда в резултат на „залепване“ към молекулите на O2 на свободните кислородни атоми, които се образуват от кислородни молекули под действието на електрически разряди, ултравиолетови лъчи, гама лъчи, бързи електрони и други високоенергийни частици. Озонът винаги мирише в близост до работещи електрически машини, в които четките „блестят“, близо до бактерицидни живачно-кварцови лампи, които излъчват ултравиолетово лъчение. Кислородните атоми също се отделят по време на някои химични реакции. Озонът се образува в малки количества по време на електролизата на подкиселена вода, при бавното окисление на мокър бял фосфор във въздуха, при разлагането на съединения с високо съдържание на кислород (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), под действието на флуора върху водата или върху бариев пероксид на концентрирана сярна киселина. Кислородните атоми винаги присъстват в пламъка, така че ако насочите струя сгъстен въздух през пламъка на кислородна горелка, във въздуха ще се открие характерната миризма на озон.
Реакцията 3O2 → 2O3 е силно ендотермична: 142 kJ трябва да се изразходват за производството на 1 мол озон. Обратната реакция протича с освобождаване на енергия и се осъществява много лесно. Съответно озонът е нестабилен. При липса на примеси газообразният озон се разлага бавно при температура от 70° C и бързо над 100° C. Скоростта на разлагане на озона се увеличава значително в присъствието на катализатори. Те могат да бъдат газове (например азотен оксид, хлор) и много твърди вещества (дори стените на съдовете). Следователно чистият озон е трудно да се получи, а работата с него е опасна поради възможността от експлозия.

Не е изненадващо, че в продължение на много десетилетия след откриването на озона дори основните му физически константи са неизвестни: дълго време никой не успява да получи чист озон. Както Д. И. Менделеев пише в своя учебник „Основи на химията“, „при всички методи за получаване на газообразен озон съдържанието му в кислород винаги е незначително, обикновено само няколко десети от процента, рядко 2%, и само при много ниски температури достига 20%”. Едва през 1880 г. френските учени J. Gotfeil и P. Chappui получават озон от чист кислород при температура минус 23 ° C. Оказа се, че в дебел слой озонът има красив син цвят. Когато охладеният озониран кислород се компресира бавно, газът става тъмносин и след бързото освобождаване на налягането температурата пада още повече и се образуват тъмно лилави течни капчици озон. Ако газът не беше охладен или компресиран бързо, тогава озонът моментално, с жълта светкавица, се превърна в кислород.

По-късно е разработен удобен метод за синтез на озон. Ако концентриран разтвор на перхлорна, фосфорна или сярна киселина се подложи на електролиза с охладен анод, изработен от платина или оловен(IV) оксид, тогава газът, освободен от анода, ще съдържа до 50% озон. Физическите константи на озона също бяха прецизирани. Той се втечнява много по-лек от кислорода при -112°C (кислород при -183°C). При –192,7°C озонът се втвърдява. Твърдият озон е синьо-черен на цвят.

Експериментите с озон са опасни. Газообразният озон може да експлодира, ако концентрацията му във въздуха надвишава 9%. Течният и твърдият озон експлодират още по-лесно, особено при контакт с окислителни вещества. Озонът може да се съхранява при ниски температури под формата на разтвори във флуорирани въглеводороди (фреони). Тези разтвори са сини на цвят.

Химични свойства на озона.

Озонът се характеризира с изключително висока реактивност. Озонът е един от най-силните окислители и отстъпва в това отношение само на флуора и кислородния флуорид OF2. Активният принцип на озона като окислител е атомарният кислород, който се образува при разпадането на озоновата молекула. Следователно, действайки като окислител, молекулата на озона, като правило, „използва“ само един кислороден атом, докато другите два се освобождават под формата на свободен кислород, например 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Много други съединения се окисляват по същия начин. Има обаче изключения, когато молекулата на озона използва и трите кислородни атома, които има за окисление, например 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Много важна разлика между озона и кислорода е, че озонът проявява окислителни свойства още при стайна температура. Например PbS и Pb(OH)2 не реагират с кислород при нормални условия, докато в присъствието на озон сулфидът се превръща в PbSO4, а хидроксидът в PbO2. Ако в съд с озон се излее концентриран разтвор на амоняк, ще се появи бял дим - това е окислен от озон амоняк, за да се образува амониев нитрит NH4NO2. Особено характерна за озона е способността да „почернява” сребърни предмети с образуването на AgO и Ag2O3.

