ओजोन एक गैसीय पदार्थ है जो ऑक्सीजन का संशोधन है (इसमें तीन परमाणु होते हैं)। यह हमेशा वातावरण में मौजूद रहता है, लेकिन पहली बार 1785 में डच भौतिक विज्ञानी वैन मारम द्वारा हवा में एक चिंगारी की क्रिया का अध्ययन करते हुए खोजा गया था। 1840 में, जर्मन रसायनज्ञ क्रिश्चियन फ्रेडरिक शॉनबीन ने इन टिप्पणियों की पुष्टि की और सुझाव दिया कि उन्होंने एक नए तत्व की खोज की, जिसे उन्होंने "ओजोन" नाम दिया (ग्रीक ओजोन से - महक)। 1850 में, एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में ओजोन की उच्च गतिविधि और कई कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रियाओं में दोहरे बंधन में जोड़ने की इसकी क्षमता निर्धारित की गई थी। ओजोन के इन दोनों गुणों को बाद में व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग मिला। हालाँकि, ओजोन का मूल्य इन दो गुणों तक सीमित नहीं है। इसमें एक कीटाणुनाशक और दुर्गन्ध के रूप में कई मूल्यवान गुण पाए गए हैं।
पीने के पानी और हवा को कीटाणुरहित करने के साधन के रूप में पहली बार ओजोन का उपयोग स्वच्छता में किया गया था। रूसी वैज्ञानिक ओजोनेशन प्रक्रियाओं के पहले शोधकर्ताओं में से थे। 1874 में वापस, (रूसी) स्वच्छताविदों के पहले स्कूल के निर्माता, प्रोफेसर ए.डी. डोबरॉय श्विन ने ओजोन को रोगजनक माइक्रोफ्लोरा से पीने के पानी और हवा कीटाणुरहित करने के लिए सबसे अच्छा साधन के रूप में प्रस्तावित किया। इससे पहले, 1886 में, एन.के. केल्डीश ने ओजोन की जीवाणुनाशक कार्रवाई पर शोध किया था। और इसे अत्यधिक प्रभावी कीटाणुनाशक के रूप में अनुशंसित किया। ओजोन अनुसंधान विशेष रूप से 20 वीं शताब्दी में व्यापक था। और पहले से ही 1911 में, यूरोप में पहला ओजोन जल आपूर्ति स्टेशन खाद्य उद्योग में सैनिटरी उद्देश्यों के लिए दवा में सेंट उद्देश्य में संचालन में लगाया गया था। , रासायनिक उद्योग, आदि की ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं में।
पिछले दशक में ओजोन के उपयोग के क्षेत्र और पैमाने में तेजी से वृद्धि हुई है। वर्तमान में, ओजोन के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग इस प्रकार हैं: जैविक ऑक्सीजन मांग (बीओडी), विरंजन, हानिकारक विषाक्त पदार्थों (साइनाइड्स) को बेअसर करने के लिए पीने और औद्योगिक पानी के साथ-साथ घरेलू और फेकल और औद्योगिक अपशिष्टों का शुद्धिकरण और कीटाणुशोधन। , फिनोल, मर्कैप्टन), अप्रिय गंधों का उन्मूलन, विभिन्न उद्योगों की दुर्गन्ध और वायु शोधन, एयर कंडीशनिंग सिस्टम में ओजोनेशन, खाद्य भंडारण, दवा उद्योग में पैकेजिंग और ड्रेसिंग सामग्री की नसबंदी, विभिन्न रोगों की चिकित्सा और चिकित्सा रोकथाम, आदि।
हाल के वर्षों में, ओजोन की एक और संपत्ति स्थापित की गई है - मनुष्यों के लिए पशु चारा और भोजन के जैविक मूल्य को बढ़ाने की क्षमता, जिसने फ़ीड और विभिन्न उत्पादों के प्रसंस्करण, तैयारी और भंडारण में ओजोन का उपयोग करना संभव बना दिया। इसलिए, कृषि उत्पादन में ओजोनेशन प्रौद्योगिकियों का विकास, और विशेष रूप से, मुर्गी पालन में, बहुत आशाजनक है।

ओजोन के भौतिक गुण

ओजोन ऑक्सीजन का एक अत्यधिक सक्रिय, एलोट्रोपिक रूप है; सामान्य तापमान पर, यह एक विशिष्ट तीखी गंध वाली एक हल्की नीली गैस होती है (हवा के 0.015 mg/m3 की ओजोन सांद्रता पर गंध को व्यवस्थित रूप से महसूस किया जाता है)। तरल चरण में, ओजोन में एक नील-नीला रंग होता है, और ठोस चरण में इसका गाढ़ा बैंगनी-नीला रंग होता है, ओजोन की 1 मिमी मोटी परत व्यावहारिक रूप से अपारदर्शी होती है। ओजोन ऑक्सीजन से बनता है, गर्मी को अवशोषित करते हुए, और, इसके विपरीत, विघटित होने पर, यह ऑक्सीजन में गुजरता है, गर्मी जारी करता है (दहन के समान)। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है:
उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया
2 ऑउंस \u003d ZO2 + 68 किलो कैलोरी
एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया

इन प्रतिक्रियाओं की दर तापमान, दबाव और ओजोन एकाग्रता पर निर्भर करती है। सामान्य तापमान और दबाव पर, प्रतिक्रियाएं धीरे-धीरे आगे बढ़ती हैं, लेकिन ऊंचे तापमान पर ओजोन का अपघटन तेज हो जाता है।
विभिन्न विकिरणों की ऊर्जा की क्रिया के तहत ओजोन का निर्माण बल्कि जटिल है। ऑक्सीजन से ओजोन के निर्माण की प्राथमिक प्रक्रियाएं लागू ऊर्जा की मात्रा के आधार पर अलग-अलग तरीके से आगे बढ़ सकती हैं।
ऑक्सीजन अणु की उत्तेजना 6.1 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर होती है; आणविक ऑक्सीजन आयनों का निर्माण - 12.2 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर; ऑक्सीजन में पृथक्करण - 19.2 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर। सभी मुक्त इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन अणुओं द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नकारात्मक ऑक्सीजन आयन बनते हैं। अणु के उत्तेजन के बाद ओजोन बनने की प्रतिक्रिया होती है।
12.2 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर, जब आण्विक ऑक्सीजन आयन बनते हैं, कोई ओजोन रिलीज नहीं देखा जाता है, और 19.2 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर, जब एक परमाणु और एक ऑक्सीजन आयन दोनों शामिल होते हैं, तो ओजोन बनता है। इसके साथ ही धनात्मक और ऋणात्मक ऑक्सीजन आयन बनते हैं। ओजोन क्षय* का तंत्र, जिसमें सजातीय और विषम प्रणाली शामिल है, जटिल है और स्थितियों पर निर्भर करता है। ओजोन अपघटन को सजातीय प्रणालियों में गैसीय योजक (नाइट्रोजन ऑक्साइड, क्लोरीन, आदि) द्वारा और विषम प्रणालियों में धातुओं (पारा, चांदी, तांबा, आदि) और धातु ऑक्साइड (लोहा, तांबा, निकल, सीसा, आदि) द्वारा त्वरित किया जाता है। ) ओजोन की उच्च सांद्रता पर, विस्फोट के साथ प्रतिक्रिया होती है। 10% तक ओजोन सांद्रता पर, विस्फोटक अपघटन नहीं होता है। कम तापमान ओजोन के संरक्षण में मदद करता है। लगभग -183 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, तरल ओजोन को बिना ध्यान देने योग्य अपघटन के लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। क्वथनांक (-119 डिग्री सेल्सियस) तक तेजी से गर्म होने या ओजोन के तेजी से ठंडा होने से विस्फोट हो सकता है। इसलिए ओजोन के गुणों को जानना और इसके साथ काम करते समय सावधानियां बरतना बहुत जरूरी है। तालिका 1 ओजोन के मुख्य भौतिक गुणों को दर्शाती है।
गैसीय अवस्था में ओजोन प्रतिचुम्बकीय होती है, जबकि द्रव अवस्था में यह दुर्बल अनुचुम्बकीय होती है। ओजोन आवश्यक तेलों, तारपीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड में अच्छी तरह से घुल जाता है। पानी में इसकी घुलनशीलता ऑक्सीजन की तुलना में 15 गुना अधिक है।
ओजोन अणु, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, में तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं और इसमें एक असममित त्रिभुज संरचना होती है, जो शीर्ष पर एक मोटे कोण (116.5 °) और समान परमाणु दूरी (1.28 ° A) की औसत बाध्यकारी ऊर्जा (78 kcal /) के साथ होती है। mol) और कमजोर रूप से व्यक्त ध्रुवता (0.58)।

ओजोन के बुनियादी भौतिक गुण

ओजोन के ऑप्टिकल गुणों को विभिन्न वर्णक्रमीय संरचना के विकिरण के लिए इसकी अस्थिरता की विशेषता है। विकिरण न केवल ओजोन द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, इसे नष्ट कर सकता है, बल्कि ओजोन भी बना सकता है। वायुमंडल में ओजोन का निर्माण 210-220 और 175 एनएम स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में होता है। इस मामले में, दो ओजोन अणु प्रति अवशोषित प्रकाश मात्रा में बनते हैं। ओजोन के वर्णक्रमीय गुण, सौर विकिरण के प्रभाव में इसका गठन और क्षय पृथ्वी के जीवमंडल में इष्टतम जलवायु पैरामीटर प्रदान करते हैं।



