OZONUL (O 3) este o modificare alotropică a oxigenului, molecula sa este formată din trei atomi de oxigen și poate exista în toate cele trei stări de agregare. Molecula de ozon are o structură unghiulară sub forma unui triunghi isoscel cu un vârf de 127 o . Cu toate acestea, nu se formează un triunghi închis, iar molecula are o structură în lanț de 3 atomi de oxigen cu o distanță între ei de 0,224 nm. Conform acestei structuri moleculare, momentul dipolului este de 0,55 debye. În structura electronică a moleculei de ozon, există 18 electroni care formează un sistem stabil mezomeric care există în diferite stări limită. Structurile ionice limită reflectă natura dipol a moleculei de ozon și explică comportamentul său specific de reacție în comparație cu oxigenul, care formează un radical cu doi electroni neperechi. Molecula de ozon este formată din trei atomi de oxigen. Formula chimică a acestui gaz este O 3 Reacția de formare a ozonului: 3O 2 + 68 kcal / mol (285 kJ / mol) ⇄ 2O 3 Greutatea moleculară a ozonului - 48 La temperatura camerei, ozonul este un gaz incolor cu miros caracteristic. Mirosul de ozon se simte la o concentrație de 10 -7 M. În stare lichidă, ozonul este de culoare albastru închis cu punctul de topire de -192,50 C. Ozonul solid este cristale negre cu punctul de fierbere de -111,9 g.C. La o temperatură de 0 gr. si 1 atm. = 101,3 kPa densitatea ozonului este de 2,143 g/l. În stare gazoasă, ozonul este diamagnetic și este împins în afara câmpului magnetic; în stare lichidă, este slab paramagnetic, adică. are propriul câmp magnetic și este atras în câmpul magnetic.

Proprietățile chimice ale ozonului

Molecula de ozon este instabilă și, la concentrații suficiente în aer în condiții normale, se transformă spontan în oxigen diatomic cu degajarea de căldură. O creștere a temperaturii și o scădere a presiunii cresc viteza de descompunere a ozonului. Contactul ozonului chiar și cu cantități mici de substanțe organice, unele metale sau oxizii acestora, accelerează brusc transformarea. Activitatea chimică a ozonului este foarte mare, este un agent oxidant puternic. Oxidează aproape toate metalele (cu excepția aurului, platinei și iridiului) și multe nemetale. Produsul de reacție este în principal oxigen. Ozonul se dizolvă în apă mai bine decât oxigenul, formând soluții instabile, iar viteza de descompunere în soluție este de 5-8 ori mai mare decât în ​​faza gazoasă decât în ​​faza gazoasă (Razumovsky SD, 1990). Acest lucru se datorează aparent nu specificului fazei condensate, ci reacțiilor sale cu impuritățile și ionul hidroxil, deoarece viteza de descompunere este foarte sensibilă la conținutul de impurități și pH. Solubilitatea ozonului în soluții de clorură de sodiu respectă legea lui Henry. Odată cu creșterea concentrației de NaCl într-o soluție apoasă, solubilitatea ozonului scade (Tarunina VN și colab., 1983). Ozonul are o afinitate electronică foarte mare (1,9 eV), ceea ce îi determină proprietățile de agent oxidant puternic, depășit doar de fluor (Razumovsky SD, 1990).

Proprietățile biologice ale ozonului și efectul acestuia asupra corpului uman

Capacitatea mare de oxidare și faptul că radicalii liberi de oxigen se formează în multe reacții chimice care apar cu participarea ozonului fac acest gaz extrem de periculos pentru oameni. Cum afectează gazul ozon pe oameni:

• Irită și dăunează țesuturilor respiratorii;
• Afectează colesterolul din sângele uman, formând forme insolubile, ceea ce duce la ateroscleroză;
• O ședere lungă într-un mediu cu o concentrație mare de ozon poate provoca infertilitate masculină.

În Federația Rusă, ozonul este încadrat în prima clasă de substanțe nocive, cea mai mare de pericol. Recomandări privind ozonul:

• Concentrația maximă admisă unică maximă (MAC m.r.) în aerul atmosferic al zonelor populate 0,16 mg/m 3
• Concentrația maximă admisă zilnică medie (MPC d.s.) - 0,03 mg/m 3
• Concentrația maximă admisă (MAC) în aerul zonei de lucru este de 0,1 mg/m 3 (în același timp, pragul de simț al mirosului uman este aproximativ egal cu 0,01 mg/m 3).

Toxicitatea ridicată a ozonului, și anume capacitatea sa de a ucide eficient mucegaiul și bacteriile, este utilizată pentru dezinfecție. Utilizarea ozonului în locul dezinfectanților pe bază de clor poate reduce semnificativ poluarea mediului cu clor, care este periculoasă, printre altele, pentru ozonul stratosferic. Ozonul stratosferic joacă rolul unui ecran de protecție pentru toată viața de pe pământ, împiedicând pătrunderea radiațiilor ultraviolete dure la suprafața Pământului.

Proprietăți nocive și benefice ale ozonului

Ozonul este prezent în două straturi ale atmosferei. Ozonul troposferic sau la nivelul solului, situat în stratul atmosferic cel mai apropiat de suprafața Pământului - în troposferă - este periculos. Este dăunător pentru oameni și pentru alte organisme vii. Are un efect dăunător asupra copacilor, culturilor. În plus, ozonul troposferic este unul dintre principalele „ingrediente” ale smogului urban. În același timp, ozonul stratosferic este foarte util. Distrugerea stratului de ozon format de acesta (ecran de ozon) duce la faptul că fluxul de radiații ultraviolete către suprafața pământului crește. Din această cauză, numărul de cancere de piele (inclusiv tipul cel mai periculos, melanomul) și de cazuri de cataractă este în creștere. Expunerea la ultraviolete puternice slăbește sistemul imunitar. Radiația UV excesivă poate fi, de asemenea, o problemă pentru agricultură, deoarece unele culturi sunt extrem de sensibile la lumina UV. În același timp, trebuie amintit că ozonul este un gaz otrăvitor, iar la nivelul suprafeței pământului este un poluant nociv. Vara, din cauza radiațiilor solare intense și a căldurii, în special se formează o mulțime de ozon dăunător în aer.

Interacțiunea dintre ozon și oxigen unul cu celălalt. Asemănări și diferențe.

Ozonul este o formă alotropă a oxigenului. Alotropia este existența aceluiași element chimic sub forma a două sau mai multe substanțe simple. În acest caz, atât ozonul (O3), cât și oxigenul (O 2) sunt formați de elementul chimic O. Obținerea ozonului din oxigen De regulă, oxigenul molecular (O 2) acționează ca materie primă pentru producerea ozonului, iar procesul în sine. este descrisă de ecuația 3O 2 → 2O 3. Această reacție este endotermă și ușor reversibilă. Pentru a deplasa echilibrul către produsul țintă (ozon), se aplică anumite măsuri. O modalitate de a produce ozon este utilizarea unei descărcări cu arc. Disocierea termică a moleculelor crește brusc odată cu creșterea temperaturii. Astfel, la T=3000K, conținutul de oxigen atomic este de ~10%. O temperatură de câteva mii de grade poate fi obținută folosind o descărcare cu arc. Cu toate acestea, la temperaturi ridicate, ozonul se descompune mai repede decât oxigenul molecular. Pentru a preveni acest lucru, echilibrul poate fi schimbat prin încălzirea mai întâi a gazului și apoi răcirea bruscă a acestuia. Ozonul în acest caz este un produs intermediar în timpul tranziției unui amestec de O 2 + O la oxigen molecular. Concentrația maximă de O 3 care se poate obține cu această metodă de producție ajunge la 1%. Acest lucru este suficient pentru majoritatea scopurilor industriale. Proprietățile oxidante ale ozonului Ozonul este un agent oxidant puternic, mult mai reactiv decât oxigenul diatomic. Oxidează aproape toate metalele și multe nemetale cu formarea de oxigen: 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3 (g) → 2 Cu 3+ (aq) + 3 H 2 O (1) + O 2 (g) Ozonul poate participa la reacțiile de ardere, temperatura de ardere este mai mare decât în ​​timpul arderii într-o atmosferă de oxigen biatomic: 3 C 4 N 2 + 4 O 3 → 12 CO + 3 N 2 Ozonul standard potențialul este de 2,07 V, prin urmare molecula de ozon este instabilă și se transformă spontan în oxigen odată cu degajarea de căldură. La concentrații mici, ozonul se descompune lent, la concentrații mari - cu o explozie, deoarece molecula sa are exces de energie. Încălzirea și contactul ozonului cu cantități neglijabile de substanțe organice (hidroxizi, peroxizi, metale cu valență variabilă, oxizi ai acestora) accelerează brusc transformarea. Dimpotrivă, prezența unor cantități mici de acid azotic stabilizează ozonul, iar în vasele din sticlă și unele materiale plastice sau metale pure, ozonul se descompune practic la -78 0 C. Afinitatea ozonului pentru un electron este de 2 eV. Doar fluorul și oxizii săi au o afinitate atât de puternică. Ozonul oxidează toate metalele (cu excepția aurului și a platinei), precum și majoritatea celorlalte elemente. Clorul reacționează cu ozonul pentru a forma hipoclor OCL. Reacțiile ozonului cu hidrogenul atomic sunt sursa formării radicalilor hidroxil. Ozonul are un maxim de absorbție în regiunea UV la o lungime de undă de 253,7 nm cu un coeficient molar de extincție: E = 2,900 Pe baza acestui fapt, determinarea fotometrică UV a concentrației de ozon împreună cu titrarea iodometrică este acceptată ca standarde internaționale. Oxigenul, spre deosebire de ozon, nu reacționează cu KI.