Чрез присъединяване на един електрон и превръщане в отрицателен йон O3–, молекулата на озона става по-стабилна. „Озонатните соли“ или озонидите, съдържащи такива аниони, са известни отдавна – те се образуват от всички алкални метали с изключение на литий, а стабилността на озонидите се увеличава от натрий до цезий. Известни са и някои озониди на алкалоземни метали, например Ca(O3)2. Ако поток от газообразен озон се насочи към повърхността на твърда суха алкална основа, се образува оранжево-червена кора, съдържаща озониди, например 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. В същото време твърдата основа ефективно свързва водата, което предотвратява незабавната хидролиза на озонида. Въпреки това, при излишък от вода, озонидите бързо се разлагат: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2. По време на съхранение настъпва и разлагане: 2KO3 → 2KO2 + O2. Озонидите са силно разтворими в течен амоняк, което позволява да се изолират в чиста форма и да се изследват свойствата им.

Органичните вещества, с които озонът влиза в контакт, той обикновено унищожава. И така, озонът, за разлика от хлора, е в състояние да раздели бензоловия пръстен. Когато работите с озон, не можете да използвате гумени тръби и маркучи - те незабавно ще „изтекат“. Озонът реагира с органични съединения с освобождаване на голямо количество енергия. Например, етер, алкохол, памучна вата, навлажнена с терпентин, метан и много други вещества, се запалват спонтанно при контакт с озониран въздух, а смесването на озона с етилен води до силна експлозия.

Използването на озон.

Озонът не винаги "изгаря" органични вещества; в редица случаи е възможно да се проведат специфични реакции със силно разреден озон. Например, озонирането на олеинова киселина (тя се намира в големи количества в растителните масла) произвежда азелаинова киселина HOOC(CH2)7COOH, която се използва за производство на висококачествени смазочни масла, синтетични влакна и пластификатори за пластмаси. По същия начин се получава адипинова киселина, която се използва при синтеза на найлон. През 1855 г. Шьонбайн открива реакцията на ненаситени съединения, съдържащи C=C двойни връзки с озон, но едва през 1925 г. немският химик Х. Щаудингер установява механизма на тази реакция. Молекулата на озона се присъединява към двойната връзка, за да образува озонид, този път органичен, и кислороден атом замества една от връзките C=C, а групата –О–О– замества другата. Въпреки че някои органични озониди са изолирани в чиста форма (например етилен озонид), тази реакция обикновено се провежда в разреден разтвор, тъй като озонидите в свободно състояние са много нестабилни експлозиви. Реакцията на озониране на ненаситени съединения се радва на голямо уважение сред органичните химици; проблеми с тази реакция често се предлагат дори на училищни олимпиади. Факт е, че когато озонидът се разлага от вода, се образуват две молекули алдехид или кетон, които лесно се идентифицират и допълнително установяват структурата на оригиналното ненаситено съединение. Така в началото на 20-ти век химиците установяват структурата на много важни органични съединения, включително естествени, съдържащи C=C връзки.

Важна област на приложение на озона е дезинфекцията на питейната вода. Обикновено водата е хлорирана. Въпреки това, някои примеси във водата под действието на хлора се превръщат в съединения с много неприятна миризма. Поради това отдавна се предлага да се замени хлорът с озон. Озонираната вода не придобива чужда миризма или вкус; когато много органични съединения са напълно окислени с озон, се образуват само въглероден диоксид и вода. Пречистете с озон и отпадъчни води. Продуктите на озоново окисление на дори замърсители като феноли, цианиди, повърхностно активни вещества, сулфити, хлорамини са безвредни, безцветни и без мирис съединения. Излишният озон бързо се разлага с образуването на кислород. Озонирането на водата обаче е по-скъпо от хлорирането; освен това озонът не може да се транспортира и трябва да се произвежда на място.