एक आर्बर, जिसकी विशेषता शीर्ष पर एक अधिक कोण (116.5°) और समान परमाणु दूरी (1.28°A) है जिसमें औसत बाध्यकारी ऊर्जा (78 kcal/mol) और कमजोर ध्रुवता (0.58) है।
ओजोन के ऑप्टिकल गुणों को विभिन्न वर्णक्रमीय संरचना के विकिरण के लिए इसकी अस्थिरता की विशेषता है। विकिरण न केवल ओजोन द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, इसे नष्ट कर सकता है, बल्कि ओजोन भी बना सकता है। वायुमंडल में ओजोन का निर्माण 210-220 और 175 एनएम स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में होता है। इस मामले में, दो ओजोन अणु प्रति अवशोषित प्रकाश मात्रा में बनते हैं। ओजोन के वर्णक्रमीय गुण, सौर विकिरण के प्रभाव में इसका गठन और क्षय पृथ्वी के जीवमंडल में इष्टतम जलवायु पैरामीटर प्रदान करते हैं।
ओजोन में सिलिका जेल और एल्यूमिना जेल द्वारा सोखने की एक अच्छी क्षमता है, जो इस घटना का उपयोग गैस मिश्रण और समाधानों से ओजोन के निष्कर्षण के साथ-साथ उच्च सांद्रता पर इसके सुरक्षित संचालन के लिए करना संभव बनाता है। हाल ही में, ओजोन की उच्च सांद्रता के साथ सुरक्षित संचालन के लिए फ्रीऑन का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। फ्रीऑन में घुली सांद्रित ओजोन को लंबे समय तक स्टोर किया जा सकता है।
ओजोन के संश्लेषण में, एक नियम के रूप में, गैस मिश्रण (O3 + O2 या Oz + वायु) बनते हैं, जिसमें ओजोन सामग्री मात्रा से 2-5% से अधिक नहीं होती है। शुद्ध ओजोन प्राप्त करना तकनीकी रूप से कठिन कार्य है और अभी तक इसका समाधान नहीं हुआ है। गैस मिश्रणों के निम्न-तापमान आसवन द्वारा मिश्रण से ऑक्सीजन को अलग करने की एक विधि है। हालांकि, सुधार के दौरान ओजोन विस्फोट के खतरे को बाहर करना अभी तक संभव नहीं हो पाया है। अनुसंधान अभ्यास में, तरल नाइट्रोजन के साथ डबल फ्रीजिंग ओजोन की तकनीक का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिससे केंद्रित ओजोन प्राप्त करना संभव हो जाता है। एक सुरक्षित तरीका है सोखना - desorption द्वारा केंद्रित ओजोन प्राप्त करना, जब गैस मिश्रण प्रवाह को ठंडा (-80 ° C) सिलिका जेल की एक परत के माध्यम से उड़ाया जाता है, और फिर सोखने वाले को एक अक्रिय गैस (नाइट्रोजन या हीलियम) से उड़ा दिया जाता है। इस पद्धति का उपयोग करके, आप ओजोन का अनुपात प्राप्त कर सकते हैं: ऑक्सीजन \u003d 9: 1, यानी। अत्यधिक केंद्रित ओजोन।
औद्योगिक उद्देश्यों के लिए ऑक्सीकरण घटक के रूप में केंद्रित ओजोन का उपयोग महत्वहीन है।

ओजोन के रासायनिक गुण

ओजोन के विशिष्ट रासायनिक गुणों को सबसे पहले इसकी अस्थिरता, जल्दी से विघटित होने की क्षमता और उच्च ऑक्सीडेटिव गतिविधि माना जाना चाहिए।
ओजोन के लिए, ऑक्सीकरण संख्या I स्थापित की गई थी, जो ओजोन द्वारा ऑक्सीकृत पदार्थ को दिए गए ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या की विशेषता है। जैसा कि प्रयोगों ने दिखाया है, यह 0.1, 3 के बराबर हो सकता है। पहले मामले में, ओजोन मात्रा में वृद्धि के साथ विघटित होता है: 2Oz ---> 3O2, दूसरे में यह ऑक्सीकृत पदार्थ को एक ऑक्सीजन परमाणु देता है: O3 -> O2 + O (उसी समय, मात्रा नहीं बढ़ती है), और तीसरे मामले में, ओजोन को ऑक्सीकृत पदार्थ में जोड़ा जाता है: O3 -\u003e 3O (इस मामले में, इसकी मात्रा कम हो जाती है)।
ऑक्सीकरण गुण अकार्बनिक पदार्थों के साथ ओजोन की रासायनिक प्रतिक्रियाओं की विशेषता है।
सोना और प्लेटिनम समूह को छोड़कर ओजोन सभी धातुओं का ऑक्सीकरण करता है। सल्फर यौगिकों को इसके द्वारा सल्फेट, नाइट्राइट - नाइट्रेट में ऑक्सीकृत किया जाता है। आयोडीन और ब्रोमीन यौगिकों के साथ प्रतिक्रियाओं में, ओजोन कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करता है, और इसके मात्रात्मक निर्धारण के लिए कई तरीके इस पर आधारित हैं। नाइट्रोजन, कार्बन और उनके ऑक्साइड ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। हाइड्रोजन के साथ ओजोन की प्रतिक्रिया में, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल बनते हैं: H + O3 -> HO + O2। नाइट्रोजन ऑक्साइड ओजोन के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं, उच्च ऑक्साइड बनाते हैं:
NO+Oz->NO2+O2;
NO2+O3----->NO3+O2;
NO2+O3->N2O5.
ओजोन द्वारा अमोनियम नाइट्रेट में अमोनिया का ऑक्सीकरण होता है।
ओजोन हाइड्रोजन हैलाइड को विघटित करता है और निम्न ऑक्साइड को उच्च में परिवर्तित करता है। प्रक्रिया उत्प्रेरक के रूप में शामिल हैलोजन भी उच्च ऑक्साइड बनाते हैं।
ओजोन - ऑक्सीजन की कमी क्षमता काफी अधिक है और एक अम्लीय वातावरण में 2.07 वी के मूल्य से निर्धारित होता है, और एक क्षारीय समाधान में - 1.24 वी। इलेक्ट्रॉन के साथ ओजोन की आत्मीयता 2 ईवी के मान से निर्धारित होती है, और केवल फ्लोरीन, इसके ऑक्साइड और मुक्त कणों में एक मजबूत इलेक्ट्रॉन आत्मीयता होती है।
ओजोन के उच्च ऑक्सीडेटिव प्रभाव का उपयोग कई ट्रांसयूरेनियम तत्वों को सात-वैलेंट अवस्था में स्थानांतरित करने के लिए किया गया था, हालांकि उनकी उच्चतम वैलेंस अवस्था 6 है। चर वैलेंस (Cr, Co, आदि) की धातुओं के साथ ओजोन की प्रतिक्रिया व्यावहारिक अनुप्रयोग पाती है। रंजक और विटामिन पीपी के उत्पादन में कच्चा माल प्राप्त करने में।
ओजोन की क्रिया के तहत क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं का ऑक्सीकरण होता है, और उनके हाइड्रॉक्साइड ओजोनाइड्स (ट्राइऑक्साइड) बनाते हैं। ओजोनाइड्स को लंबे समय से जाना जाता है; उनका उल्लेख 1886 की शुरुआत में फ्रांसीसी कार्बनिक रसायनज्ञ चार्ल्स एडॉल्फ वर्टज़ द्वारा किया गया था। वे एक लाल-भूरे रंग के क्रिस्टलीय पदार्थ हैं, जिसके अणुओं की जाली में एकल नकारात्मक ओजोन आयन (O3-) शामिल हैं, जो उनके अनुचुंबकीय गुणों को निर्धारित करता है। ओजोनाइड्स की थर्मल स्थिरता सीमा -60 ± 2 डिग्री सेल्सियस है, सक्रिय ऑक्सीजन की सामग्री वजन से 46% है। कई पेरोक्साइड यौगिकों की तरह, क्षार धातु ओजोनाइड्स ने पुनर्योजी प्रक्रियाओं में व्यापक आवेदन पाया है।
ओजोनाइड्स सोडियम, पोटेशियम, रूबिडियम, सीज़ियम के साथ ओजोन की प्रतिक्रियाओं में बनते हैं, जो एम + ओ-एच + ओ3 प्रकार के मध्यवर्ती अस्थिर परिसर से गुजरते हैं - ओजोन के साथ एक और प्रतिक्रिया के साथ, जिसके परिणामस्वरूप ओजोनाइड और जलीय का मिश्रण होता है क्षार धातु ऑक्साइड हाइड्रेट।
ओजोन सक्रिय रूप से कई कार्बनिक यौगिकों के साथ रासायनिक संपर्क में प्रवेश करती है। इस प्रकार, असंतृप्त यौगिकों के दोहरे बंधन के साथ ओजोन की बातचीत का प्राथमिक उत्पाद एक मैलोजॉइड है, जो अस्थिर है और एक द्विध्रुवीय आयन और कार्बोनिल यौगिकों (एल्डिहाइड या कीटोन) में विघटित हो जाता है। इस प्रतिक्रिया में बनने वाले मध्यवर्ती उत्पादों को एक अलग क्रम में पुनर्संयोजित किया जाता है, जिससे एक ओजोनाइड बनता है। एक द्विध्रुवीय आयन (अल्कोहल, एसिड) के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम पदार्थों की उपस्थिति में, ओजोनाइड्स के बजाय विभिन्न पेरोक्साइड यौगिक बनते हैं।
ओजोन सुगंधित यौगिकों के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है, और प्रतिक्रिया सुगंधित नाभिक के विनाश के साथ और इसके विनाश के बिना आगे बढ़ती है।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन के साथ प्रतिक्रियाओं में, ओजोन पहले परमाणु ऑक्सीजन के निर्माण के साथ विघटित होता है, जो श्रृंखला ऑक्सीकरण की शुरुआत करता है, जबकि ऑक्सीकरण उत्पादों की उपज ओजोन की खपत से मेल खाती है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन के साथ ओजोन की परस्पर क्रिया गैस चरण और समाधान दोनों में होती है।
फिनोल आसानी से ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जबकि बाद वाले एक अशांत सुगंधित नाभिक (जैसे क्विनोइन) के साथ यौगिकों में नष्ट हो जाते हैं, साथ ही साथ असंतृप्त एल्डिहाइड और एसिड के कम विषैले डेरिवेटिव भी होते हैं।
कार्बनिक यौगिकों के साथ ओजोन की बातचीत का व्यापक रूप से रासायनिक उद्योग और संबंधित उद्योगों में उपयोग किया जाता है। असंतृप्त यौगिकों के साथ ओजोन की प्रतिक्रिया का उपयोग कृत्रिम रूप से विभिन्न फैटी एसिड, अमीनो एसिड, हार्मोन, विटामिन और बहुलक सामग्री प्राप्त करना संभव बनाता है; सुगंधित हाइड्रोकार्बन के साथ ओजोन की प्रतिक्रियाएँ - डिपेनिल एसिड, फ़ेथलिक डायल्डिहाइड और फ़ेथलिक एसिड, ग्लाइऑक्सालिक एसिड, आदि।
सुगंधित हाइड्रोकार्बन के साथ ओजोन की प्रतिक्रियाओं ने विभिन्न वातावरणों, परिसर, अपशिष्ट जल, ऑफ-गैसों और सल्फर युक्त यौगिकों के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के अपशिष्ट जल और निकास गैसों के उपचार के तरीकों के विकास के तरीकों के विकास का आधार बनाया। कृषि सहित उद्योग, सल्फर युक्त हानिकारक यौगिकों (हाइड्रोजन सल्फाइड, मर्कैप्टन, सल्फर डाइऑक्साइड) से।