Solubilitatea ozonului și stabilitatea acestuia în soluții apoase

Viteza de descompunere a ozonului în soluție este de 5-8 ori mai mare decât în ​​faza gazoasă. Solubilitatea ozonului în apă este de 10 ori mai mare decât cea a oxigenului. Potrivit diferiților autori, coeficientul de solubilitate al ozonului în apă variază de la 0,49 la 0,64 ml ozon/ml apă. În condiții termodinamice ideale, echilibrul respectă legea lui Henry, adică concentrația unei soluții de gaz saturat este proporțională cu presiunea sa parțială. C S = B × d × Рi unde: С S este concentrația unei soluții saturate în apă; d este masa ozonului; Pi este presiunea parțială a ozonului; B este coeficientul de dizolvare; Îndeplinirea legii lui Henry pentru ozon ca gaz metastabil este condiționată. Dezintegrarea ozonului în faza gazoasă depinde de presiunea parțială. În mediul acvatic au loc procese care depășesc sfera de aplicare a legii lui Henry. In schimb, in conditii ideale, se aplica legea Gibs-Dukem-Margulesdu. În practică, se obișnuiește să se exprime solubilitatea ozonului în apă în termeni de raportul dintre concentrația de ozon într-un mediu lichid și concentrația de ozon în faza gazoasă: Saturația ozonului depinde de temperatură și calitatea apei, deoarece impuritățile organice și anorganice se modifică. pH-ul mediului. In aceleasi conditii in apa de la robinet, concentratia ozonului este de 13 mg/l, in apa bidistilata - 20 mg/l. Motivul pentru aceasta este degradarea semnificativă a ozonului din cauza diferitelor impurități ionice din apa potabilă.

Dezintegrarea ozonului și timpul de înjumătățire (t 1/2)

În mediul acvatic, degradarea ozonului depinde în mare măsură de calitatea apei, temperatura și pH-ul mediului. O creștere a pH-ului mediului accelerează degradarea ozonului și, în același timp, reduce concentrația de ozon în apă. Procese similare apar cu creșterea temperaturii. Timpul de înjumătățire al ozonului în apa bidistilată este de 10 ore, în apa demineralizată - 80 de minute; în apă distilată - 120 de minute. Se știe că descompunerea ozonului în apă este un proces complex de reacții ale lanțurilor de radicali: Cantitatea maximă de ozon dintr-o probă apoasă se observă în decurs de 8-15 minute. După 1 oră, în soluție se observă doar radicali liberi de oxigen. Dintre acestea, cel mai important este radicalul hidroxil (OH') (Staehelin G., 1985), iar acest lucru trebuie luat în considerare la utilizarea apei ozonizate în scop terapeutic. Întrucât în ​​practica clinică se folosesc apa ozonizată și soluția salină ozonizată, am evaluat aceste lichide ozonizate în funcție de concentrațiile utilizate în medicina casnică. Principalele metode de analiză au fost titrarea iodometrică și intensitatea chemiluminiscenței folosind un dispozitiv biochimiluminometru BKhL-06 (fabricat de Nijni Novgorod) (Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P., Ivanova I.P. 1995). Fenomenul de chemiluminiscență este asociat cu reacții de recombinare a radicalilor liberi formați în timpul descompunerii ozonului în apă. La procesarea a 500 ml de apă bi- sau distilată prin barbotare cu un amestec gazos ozon-oxigen cu o concentrație de ozon în intervalul 1000-1500 μg/l și un debit de gaz de 1 l/min timp de 20 de minute, se detectează chemiluminiscența în 160 de minute. Mai mult, în apa bidistilată, intensitatea luminiscenței este semnificativ mai mare decât în ​​apa distilată, ceea ce se explică prin prezența impurităților care stinge luminiscența. Solubilitatea ozonului în soluții de NaCl respectă legea lui Henry, adică. scade odata cu cresterea concentratiei de sare. Soluția fiziologică a fost tratată cu ozon la o concentrație de 400, 800 și 1000 μg/l timp de 15 minute. Intensitatea totală a strălucirii (în mv) a crescut odată cu creșterea concentrației de ozon. Durata strălucirii este de 20 de minute. Acest lucru se datorează recombinării mai rapide a radicalilor liberi și, prin urmare, stingerii strălucirii datorită prezenței impurităților în soluția fiziologică. În ciuda potențialului de oxidare ridicat, ozonul are o selectivitate ridicată, care se datorează structurii polare a moleculei. Compușii care conțin duble legături libere (-C=C-) reacționează instantaneu cu ozonul. Ca urmare, acizii grași nesaturați, aminoacizii aromatici și peptidele, în special cele care conțin grupări SH, sunt sensibile la ozon. Potrivit Krige (1953) (citat din Vieban R. 1994), produsul primar al interacțiunii moleculei de ozon cu substraturile bioorganice este o moleculă 1-3 dipolară. Această reacție este principala în interacțiunea ozonului cu substraturile organice la pH< 7,4. Озонолиз проходит в доли секунды. В растворах скорость этой реакции равна 105 г/моль·с. В первом акте реакции образуется пи-комплекс олефинов с озоном. Он относительно стабилен при температуре 140 0 С и затем превращается в первичный озонид (молозонид) 1,2,3-триоксалан. Другое возможное направление реакции — образование эпоксидных соединений. Первичный озонид нестабилен и распадается с образованием карбоксильного соединения и карбонилоксида. В результате взаимодействия карбонилоксида с карбонильным соединением образуется биполярный ион, который затем превращается во вторичный озонид 1,2,3 — триоксалан. Последний при восстановлении распадается с образованием смеси 2-х карбонильных соединений, с дальнейшим образованием пероксида (I) и озонида (II). Озонирование ароматических соединений протекает с образованием полимерных озонидов. Присоединение озона нарушает ароматическое сопряжение в ядре и требует затрат энергии, поэтому скорость озонирования гомологов коррелирует с энергией сопряжения. Озонирование насушенных углеводородов связано с механизмом внедрения. Озонирование серо- и азотосодержащих органических соединений протекает следующим образом: Озониды обычно плохо растворимы в воде, но хорошо в органических растворителях. При нагревании, действии переходных металлов распадаются на радикалы. Количество озонидов в органическом соединении определяется йодным числом. Йодное число — масса йода в граммах, присоединяющееся к 100 г органического вещества. В норме для жирных кислот йодное число составляет 100-400, для твердых жиров 35-85, для жидких жиров — 150-200. Впервые озон, как антисептическое средство был опробован A. Wolff еще в 1915 во время первой мировой войны. Последующие годы постепенно накапливалась информация об успешном применении озона при лечении различных заболеваний. Однако длительное время использовались лишь методы озонотерапии, связанные с прямыми контактами озона с наружными поверхностями и различными полостями тела. Интерес к озонотерапии усиливался по мере накопления данных о биологическом действии озона на организм и появления сообщений из различных клиник мира об успешном использовании озона при лечении целого ряда заболеваний. История медицинского применения озона начинается с XIX века. Пионерами клинического применения озона были западные ученые Америки и Европы, в частности, C. J. Kenworthy, B. Lust, I. Aberhart, Е. Payer, E. A. Fisch, Н. Н. Wolff и другие. В России о лечебном применении озона было известно мало. Только в 60-70 годы в отечественной литературе появилось несколько работ по ингаляционной озонотерапии и по применению озона в лечении некоторых кожных заболеваний, а с 80-х годов в нашей стране этот метод стал интенсивно разрабатываться и получать более широкое распространение. Основы для фундаментальных разработок технологий озонотерапии были во многом определены работами Института химической физики АМН СССР. Книга «Озон и его реакции с органическими веществами» (С. Д. Разумовский, Г. Е. Зайков, Москва, 1974 г.) явилась отправной точкой для обоснования механизмов лечебного действия озона у многих разработчиков. В мире широко действует Международная озоновая ассоциация (IOA), которая провела 20 международных конгрессов, а с 1991 года в работе этих конгрессов принимают участие и наши врачи и ученые. Совершенно по-новому сегодня рассматриваются проблемы прикладного использования озона, а именно в медицине. В терапевтическом диапазоне концентраций и доз озон проявляет свойства мощного биорегулятора, средства, способного во многом усилить методы традиционной медицины, а зачастую выступать в качестве средства монотерапии. Применение медицинского озона представляет качественно новое решение актуальных проблем лечения многих заболеваний. Технологии озонотерапии используются в хирургии, акушерстве и гинекологии, стоматологии, неврологии, при терапевтической патологии, инфекционных болезнях, дерматологии и венерических болезнях и целом ряде других заболеваний. Для озонотерапии характерна простота исполнения, высокая эффективность, хорошая переносимость, практическое отсутствие побочных действий, она экономически выгодна. Лечебные свойства озона при заболеваниях различной этиологии основаны на его уникальной способности воздействовать на организм. Озон в терапевтических дозах действует как иммуномодулирующее, противовоспалительное, бактерицидное, противовирусное, фунгицидное, цитостатическое, антистрессовое и аналгезирующее средство. Его способность активно коррегировать нарушенный кислородный гомеостаз организма открывает большие перспективы для восстановительной медицины. Широкий спектр методических возможностей позволяет с большой эффективностью использовать лечебные свойства озона для местной и системной терапии. В последние десятилетия на передний план вышли методы, связанные с парентеральным (внутривенным, внутримышечным, внутрисуставным, подкожным) введением терапевтических доз озона, лечебный эффект которых связан, в основном, с активизацией различных систем жизнедеятельности организма. Кислородно-озоновая газовая смесь при высоких (4000 — 8000 мкг/л) концентрациях в ней озона в эффективна при обработке сильно инфицированных, плохо заживающих ран, гангрене, пролежней, ожогов, грибковых поражениях кожи и т.п. Озон в высоких концентрациях можно также использовать как кровоостанавливающее средство. Низкие концентрации озона стимулируют репарацию, способствуют эпителизации и заживлению. В лечении колитов, проктитов, свищей и ряда других заболеваний кишечника используют ректальное введение кислородно-озоновой газовой смеси. Озон, растворенный в физиологическом растворе, успешно применяют при перитоните для санации брюшной полости, а озонированную дистиллированную воду в челюстной хирургии и др. Для внутривенного введения используется озон, растворенный в физиологическом растворе или в крови больного. Пионерами Европейской школы было высказано постулирующее положение о том, что Scopul principal al terapiei cu ozon este: „Stimularea și reactivarea metabolismului oxigenului fără a perturba sistemele redox”, ceea ce înseamnă că la calcularea dozelor pentru o sesiune sau curs, efectul terapeutic al ozonului ar trebui să fie în limitele în care metaboliții radicali ai oxigenului sau excesul de peroxid sunt aliniați enzimatic” (Z Rilling, R. Fiban 1996 in carte. Practica terapiei cu ozon).În practica medicală străină, pentru administrarea parenterală a ozonului, se utilizează în principal autohemoterapia mare și mică. Când se efectuează o autohemoterapie mare, sângele prelevat de la pacient este amestecat bine cu un anumit volum de amestec de gaz oxigen-ozon și imediat picurarea este injectată înapoi în vena aceluiași pacient. Cu o mică autohemoterapie, sângele ozonizat este injectat intramuscular. Doza terapeutică de ozon în acest caz este menținută datorită volumelor fixe de gaz și concentrației de ozon în acesta.