Озон в атмосферата.

В земната атмосфера няма много озон – 4 милиарда тона, т.е. средно само 1 mg/m3. Концентрацията на озона нараства с отдалечаване от земната повърхност и достига максимум в стратосферата, на височина 20-25 км - това е "озоновият слой". Ако целият озон от атмосферата се събере близо до земната повърхност при нормално налягане, ще се получи слой с дебелина само около 2–3 mm. И такива малки количества озон във въздуха всъщност осигуряват живот на Земята. Озонът създава „защитен екран“, който не позволява на суровите ултравиолетови лъчи на слънцето да достигнат до земната повърхност, които са пагубни за всички живи същества.

През последните десетилетия се отделя голямо внимание на появата на така наречените „озонови дупки“ – зони със значително намалено съдържание на стратосферен озон. Чрез такъв "пропускащ" щит по-твърдото ултравиолетово лъчение на Слънцето достига до земната повърхност. Затова учените наблюдават озона в атмосферата от дълго време. През 1930 г. английският геофизик С. Чапман предлага схема от четири реакции, за да обясни постоянната концентрация на озон в стратосферата (тези реакции се наричат ​​цикъл на Чапман, в който М означава всеки атом или молекула, които отнасят излишната енергия):

O2 → 2O
O + O + M → O2 + M
O + O3 → 2O2
O3 → O2 + O.

Първата и четвъртата реакции от този цикъл са фотохимични, те са под въздействието на слънчевата радиация. За разлагането на кислородна молекула на атоми е необходимо излъчване с дължина на вълната по-малка от 242 nm, докато озонът се разпада, когато светлината се абсорбира в района на 240–320 nm (последната реакция просто ни предпазва от твърд ултравиолетов, тъй като кислородът не абсорбира в тази спектрална област). Останалите две реакции са термични, т.е. минават без действието на светлината. Много е важно третата реакция, водеща до изчезване на озона, да има активираща енергия; това означава, че скоростта на такава реакция може да се увеличи от действието на катализатори. Както се оказа, основният катализатор за разпадането на озона е азотният оксид NO. Образува се в горните слоеве на атмосферата от азот и кислород под въздействието на най-тежката слънчева радиация. Попаднал в озоносферата, той влиза в цикъл от две реакции O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, в резултат на което съдържанието му в атмосферата не се променя, а стационарната концентрация на озон намалява. Има и други цикли, водещи до намаляване на съдържанието на озон в стратосферата, например с участието на хлор:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2.

Озонът също се унищожава от прах и газове, които в големи количества навлизат в атмосферата по време на вулканични изригвания. Напоследък се предполага, че озонът е ефективен и при унищожаването на водорода, освободен от земната кора. Съвкупността от всички реакции на образуване и разпадане на озона води до факта, че средният живот на озоновата молекула в стратосферата е около три часа.

Предполага се, че освен естествени, има и изкуствени фактори, влияещи върху озоновия слой. Добре известен пример са фреоните, които са източници на хлорни атоми. Фреоните са въглеводороди, в които водородните атоми са заменени с флуорни и хлорни атоми. Използват се в охлаждане и за пълнене на аерозолни кутии. В крайна сметка фреоните попадат във въздуха и бавно се издигат все по-високо и по-високо с въздушни течения, като накрая достигат озоновия слой. Разлагайки се под действието на слънчевата радиация, самите фреони започват да разлагат каталитично озона. Все още не е известно точно до каква степен фреоните са виновни за „озоновите дупки“ и въпреки това отдавна се вземат мерки за ограничаване на употребата им.