ओजोन एक प्राकृतिक गैस है, जो समताप मंडल में होने के कारण ग्रह की आबादी को पराबैंगनी किरणों के नकारात्मक प्रभावों से बचाती है। चिकित्सा में, इस पदार्थ का उपयोग अक्सर हेमटोपोइजिस को उत्तेजित करने और प्रतिरक्षा बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसी समय, सीधे सूर्य के प्रकाश और निकास गैसों की बातचीत के परिणामस्वरूप क्षोभमंडल में ओजोन के प्राकृतिक गठन के साथ, मानव शरीर पर इसका प्रभाव विपरीत है। गैस की बढ़ी हुई सांद्रता के साथ हवा में साँस लेने से न केवल एलर्जी की प्रतिक्रिया बढ़ सकती है, बल्कि तंत्रिका संबंधी विकारों का भी विकास हो सकता है।

ओजोन के लक्षण

ओजोन तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से बनी गैस है। प्रकृति में, यह परमाणु ऑक्सीजन पर सीधे सूर्य के प्रकाश की क्रिया के परिणामस्वरूप बनता है।

आकार और तापमान के आधार पर, ओजोन का रंग हल्के नीले से गहरे नीले रंग में भिन्न हो सकता है। इस गैस में अणुओं का कनेक्शन बहुत अस्थिर है - गठन के कुछ मिनट बाद, पदार्थ ऑक्सीजन परमाणुओं में विघटित हो जाता है।

ओजोन एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जिसके कारण इसका उपयोग अक्सर उद्योग, रॉकेट विज्ञान और चिकित्सा में किया जाता है। उत्पादन स्थितियों के तहत, यह गैस वेल्डिंग, जल इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियाओं और हाइड्रोजन पेरोक्साइड के निर्माण के दौरान मौजूद होती है।

इस सवाल का जवाब देते हुए कि ओजोन जहरीला है या नहीं, विशेषज्ञ सकारात्मक जवाब देते हैं। यह गैस उच्चतम विषाक्तता वर्ग से संबंधित है, जो हाइड्रोसायनिक एसिड सहित कई रासायनिक युद्ध एजेंटों से मेल खाती है।

किसी व्यक्ति पर गैस का प्रभाव

कई अध्ययनों के दौरान, वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि मानव शरीर पर ओजोन का प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि हवा के साथ-साथ कितनी गैस फेफड़ों में प्रवेश करती है। विश्व स्वास्थ्य संगठन द्वारा ओजोन की निम्नलिखित अधिकतम स्वीकार्य सांद्रता स्थापित की गई है:

• आवासीय क्षेत्र में - 30 माइक्रोग्राम / मी 3 तक;
• औद्योगिक क्षेत्र में - 100 एमसीजी / एम 3 से अधिक नहीं।

पदार्थ की एकल अधिकतम खुराक 0.16 मिलीग्राम / मी 3 से अधिक नहीं होनी चाहिए।

नकारात्मक प्रभाव

शरीर पर ओजोन के नकारात्मक प्रभाव अक्सर उन लोगों में देखे जाते हैं जिन्हें उत्पादन वातावरण में इस गैस से निपटना पड़ता है: रॉकेट उद्योग के विशेषज्ञ, ओजोनाइज़र और पराबैंगनी लैंप का उपयोग करने वाले श्रमिक।

किसी व्यक्ति पर लंबे समय तक और नियमित रूप से ओजोन के संपर्क में आने से निम्नलिखित परिणाम होते हैं:

• श्वसन प्रणाली की जलन;
• अस्थमा का विकास;
• श्वसन अवसाद;
• एलर्जी प्रतिक्रियाओं के विकास के जोखिम में वृद्धि;
• पुरुष बांझपन के विकास की संभावना में वृद्धि;
• प्रतिरक्षा में कमी;
• कार्सिनोजेनिक कोशिकाओं की वृद्धि।

लोगों के चार समूह ओजोन से सबसे अधिक प्रभावित होते हैं: बच्चे, अतिसंवेदनशीलता वाले, बाहरी एथलीट और बुजुर्ग। इसके अलावा, जोखिम क्षेत्र में श्वसन और हृदय प्रणाली के पुराने विकृति वाले रोगी शामिल हैं।

औद्योगिक परिस्थितियों में तरल ओजोन के संपर्क के परिणामस्वरूप, जो -200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर क्रिस्टलीकृत हो जाता है, गहरी शीतदंश हो सकती है।

सकारात्मक प्रभाव

ओजोन की अधिकतम मात्रा ग्रह के वायु आवरण की समताप मंडल की परत में पाई जाती है। वहां स्थित ओजोन परत सौर स्पेक्ट्रम की पराबैंगनी किरणों के सबसे हानिकारक हिस्से के अवशोषण में योगदान करती है।

सावधानी से समायोजित खुराक में, चिकित्सा ओजोन या ऑक्सीजन-ओजोन मिश्रण का मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, जिसके कारण इसे अक्सर औषधीय प्रयोजनों के लिए उपयोग किया जाता है।

उपस्थित चिकित्सक की देखरेख में, इस पदार्थ का उपयोग आपको निम्नलिखित परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देता है:

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व्लादिमीर
61 वर्ष

• ऑक्सीजन की कमी को खत्म करना;
• शरीर में होने वाली रेडॉक्स प्रक्रियाओं में वृद्धि;
• विषाक्त पदार्थों को हटाकर नशा के प्रभाव को कम करना;
• दर्द सिंड्रोम को खत्म करना;
• रक्त प्रवाह में सुधार और सभी अंगों को रक्त की आपूर्ति सुनिश्चित करना;
• हेपेटाइटिस सहित इसके विभिन्न रोगों में यकृत के समुचित कार्य को बहाल करना।

इसके अलावा, चिकित्सा पद्धति में ओजोन थेरेपी के उपयोग से रोगी की सामान्य स्थिति में सुधार हो सकता है: नींद को स्थिर करना, घबराहट कम करना, प्रतिरक्षा में वृद्धि करना और पुरानी थकान को खत्म करना।

अन्य रासायनिक तत्वों को ऑक्सीकरण करने की इसकी क्षमता के कारण, ओजोन को अक्सर एक कीटाणुनाशक के रूप में प्रयोग किया जाता है। यह पदार्थ आपको कवक, वायरस और बैक्टीरिया से प्रभावी ढंग से लड़ने की अनुमति देता है।

ओजोनाइज़र का उपयोग

ओजोन द्वारा प्रदान किए गए वर्णित सकारात्मक गुणों ने ओजोनाइज़र के औद्योगिक और घरेलू परिस्थितियों में उत्पादन और उपयोग का नेतृत्व किया - ऐसे उपकरण जो ट्रिटेंट ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं।

उद्योग में ऐसे उपकरणों का उपयोग आपको निम्नलिखित गतिविधियों को करने की अनुमति देता है:

• कमरे में हवा कीटाणुरहित करें;
• मोल्ड और कवक को नष्ट करें;
• पानी और सीवेज कीटाणुरहित करना;

चिकित्सा संस्थानों में, परिसर के कीटाणुशोधन, उपकरणों और उपभोग्य सामग्रियों की नसबंदी के लिए ओजोनाइज़र का उपयोग किया जाता है।

घर में ओजोनाइजर का प्रयोग आम बात है। इस तरह के उपकरणों का उपयोग अक्सर ऑक्सीजन के साथ हवा को समृद्ध करने, पानी कीटाणुरहित करने और किसी संक्रामक बीमारी वाले व्यक्ति द्वारा उपयोग किए जाने वाले व्यंजन या घरेलू सामान से वायरस और बैक्टीरिया को खत्म करने के लिए किया जाता है।

रोजमर्रा की जिंदगी में ओजोनेटर का उपयोग करते समय, डिवाइस के निर्माता द्वारा निर्दिष्ट सभी शर्तों का पालन किया जाना चाहिए। डिवाइस चालू होने पर घर के अंदर रहने की सख्त मनाही है, साथ ही तुरंत इसके साथ शुद्ध पानी पिएं।

विषाक्तता के लक्षण

श्वसन अंगों के माध्यम से मानव शरीर में ओजोन की उच्च सांद्रता का प्रवेश या इस पदार्थ के साथ लंबे समय तक संपर्क गंभीर नशा पैदा कर सकता है। ओजोन विषाक्तता के लक्षण दोनों तेजी से प्रकट हो सकते हैं - इस पदार्थ की एक बड़ी मात्रा के एक एकल साँस लेना के साथ, और धीरे-धीरे पता लगाया जा सकता है - काम करने की स्थिति या घरेलू ओजोनाइज़र का उपयोग करने के नियमों का पालन न करने के कारण पुराने नशा के साथ।

श्वसन प्रणाली से विषाक्तता के पहले लक्षणों का पता लगाया जाता है:

• गले में पसीना और जलन;
• सांस की तकलीफ, सांस की तकलीफ;
• गहरी सांस लेने में असमर्थता;
• लगातार और रुक-रुक कर सांस लेने की उपस्थिति;
• छाती क्षेत्र में दर्द।

आंखों पर गैस के संपर्क में आने पर, उनका फटना, दर्द की घटना, श्लेष्मा झिल्ली की लालिमा और वासोडिलेशन देखा जा सकता है। कुछ मामलों में, दृष्टि की गिरावट या पूर्ण हानि होती है।

व्यवस्थित संपर्क के साथ, ओजोन मानव शरीर को निम्नलिखित तरीकों से प्रभावित कर सकता है:

• ब्रोंची के संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं;
• श्वसन पथ के विभिन्न रोग विकसित और बिगड़ते हैं: निमोनिया, ब्रोंकाइटिस, अस्थमा, वातस्फीति;
• श्वसन मात्रा में कमी से घुटन के हमले होते हैं और श्वसन क्रिया का पूर्ण समापन होता है।

श्वसन प्रणाली को प्रभावित करने के अलावा, पुरानी ओजोन विषाक्तता अन्य शरीर प्रणालियों के कामकाज में रोग प्रक्रियाओं को भी शामिल करती है:

• तंत्रिका संबंधी विकारों का विकास - एकाग्रता और ध्यान के स्तर में कमी, सिरदर्द की उपस्थिति, आंदोलनों का बिगड़ा हुआ समन्वय;
• पुरानी बीमारियों का तेज होना;
• रक्त के थक्के का उल्लंघन, एनीमिया का विकास, रक्तस्राव की घटना;
• एलर्जी प्रतिक्रियाओं का तेज होना;
• शरीर में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं का उल्लंघन, जिसके परिणामस्वरूप मुक्त कण फैलते हैं और स्वस्थ कोशिकाओं का विनाश होता है;
• एथेरोस्क्लेरोसिस का विकास;
• पेट की स्रावी कार्यक्षमता में गिरावट।

ओजोन विषाक्तता के लिए प्राथमिक उपचार

तीव्र ओजोन विषाक्तता के गंभीर परिणाम हो सकते हैं, यहाँ तक कि मृत्यु भी हो सकती है, इसलिए, यदि नशा का संदेह है, तो पीड़ित को तुरंत प्राथमिक चिकित्सा प्रदान की जानी चाहिए। विशेषज्ञों के आने से पहले, निम्नलिखित गतिविधियों को अंजाम देना आवश्यक है:

1. पीड़ित को प्रभावित क्षेत्र से जहरीले पदार्थ से निकालें या कमरे में ताजी हवा का प्रवाह सुनिश्चित करें।
2. तंग कपड़ों को खोल दें, व्यक्ति को आधा बैठने की स्थिति दें, सिर को पीछे झुकाने से रोकें।
3. सहज श्वास और हृदय गति रुकने की स्थिति में, पुनर्जीवन के उपाय करें - मुंह से मुंह तक कृत्रिम श्वसन और छाती में संकुचन।

अगर ओजोन आंखों के संपर्क में आता है, तो खूब बहते पानी से कुल्ला करें।

यदि कोई व्यक्ति तरल ओजोन के संपर्क में है, तो आपको किसी भी स्थिति में पीड़ित के शरीर के संपर्क के स्थान पर कपड़े उतारने की कोशिश नहीं करनी चाहिए। विशेषज्ञों के आने से पहले, प्रभावित क्षेत्र को भरपूर पानी से धोना चाहिए।

पीड़ित को प्राथमिक चिकित्सा प्रदान करने के अलावा, उसे तुरंत एक चिकित्सा संस्थान में पहुंचाना या एम्बुलेंस को कॉल करना आवश्यक है, क्योंकि आगे के नशे के उपाय केवल योग्य चिकित्सा कर्मियों द्वारा ही किए जा सकते हैं।

जहर का इलाज

चिकित्सा अस्पताल में ओजोन विषाक्तता को समाप्त करने के लिए निम्नलिखित उपाय किए जाते हैं:

• ऊपरी श्वसन पथ की जलन को खत्म करने के लिए क्षारीय साँस लेना;
• खांसी को रोकने और श्वसन क्रिया को बहाल करने के लिए दवाएं लिखिए;
• तीव्र श्वसन विफलता के मामले में, रोगी एक वेंटिलेटर से जुड़ा होता है;
• आंखों की क्षति के साथ, वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर और कीटाणुनाशक दवाएं निर्धारित की जाती हैं;
• गंभीर विषाक्तता के मामले में, हृदय प्रणाली के कार्यों को सामान्य करने के लिए चिकित्सा की जाती है;
• एंटीऑक्सीडेंट थेरेपी।

प्रभाव

अनुचित कार्य परिस्थितियों में मानव शरीर पर ओजोन के लंबे समय तक संपर्क या ओजोनाइज़र के उपयोग के नियमों के उल्लंघन से पुरानी विषाक्तता होती है। यह स्थिति अक्सर ऐसे परिणामों के विकास पर जोर देती है:

• ट्यूमर का गठन। इस घटना का कारण ओजोन का कार्सिनोजेनिक प्रभाव है, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका जीनोम को नुकसान होता है और उनके उत्परिवर्तन का विकास होता है।
• पुरुष बांझपन का विकास। ओजोन के व्यवस्थित साँस लेना के साथ, शुक्राणुजनन का उल्लंघन होता है, जिसके कारण प्रजनन की संभावना खो जाती है।
• तंत्रिका संबंधी विकृति। एक व्यक्ति को ध्यान का उल्लंघन, नींद की गिरावट, सामान्य कमजोरी, सिरदर्द की नियमित घटना होती है।

निवारण

ओजोन विषाक्तता से बचने के लिए, विशेषज्ञ इन सिफारिशों का पालन करने की सलाह देते हैं:

• दिन के गर्म समय में, विशेष रूप से गर्मियों में, बाहर खेल खेलने से बचना चाहिए। घर के अंदर या बड़े औद्योगिक उद्यमों और चौड़े राजमार्गों से दूर के क्षेत्रों में सुबह और शाम के समय शारीरिक व्यायाम करने की सलाह दी जाती है।
• गर्म मौसम में, जितना संभव हो उतना कम बाहर होना आवश्यक है, खासकर उच्च गैस प्रदूषण वाले क्षेत्रों में।
• औद्योगिक वातावरण में ओजोन के संपर्क के मामले में, कमरा निकास वेंटिलेशन से सुसज्जित होना चाहिए। इसके अलावा, उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, सुरक्षात्मक उपकरणों का उपयोग करना आवश्यक है, साथ ही विशेष सेंसर जो कमरे में गैस के स्तर को प्रदर्शित करते हैं। ओजोन के सीधे संपर्क का समय यथासंभव कम होना चाहिए।

घरेलू ओजोनाइज़र चुनते समय, इसकी तकनीकी विशेषताओं और उपयुक्त प्रमाण पत्र की उपलब्धता पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है। गैर-प्रमाणित उपकरण खरीदने से त्रिसंयोजक ऑक्सीजन विषाक्तता हो सकती है। डिवाइस का उपयोग करने से पहले, आपको इसके संचालन के नियमों और सावधानियों से खुद को परिचित करना चाहिए।

ओजोन नशा एक गंभीर स्थिति है जिसके लिए तत्काल चिकित्सा ध्यान देने की आवश्यकता होती है। इसलिए, यह याद रखने योग्य है कि इस गैस के साथ काम करते समय या घरेलू ओजोनाइज़र का उपयोग करते समय, यह सुरक्षा सावधानियों का पालन करने के लायक है, और विषाक्तता के थोड़े से संदेह पर, एक चिकित्सा संस्थान से संपर्क करें।

वैज्ञानिकों को पहली बार अज्ञात गैस के अस्तित्व के बारे में पता चला जब उन्होंने इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनों के साथ प्रयोग करना शुरू किया। यह 17वीं शताब्दी में हुआ था। लेकिन उन्होंने अगली शताब्दी के अंत में ही नई गैस का अध्ययन करना शुरू किया। 1785 में, डच भौतिक विज्ञानी मार्टिन वैन मारम ने ऑक्सीजन के माध्यम से बिजली की चिंगारियों को पारित करके ओजोन का निर्माण किया। ओजोन नाम केवल 1840 में दिखाई दिया; इसका आविष्कार स्विस केमिस्ट क्रिस्चियन शॉनबीन ने किया था, जो इसे ग्रीक ओजोन से सूंघकर प्राप्त करता है। इस गैस की रासायनिक संरचना ऑक्सीजन से अलग नहीं थी, लेकिन बहुत अधिक आक्रामक थी। तो, उसने तुरंत भूरे रंग के आयोडीन की रिहाई के साथ रंगहीन पोटेशियम आयोडाइड का ऑक्सीकरण किया; शेनबीन ने इस प्रतिक्रिया का उपयोग पोटैशियम आयोडाइड और स्टार्च के विलयन से संसेचित कागज के नीलेपन की मात्रा के आधार पर ओजोन का निर्धारण करने के लिए किया। पारा और चांदी, जो कमरे के तापमान पर निष्क्रिय हैं, ओजोन की उपस्थिति में ऑक्सीकरण करते हैं।

यह पता चला कि ओजोन के अणु, ऑक्सीजन की तरह, केवल दो के नहीं, बल्कि तीन में से केवल ऑक्सीजन परमाणुओं से बने होते हैं। ऑक्सीजन O2 और ओजोन O3 एक रासायनिक तत्व द्वारा दो गैसीय (सामान्य परिस्थितियों में) सरल पदार्थों के बनने का एकमात्र उदाहरण है। O3 अणु में परमाणु एक कोण पर स्थित होते हैं, इसलिए ये अणु ध्रुवीय होते हैं। ओजोन मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं के O2 अणुओं के "चिपके" के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है, जो विद्युत निर्वहन, पराबैंगनी किरणों, गामा किरणों, तेज इलेक्ट्रॉनों और अन्य उच्च-ऊर्जा कणों की क्रिया के तहत ऑक्सीजन अणुओं से बनते हैं। ओजोन हमेशा काम करने वाली इलेक्ट्रिक मशीनों के पास गंध करता है जिसमें "स्पार्कल" ब्रश होता है, जीवाणुनाशक पारा-क्वार्ट्ज लैंप के पास जो पराबैंगनी विकिरण का उत्सर्जन करता है। कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान ऑक्सीजन परमाणु भी निकलते हैं। पानी पर फ्लोरीन की क्रिया के तहत, उच्च ऑक्सीजन सामग्री (KMnO4, K2Cr2O7, आदि) के साथ यौगिकों के अपघटन के दौरान, हवा में गीले सफेद फास्फोरस के धीमी ऑक्सीकरण के दौरान, अम्लीय पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान ओजोन कम मात्रा में बनता है। या सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के बेरियम पेरोक्साइड पर। ऑक्सीजन परमाणु हमेशा एक लौ में मौजूद होते हैं, इसलिए यदि आप संपीड़ित हवा के एक जेट को ऑक्सीजन बर्नर की लौ के पार निर्देशित करते हैं, तो हवा में ओजोन की विशिष्ट गंध मिलेगी।
प्रतिक्रिया 3O2 → 2O3 अत्यधिक एंडोथर्मिक है: 142 kJ ओजोन के 1 मोल का उत्पादन करने के लिए खर्च किया जाना चाहिए। रिवर्स रिएक्शन ऊर्जा की रिहाई के साथ आगे बढ़ता है और बहुत आसानी से किया जाता है। तदनुसार, ओजोन अस्थिर है। अशुद्धियों की अनुपस्थिति में, गैसीय ओजोन 70 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर धीरे-धीरे और तेजी से 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर विघटित हो जाती है। उत्प्रेरक की उपस्थिति में ओजोन अपघटन की दर काफी बढ़ जाती है। वे गैसें हो सकती हैं (उदाहरण के लिए, नाइट्रिक ऑक्साइड, क्लोरीन), और कई ठोस पदार्थ (यहां तक ​​​​कि पोत की दीवारें)। इसलिए, शुद्ध ओजोन प्राप्त करना मुश्किल है, और विस्फोट की संभावना के कारण इसके साथ काम करना खतरनाक है।