Realizările științifice ale oamenilor de știință autohtoni au început să fie raportate în mod regulat la congrese și simpozioane internaționale

• 1991 - Cuba, Havana,
• 1993 - SUA San Francisco,
• 1995 - Franța Lille,
• 1997 - Japonia, Kyoto,
• 1998 - Austria, Salzburg,
• 1999 – Germania, Baden-Baden,
• 2001 - Anglia, Londra,
• 2005 - Franța, Strasbourg,
• 2009 - Japonia, Kyoto,
• 2010 - Spania, Madrid
• 2011 Turcia (Istanbul), Franța (Paris), Mexic (Cancun)
• 2012 - Spania Madrid

Clinicile din Moscova și Nijni Novgorod au devenit centre științifice pentru dezvoltarea terapiei cu ozon în Rusia. Foarte curând li s-au alăturat oameni de știință din Voronezh, Smolensk, Kirov, Novgorod, Ekaterinburg, Saransk, Volgograd, Izhevsk și alte orașe. Răspândirea tehnologiilor de terapie cu ozon a contribuit cu siguranță la organizarea regulată a conferințelor științifice și practice din toată Rusia, cu participare internațională, organizate la inițiativa Asociației Ozonoterapeutilor din Rusia din 1992 la Nijni Novgorod, adunând specialiști din toată țara.

Conferințe științifice și practice din întreaga Rusie cu participare internațională privind terapia cu ozon

I - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 1992., N.Novgorod II - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 1995., N.Novgorod III - "OZONUL ȘI METODE DE TERAPIE EFERENTĂ" - 1998., N.Novgorod IV - "OZONUL ȘI METODE DE TERAPIE EFERENTĂ" - 2000., N.Novgorod V - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 2003., N.Novgorod VI - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 2005., N.Novgorod„I Conferință privind terapia cu ozon a Uniunii Asiatico-Europene a terapeuților de ozon și a producătorilor de echipamente medicale”– 2006., Bolshoe Boldino, Regiunea Nijni Novgorod VII - „OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ” - 2007., N.Novgorod U111 – „Ozon, specii reactive de oxigen și metode de terapie intensivă în medicină” - 2009, Nijni Novgorod Până în 2000, școala rusă de ozonterapie și-a format în sfârșit propria abordare, diferită de cea europeană, a utilizării ozonului ca agent terapeutic. Principalele diferențe sunt utilizarea pe scară largă a ser fiziologic ca purtător de ozon, utilizarea unor concentrații și doze semnificativ mai mici de ozon, tehnologiile dezvoltate pentru prelucrarea extracorporală a unor volume mari de sânge (bypass cardiopulmonar ozonizat), alegerea individuală a dozelor și concentrațiilor de ozonul în ozonoterapia sistemică. Dorința majorității medicilor ruși de a folosi cele mai scăzute concentrații eficiente de ozon reflectă principiul de bază al medicinei - „nu face rău”. Siguranța și eficacitatea metodelor rusești de terapie cu ozon au fost dovedite și dovedite în mod repetat în relație cu diverse domenii ale medicinei. Ca rezultat al multor ani de cercetare clinică fundamentală a oamenilor de știință de la Nijni Novgorod, „a fost stabilită o regularitate necunoscută în formarea mecanismelor de adaptare a corpului mamiferelor sub expunere sistemică la doze terapeutice scăzute de ozon, care constă în faptul că declanșatorul este efectul ozonului asupra echilibrului pro și antioxidant al organismului și se datorează unei intensificări moderate a reacțiilor radicalilor liberi, care, la rândul lor, crește activitatea componentelor enzimatice și neenzimatice ale sistemului de apărare antioxidantă. ”(Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P.), pentru care autorii au primit o descoperire (Diploma nr. 309 din 16 mai 2006). În lucrările oamenilor de știință autohtoni, au fost dezvoltate noi tehnologii și aspecte ale utilizării ozonului în scopuri terapeutice:

• Utilizarea pe scară largă a soluției saline (soluție de NaCl 0,9%) ca purtător de ozon dizolvat
• Utilizarea de concentrații și doze relativ scăzute de ozon pentru expunerea sistemică (administrare intravasculară și intraintestinală)
• Infuzii intraosoase de soluții ozonate
• Administrarea intracoronară de soluții cardioplegice ozonizate
• Tratamentul cu ozon extracorporeal total al unor volume mari de sânge în timpul bypass-ului cardiopulmonar
• Ozonoterapia cu debit scăzut
• Administrarea intraportală a soluțiilor ozonizate
• Utilizarea ozonului în teatrul de operații
• Însoțirea terapiei sistemice cu ozon cu metode de control biochimic

În 2005-2007 pentru prima dată în practica mondială în Rusia, terapia cu ozon a primit statut oficial la nivel de stat sub forma aprobării de către Ministerul Sănătății și Dezvoltării Sociale al Federației Ruse a noilor tehnologii medicale pentru utilizarea ozonului în dermatologie și cosmetologie, obstetrică și ginecologie și traumatologie. În prezent, în țara noastră se lucrează activ pentru diseminarea și introducerea metodei de ozonoterapia. Analiza experienței ruse și europene a terapiei cu ozon ne permite să tragem concluzii importante:

1. Ozonoterapia este o metodă non-medicamentală cu efect terapeutic care permite obținerea de rezultate pozitive în patologia de diverse origini.
2. Efectul biologic al ozonului administrat parenteral se manifestă la nivelul concentraţiilor şi dozelor scăzute, care este însoţit de efecte terapeutice pozitive pronunţate clinic, care au o dependenţă pronunţată de doză.
3. Experiența școlilor rusești și europene de terapie cu ozon arată că utilizarea ozonului ca agent terapeutic crește semnificativ eficacitatea terapiei medicamentoase și, în unele cazuri, face posibilă înlocuirea sau reducerea sarcinii farmacologice asupra pacientului. Pe fondul terapiei cu ozon, reacțiile și procesele pacientului dependente de oxigen proprii ale organismului bolnav sunt restaurate.
4. Capacitățile tehnice ale ozonatoarelor medicale moderne cu capacități de dozare ultra-precise fac posibilă utilizarea ozonului în intervalul de concentrații terapeutice scăzute similare agenților farmacologici convenționali.