Изчисленията показват, че след 60-70 години концентрацията на озон в стратосферата може да намалее с 25%. И в същото време концентрацията на озон в повърхностния слой - тропосферата, ще се увеличи, което също е лошо, тъй като озонът и продуктите от неговите трансформации във въздуха са отровни. Основният източник на озон в тропосферата е пренасянето на стратосферния озон с въздушни маси към по-ниските слоеве. Приблизително 1,6 милиарда тона навлизат в приземния слой озон годишно. Животът на озоновата молекула в долната част на атмосферата е много по-дълъг - повече от 100 дни, тъй като в повърхностния слой има по-малък интензитет на ултравиолетовата слънчева радиация, която унищожава озона. Обикновено в тропосферата има много малко озон: в чист чист въздух концентрацията му е средно само 0,016 μg / l. Концентрацията на озон във въздуха зависи не само от надморската височина, но и от терена. По този начин винаги има повече озон над океаните, отколкото над сушата, тъй като там озонът се разпада по-бавно. Измерванията в Сочи показаха, че въздухът близо до морския бряг съдържа 20% повече озон, отколкото в гората на 2 км от брега.

Съвременните хора дишат много повече озон от техните предци. Основната причина за това е увеличаването на количеството на метан и азотни оксиди във въздуха. Така съдържанието на метан в атмосферата непрекъснато нараства от средата на 19 век, когато започва използването на природен газ. В атмосфера, замърсена с азотни оксиди, метанът влиза в сложна верига от трансформации, включващи кислород и водни пари, резултатът от които може да се изрази с уравнението CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Други въглеводороди също могат да действат като метан, например тези, които се съдържат в изгорелите газове на автомобилите по време на непълното изгаряне на бензина. В резултат на това във въздуха на големите градове през последните десетилетия концентрацията на озон се е увеличила десетократно.

Винаги се е смятало, че по време на гръмотевична буря концентрацията на озон във въздуха се увеличава драстично, тъй като мълнията допринася за превръщането на кислорода в озон. Всъщност увеличението е незначително и се случва не по време на гръмотевична буря, а няколко часа преди нея. По време на гръмотевична буря и няколко часа след нея концентрацията на озона намалява. Това се обяснява с факта, че преди гръмотевична буря има силно вертикално смесване на въздушните маси, така че допълнително количество озон идва от горните слоеве. Освен това, преди гръмотевична буря, силата на електрическото поле се увеличава и се създават условия за образуване на коронен разряд в точките на различни обекти, например върховете на клоните. Той също така допринася за образуването на озон. И тогава, с развитието на гръмотевичен облак, под него възникват мощни възходящи въздушни течения, които намаляват съдържанието на озон директно под облака.
Интересен е въпросът за съдържанието на озон във въздуха на иглолистните гори. Например в Курса по неорганична химия от Г. Реми може да се прочете, че „озонираният въздух от иглолистни гори” е измислица. Така е? Нито едно растение не отделя озон, разбира се. Но растенията, особено иглолистните, отделят много летливи органични съединения във въздуха, включително ненаситени въглеводороди от класа терпен (има много от тях в терпентина). И така, в горещ ден, бор отделя 16 микрограма терпени на час за всеки грам сухо тегло игли. Терпените се отличават не само с иглолистни дървета, но и с някои широколистни дървета, сред които са топола и евкалипт. А някои тропически дървета са в състояние да отделят 45 микрограма терпени на 1 g суха листна маса на час. В резултат на това един хектар иглолистна гора може да отдели до 4 кг органична материя на ден и около 2 кг широколистна гора. Залесената площ на Земята е милиони хектари и всички те отделят стотици хиляди тонове различни въглеводороди, включително терпени, годишно. А въглеводородите, както беше показано в примера на метана, под въздействието на слънчевата радиация и в присъствието на други примеси допринасят за образуването на озон. Експериментите показват, че при подходящи условия терпените наистина участват много активно в цикъла на атмосферните фотохимични реакции с образуването на озон. Така че озонът в иглолистна гора изобщо не е изобретение, а експериментален факт.

Озон и здраве.

Какво удоволствие е да се разхождаш след гръмотевична буря! Въздухът е чист и свеж, неговите ободряващи струи сякаш се вливат в белите дробове без никакво усилие. „Той мирише на озон“, често казват в такива случаи. “Много добро за здравето.” Така е?