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि ओजोन की खोज के बाद कई दशकों तक, इसके मूल भौतिक स्थिरांक भी अज्ञात थे: लंबे समय तक कोई भी शुद्ध ओजोन प्राप्त करने में कामयाब नहीं हुआ। जैसा कि डी.आई. मेंडेलीव ने अपनी पाठ्यपुस्तक फंडामेंटल्स ऑफ केमिस्ट्री में लिखा है, "गैसीय ओजोन तैयार करने के सभी तरीकों के लिए, ऑक्सीजन में इसकी सामग्री हमेशा महत्वहीन होती है, आमतौर पर प्रतिशत का केवल कुछ दसवां हिस्सा, शायद ही कभी 2%, और केवल बहुत कम तापमान पर ही यह पहुंचता है। 20%। ” केवल 1880 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे। गोटफिल और पी। चप्पुई ने शून्य से 23 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर शुद्ध ऑक्सीजन से ओजोन प्राप्त किया। यह पता चला कि एक मोटी परत में ओजोन का एक सुंदर नीला रंग है। जब ठंडी ओजोनेटेड ऑक्सीजन को धीरे-धीरे संपीड़ित किया गया, तो गैस गहरे नीले रंग में बदल गई, और दबाव के तेजी से निकलने के बाद, तापमान और भी गिर गया और गहरे बैंगनी रंग की तरल ओजोन बूंदों का निर्माण हुआ। यदि गैस को जल्दी से ठंडा या संपीड़ित नहीं किया गया था, तो ओजोन तुरंत, एक पीले रंग की फ्लैश के साथ, ऑक्सीजन में बदल गई।

बाद में, ओजोन के संश्लेषण के लिए एक सुविधाजनक विधि विकसित की गई। यदि परक्लोरिक, फॉस्फोरिक या सल्फ्यूरिक एसिड का एक केंद्रित समाधान प्लेटिनम या लेड (IV) ऑक्साइड से बने कूल्ड एनोड के साथ इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन है, तो एनोड पर निकलने वाली गैस में 50% तक ओजोन होगा। ओजोन के भौतिक स्थिरांक को भी परिष्कृत किया गया। यह -112°C (-183°C पर ऑक्सीजन) पर ऑक्सीजन की तुलना में बहुत हल्का द्रवित होता है। -192.7 डिग्री सेल्सियस पर, ओजोन जम जाता है। ठोस ओजोन का रंग नीला-काला होता है।

ओजोन के साथ प्रयोग खतरनाक हैं। वायु में इसकी सांद्रता 9% से अधिक होने पर गैसीय ओजोन विस्फोट करने में सक्षम है। तरल और ठोस ओजोन और भी आसानी से फट जाता है, खासकर जब ऑक्सीकरण पदार्थों के संपर्क में होता है। ओजोन को फ्लोरिनेटेड हाइड्रोकार्बन (फ्रीऑन) में घोल के रूप में कम तापमान पर संग्रहित किया जा सकता है। ये घोल नीले रंग के होते हैं।

ओजोन के रासायनिक गुण।

ओजोन एक अत्यंत उच्च प्रतिक्रियाशीलता की विशेषता है। ओजोन सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों में से एक है और इस संबंध में केवल फ्लोरीन और ऑक्सीजन फ्लोराइड OF2 से नीच है। ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में ओजोन का सक्रिय सिद्धांत परमाणु ऑक्सीजन है, जो ओजोन अणु के क्षय के दौरान बनता है। इसलिए, एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करते हुए, ओजोन अणु, एक नियम के रूप में, केवल एक ऑक्सीजन परमाणु का "उपयोग" करता है, जबकि अन्य दो मुक्त ऑक्सीजन के रूप में जारी किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + ओ 2. इसी तरह कई अन्य यौगिकों का ऑक्सीकरण होता है। हालांकि, कुछ अपवाद हैं जब ओजोन अणु ऑक्सीकरण के लिए अपने पास मौजूद सभी तीन ऑक्सीजन परमाणुओं का उपयोग करता है, उदाहरण के लिए, 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3।

ओजोन और ऑक्सीजन के बीच एक बहुत ही महत्वपूर्ण अंतर यह है कि ओजोन कमरे के तापमान पर पहले से ही ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, PbS और Pb(OH)2 सामान्य परिस्थितियों में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, जबकि ओजोन की उपस्थिति में, सल्फाइड PbSO4 में परिवर्तित हो जाता है, और हाइड्रॉक्साइड PbO2 में परिवर्तित हो जाता है। यदि ओजोन के साथ एक बर्तन में अमोनिया का एक केंद्रित घोल डाला जाता है, तो सफेद धुआं दिखाई देगा - यह ओजोन ऑक्सीकृत अमोनिया है जो अमोनियम नाइट्राइट NH4NO2 बनाता है। ओजोन की विशेष रूप से विशेषता AgO और Ag2O3 के गठन के साथ चांदी की वस्तुओं को "काला" करने की क्षमता है।

एक इलेक्ट्रॉन को जोड़कर और एक नकारात्मक आयन O3– में बदलकर, ओजोन अणु अधिक स्थिर हो जाता है। ऐसे आयनों वाले "ओजोनेट लवण" या ओजोनाइड लंबे समय से ज्ञात हैं - वे लिथियम को छोड़कर सभी क्षार धातुओं द्वारा बनते हैं, और ओजोनाइड की स्थिरता सोडियम से सीज़ियम तक बढ़ जाती है। क्षारीय पृथ्वी धातुओं के कुछ ओजोनाइड भी ज्ञात हैं, उदाहरण के लिए Ca(O3)2। यदि गैसीय ओजोन की धारा को ठोस शुष्क क्षार की सतह की ओर निर्देशित किया जाता है, तो एक नारंगी-लाल क्रस्ट बनता है जिसमें ओजोनाइड्स होते हैं, उदाहरण के लिए, 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O। साथ ही, ठोस क्षार पानी को प्रभावी ढंग से बांधता है, जो ओजोनाइड को तत्काल हाइड्रोलिसिस से रोकता है। हालांकि, पानी की अधिकता के साथ, ओजोनाइड तेजी से विघटित होते हैं: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2। भंडारण के दौरान भी अपघटन होता है: 2KO3 → 2KO2 + O2। ओजोनाइड तरल अमोनिया में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, जिससे उन्हें अपने शुद्ध रूप में अलग करना और उनके गुणों का अध्ययन करना संभव हो जाता है।

ओजोन के संपर्क में आने वाले कार्बनिक पदार्थ आमतौर पर नष्ट कर देते हैं। तो, ओजोन, क्लोरीन के विपरीत, बेंजीन की अंगूठी को विभाजित करने में सक्षम है। ओजोन के साथ काम करते समय, आप रबर ट्यूब और होसेस का उपयोग नहीं कर सकते - वे तुरंत "रिसाव" करेंगे। ओजोन कार्बनिक यौगिकों के साथ बड़ी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ प्रतिक्रिया करता है। उदाहरण के लिए, ईथर, अल्कोहल, रूई को तारपीन, मीथेन और कई अन्य पदार्थों से सिक्त किया जाता है, जब ओजोनीकृत हवा के संपर्क में आने पर अनायास प्रज्वलित हो जाता है, और ओजोन को एथिलीन के साथ मिलाने से एक मजबूत विस्फोट होता है।

ओजोन का उपयोग।

ओजोन हमेशा कार्बनिक पदार्थों को "जला" नहीं देता है; कई मामलों में अत्यधिक तनु ओजोन के साथ विशिष्ट प्रतिक्रियाएं करना संभव है। उदाहरण के लिए, ओलिक एसिड का ओजोनेशन (यह वनस्पति तेलों में बड़ी मात्रा में पाया जाता है) एजेलिक एसिड HOOC (CH2) 7COOH का उत्पादन करता है, जिसका उपयोग प्लास्टिक के लिए उच्च गुणवत्ता वाले चिकनाई वाले तेल, सिंथेटिक फाइबर और प्लास्टिसाइज़र बनाने के लिए किया जाता है। इसी प्रकार, एडिपिक अम्ल प्राप्त होता है, जिसका उपयोग नाइलोन के संश्लेषण में किया जाता है। 1855 में, शॉनबीन ने ओजोन के साथ सी = सी डबल बॉन्ड युक्त असंतृप्त यौगिकों की प्रतिक्रिया की खोज की, लेकिन यह 1925 तक नहीं था कि जर्मन रसायनज्ञ एच। स्टॉडिंगर ने इस प्रतिक्रिया के तंत्र की स्थापना की। ओजोन अणु एक ओजोनाइड बनाने के लिए दोहरे बंधन में जुड़ता है, इस बार कार्बनिक, और एक ऑक्सीजन परमाणु सी = सी बांड में से एक को बदल देता है, और -О-О- समूह दूसरे की जगह लेता है। हालांकि कुछ कार्बनिक ओजोनाइड्स को शुद्ध रूप में अलग किया गया है (उदाहरण के लिए, एथिलीन ओजोनाइड), यह प्रतिक्रिया आमतौर पर तनु घोल में की जाती है, क्योंकि मुक्त अवस्था में ओजोनाइड बहुत अस्थिर विस्फोटक होते हैं। कार्बनिक रसायनज्ञों के बीच असंतृप्त यौगिकों की ओजोनेशन प्रतिक्रिया का बहुत सम्मान है; इस प्रतिक्रिया के साथ समस्याएं अक्सर स्कूल ओलंपियाड में भी पेश की जाती हैं। तथ्य यह है कि जब ओजोनाइड पानी से विघटित होता है, तो एल्डिहाइड या कीटोन के दो अणु बनते हैं, जो मूल असंतृप्त यौगिक की संरचना को पहचानना और आगे स्थापित करना आसान है। इस प्रकार, 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, रसायनज्ञों ने कई महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों की संरचना की स्थापना की, जिनमें प्राकृतिक भी शामिल हैं, जिनमें सी = सी बांड शामिल हैं।

ओजोन के अनुप्रयोग का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र पीने के पानी की कीटाणुशोधन है। आमतौर पर पानी क्लोरीनयुक्त होता है। हालांकि, क्लोरीन की क्रिया के तहत पानी में कुछ अशुद्धियां बहुत अप्रिय गंध वाले यौगिकों में परिवर्तित हो जाती हैं। इसलिए, लंबे समय से क्लोरीन को ओजोन से बदलने का प्रस्ताव दिया गया है। ओजोनेटेड पानी विदेशी गंध या स्वाद प्राप्त नहीं करता है; जब कई कार्बनिक यौगिक ओजोन के साथ पूरी तरह से ऑक्सीकृत हो जाते हैं, तो केवल कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनता है। ओजोन और अपशिष्ट जल से शुद्ध करें। ओजोन ऑक्सीकरण के उत्पाद ऐसे प्रदूषकों जैसे फिनोल, साइनाइड, सर्फेक्टेंट, सल्फाइट, क्लोरैमाइन के बिना रंग और गंध के हानिरहित यौगिक हैं। अतिरिक्त ओजोन ऑक्सीजन के निर्माण के साथ जल्दी से विघटित हो जाता है। हालांकि, क्लोरीनीकरण की तुलना में पानी का ओजोनेशन अधिक महंगा है; इसके अलावा, ओजोन का परिवहन नहीं किया जा सकता है और इसे साइट पर उत्पादित किया जाना चाहिए।