DEFINIȚIE

Ozon este o modificare alotropică a oxigenului. În stare normală, este un gaz albastru deschis, în stare lichidă este albastru închis, iar în stare solidă este violet închis (până la negru).

Poate rămâne în stare de lichid suprarăcit până la o temperatură (-250 o C). slab solubil în apă, mai bun în tetraclorură de carbon și diverse fluoroclorocarburi. Un agent oxidant foarte puternic.

Formula chimică a ozonului

Formula chimică a ozonului- O 3 . Arată că molecula acestei substanțe conține trei atomi de oxigen (Ar = 16 a.m.u.). Conform formulei chimice, puteți calcula greutatea moleculară a ozonului:

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

Formula structurală (grafică) a ozonului

Mai ilustrativ este formula structurală (grafică) a ozonului. Acesta arată modul în care atomii sunt conectați între ei în interiorul moleculei (Fig. 1).

Orez. 1. Structura moleculei de ozon.

Formula electronica , care arată distribuția electronilor într-un atom pe subnivelurile de energie este prezentată mai jos:

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

De asemenea, arată că oxigenul, care alcătuiește ozonul, aparține elementelor din familia p, precum și numărul de electroni de valență - există 6 electroni în nivelul de energie exterior (3s 2 3p 4).

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu	Fracția de masă a hidrogenului în combinația sa cu siliciul este de 12,5%. Deduceți formula empirică a compusului și calculați masa molară a acestuia.
Decizie	Calculați fracția de masă a siliciului din compus: ω(Si) = 100% - ω(H) = 100% - 12,5% ​​= 87,5% Să notăm numărul de moli de elemente care alcătuiesc compusul ca „x” (siliciu) și „y” (hidrogen). Apoi, raportul molar va arăta astfel (valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev vor fi rotunjite la numere întregi): x:y = ω(Si)/Ar(Si): ω(H)/Ar(H); x:y= 87,5/28: 12,5/1; x:y= 3,125: 12,5 = 1: 4 Aceasta înseamnă că formula pentru combinarea siliciului cu hidrogenul va arăta ca SiH 4. Este hidrura de siliciu.
Răspuns	SiH4

EXEMPLUL 2

Exercițiu	În compusul de potasiu, clor și oxigen, fracțiile de masă ale elementelor sunt respectiv 31,8%, 29%, 39,2%. Setați cea mai simplă formulă compusă.
Decizie	Fracția de masă a elementului X din molecula compoziției HX se calculează prin următoarea formulă: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100% Să notăm numărul de moli de elemente care alcătuiesc compusul ca „x” (potasiu), „y” (clorul) și „z” (oxigen). Apoi, raportul molar va arăta astfel (valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev vor fi rotunjite la numere întregi): x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(Cl)/Ar(Cl) : ω(O)/Ar(O); x:y:z= 31,8/39: 29/35,5: 39,2/16; x:y:z= 0,82: 0,82: 2,45 = 1: 1: 3 Aceasta înseamnă că formula compusului de potasiu, clor și oxigen va arăta ca KClO 3. Aceasta este sarea bertolet.
Răspuns	KClO 3

OZON O3 (din grecescul ozon-milling) este o modificare alotropică a oxigenului care poate exista în toate cele trei stări de agregare. Ozonul este un compus instabil și chiar și la temperatura camerei se descompune încet în oxigen molecular, dar ozonul nu este un radical.

Proprietăți fizice

Greutate moleculară = 47,9982 g/mol. Ozonul gazos are o densitate de 2,144 10-3 g/cm3 la o presiune de 1 atm și 29°C.

Ozonul este o substanță specială. Este extrem de instabil și, odată cu creșterea concentrației, se disproporționează ușor după schema generală: 2O3 -> 3O2.În formă gazoasă, ozonul are o tentă albăstruie, sesizabilă când conținutul de ozon din aer este de 15-20%.

Ozonul în condiții normale este un gaz cu miros înțepător. La concentrații foarte mici, mirosul de ozon este perceput ca o prospețime plăcută, dar odată cu creșterea concentrației devine neplăcut. Mirosul de rufe congelate este mirosul de ozon. Este ușor să te obișnuiești.

Cantitatea sa principală este concentrată în așa-numita „centură de ozon” la o altitudine de 15-30 km. La suprafața pământului, concentrația de ozon este mult mai mică și absolut sigură pentru ființele vii; există chiar opinia că absența sa completă afectează negativ și performanța unei persoane.

La concentrații de aproximativ 10 MPC, ozonul se simte foarte bine, dar după câteva minute senzația dispare aproape complet. Acest lucru trebuie reținut atunci când lucrați cu el.

Cu toate acestea, ozonul asigură și conservarea vieții pe Pământ, deoarece. Stratul de ozon reține cea mai dăunătoare pentru organismele vii și plante o parte din radiația UV a Soarelui cu o lungime de undă mai mică de 300 nm, împreună cu CO2 absoarbe radiația infraroșie a Pământului, împiedicând răcirea acesteia.

Ozonul este mai solubil decât oxigenul în apă. În apă, ozonul se descompune mult mai repede decât în ​​faza gazoasă, iar prezența impurităților, în special a ionilor metalici, are un efect excepțional de mare asupra vitezei de descompunere.

Fig1. Descompunerea ozonului in diverse tipuri de apa la temperatura de 20°C (1 - bidistilat; 2 - distilat; 3 - apa de la robinet; 4 - apa de lac filtrata)

Ozonul este bine adsorbit de silicagel și gel de alumină. La o presiune parțială a ozonului, de exemplu 20 mm Hg. Art., iar la 0°C, silicagelul absoarbe aproximativ 0,19% ozon din greutate. La temperaturi scăzute, adsorbția slăbește vizibil. În stare adsorbită, ozonul este foarte stabil. Potențialul de ionizare al ozonului este de 12,8 eV.

Proprietățile chimice ale ozonului

Ele diferă prin două caracteristici principale - instabilitate și capacitatea de oxidare. Amestecat cu aer în concentrații mici, se descompune relativ lent, dar pe măsură ce temperatura crește, descompunerea sa se accelerează și devine foarte rapidă la temperaturi peste 100 ° C.

Prezența NO2, Cl în aer, precum și efectul catalitic al oxizilor metalici - argint, cupru, fier, mangan - accelerează descompunerea ozonului. Ozonul are proprietăți oxidante atât de puternice, deoarece unul dintre atomii de oxigen se desprinde foarte ușor de molecula sa. Trece cu ușurință în oxigen.

Ozonul oxidează majoritatea metalelor la temperaturi obișnuite. Soluțiile apoase acide de ozon sunt destul de stabile; în soluțiile alcaline, ozonul este distrus rapid. Metalele cu valență variabilă (Mn, Co, Fe etc.), mulți oxizi, peroxizi și hidroxizi distrug efectiv ozonul. Majoritatea suprafețelor metalice sunt acoperite cu o peliculă de oxid în cea mai mare stare de valență a metalului (de exemplu, PbO2, AgO sau Ag2O3, HgO).

Ozonul oxidează toate metalele, cu excepția metalelor din grupa aurului și a platinei, reacționează cu majoritatea celorlalte elemente, descompune halogenurile de hidrogen (cu excepția HF), transformă oxizii inferiori în oxizi superiori etc.

Nu oxideaza aurul, platina, iridiul, aliajul 75%Fe + 25%Cr. Acesta transformă sulfura de plumb neagră PbS în sulfat alb PbSO4, anhidrida de arsen As2O3 în arsen As2O5 etc.

Reacția ozonului cu ionii metalici de valență variabilă (Mn, Cr și Co) și-a găsit recent aplicație practică pentru sinteza intermediarilor pentru coloranți, vitamina PP (acid izonicotinic), etc. Amestecuri de săruri de mangan și crom într-o soluție acidă care conține un compus oxidabil (de exemplu, metilpiridine) este oxidat de ozon. În acest caz, ionii Cr3+ trec în Cr6+ și oxidează metilpiridinele numai la grupările metil. În absența sărurilor metalice, nucleul predominant aromatic este distrus.

Ozonul reacționează și cu multe gaze care sunt prezente în atmosferă. Hidrogenul sulfurat H2S, atunci când este combinat cu ozonul, eliberează sulf liber, anhidrida sulfuroasă SO2 se transformă în SO3 sulfuric; protoxid de azot N2O - în NO, protoxid de azot NO se oxidează rapid la NO2, la rândul său, NO2 reacţionează şi cu ozonul, iar în final se formează N2O5; amoniac NH3 - în sare de azot de amoniu NH4NO3.