Някога озонът със сигурност се е смятал за полезен за здравето. Но ако концентрацията му надвиши определен праг, това може да причини много неприятни последици. В зависимост от концентрацията и времето на вдишване, озонът причинява промени в белите дробове, дразнене на лигавиците на очите и носа, главоболие, световъртеж, понижаване на кръвното налягане; озонът намалява устойчивостта на организма към бактериални инфекции на дихателните пътища. Максимално допустимата му концентрация във въздуха е само 0,1 µg/l, което означава, че озонът е много по-опасен от хлора! Ако прекарате няколко часа на закрито с концентрация на озон само 0,4 μg / l, може да се появят болки в гърдите, кашлица, безсъние, зрителната острота намалява. Ако вдишвате озон за дълго време при концентрация над 2 μg / l, последствията могат да бъдат по-тежки - до ступор и спад в сърдечната дейност. При съдържание на озон от 8–9 µg/l след няколко часа настъпва белодробен оток, който е изпълнен със смърт. Но такива незначителни количества от вещество обикновено са трудни за анализиране с конвенционални химически методи. За щастие, човек усеща наличието на озон дори при много ниски концентрации - около 1 μg / l, при които хартията с нишесте и йод няма да стане синя. За някои хора миризмата на озон в малки концентрации наподобява миризмата на хлор, за други - серен диоксид, за трети - чесън.

Не само озонът е отровен. С участието му във въздуха например се образува пероксиацетил нитрат (PAN) CH3-CO-OONO2 – вещество, което има силно дразнещо, включително сълзливо действие, което затруднява дишането, а в по-високи концентрации причинява парализа на сърцето. PAN е един от компонентите на така наречения фотохимичен смог, образуван през лятото в замърсен въздух (тази дума произлиза от английското smoke – дим и fog – мъгла). Концентрацията на озон в смог може да достигне 2 μg/l, което е 20 пъти по-високо от максимално допустимото. Трябва също да се има предвид, че комбинираният ефект на озона и азотните оксиди във въздуха е десет пъти по-силен от всяко вещество поотделно. Не е изненадващо, че последствията от такъв смог в големите градове могат да бъдат катастрофални, особено ако въздухът над града не се продухва от „течения“ и се образува застояла зона. И така, в Лондон през 1952 г. повече от 4000 души умират от смог в рамките на няколко дни. Смог в Ню Йорк през 1963 г. уби 350 души. Подобни истории имаше в Токио и други големи градове. От атмосферния озон страдат не само хората. Американски изследователи са показали например, че в райони с високо съдържание на озон във въздуха, експлоатационният живот на автомобилните гуми и другите каучукови изделия е значително намален.
Как да намалим съдържанието на озон в приземния слой? Намаляването на емисиите на метан в атмосферата едва ли е реалистично. Остава и друг начин – да се намалят емисиите на азотни оксиди, без които не може да мине цикълът на реакциите, водещи до озон. Този път също не е лесен, тъй като азотните оксиди се отделят не само от автомобилите, но и (главно) от топлоелектрическите централи.

Източниците на озон не са само на улицата. Образува се в рентгенови кабинети, в кабинети за физиотерапия (източникът му са живачно-кварцови лампи), при работа на копирни машини (копирни машини), лазерни принтери (тук причината за образуването му е високоволтов разряд). Озонът е неизбежен спътник за производството на перхидрол, аргоново-дъгово заваряване. За да се намали вредното въздействие на озона, е необходимо качулката да се оборудва с ултравиолетови лампи, добра вентилация на помещението.