वायुमंडल में ओजोन।

पृथ्वी के वायुमंडल में ज्यादा ओजोन नहीं है - 4 अरब टन, यानी। औसतन केवल 1 mg/m3। ओजोन की सांद्रता पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ बढ़ती है और समताप मंडल में अधिकतम 20-25 किमी की ऊंचाई पर पहुंचती है - यह "ओजोन परत" है। यदि वायुमंडल से सभी ओजोन को सामान्य दबाव में पृथ्वी की सतह के पास एकत्र किया जाता है, तो केवल लगभग 2-3 मिमी मोटी परत प्राप्त होगी। और हवा में इतनी कम मात्रा में ओजोन वास्तव में पृथ्वी पर जीवन प्रदान करती है। ओजोन एक "सुरक्षात्मक स्क्रीन" बनाता है जो सूर्य की कठोर पराबैंगनी किरणों को पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुंचने देती, जो सभी जीवित चीजों के लिए हानिकारक हैं।

हाल के दशकों में, तथाकथित "ओजोन छिद्रों" के उद्भव पर बहुत ध्यान दिया गया है - समताप मंडल ओजोन की काफी कम सामग्री वाले क्षेत्र। इस तरह के "टपका" ढाल के माध्यम से, सूर्य की कठोर पराबैंगनी विकिरण पृथ्वी की सतह तक पहुंचती है। इसलिए वैज्ञानिक लंबे समय से वातावरण में ओजोन की निगरानी कर रहे हैं। 1930 में, अंग्रेजी भूभौतिकीविद् एस। चैपमैन ने समताप मंडल में ओजोन की निरंतर सांद्रता को समझाने के लिए चार प्रतिक्रियाओं की एक योजना प्रस्तावित की (इन प्रतिक्रियाओं को चैपमैन चक्र कहा जाता है, जिसमें M का अर्थ कोई भी परमाणु या अणु है जो अतिरिक्त ऊर्जा को वहन करता है):

O2 → 2O
ओ + ओ + एम → ओ 2 + एम
ओ + ओ3 → 2ओ2
ओ3 → ओ2 + ओ।

इस चक्र की पहली और चौथी प्रतिक्रिया फोटोकैमिकल हैं, वे सौर विकिरण के प्रभाव में हैं। ऑक्सीजन अणु के परमाणुओं में अपघटन के लिए, 242 एनएम से कम तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण की आवश्यकता होती है, जबकि ओजोन क्षय हो जाता है जब प्रकाश 240-320 एनएम के क्षेत्र में अवशोषित होता है (बाद की प्रतिक्रिया हमें कठोर पराबैंगनी से बचाती है, क्योंकि ऑक्सीजन इस वर्णक्रमीय क्षेत्र में अवशोषित नहीं होता है)। शेष दो प्रतिक्रियाएं थर्मल हैं, यानी। प्रकाश की क्रिया के बिना जाओ। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि ओजोन के लुप्त होने की ओर ले जाने वाली तीसरी प्रतिक्रिया में सक्रियण ऊर्जा हो; इसका मतलब है कि उत्प्रेरकों की क्रिया से ऐसी प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाया जा सकता है। जैसा कि यह निकला, ओजोन क्षय का मुख्य उत्प्रेरक नाइट्रिक ऑक्साइड NO है। यह सबसे गंभीर सौर विकिरण के प्रभाव में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से ऊपरी वायुमंडल में बनता है। एक बार ओजोनोस्फीयर में, यह दो प्रतिक्रियाओं O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2 के चक्र में प्रवेश करता है, जिसके परिणामस्वरूप वातावरण में इसकी सामग्री नहीं बदलती है, और स्थिर ओजोन एकाग्रता कम हो जाती है। समताप मंडल में ओजोन सामग्री में कमी के लिए अन्य चक्र हैं, उदाहरण के लिए, क्लोरीन की भागीदारी के साथ:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2।

ओजोन धूल और गैसों से भी नष्ट हो जाती है, जो ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान बड़ी मात्रा में वातावरण में प्रवेश करती है। हाल ही में, यह सुझाव दिया गया है कि ओजोन पृथ्वी की पपड़ी से निकलने वाले हाइड्रोजन को नष्ट करने में भी प्रभावी है। ओजोन के निर्माण और क्षय की सभी प्रतिक्रियाओं की समग्रता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि समताप मंडल में एक ओजोन अणु का औसत जीवनकाल लगभग तीन घंटे का होता है।

यह माना जाता है कि प्राकृतिक के अलावा, ओजोन परत को प्रभावित करने वाले कृत्रिम कारक भी हैं। एक प्रसिद्ध उदाहरण फ़्रीऑन हैं, जो क्लोरीन परमाणुओं के स्रोत हैं। फ्रीन्स हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनमें हाइड्रोजन परमाणुओं को फ्लोरीन और क्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। इनका उपयोग प्रशीतन में और एरोसोल के डिब्बे भरने के लिए किया जाता है। अंततः, फ्रीन्स हवा में मिल जाते हैं और हवा की धाराओं के साथ धीरे-धीरे ऊंचे और ऊंचे उठते हैं, अंत में ओजोन परत तक पहुंचते हैं। सौर विकिरण की क्रिया के तहत विघटित होकर, फ्रीन्स स्वयं ओजोन को उत्प्रेरक रूप से विघटित करना शुरू कर देते हैं। यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि "ओजोन छिद्रों" के लिए फ़्रीऑन किस हद तक दोषी हैं, और, फिर भी, उनके उपयोग को सीमित करने के लिए लंबे समय से उपाय किए गए हैं।

गणना से पता चलता है कि 60-70 वर्षों में समताप मंडल में ओजोन सांद्रता में 25% की कमी हो सकती है। और साथ ही, सतह परत - क्षोभमंडल में ओजोन की सांद्रता बढ़ जाएगी, जो कि खराब भी है, क्योंकि ओजोन और हवा में इसके परिवर्तन के उत्पाद जहरीले होते हैं। क्षोभमंडल में ओजोन का मुख्य स्रोत वायु द्रव्यमान के साथ समतापमंडलीय ओजोन का निचली परतों में स्थानांतरण है। लगभग 1.6 बिलियन टन सालाना ओजोन की जमीनी परत में प्रवेश करते हैं। वायुमंडल के निचले हिस्से में ओजोन अणु का जीवनकाल बहुत लंबा होता है - 100 दिनों से अधिक, क्योंकि सतह परत में ओजोन को नष्ट करने वाले पराबैंगनी सौर विकिरण की तीव्रता कम होती है। आमतौर पर क्षोभमंडल में बहुत कम ओजोन होता है: स्वच्छ ताजी हवा में, इसकी सांद्रता औसत केवल 0.016 μg / l होती है। हवा में ओजोन की सांद्रता न केवल ऊंचाई पर बल्कि इलाके पर भी निर्भर करती है। इस प्रकार, महासागरों पर हमेशा भूमि की तुलना में अधिक ओजोन होता है, क्योंकि ओजोन वहां अधिक धीरे-धीरे क्षय होता है। सोची में माप से पता चला कि समुद्र तट के पास की हवा में तट से 2 किमी दूर जंगल की तुलना में 20% अधिक ओजोन है।

आधुनिक मनुष्य अपने पूर्वजों की तुलना में बहुत अधिक ओजोन में सांस लेते हैं। इसका मुख्य कारण हवा में मीथेन और नाइट्रोजन ऑक्साइड की मात्रा का बढ़ना है। इस प्रकार, 19वीं शताब्दी के मध्य से, जब प्राकृतिक गैस का उपयोग शुरू हुआ, वातावरण में मीथेन की मात्रा लगातार बढ़ रही है। नाइट्रोजन ऑक्साइड से प्रदूषित वातावरण में, मीथेन ऑक्सीजन और जल वाष्प से जुड़े परिवर्तनों की एक जटिल श्रृंखला में प्रवेश करती है, जिसके परिणाम को समीकरण CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3 द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। अन्य हाइड्रोकार्बन भी मीथेन के रूप में कार्य कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, जो गैसोलीन के अधूरे दहन के दौरान कारों के निकास गैसों में निहित होते हैं। नतीजतन, पिछले दशकों में बड़े शहरों की हवा में ओजोन की एकाग्रता में दस गुना वृद्धि हुई है।

यह हमेशा माना जाता रहा है कि आंधी के दौरान हवा में ओजोन की सांद्रता नाटकीय रूप से बढ़ जाती है, क्योंकि बिजली ओजोन में ऑक्सीजन के रूपांतरण में योगदान करती है। वास्तव में, वृद्धि नगण्य है, और यह गरज के दौरान नहीं, बल्कि इसके कई घंटे पहले होती है। आंधी के दौरान और उसके बाद कई घंटों तक ओजोन की सांद्रता कम हो जाती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि गरज के पहले वायु द्रव्यमान का एक मजबूत ऊर्ध्वाधर मिश्रण होता है, जिससे ऊपरी परतों से ओजोन की एक अतिरिक्त मात्रा आती है। इसके अलावा, एक गरज से पहले, विद्युत क्षेत्र की ताकत बढ़ जाती है, और विभिन्न वस्तुओं के बिंदुओं पर कोरोना डिस्चार्ज के गठन के लिए स्थितियां बनती हैं, उदाहरण के लिए, शाखाओं की युक्तियां। यह ओजोन के निर्माण में भी योगदान देता है। और फिर, एक गरज के साथ, उसके नीचे शक्तिशाली आरोही वायु धाराएँ उत्पन्न होती हैं, जो सीधे बादल के नीचे ओजोन सामग्री को कम करती हैं।
एक दिलचस्प सवाल शंकुधारी जंगलों की हवा में ओजोन सामग्री के बारे में है। उदाहरण के लिए, जी रेमी द्वारा अकार्बनिक रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम में, कोई यह पढ़ सकता है कि "शंकुधारी जंगलों की ओजोनयुक्त हवा" एक कल्पना है। क्या ऐसा है? बेशक, कोई भी पौधा ओजोन का उत्सर्जन नहीं करता है। लेकिन पौधे, विशेष रूप से कॉनिफ़र, हवा में बहुत सारे वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों का उत्सर्जन करते हैं, जिसमें टेरपीन वर्ग के असंतृप्त हाइड्रोकार्बन शामिल हैं (तारपीन में उनमें से बहुत सारे हैं)। तो, एक गर्म दिन पर, एक देवदार का पेड़ सुइयों के सूखे वजन के प्रत्येक ग्राम के लिए प्रति घंटे 16 माइक्रोग्राम टेरपेन्स छोड़ता है। Terpenes न केवल कोनिफ़र द्वारा, बल्कि कुछ पर्णपाती पेड़ों द्वारा भी प्रतिष्ठित हैं, जिनमें से चिनार और नीलगिरी हैं। और कुछ उष्णकटिबंधीय पेड़ 45 माइक्रोग्राम टेरपेन्स प्रति 1 ग्राम सूखी पत्ती द्रव्यमान प्रति घंटे छोड़ने में सक्षम हैं। नतीजतन, एक हेक्टेयर शंकुधारी जंगल प्रति दिन 4 किलो कार्बनिक पदार्थ और लगभग 2 किलो पर्णपाती जंगल छोड़ सकता है। पृथ्वी का वन क्षेत्र लाखों हेक्टेयर है, और ये सभी प्रति वर्ष टेरपेन सहित सैकड़ों हजारों टन विभिन्न हाइड्रोकार्बन छोड़ते हैं। और हाइड्रोकार्बन, जैसा कि मीथेन के उदाहरण में दिखाया गया था, सौर विकिरण के प्रभाव में और अन्य अशुद्धियों की उपस्थिति में ओजोन के निर्माण में योगदान करते हैं। प्रयोगों से पता चला है कि, उपयुक्त परिस्थितियों में, टेरपेन वास्तव में ओजोन के गठन के साथ वायुमंडलीय फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के चक्र में बहुत सक्रिय रूप से शामिल हैं। तो एक शंकुधारी जंगल में ओजोन एक आविष्कार नहीं है, बल्कि एक प्रयोगात्मक तथ्य है।