Una dintre cele mai importante reacții ale ozonului cu substanțele anorganice este descompunerea acestuia a iodurii de potasiu. Această reacție este utilizată pe scară largă pentru determinarea cantitativă a ozonului.

În unele cazuri, ozonul reacționează și cu substanțele solide, formând ozonide. Au fost izolate ozonide ale metalelor alcaline, metale alcalino-pământoase: stronțiu, bariu, iar temperatura de stabilizare a acestora crește în seria indicată; Ca(O3)2 este stabil la 238 K, Ba(O3)2 la 273 K. Ozonidele se descompun pentru a forma superperoxid, de exemplu NaO3 -> NaO2 + 1/2O2. În reacțiile ozonului cu compușii organici se formează și diverse ozonide.

Ozonul oxidează numeroase substanțe organice, hidrocarburi saturate, nesaturate și ciclice. Au fost publicate numeroase lucrări privind studiul compoziției produșilor de reacție ai ozonului cu diferite hidrocarburi aromatice: benzen, xilen, naftalenă, fenantren, antracen, benzantracen, difenilamină, chinolină, acid acrilic etc. Înălbește indigo și multe alte organice. coloranți, datorită cărora este folosit chiar și pentru albirea țesăturilor.

Viteza de reacție a ozonului cu o legătură dublă C=C este de 100.000 de ori mai rapidă decât viteza de reacție a ozonului cu o legătură unică C-C. Prin urmare, cauciucurile și cauciucurile sunt afectate în primul rând de ozon. Ozonul reacționează cu dubla legătură pentru a forma un complex intermediar:

Această reacție are loc destul de rapid deja la temperaturi sub 0°C. În cazul compușilor saturați, ozonul este inițiatorul reacției obișnuite de oxidare:

Interesantă este interacțiunea ozonului cu unii coloranți organici, care fluoresc puternic în prezența ozonului în aer. Acestea sunt, de exemplu, eicrozina, riboflavina și luminolul (triaminoftalhidrazidă), și în special rodamina-B și, similar cu aceasta, rodamina-C.

Proprietățile de oxidare ridicate ale ozonului, distrugerea substanțelor organice și a metalelor oxidante (în special fier) ​​într-o formă insolubilă, capacitatea de a descompune compușii gazoși solubili în apă, saturarea soluțiilor apoase cu oxigen, persistența scăzută a ozonului în apă și autodistrugerea a proprietăților sale periculoase pentru oameni - toate acestea în combinație fac din ozon cea mai atractivă substanță pentru prepararea apei menajere și tratarea diverșilor efluenți.

Sinteza ozonului

Ozonul se formează într-un mediu gazos care conține oxigen dacă apar condiții în care oxigenul se disociază în atomi. Acest lucru este posibil în toate formele de descărcare electrică: strălucire, arc, scânteie, coroană, suprafață, barieră, fără electrod etc. Principala cauză a disocierii este ciocnirea oxigenului molecular cu electronii accelerați într-un câmp electric.

În plus față de descărcare, disocierea oxigenului este cauzată de radiațiile UV cu o lungime de undă mai mică de 240 nm și diferite particule de înaltă energie: particule alfa, beta, gamma, raze X etc. Ozonul este produs și prin electroliza apei.

În aproape toate sursele de formare a ozonului, există un grup de reacții, în urma cărora ozonul se descompune. Ele interferează cu formarea ozonului, dar există cu adevărat și trebuie luate în considerare. Aceasta include descompunerea termică în volum și pe pereții reactorului, reacțiile sale cu radicalii și particulele excitate, reacțiile cu aditivi și impurități care pot intra în contact cu oxigenul și ozonul.

Mecanismul complet constă dintr-un număr semnificativ de reacții. Instalațiile reale, indiferent de principiul pe care funcționează, prezintă costuri mari de energie pentru producția de ozon. Eficiența generatorului de ozon depinde de ce putere - plină sau activă - este calculată pe unitatea de masă a ozonului generat.

descărcare de barieră

O descărcare de barieră este înțeleasă ca o descărcare care are loc între doi dielectrici sau un dielectric și un metal. Datorită faptului că circuitul electric este întrerupt de un dielectric, puterea este furnizată numai prin curent alternativ. Pentru prima dată, un ozonator apropiat de cel modern a fost propus în 1897 de către Siemens.

La putere scăzută, ozonizatorul nu poate fi răcit, deoarece căldura eliberată este dusă cu fluxul de oxigen și ozon. În producția industrială, ozonul este sintetizat și în ozonizatoare cu arc (torțe cu plasmă), în generatoare de ozon strălucitor (lasere) și în descărcări de suprafață.

Metoda fotochimică

Majoritatea ozonului produs pe Pământ este produs în natură prin procese fotochimice. În activitatea umană practică, metodele de sinteză fotochimică joacă un rol mai mic decât sintezele într-o descărcare de barieră. Domeniul principal de utilizare a acestora este obținerea de concentrații medii și scăzute de ozon. Astfel de concentrații de ozon sunt necesare, de exemplu, la testarea produselor din cauciuc pentru rezistența la fisurare sub acțiunea ozonului atmosferic. În practică, pentru producerea ozonului prin această metodă se folosesc lămpi cu mercur și xenon excimer.

Metoda de sinteză electrolitică

Prima mențiune despre formarea ozonului în procesele electrolitice datează din 1907. Cu toate acestea, mecanismul formării acestuia rămâne neclar până acum.

De obicei, soluțiile apoase de acid percloric sau sulfuric sunt folosite ca electrolit, electrozii sunt fabricați din platină. Utilizarea acizilor marcați cu O18 a arătat că aceștia nu renunță la oxigen în timpul formării ozonului. Prin urmare, schema brută ar trebui să ia în considerare numai descompunerea apei:

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

cu posibilă formare intermediară de ioni sau radicali.

Formarea ozonului sub acțiunea radiațiilor ionizante

Ozonul se formează într-o serie de procese însoțite de excitarea unei molecule de oxigen fie prin lumină, fie printr-un câmp electric. Când oxigenul este iradiat cu radiații ionizante, pot apărea și molecule excitate și se observă formarea ozonului. Formarea ozonului sub acțiunea radiațiilor ionizante nu a fost încă folosită pentru sinteza ozonului.

Formarea ozonului în câmpul cu microunde

Când un jet de oxigen a fost trecut prin câmpul de microunde, s-a observat formarea ozonului. Acest proces a fost puțin studiat, deși generatoarele bazate pe acest fenomen sunt adesea folosite în practica de laborator.

Utilizarea ozonului în viața de zi cu zi și impactul acestuia asupra oamenilor

Ozonarea apei, a aerului și a altor substanțe

Apa ozonată nu conține halometani toxici - impurități tipice de sterilizare a apei cu clor. Procesul de ozonare se realizează în băi cu barbotare sau mixere, în care apa purificată din suspensii este amestecată cu aer ozonizat sau oxigen. Dezavantajul procesului este distrugerea rapidă a O3 în apă (timp de înjumătățire 15-30 minute).

Ozonarea este folosita si in industria alimentara pentru sterilizarea frigiderelor, depozitelor, eliminarea mirosurilor neplacute; în practica medicală - pentru dezinfecția rănilor deschise și tratamentul anumitor boli cronice (ulcere trofice, boli fungice), ozonarea sângelui venos, soluții fiziologice.

Ozonizatoarele moderne, în care ozonul este produs prin intermediul unei descărcări electrice în aer sau în oxigen, constau din generatoare de ozon și surse de alimentare și fac parte integrantă din instalațiile de ozonizare, care includ, pe lângă ozonizatoare, și dispozitive auxiliare.

În prezent, ozonul este un gaz folosit în așa-numitele tehnologii ale ozonului: epurarea și prepararea apei potabile, tratarea apelor uzate (ape uzate menajere și industriale), gaze reziduale etc.

În funcție de tehnologia de utilizare a ozonului, productivitatea generatorului de ozon poate fi de la fracțiuni de gram la zeci de kilograme de ozon pe oră. Ozonizatoarele speciale sunt utilizate pentru sterilizarea cu gaz a instrumentelor medicale și a echipamentelor mici. Sterilizarea se realizează într-un mediu ozon-oxigen umezit artificial care umple camera de sterilizare. Ciclul de sterilizare constă în etapa de înlocuire a aerului din camera de sterilizare cu un amestec umezit ozon-oxigen, etapa de expunere de sterilizare și etapa de înlocuire a amestecului ozon-oxigen din cameră cu aer purificat microbiologic.

Ozonizatoarele utilizate în medicină pentru ozonoterapia au o gamă largă de reglare a concentrației amestecului ozon-oxigen. Precizia garantată a concentrației generate de amestecul ozon-oxigen este controlată de sistemul de automatizare a ozonizatorului și este menținută automat.