И все пак едва ли е правилно да се смята, че озонът е безусловно вреден за здравето. Всичко зависи от неговата концентрация. Проучванията показват, че свежият въздух свети много слабо в тъмното; причината за сиянието са реакциите на окисление с участието на озон. Сияние се наблюдава и при разклащане на вода в колба, в която предварително е напълнен озониран кислород. Този блясък винаги е свързан с наличието на малки количества органични примеси във въздуха или водата. При смесване на чист въздух с издишан човек интензитетът на сиянието се увеличава десетократно! И това не е изненадващо: в издишания въздух бяха открити микропримеси от етилен, бензен, ацеталдехид, формалдехид, ацетон и мравчена киселина. Те са "подчертани" от озона. В същото време "застояли", т.е. Напълно лишен от озон, макар и много чист, въздухът не предизвиква сияние и човек го усеща като „застоял“. Такъв въздух може да се сравни с дестилираната вода: той е много чист, практически не съдържа примеси и е вредно да се пие. Така че пълното отсъствие на озон във въздуха, очевидно, също е неблагоприятно за хората, тъй като увеличава съдържанието на микроорганизми в него, води до натрупване на вредни вещества и неприятни миризми, които озонът унищожава. По този начин става ясна необходимостта от редовна и дългосрочна вентилация на помещенията, дори ако в него няма хора: в края на краищата озонът, който е влязъл в стаята, не се задържа в нея дълго време - той частично се разлага , и до голяма степен се утаява (адсорбира) по стените и други повърхности. Трудно е да се каже колко озон трябва да има в стаята. Въпреки това, в минимални концентрации, озонът вероятно е необходим и полезен.

Иля Линсън

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

озоне алотропна модификация на кислорода. В нормално състояние е светлосин газ, в течно състояние е тъмносин, а в твърдо състояние е тъмно лилав (до черен).

Може да остане в състояние на преохладена течност до температура (-250 o C). слабо разтворим във вода, по-добре в тетрахлорметан и различни флуорохлорвъглеводороди. Много силен окислител.

Химическа формула на озона

Химическа формула на озона- O 3 . Това показва, че молекулата на това вещество съдържа три кислородни атома (Ar = 16 a.m.u.). Според химическата формула можете да изчислите молекулното тегло на озона:

Mr(O 3) \u003d 3 × Ar (O) = 3 × 16 = 48

Структурна (графична) формула на озона

По-илюстративно е структурна (графична) формула на озона. Показва как атомите са свързани един с друг вътре в молекулата (фиг. 1).

Ориз. 1. Структурата на молекулата на озона.

Електронна формула , показващ разпределението на електроните в атома върху енергийните поднива е показано по-долу:

16 O 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

Също така показва, че кислородът, който изгражда озона, принадлежи към елементите от p-семейството, както и броят на валентните електрони - има 6 електрона във външното енергийно ниво (3s 2 3p 4).

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Озонът е газ. За разлика от много други, той не е прозрачен, но има характерен цвят и дори мирис. Той присъства в нашата атмосфера и е един от най-важните й компоненти. Каква е плътността на озона, неговата маса и други свойства? Каква е ролята му в живота на планетата?

син газ

В химията озонът няма отделно място в периодичната таблица. Това е така, защото не е елемент. Озонът е алотропна модификация или вариация на кислорода. Както в O2, неговата молекула се състои само от кислородни атоми, но има не два, а три. Следователно химичната му формула изглежда като O3.

Озонът е син газ. Има отчетлива остра миризма, напомняща на хлор, ако концентрацията е твърде висока. Спомняте ли си миризмата на свежест в дъжда? Това е озон. Благодарение на това свойство той получи името си, тъй като от древногръцкия език „озон“ е „миризма“.

Газовата молекула е полярна, атомите в нея са свързани под ъгъл от 116,78°. Озонът се образува, когато свободен кислороден атом е прикрепен към молекула O2. Това се случва по време на различни реакции, например окисляване на фосфор, електрически разряд или разлагане на пероксиди, по време на които се отделят кислородни атоми.

Свойства на озона

При нормални условия озонът съществува с молекулно тегло от почти 48 g/mol. Той е диамагнитен, тоест не може да бъде привлечен от магнит, точно както среброто, златото или азота. Плътността на озона е 2,1445 g/dm³.

В твърдо състояние озонът придобива синкаво-черен цвят, в течно състояние - цвят индиго, близък до виолетов. Точката на кипене е 111,8 градуса по Целзий. При температура от нула градуса се разтваря във вода (само в чиста вода) десет пъти по-добре от кислорода. Смесва се добре с азот, флуор, аргон и при определени условия с кислород.