ओजोन और स्वास्थ्य।

गरज के बाद टहलने में क्या ही आनंद आता है! हवा साफ और ताजी है, इसके स्फूर्तिदायक जेट बिना किसी प्रयास के फेफड़ों में प्रवाहित होते हैं। "यह ओजोन की तरह गंध करता है," वे अक्सर ऐसे मामलों में कहते हैं। "स्वास्थ्य के लिए बहुत अच्छा है।" क्या ऐसा है?

एक जमाने में ओजोन को निश्चित रूप से स्वास्थ्य के लिए लाभकारी माना जाता था। लेकिन अगर इसकी एकाग्रता एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है, तो यह बहुत सारे अप्रिय परिणाम पैदा कर सकता है। एकाग्रता और साँस लेने के समय के आधार पर, ओजोन फेफड़ों में परिवर्तन का कारण बनता है, आंखों और नाक के श्लेष्म झिल्ली में जलन, सिरदर्द, चक्कर आना, रक्तचाप कम करना; ओजोन श्वसन पथ के जीवाणु संक्रमण के लिए शरीर के प्रतिरोध को कम करता है। हवा में इसकी अधिकतम अनुमेय सांद्रता केवल 0.1 माइक्रोग्राम प्रति लीटर है, जिसका अर्थ है कि ओजोन क्लोरीन से कहीं अधिक खतरनाक है! यदि आप केवल 0.4 μg / l की ओजोन सांद्रता के साथ घर के अंदर कई घंटे बिताते हैं, तो सीने में दर्द, खांसी, अनिद्रा दिखाई दे सकती है और दृश्य तीक्ष्णता कम हो जाती है। यदि आप 2 μg / l से अधिक की सांद्रता में लंबे समय तक ओजोन में सांस लेते हैं, तो परिणाम अधिक गंभीर हो सकते हैं - स्तब्ध हो जाना और हृदय गतिविधि में गिरावट। 8-9 माइक्रोग्राम प्रति लीटर की ओजोन सामग्री के साथ, फुफ्फुसीय एडिमा कुछ घंटों के बाद होती है, जो मृत्यु से भरा होता है। लेकिन किसी पदार्थ की इतनी नगण्य मात्रा का आमतौर पर पारंपरिक रासायनिक तरीकों से विश्लेषण करना मुश्किल होता है। सौभाग्य से, एक व्यक्ति बहुत कम सांद्रता पर भी ओजोन की उपस्थिति महसूस करता है - लगभग 1 μg / l, जिस पर स्टार्च आयोडीन पेपर नीला नहीं होने वाला है। कुछ लोगों के लिए, कम सांद्रता में ओजोन की गंध क्लोरीन की गंध से मिलती-जुलती है, दूसरों को - सल्फर डाइऑक्साइड, दूसरों को - लहसुन।

यह सिर्फ ओजोन ही नहीं है जो जहरीला है। हवा में इसकी भागीदारी के साथ, उदाहरण के लिए, पेरोक्सीएसिटाइल नाइट्रेट (PAN) CH3-CO-OONO2 बनता है - एक पदार्थ जिसमें आंसू सहित एक मजबूत अड़चन होती है, प्रभाव जो सांस लेने में मुश्किल बनाता है, और उच्च सांद्रता में हृदय पक्षाघात का कारण बनता है। पैन गर्मियों में प्रदूषित हवा में बनने वाले तथाकथित फोटोकैमिकल स्मॉग के घटकों में से एक है (यह शब्द अंग्रेजी के धुएं - धुएं और कोहरे - कोहरे से लिया गया है)। स्मॉग में ओजोन की सांद्रता 2 माइक्रोग्राम प्रति लीटर तक पहुंच सकती है, जो अधिकतम स्वीकार्य सीमा से 20 गुना अधिक है। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि हवा में ओजोन और नाइट्रोजन ऑक्साइड का संयुक्त प्रभाव प्रत्येक पदार्थ की तुलना में दस गुना अधिक मजबूत होता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि बड़े शहरों में इस तरह के स्मॉग के परिणाम विनाशकारी हो सकते हैं, खासकर अगर शहर के ऊपर की हवा "ड्राफ्ट" से नहीं बहती है और एक स्थिर क्षेत्र बनता है। इसलिए 1952 में लंदन में कुछ ही दिनों में धुंध से 4,000 से अधिक लोगों की मौत हो गई। 1963 में न्यूयॉर्क में एक स्मॉग ने 350 लोगों की जान ले ली थी। इसी तरह की कहानियां टोक्यो और अन्य प्रमुख शहरों में थीं। इतना ही नहीं लोग वायुमंडलीय ओजोन से पीड़ित हैं। उदाहरण के लिए, अमेरिकी शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि हवा में ओजोन की उच्च सामग्री वाले क्षेत्रों में, कार के टायरों और अन्य रबर उत्पादों की सेवा का जीवन काफी कम हो जाता है।
जमीन की परत में ओजोन की मात्रा को कैसे कम करें? वातावरण में मीथेन उत्सर्जन को कम करना शायद ही यथार्थवादी है। एक और तरीका है - नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करने के लिए, जिसके बिना ओजोन की ओर जाने वाली प्रतिक्रियाओं का चक्र नहीं चल सकता। यह रास्ता भी आसान नहीं है, क्योंकि नाइट्रोजन ऑक्साइड न केवल कारों द्वारा उत्सर्जित होते हैं, बल्कि (मुख्य रूप से) ताप विद्युत संयंत्रों द्वारा भी उत्सर्जित होते हैं।

ओजोन स्रोत न केवल सड़क पर हैं। यह एक्स-रे कमरों में, फिजियोथेरेपी कमरों में (इसका स्रोत पारा-क्वार्ट्ज लैंप है), कॉपियर (कॉपियर), लेजर प्रिंटर (यहां इसके गठन का कारण एक उच्च-वोल्टेज निर्वहन है) के संचालन के दौरान बनता है। ओजोन पेरिहाइड्रोल, आर्गन-आर्क वेल्डिंग के उत्पादन के लिए एक अनिवार्य साथी है। ओजोन के हानिकारक प्रभावों को कम करने के लिए, हुड को पराबैंगनी लैंप, कमरे के अच्छे वेंटिलेशन से लैस करना आवश्यक है।

और फिर भी ओजोन को बिना शर्त स्वास्थ्य के लिए हानिकारक मानना ​​शायद ही सही है। यह सब उसकी एकाग्रता पर निर्भर करता है। अध्ययनों से पता चला है कि ताजी हवा अंधेरे में बहुत कमजोर रूप से चमकती है; चमक का कारण ओजोन की भागीदारी के साथ ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं हैं। एक फ्लास्क में पानी को हिलाने पर भी चमक देखी गई, जिसमें ओजोनयुक्त ऑक्सीजन पहले से भरी हुई थी। यह चमक हमेशा हवा या पानी में थोड़ी मात्रा में कार्बनिक अशुद्धियों की उपस्थिति से जुड़ी होती है। साँस छोड़ने वाले व्यक्ति के साथ ताजी हवा मिलाते समय, चमक की तीव्रता दस गुना बढ़ जाती है! और यह आश्चर्य की बात नहीं है: एथिलीन, बेंजीन, एसीटैल्डिहाइड, फॉर्मलाडेहाइड, एसीटोन और फॉर्मिक एसिड की सूक्ष्म अशुद्धताएं साँस की हवा में पाई गईं। वे ओजोन द्वारा "हाइलाइट" किए जाते हैं। उसी समय, "बासी", यानी। पूरी तरह से ओजोन से रहित, हालांकि बहुत साफ, हवा चमक का कारण नहीं बनती है, और एक व्यक्ति इसे "बासी" के रूप में महसूस करता है। ऐसी हवा की तुलना आसुत जल से की जा सकती है: यह बहुत शुद्ध है, इसमें व्यावहारिक रूप से कोई अशुद्धता नहीं है, और इसे पीना हानिकारक है। तो हवा में ओजोन की पूर्ण अनुपस्थिति, जाहिरा तौर पर, मनुष्यों के लिए भी प्रतिकूल है, क्योंकि यह इसमें सूक्ष्मजीवों की सामग्री को बढ़ाता है, हानिकारक पदार्थों और अप्रिय गंधों के संचय की ओर जाता है, जिसे ओजोन नष्ट कर देता है। इस प्रकार, यह स्पष्ट हो जाता है कि परिसर के नियमित और दीर्घकालिक वेंटिलेशन की आवश्यकता है, भले ही इसमें कोई लोग न हों: आखिरकार, कमरे में प्रवेश करने वाला ओजोन लंबे समय तक इसमें नहीं रहता है - यह आंशिक रूप से विघटित होता है , और बड़े पैमाने पर दीवारों और अन्य सतहों पर बसता है (adsorbs)। यह कहना मुश्किल है कि कमरे में ओजोन कितनी होनी चाहिए। हालांकि, न्यूनतम सांद्रता में, ओजोन संभवतः आवश्यक और उपयोगी है।

इल्या लेन्सन

परिभाषा

ओजोनऑक्सीजन का एक एलोट्रोपिक संशोधन है। अपनी सामान्य अवस्था में, यह हल्के नीले रंग की गैस होती है, तरल अवस्था में यह गहरे नीले रंग की होती है, और ठोस अवस्था में यह गहरे बैंगनी (काले रंग की) होती है।

तापमान (-250 o C) तक सुपरकूल्ड तरल की स्थिति में रह सकता है। पानी में खराब घुलनशील, कार्बन टेट्राक्लोराइड और विभिन्न फ्लोरोक्लोरोकार्बन में बेहतर। एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट।