Efectul biologic al ozonului

Efectul biologic al ozonului depinde de metoda de aplicare, doza și concentrația acestuia. Multe dintre efectele sale apar în grade diferite în diferite intervale de concentrație. Baza efectului terapeutic al terapiei cu ozon este utilizarea amestecurilor ozon-oxigen. Potențialul redox ridicat al ozonului determină efectul său terapeutic sistemic (restabilirea homeostaziei oxigenului) și local (dezinfectant pronunțat).

Ozonul a fost folosit pentru prima dată ca agent antiseptic de către A. Wolff în 1915 pentru tratamentul rănilor infectate. În ultimii ani, ozonoterapia a fost folosită cu succes în aproape toate domeniile medicinei: în chirurgia de urgență și purulentă, terapie generală și infecțioasă, ginecologie, urologie, gastroenterologie, dermatologie, cosmetologie etc. Utilizarea ozonului se datorează spectrului său unic. de efecte asupra organismului, incl. imunomodulator, antiinflamator, bactericid, antiviral, fungicid etc.

Cu toate acestea, nu se poate nega că metodele de utilizare a ozonului în medicină, în ciuda avantajelor evidente în mulți indicatori biologici, nu au fost încă utilizate pe scară largă. Conform datelor din literatură, concentrațiile mari de ozon sunt absolut bactericide pentru aproape toate tulpinile de microorganisme. Prin urmare, ozonul este utilizat în practica clinică ca antiseptic universal în reabilitarea focarelor infecțioase și inflamatorii de diverse etiologie și localizare.

Există date în literatură cu privire la eficacitatea crescută a preparatelor antiseptice după ozonarea lor în tratamentul bolilor chirurgicale purulente acute.

Concluzii privind utilizarea casnică a ozonului

În primul rând, este necesar să se confirme necondiționat faptul utilizării ozonului în practica vindecării în multe domenii ale medicinei, ca agent terapeutic și dezinfectant, dar nu este încă posibil să vorbim despre utilizarea sa pe scară largă.

Ozonul este perceput de o persoană cu cele mai puține manifestări alergice adverse. Și chiar dacă în literatură se menționează intoleranța individuală la O3, atunci aceste cazuri nu pot fi comparate, de exemplu, cu medicamentele care conțin clor și alte medicamente antibacteriene halogenate.

Ozonul este oxigen triatomic și este cel mai prietenos cu mediul. Cine nu-i cunoaște mirosul de „prospețime” – în zilele toride de vară după o furtună?! Prezența sa constantă în atmosfera pământului este experimentată de orice organism viu.

Recenzia se bazează pe materiale de pe internet.

Ozonul este o substanță gazoasă care este o modificare a oxigenului (constă din trei dintre atomii săi). Este întotdeauna prezent în atmosferă, dar a fost descoperit pentru prima dată în 1785 în timp ce studia acțiunea unei scântei în aer de către fizicianul olandez Van Marum. În 1840, chimistul german Christian Friedrich Schönbein a confirmat aceste observații și a sugerat că a descoperit un nou element, căruia i-a dat numele de „ozon” (din grecescul ozon – miros). În 1850, s-a determinat activitatea mare a ozonului ca agent oxidant și capacitatea sa de a adăuga legături duble în reacțiile cu mulți compuși organici. Ambele proprietăți ale ozonului au găsit ulterior o largă aplicație practică. Cu toate acestea, valoarea ozonului nu se limitează la aceste două proprietăți. S-a descoperit că are o serie de proprietăți valoroase ca dezinfectant și deodorant.
Pentru prima dată, ozonul a fost folosit în salubritate ca mijloc de dezinfectare a apei potabile și a aerului. Oamenii de știință ruși au fost printre primii cercetători ai proceselor de ozonare. În 1874, creatorul primei școli de igieniști (ruși), profesorul A.D. Dobroye shvin, a propus ozonul ca fiind cel mai bun mijloc de dezinfectare a apei de băut și a aerului de microflora patogenă. Mai devreme, în 1886, N.K. Keldysh a efectuat cercetări asupra acțiunii bactericide a ozonului. și l-a recomandat ca un dezinfectant de mare eficiență.Cercetarea ozonului a fost deosebit de răspândită în secolul al XX-lea. Și deja în 1911, prima stație de alimentare cu apă cu ozon din Europa a fost pusă în funcțiune în Sf. scop în medicină, în scopuri sanitare în industria alimentară , în procesele de oxidare din industria chimică etc.
Zonele și scarile de utilizare a ozonului au crescut rapid în ultimul deceniu. În prezent, cele mai importante aplicații ale ozonului sunt următoarele: purificarea și dezinfecția apei potabile și industriale, precum și a efluenților menajeri și fecale și industriali în vederea reducerii necesarului biologic de oxigen (BOD), albire, neutralizarea substanțelor toxice nocive (cianuri). , fenoli, mercaptani), eliminarea mirosurilor neplăcute, dezodorizarea și purificarea aerului din diverse industrii, ozonarea în sistemele de aer condiționat, depozitarea alimentelor, sterilizarea materialelor de ambalare și pansament în industria farmaceutică, terapia și prevenirea medicală a diverselor boli etc.
În ultimii ani, a fost stabilită o altă proprietate a ozonului - capacitatea de a crește valoarea biologică a hranei pentru animale și a hranei pentru oameni, ceea ce a făcut posibilă utilizarea ozonului la prelucrarea, prepararea și depozitarea furajelor și a diferitelor produse. Prin urmare, dezvoltarea tehnologiilor de ozonare în producția agricolă și, în special, în creșterea păsărilor de curte, este foarte promițătoare.

Proprietățile fizice ale ozonului

Ozonul este o formă foarte activă, alotropă de oxigen; la temperaturi obișnuite, este un gaz albastru deschis cu un miros înțepător caracteristic (mirosul se simte organoleptic la o concentrație de ozon de 0,015 mg/m3 de aer). În faza lichidă, ozonul are o culoare albastru indigo, iar în faza solidă are o culoare violet-albăstruie groasă, un strat de ozon de 1 mm grosime este practic opac. Ozonul se formează din oxigen, în timp ce absoarbe căldură și, dimpotrivă, atunci când se descompune, trece în oxigen, eliberând căldură (similar cu arderea). Acest proces poate fi scris sub următoarea formă:
reacție exotermă
2Oz \u003d ZO2 + 68 kcal
Reacție endotermă

Viteza acestor reacții depind de temperatură, presiune și concentrația de ozon. La temperatură și presiune normale, reacțiile se desfășoară lent, dar la temperaturi ridicate, descompunerea ozonului este accelerată.
Formarea ozonului sub acțiunea energiei diferitelor radiații este destul de complicată. Procesele primare de formare a ozonului din oxigen pot decurge diferit în funcție de cantitatea de energie aplicată.
Excitarea unei molecule de oxigen are loc la o energie electronică de 6,1 eV; formarea ionilor moleculari de oxigen - la o energie electronică de 12,2 eV; disocierea în oxigen - la o energie electronică de 19,2 eV. Toți electronii liberi sunt captați de moleculele de oxigen, ducând la formarea ionilor negativi de oxigen. După excitarea moleculei, are loc reacția de formare a ozonului.
La o energie electronică de 12,2 eV, când se formează ionii moleculari de oxigen, nu se observă eliberare de ozon, iar la o energie electronică de 19,2 eV, când sunt implicați atât un atom, cât și un ion de oxigen, se formează ozon. Odată cu aceasta, se formează ioni de oxigen pozitivi și negativi. Mecanismul de dezintegrare a ozonului*, care implică sisteme omogene și eterogene, este complex și depinde de condiții. Descompunerea ozonului este accelerată în sisteme omogene de aditivii gazoși (oxizi de azot, clor etc.), iar în sistemele eterogene de metale (mercur, argint, cupru etc.) și oxizi metalici (fier, cupru, nichel, plumb etc.). ). La concentrații mari de ozon, reacția are loc cu o explozie. La o concentrație de ozon de până la 10%, descompunerea explozivă nu are loc. Temperaturile scăzute ajută la conservarea ozonului. La temperaturi de aproximativ -183°C, ozonul lichid poate fi depozitat pentru o perioadă lungă de timp fără descompunere vizibilă. Încălzirea rapidă până la punctul de fierbere (-119°C) sau răcirea rapidă a ozonului poate provoca o explozie. Prin urmare, cunoașterea proprietăților ozonului și luarea măsurilor de precauție este foarte importantă atunci când lucrați cu acesta. Tabelul 1 prezintă principalele proprietăți fizice ale ozonului.
În stare gazoasă, ozonul este diamagnetic, în timp ce în stare lichidă, este slab paramagnetic. Ozonul se dizolvă bine în uleiuri esențiale, terebentină, tetraclorură de carbon. Solubilitatea sa în apă este de peste 15 ori mai mare decât oxigenul.
Molecula de ozon, așa cum sa menționat deja, este formată din trei atomi de oxigen și are o structură triunghiulară asimetrică, caracterizată printr-un unghi obtuz la vârf (116,5 °) și distanțe nucleare egale (1,28 ° A) cu o energie de legare medie (78 kcal / mol) și polaritatea slab exprimată (0,58).