Под действието на редица катализатори той лесно се окислява, като същевременно се отделят свободни кислородни атоми. Свързвайки се с него, той веднага се запалва. Веществото е в състояние да окислява почти всички метали. Само платината и златото не се поддават на действието му. Унищожава различни органични и ароматни съединения. При контакт с амоняк образува амониев нитрит, разрушава двойните въглеродни връзки.

Присъствайки в атмосферата във високи концентрации, озонът спонтанно се разлага. В този случай се отделя топлина и се образува молекула O2. Колкото по-висока е неговата концентрация, толкова по-силна е реакцията на отделяне на топлина. Когато съдържанието на озон е повече от 10%, това е придружено от експлозия. С повишаване на температурата и понижаване на налягането или при контакт с органични вещества, разлагането на O3 става по-бързо.

История на откритията

В химията озонът е бил известен едва през 18 век. Открит е през 1785 г. благодарение на миризмата, която физикът Ван Марум чу до работеща електростатична машина. Още 50 години по-късно не се появява по никакъв начин в научни експерименти и изследвания.

Ученият Кристиан Шьонбайн изследва окисляването на белия фосфор през 1840 г. По време на експериментите той успява да изолира неизвестно вещество, което нарича „озон“. Химикът се захваща с изследването на неговите свойства и описва методи за получаване на новооткрития газ.

Скоро към изследването на веществото се присъединиха и други учени. Известният физик Никола Тесла дори построява първия в историята.Промишленото използване на O3 започва в края на 19 век с появата на първите инсталации за снабдяване с питейна вода в домовете. Веществото е използвано за дезинфекция.

Озон в атмосферата

Нашата Земя е заобиколена от невидима въздушна обвивка - атмосферата. Без него животът на планетата би бил невъзможен. Компоненти на атмосферния въздух: кислород, озон, азот, водород, метан и други газове.

Сам по себе си озонът не съществува и се появява само в резултат на химични реакции. Близо до повърхността на Земята се образува поради електрически разряди на мълния по време на гръмотевична буря. По неестествен начин се появява поради емисиите на отработени газове от автомобили, фабрики, бензинови изпарения и действието на ТЕЦ.

Озонът в долните слоеве на атмосферата се нарича повърхностен или тропосферен. Има и стратосферен. Появява се под въздействието на ултравиолетовите лъчи, идващи от слънцето. Образува се на разстояние 19-20 километра над повърхността на планетата и се простира на височина 25-30 километра.

Стратосферният O3 образува озоновия слой на планетата, който я предпазва от мощна слънчева радиация. Той абсорбира приблизително 98% от ултравиолетовото лъчение с дължина на вълната, достатъчна да причини рак и изгаряния.

Употреба на вещества

Озонът е отличен окислител и разрушител. Това свойство отдавна се използва за пречистване на питейната вода. Веществото има пагубен ефект върху бактериите и вирусите, които са опасни за хората, а когато се окислява, то самото се превръща в безвреден кислород.

Може да убие дори устойчиви на хлор организми. Освен това се използва за пречистване на отпадъчни води от вредни за околната среда нефтопродукти, сулфиди, феноли и др. Подобни практики са често срещани главно в Съединените щати и някои европейски страни.

Озонът се използва в медицината за дезинфекция на инструменти, в индустрията се използва за избелване на хартия, пречистване на масла и получаване на различни вещества. Използването на O3 за пречистване на въздуха, водата и помещенията се нарича озониране.

Озон и човек

Въпреки всичките си полезни свойства, озонът може да бъде опасен за хората. Ако във въздуха има повече газ, отколкото човек може да понесе, отравянето не може да бъде избегнато. В Русия допустимата му норма е 0,1 μg / l.

При превишаване на тази норма се появяват типични признаци на химическо отравяне, като главоболие, дразнене на лигавиците, виене на свят. Озонът намалява устойчивостта на организма към инфекции, предавани през дихателните пътища, а също така намалява кръвното налягане. При концентрации на газ над 8-9 μg / l е възможен белодробен оток и дори смърт.

В същото време е доста лесно да разпознаете озона във въздуха. Миризмата на "свежест", хлор или "раци" (както твърди Менделеев) се чува ясно дори при ниско съдържание на веществото.