ओजोन का रासायनिक सूत्र

ओजोन का रासायनिक सूत्र- ओ 3। यह दर्शाता है कि इस पदार्थ के अणु में तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं (Ar = 16 a.m.u.)। रासायनिक सूत्र के अनुसार, आप ओजोन के आणविक भार की गणना कर सकते हैं:

श्री(ओ 3) \u003d 3 × अर (ओ) \u003d 3 × 16 \u003d 48

ओजोन का संरचनात्मक (ग्राफिक) सूत्र

अधिक उदाहरण है ओजोन का संरचनात्मक (चित्रमय) सूत्र. यह दर्शाता है कि अणु के अंदर परमाणु एक दूसरे से कैसे जुड़े हैं (चित्र 1)।

चावल। 1. ओजोन अणु की संरचना।

इलेक्ट्रॉनिक सूत्र , ऊर्जा उपस्तरों पर एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के वितरण को नीचे दिखाया गया है:

16 ओ 1एस 2 2एस 2 2पी 6 3एस 2 3पी 4

यह यह भी दर्शाता है कि ऑक्सीजन, जो ओजोन बनाती है, पी-परिवार के तत्वों के साथ-साथ वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या से संबंधित है - बाहरी ऊर्जा स्तर में 6 इलेक्ट्रॉन हैं (3s 2 3p 4)।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

उदाहरण 2

ओजोन एक गैस है। कई अन्य के विपरीत, यह पारदर्शी नहीं है, लेकिन इसमें एक विशिष्ट रंग और यहां तक ​​कि एक गंध भी है। यह हमारे वायुमंडल में मौजूद है और इसके सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। ओजोन का घनत्व, उसका द्रव्यमान और अन्य गुण क्या हैं? ग्रह के जीवन में इसकी क्या भूमिका है?

नीली गैस

रसायन विज्ञान में, आवर्त सारणी में ओजोन का अलग स्थान नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह एक तत्व नहीं है। ओजोन एक एलोट्रोपिक संशोधन या ऑक्सीजन की भिन्नता है। O2 की तरह, इसके अणु में केवल ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, लेकिन इसमें दो नहीं, बल्कि तीन होते हैं। इसलिए, इसका रासायनिक सूत्र O3 जैसा दिखता है।

ओजोन एक नीली गैस है। यदि सांद्रता बहुत अधिक है तो इसमें क्लोरीन की याद ताजा तीखी गंध होती है। क्या आपको बारिश में ताजगी की महक याद है? यह ओजोन है। इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, इसे इसका नाम मिला, क्योंकि प्राचीन ग्रीक भाषा से "ओजोन" "गंध" है।

गैस का अणु ध्रुवीय होता है, इसमें परमाणु 116.78° के कोण पर जुड़े होते हैं। ओजोन तब बनता है जब एक मुक्त ऑक्सीजन परमाणु एक O2 अणु से जुड़ा होता है। यह विभिन्न प्रतिक्रियाओं के दौरान होता है, उदाहरण के लिए, फास्फोरस का ऑक्सीकरण, एक विद्युत निर्वहन, या पेरोक्साइड का अपघटन, जिसके दौरान ऑक्सीजन परमाणु निकलते हैं।

ओजोन गुण

सामान्य परिस्थितियों में, ओजोन लगभग 48 g/mol के आणविक भार पर मौजूद होता है। यह प्रतिचुंबकीय है, अर्थात यह चांदी, सोना या नाइट्रोजन की तरह किसी चुंबक की ओर आकर्षित नहीं हो पाता है। ओजोन का घनत्व 2.1445 g/dm³ है।

ठोस अवस्था में, ओजोन एक नीला-काला रंग प्राप्त कर लेता है, तरल अवस्था में, एक नील रंग बैंगनी के करीब होता है। क्वथनांक 111.8 डिग्री सेल्सियस है। शून्य डिग्री के तापमान पर, यह ऑक्सीजन से दस गुना बेहतर पानी में (केवल शुद्ध पानी में) घुल जाता है। यह नाइट्रोजन, फ्लोरीन, आर्गन और कुछ शर्तों के तहत ऑक्सीजन के साथ अच्छी तरह से मिश्रित होता है।

कई उत्प्रेरकों की क्रिया के तहत, मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं को मुक्त करते हुए, यह आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। इसके साथ जुड़कर यह तुरंत प्रज्वलित हो जाता है। पदार्थ लगभग सभी धातुओं को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है। केवल प्लेटिनम और सोना ही इसकी कार्रवाई के लिए उत्तरदायी नहीं हैं। यह विभिन्न कार्बनिक और सुगंधित यौगिकों को नष्ट कर देता है। अमोनिया के संपर्क में आने पर, यह अमोनियम नाइट्राइट बनाता है, दोहरे कार्बन बांड को नष्ट करता है।

वायुमंडल में उच्च सांद्रता में उपस्थित होने के कारण ओजोन स्वतः ही विघटित हो जाती है। इस मामले में, गर्मी निकलती है और एक O2 अणु बनता है। इसकी सांद्रता जितनी अधिक होगी, ऊष्मा विमोचन प्रतिक्रिया उतनी ही मजबूत होगी। जब ओजोन की मात्रा 10% से अधिक होती है, तो यह एक विस्फोट के साथ होता है। बढ़ते तापमान और घटते दबाव के साथ, या कार्बनिक पदार्थों के संपर्क में, O3 का अपघटन तेजी से होता है।

डिस्कवरी इतिहास

रसायन विज्ञान में, ओजोन 18वीं शताब्दी तक ज्ञात नहीं था। यह 1785 में उस गंध के कारण खोजा गया था जिसे भौतिक विज्ञानी वैन मारम ने एक काम कर रहे इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन के बगल में सुना था। एक और 50 साल बाद वैज्ञानिक प्रयोगों और अनुसंधान में किसी भी तरह से प्रकट नहीं हुआ।

वैज्ञानिक क्रिश्चियन शॉनबीन ने 1840 में सफेद फास्फोरस के ऑक्सीकरण का अध्ययन किया। प्रयोगों के दौरान, वह एक अज्ञात पदार्थ को अलग करने में कामयाब रहे, जिसे उन्होंने "ओजोन" कहा। रसायनज्ञ ने इसके गुणों का अध्ययन किया और नई खोजी गई गैस प्राप्त करने के तरीकों का वर्णन किया।

जल्द ही, अन्य वैज्ञानिक पदार्थ के शोध में शामिल हो गए। प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी निकोला टेस्ला ने भी इतिहास में पहला निर्माण किया था।ओ 3 का औद्योगिक उपयोग 19 वीं शताब्दी के अंत में घरों में पीने के पानी की आपूर्ति के लिए पहली स्थापना के आगमन के साथ शुरू हुआ था। पदार्थ का उपयोग कीटाणुशोधन के लिए किया गया था।

वायुमंडल में ओजोन

हमारी पृथ्वी हवा के एक अदृश्य खोल - वातावरण से घिरी हुई है। इसके बिना, ग्रह पर जीवन असंभव होगा। वायुमंडलीय वायु के घटक: ऑक्सीजन, ओजोन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, मीथेन और अन्य गैसें।

ओजोन अपने आप में मौजूद नहीं है और केवल रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है। पृथ्वी की सतह के करीब, यह एक गरज के साथ बिजली के निर्वहन के कारण बनता है। अप्राकृतिक तरीके से, यह कारों, कारखानों, गैसोलीन धुएं और थर्मल पावर प्लांटों की कार्रवाई से निकलने वाले उत्सर्जन के कारण प्रकट होता है।

वायुमंडल की निचली परतों में ओजोन को सतह या क्षोभमंडल कहा जाता है। एक समताप मंडल भी है। यह सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में होता है। यह ग्रह की सतह से 19-20 किलोमीटर की दूरी पर बनता है और 25-30 किलोमीटर की ऊंचाई तक फैला है।

स्ट्रैटोस्फेरिक O3 ग्रह की ओजोन परत बनाता है, जो इसे शक्तिशाली सौर विकिरण से बचाता है। यह कैंसर और जलन पैदा करने के लिए पर्याप्त तरंग दैर्ध्य के साथ लगभग 98% पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करता है।

पदार्थ का उपयोग

ओजोन एक उत्कृष्ट आक्सीकारक और संहारक है। इस संपत्ति का उपयोग लंबे समय से पीने के पानी को शुद्ध करने के लिए किया जाता रहा है। पदार्थ का बैक्टीरिया और वायरस पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है जो मनुष्यों के लिए खतरनाक होते हैं, और जब ऑक्सीकरण होता है, तो यह स्वयं हानिरहित ऑक्सीजन में बदल जाता है।

यह क्लोरीन प्रतिरोधी जीवों को भी मार सकता है। इसके अलावा, इसका उपयोग पर्यावरणीय रूप से हानिकारक तेल उत्पादों, सल्फाइड, फिनोल आदि से अपशिष्ट जल को शुद्ध करने के लिए किया जाता है। इस तरह की प्रथाएं मुख्य रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका और कुछ यूरोपीय देशों में आम हैं।

ओजोन का उपयोग चिकित्सा में उपकरणों के कीटाणुशोधन के लिए किया जाता है, उद्योग में इसका उपयोग कागज को ब्लीच करने, तेलों को शुद्ध करने और विभिन्न पदार्थों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। हवा, पानी और परिसर को शुद्ध करने के लिए O3 के उपयोग को ओजोनेशन कहा जाता है।

ओजोन और मनुष्य

अपने सभी उपयोगी गुणों के बावजूद, ओजोन मनुष्यों के लिए खतरनाक हो सकता है। यदि हवा में अधिक गैस है जो एक व्यक्ति सहन कर सकता है, तो विषाक्तता से बचा नहीं जा सकता है। रूस में, इसकी अनुमेय दर 0.1 μg / l है।

यदि यह मानदंड पार हो गया है, तो रासायनिक विषाक्तता के विशिष्ट लक्षण दिखाई देते हैं, जैसे सिरदर्द, श्लेष्म झिल्ली की जलन, चक्कर आना। ओजोन श्वसन पथ के माध्यम से संचरित संक्रमणों के लिए शरीर के प्रतिरोध को कम करता है, और रक्तचाप को भी कम करता है। 8-9 μg / l से ऊपर की गैस सांद्रता में, फुफ्फुसीय एडिमा और यहां तक ​​​​कि मृत्यु भी संभव है।

वहीं, हवा में ओजोन को पहचानना काफी आसान है। "ताजगी", क्लोरीन या "क्रेफ़िश" (जैसा कि मेंडेलीव ने दावा किया) की गंध पदार्थ की कम सामग्री के साथ भी स्पष्ट रूप से श्रव्य है।