Proprietățile fizice de bază ale ozonului

Indicator	Sens
Greutate moleculară	47,998
Greutate specifică prin aer	1,624
Densitatea la NTD	2,1415 g/l
Volumul la NTD	506 cm3/g
Temperatură de topire	- 192,5°C
Temperatura de fierbere	-111,9°C
Temperatura critica	- 12,1°C
presiune critică	54,6 atm
Volumul critic	147,1 cm3/mol
Vâscozitatea la NTD	127- KG * pauze
Căldura de formare (18°C)	34,2 kcal/mol
Căldura de evaporare (-112° С)	74,6 kcal/mol
Căldura soluției (HgO, 18°C)	3,9 kcal/mol
Potenţial de ionizare	12,8 eV
afinitate electronică	1,9-2,7 eV
Constantă dielectrică Ozon gazos la NTD	1,0019
Conductivitate termică (25°C)	3,3-10~"5 cal/s-cm2
Viteza de detonare (25°C)	1863 m/s
Presiunea de detonare (25°C)	30 atm
Susceptibilitate magnetică
(18°C)	0,002- Yu-6 unități
Coeficienți moleculari
.kstintsii (25 ° C)	3360 cm"" 1 mol (la 252 nmUFL); 1,32 cm-1 (la 605 nm lumina vizibila)
Solubilitate în apă la (C):
0	1,13 g/l
10	0,875 g/l
20	0,688 g/l
40	0,450 g/l
ASA DE	0,307 g/l
Solubilitatea ozonului:
în acid acetic (18,2 ° C)	2,5 g/l
în acid tricloracetic, 0 "C)	1,69 g/l
, anhidridă acetică (0°С)	2,15 g/l
în acid propionic (17,3°C)	3,6 g/l
în anhidridă de acid propionic (18,2 ° C)	2,8 g/l
în tetraclorură de carbon (21°C)	2,95 g/l

Proprietățile optice ale ozonului sunt caracterizate prin instabilitatea acestuia la radiații de diferite compoziții spectrale. Radiațiile pot fi absorbite nu numai de ozon, distrugându-l, ci și formează ozon. Formarea ozonului în atmosferă are loc sub influența radiațiilor ultraviolete de la soare în regiunea cu lungime de undă scurtă a spectrului 210-220 și 175 nm. În acest caz, se formează două molecule de ozon per cuantum de lumină absorbit. Proprietățile spectrale ale ozonului, formarea și degradarea acestuia sub influența radiației solare oferă parametrii climatici optimi în biosfera Pământului.



un arbore, caracterizat printr-un unghi obtuz la vârf (116,5°) și distanțe nucleare egale (1,28°A) cu o energie de legare medie (78 kcal/mol) și polaritate slabă (0,58).
Proprietățile optice ale ozonului sunt caracterizate prin instabilitatea acestuia la radiații de diferite compoziții spectrale. Radiațiile pot fi absorbite nu numai de ozon, distrugându-l, ci și formează ozon. Formarea ozonului în atmosferă are loc sub influența radiațiilor ultraviolete de la soare în regiunea cu lungime de undă scurtă a spectrului 210-220 și 175 nm. În acest caz, se formează două molecule de ozon per cuantum de lumină absorbit. Proprietățile spectrale ale ozonului, formarea și degradarea acestuia sub influența radiației solare oferă parametrii climatici optimi în biosfera Pământului.
Ozonul are o bună capacitate de a fi adsorbit de silicagel și gel de alumină, ceea ce face posibilă utilizarea acestui fenomen pentru extracția ozonului din amestecuri și soluții gazoase, precum și pentru manipularea lui în siguranță la concentrații mari. Recent, freonii au fost folosiți pe scară largă pentru funcționarea sigură cu concentrații mari de ozon. Ozonul concentrat dizolvat în freon poate fi stocat pentru o perioadă lungă de timp.
În sinteza ozonului se formează, de regulă, amestecuri de gaze (O3 + O2 sau Oz + aer), în care conținutul de ozon nu depășește 2-5% în volum. Obținerea ozonului pur este o sarcină dificilă din punct de vedere tehnic și nu a fost încă rezolvată până în prezent. Există o metodă de separare a oxigenului din amestecuri prin distilare la temperatură joasă a amestecurilor de gaze. Cu toate acestea, nu a fost încă posibil să se excludă pericolul unei explozii de ozon în timpul rectificării. În practica cercetării se folosește adesea tehnica dublei înghețari a ozonului cu azot lichid, ceea ce face posibilă obținerea ozonului concentrat. O metodă mai sigură este obținerea ozonului concentrat prin adsorbție - desorbție, atunci când fluxul de amestec gazos este suflat printr-un strat de silicagel răcit (-80°C), iar apoi adsorbantul este suflat cu un gaz inert (azot sau heliu). Folosind această metodă, puteți obține raportul de ozon: oxigen \u003d 9: 1, adică ozon foarte concentrat.
Utilizarea ozonului concentrat ca component oxidant în scopuri industriale este nesemnificativă.

Proprietățile chimice ale ozonului

Proprietățile chimice caracteristice ale ozonului trebuie luate în considerare în primul rând instabilitatea acestuia, capacitatea de a se descompune rapid și activitatea oxidativă ridicată.
Pentru ozon s-a stabilit numărul de oxidare I, care caracterizează numărul de atomi de oxigen cedați de ozon substanței oxidate. După cum au arătat experimentele, acesta poate fi egal cu 0,1, 3. În primul caz, ozonul se descompune cu o creștere în volum: 2Oz ---> 3O2, în al doilea dă un atom de oxigen substanței oxidate: O3 -> O2 + O (în același timp, volumul nu crește), iar în al treilea caz, la substanța oxidată se adaugă ozon: O3 -\u003e 3O (în acest caz, volumul său scade).
Proprietățile oxidante caracterizează reacțiile chimice ale ozonului cu substanțele anorganice.
Ozonul oxidează toate metalele, cu excepția aurului și a grupului platinei. Compușii sulfului sunt oxidați de acesta la sulfat, nitriți - la nitrat. În reacțiile cu compuși de iod și brom, ozonul prezintă proprietăți reducătoare și o serie de metode pentru determinarea sa cantitativă se bazează pe aceasta. Azotul, carbonul și oxizii lor reacţionează cu ozonul. În reacția ozonului cu hidrogenul se formează radicali hidroxil: H + O3 -> HO + O2. Oxizii de azot reacţionează rapid cu ozonul, formând oxizi mai mari:
NO+Oz->NO2+O2;
NO2+O3----->NO3+O2;
NO2+O3->N2O5.
Amoniacul este oxidat de ozon în nitrat de amoniu.
Ozonul descompune halogenurile de hidrogen și transformă oxizii inferiori în alții superiori. Halogenii implicați ca activatori de proces formează, de asemenea, oxizi mai mari.
Potențialul de reducere al ozonului - oxigenul este destul de mare și într-un mediu acid este determinat de valoarea de 2,07 V, iar într-o soluție alcalină - 1,24 V. Afinitatea ozonului cu un electron este determinată de o valoare de 2 eV și numai fluorul, oxizii săi și radicalii liberi au o afinitate electronică mai puternică.
Efectul oxidativ ridicat al ozonului a fost folosit pentru a transfera un număr de elemente transuraniu în starea șapte-valentă, deși cea mai mare stare de valență a acestora este 6. Reacția ozonului cu metale cu valență variabilă (Cr, Co etc.) își găsește aplicație practică. in obtinerea de materii prime in productia de coloranti si vitamina PP .
Metalele alcaline și alcalino-pământoase se oxidează sub acțiunea ozonului, iar hidroxizii lor formează ozonide (trioxizi). Ozonidele sunt cunoscute de mult timp; ele au fost menționate încă din 1886 de chimistul organic francez Charles Adolph Wurtz. Sunt o substanță cristalină roșu-maro, a cărei rețea de molecule include ioni de ozon negativ individual (O3-), ceea ce determină proprietățile lor paramagnetice. Limita de stabilitate termică a ozonidelor este de -60±2°C, conținutul de oxigen activ este de 46% în greutate. La fel ca mulți compuși cu peroxid, ozonidele metalelor alcaline și-au găsit o largă aplicație în procesele de regenerare.
Ozonidele se formează în reacțiile ozonului cu sodiu, potasiu, rubidiu, cesiu, care trec printr-un complex intermediar instabil de tip M + O- H + O3 - cu o reacție ulterioară cu ozonul, rezultând un amestec de ozonidă și soluție apoasă. oxid de metal alcalin hidrat.
Ozonul intră activ în interacțiune chimică cu mulți compuși organici. Astfel, produsul primar al interacțiunii ozonului cu dubla legătură a compușilor nesaturați este un malozoid, care este instabil și se descompune într-un ion bipolar și compuși carbonilici (aldehidă sau cetonă). Produșii intermediari care se formează în această reacție sunt recombinați într-o secvență diferită, formând o ozonidă. În prezența unor substanțe capabile să reacționeze cu un ion bipolar (alcooli, acizi), în locul ozonidelor se formează diverși compuși peroxidici.
Ozonul reacționează activ cu compușii aromatici, iar reacția continuă atât cu distrugerea nucleului aromatic, cât și fără distrugerea acestuia.
În reacțiile cu hidrocarburi saturate, ozonul se descompune mai întâi cu formarea de oxigen atomic, care inițiază oxidarea în lanț, în timp ce randamentul de produse de oxidare corespunde consumului de ozon. Interacțiunea ozonului cu hidrocarburile saturate are loc atât în ​​fază gazoasă, cât și în soluții.
Fenolii reacționează cu ușurință cu ozonul, în timp ce acesta din urmă este distrus la compuși cu un nucleu aromatic perturbat (cum ar fi chinoina), precum și derivați cu toxicitate scăzută ai aldehidelor și acizilor nesaturați.
Interacțiunea ozonului cu compușii organici este utilizată pe scară largă în industria chimică și în industriile conexe. Utilizarea reacției ozonului cu compușii nesaturați face posibilă obținerea artificială a diverșilor acizi grași, aminoacizi, hormoni, vitamine și materiale polimerice; reacțiile ozonului cu hidrocarburile aromatice - acid difenil, dialdehidă ftalică și acid ftalic, acid glioxalic etc.
Reacțiile ozonului cu hidrocarburile aromatice au stat la baza dezvoltării metodelor de dezodorizare a diferitelor medii, spații, ape uzate, gaze reziduale și cu compuși care conțin sulf - baza pentru dezvoltarea metodelor de tratare a apelor uzate și a gazelor de evacuare a diferitelor industriile, inclusiv agricultura, din compuși nocivi care conțin sulf (hidrogen sulfurat, mercaptani, dioxid de sulf).

Vara va începe în câteva zile. Este bine atunci când vara are ocazia să meargă undeva departe de asfaltul orașelor care se topesc din cauza căldurii - spre mare, de exemplu, sau spre țară. Din păcate, pentru mulți, acest lux nu este disponibil: cel puțin cinci zile pe săptămână, orășenii sunt nevoiți să-și petreacă timpul în „jungla de piatră”. Locuitorii orașelor se străduiesc la prima ocazie bună, dacă nu pot ieși în pădure, atunci măcar vizitează mai des parcurile și piețele orașului.

Dar nu totul este atât de roz. De la plantele din orașe, desigur, o mulțime de beneficii. Dar, după cum sa dovedit, există un rău destul de tangibil. Acest rău a fost evaluat de un grup internațional de oameni de știință de mediu de la Universitatea Germană Humboldt, printre care se numără compatriotul nostru, dr. Galina Churkina. Grupul de oameni de știință a anunțat rezultatele cercetării lor.

Plantele urbane sunt responsabile pentru 225.000 de decese pe an

S-a dovedit că plantele urbane contribuie la creșterea ozonului de suprafață (troposferic). Acest gaz, conform clasificării substanțelor nocive, aparține substanțelor din cea mai înaltă clasă de pericol, care prezintă un risc grav pentru oameni - până la un posibil rezultat fatal.

Toate plantele contribuie la creșterea cantității de ozon. Cu toate acestea, reprezentanții rue, dogwood și aster se disting în special prin aceasta. Și dacă portocalele și lămâile (familia rută) nu sunt oaspeți prea frecventi pe străzile noastre, atunci lemnul de câine (familia cornelului) și brusturele cu păpădie (aster) sunt destul de comune la noi.

Despre ozonul util și nociv

Oamenii de știință disting două tipuri de ozon. Mai exact, ozonul este unul și același: este o substanță gazoasă formată din trei atomi de oxigen. Ozonul, care formează un strat în stratosferă care protejează viața de pe planeta noastră de efectele radiațiilor solare, este util. Mai mult, fără el, existența și însăși originea vieții pe Pământ ar fi imposibile.

Cu toții am auzit despre gaura de ozon - subțierea stratului de ozon ca urmare a eliberării de clorofluorocarburi, bromură de metil, tetraclorură de carbon, hidroclorofluorocarburi și alte lucruri în atmosferă.

Dar compusul triatomic al oxigenului este superior ca toxicitate față de agenții de război chimic, cum ar fi, de exemplu, clorul. Prin urmare, ozonul care se află în straturile inferioare ale atmosferei - în troposferă - este mortal. În plus, OMS (Organizația Mondială a Sănătății) clasifică ozonul ca o substanță fără prag. Adică, orice concentrație a acestei substanțe este periculoasă pentru sănătatea umană.

Care este „vină” plantelor sau Cum are loc formarea ozonului „dăunător”?

În general, plantele nu sunt de vină. Vina însă pentru apariția ozonului troposferic, precum și distrugerea stratului stratosferic, revine omului, cu influența sa distructivă asupra ecologiei planetei.

Formarea ozonului este o reacție fotochimică normală pentru planeta noastră. Reacția dintre oxizii de azot și compușii organici volatili atunci când sunt expuși la radiații ultraviolete. Așa s-a format, cu ajutorul plantelor, acest ecran protector al planetei noastre, stratul de ozon, cu milioane de ani în urmă.

Plantele secretă compuși organici - monoterpene și sesquiterpene, izopren și altele. Datorită lor, miroase a ace de pin, rozmarin sălbatic, portocală. Cu cât soarele strălucește mai fierbinte, cu atât eliberarea compușilor organici volatili de către plante este mai puternică și, ca urmare, se formează ozon, care se ridică apoi în atmosfera superioară.

Dar problema este că acești compuși organici volatili reacționează cu oxizii de azot, care se găsesc în gazele de eșapament ale mașinilor. Ca urmare, pe lângă pericolul din gazele de eșapament în sine (oxizii de azot sunt de zece ori mai toxici decât monoxidul de carbon), se formează ozon.

Potrivit oamenilor de știință, prezența plantelor crește cantitatea de ozon din orașe cu aproape 60%. Având în vedere numărul de mașini din megaorașe, această cantitate de ozon generată nu are timp să scape în stratosferă.

De ce este ozonul periculos?

Fiind un compus activ din punct de vedere chimic - un agent oxidant, ozonul, atunci când intră în organism, provoacă stres oxidativ. Ca urmare, are loc o formare asemănătoare avalanșelor de radicali liberi, care afectează negativ organismele vii, provocând degradarea acestora.

Ozonul afectează în primul rând tractul respirator, provocând tuse, pneumonie, exacerbare a crizelor de astm, emfizem și edem pulmonar. La persoanele care nu sunt predispuse la boli respiratorii, ozonul provoacă oboseală crescută, greață și dureri de cap. Și sunt, de asemenea, expuși riscului de a face astm, bronșită și alte probleme.

Ozonul contribuie la exacerbarea sau apariția alergiilor. Și cel mai important, ozonul este genotoxic. Aceasta înseamnă că este un mutagen sau cancerigen. Adică ozonul este o substanță care provoacă mutații genetice sau apariția tumorilor.

Cea mai periculoasă expunere la ozon este pentru copii, vârstnici, persoanele cu boli cardiovasculare și, după cum am menționat mai sus, cei cu probleme respiratorii.

Expresia economică a impactului negativ al ozonului - pierderi din morbiditate și mortalitate - pentru Rusia este exprimată în aproape 2401 miliarde de ruble pe an, ceea ce reprezintă aproximativ 6% din PIB. Ei bine, și ca „bonus”: ozonul distruge nu numai organismele vii, ci și materialele și structurile de construcție.

Cum să te protejezi de ozon

Din păcate, viața noastră este aranjată în așa fel încât majoritatea oamenilor sunt nevoiți să trăiască în orașe. Este dificil să mergi împotriva legilor naturale, iar procesul de formare a ozonului nu poate fi oprit. Puteți reduce cantitatea acestuia doar prin reducerea cantității de gaze de eșapament. Adevărat, în cea mai mare parte, acest lucru este, de asemenea, dincolo de puterea profanului.

Singurul lucru pe care îl poți face pentru sănătatea ta și a celor dragi este să stai cât mai puțin posibil la soare deschis și cu atât mai mult să nu te angajezi într-o activitate fizică viguroasă la căldură: cu cât soarele strălucește mai fierbinte, cu atât mai activ are loc procesul de formare a ozonului. Maximul cade la ora prânzului, cel minim - dimineața devreme.

Potrivit studiilor, în timpul valului de căldură anormal din 2010, nivelul de ozon din regiunea Moscovei a ajuns la 500 µg/m3, cu concentrația maximă admisă de 100 µg/m3. Această cantitate de ozon (500 µg/m3) ucide 20% dintre șobolanii de laborator în doar o oră.

Avertismentul privind evitarea soarelui fierbinte se aplică nu numai cetățenilor, ci și locuitorilor de vară: ozonul este transportat pe o distanță de peste 100 de kilometri de orașe.