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 neplacute, dezodorizarea si purificarea aerului din diverse industrii, ozonarea in sistemele de aer conditionat, depozitarea alimentelor, sterilizarea materialelor de ambalare si pansament in industria farmaceutica, terapia si prevenirea medicala a diverselor afectiuni 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, rezultând formarea de ioni 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

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 compuși 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 eșapament de diferite industriile, inclusiv agricultura, din compuși nocivi care conțin sulf (hidrogen sulfurat, mercaptani, dioxid de sulf).

Ozonul este un gaz natural care, aflându-se în stratosferă, protejează populația planetei de efectele negative ale razelor ultraviolete. În medicină, această substanță este adesea folosită pentru a stimula hematopoieza și pentru a crește imunitatea. În același timp, odată cu formarea naturală a ozonului în troposferă, ca urmare a interacțiunii luminii directe a soarelui și a gazelor de eșapament, efectul său asupra corpului uman este opus. Inhalarea aerului cu o concentrație crescută de gaz poate duce nu numai la o exacerbare a reacțiilor alergice, ci și la dezvoltarea tulburărilor neurologice.

Caracteristicile ozonului

Ozonul este un gaz compus din trei atomi de oxigen. În natură, se formează ca urmare a acțiunii directe a razelor solare asupra oxigenului atomic.

În funcție de formă și temperatură, culoarea ozonului poate varia de la albastru deschis la albastru închis. Conexiunea moleculelor din acest gaz este foarte instabilă - la câteva minute după formare, substanța se descompune în atomi de oxigen.

Ozonul este un agent oxidant puternic, datorită căruia este adesea folosit în industrie, știința rachetelor și medicină. În condiții de producție, acest gaz este prezent în timpul sudării, procedurilor de electroliză a apei și fabricării peroxidului de hidrogen.

Răspunzând la întrebarea dacă ozonul este otrăvitor sau nu, experții dau un răspuns afirmativ. Acest gaz aparține celei mai înalte clase de toxicitate, care corespunde multor agenți de război chimic, inclusiv acidul cianhidric.

Efectul gazului asupra unei persoane

Pe parcursul a numeroase studii, oamenii de știință au ajuns la concluzia că efectul ozonului asupra corpului uman depinde de cât de mult gaz intră în plămâni împreună cu aerul. Următoarele concentrații maxime admisibile de ozon au fost stabilite de către Organizația Mondială a Sănătății:

• în zona rezidențială - până la 30 μg / m 3;
• în zona industrială - nu mai mult de 100 mcg / m 3.

O singură doză maximă a substanței nu trebuie să depășească 0,16 mg/m3.

Influență negativă

Efectele negative ale ozonului asupra organismului sunt adesea observate la persoanele care au de a face cu acest gaz într-un mediu de producție: specialiști în industria rachetelor, lucrători care folosesc ozonizatoare și lămpi cu ultraviolete.

Expunerea pe termen lung și regulată la ozon a unei persoane duce la următoarele consecințe:

• iritarea sistemului respirator;
• dezvoltarea astmului;
• depresie respiratorie;
• risc crescut de a dezvolta reacții alergice;
• creșterea posibilității de a dezvolta infertilitate masculină;
• scăderea imunității;
• creșterea celulelor cancerigene.

Patru grupuri de oameni sunt cele mai afectate de ozon: copiii, cei cu hipersensibilitate, sportivii în aer liber și bătrânii. În plus, zona de risc include și pacienți cu patologii cronice ale sistemului respirator și cardiovascular.

Ca urmare a contactului în condiții industriale cu ozonul lichid, care se cristalizează la o temperatură de -200 de grade Celsius, pot apărea degerături profunde.

impact pozitiv

Cantitatea maximă de ozon se găsește în stratul stratosferic al învelișului aerian al planetei. Stratul de ozon situat acolo contribuie la absorbția celei mai dăunătoare părți a razelor ultraviolete din spectrul solar.

În doze atent ajustate, ozonul medical sau un amestec de oxigen-ozon are un efect benefic asupra organismului uman, datorită căruia este adesea folosit în scopuri medicinale.

Sub supravegherea medicului curant, utilizarea acestei substanțe vă permite să obțineți următoarele rezultate:

Povești de la cititorii noștri

Vladimir
61 de ani

• eliminarea deficienței de oxigen;
• intensifică procesele redox care au loc în organism;
• reduce efectele intoxicației prin eliminarea toxinelor;
• eliminarea sindromului de durere;
• îmbunătățește fluxul sanguin și asigură alimentarea cu sânge a tuturor organelor;
• restabilește buna funcționare a ficatului în diferitele sale boli, inclusiv hepatita.

În plus, utilizarea terapiei cu ozon în practica medicală poate îmbunătăți starea generală a pacientului: stabilizează somnul, reduce nervozitatea, crește imunitatea și elimină oboseala cronică.

Datorită capacității sale de a oxida alte elemente chimice, ozonul este adesea folosit ca dezinfectant. Această substanță vă permite să luptați eficient cu ciupercile, virușii și bacteriile.

Utilizarea ozonizatoarelor

Proprietățile pozitive descrise furnizate de ozon au dus la producerea și utilizarea în condiții industriale și casnice a ozonizatoarelor - dispozitive care produc oxigen trivalent.

Utilizarea unor astfel de dispozitive în industrie vă permite să desfășurați următoarele activități:

• dezinfectați aerul din cameră;
• distruge mucegaiul și ciupercile;
• dezinfectează apa și canalizarea;

În instituțiile medicale, ozonizatoarele sunt utilizate pentru dezinfecția spațiilor, sterilizarea instrumentelor și consumabilelor.

Utilizarea ozonizatoarelor este comună acasă. Astfel de dispozitive sunt adesea folosite pentru a îmbogăți aerul cu oxigen, a dezinfecta apa și a elimina virușii și bacteriile din vase sau articole de uz casnic folosite de o persoană cu o boală infecțioasă.

Când utilizați un ozonator în viața de zi cu zi, trebuie respectate toate condițiile specificate de producătorul dispozitivului. Este strict interzis să fii în interior când dispozitivul este pornit, precum și să bei imediat apă purificată cu acesta.

Simptome de otrăvire

Pătrunderea unei concentrații mari de ozon în corpul uman prin organele respiratorii sau interacțiunea prelungită cu această substanță poate provoca intoxicații severe. Simptomele intoxicației cu ozon pot apărea atât brusc - cu o singură inhalare a unei cantități mari din această substanță și pot fi detectate treptat - cu intoxicație cronică din cauza nerespectării condițiilor de muncă sau a regulilor de utilizare a ozonizatoarelor de uz casnic.

Sunt detectate primele semne de otrăvire din sistemul respirator:

• transpirație și arsuri în gât;
• dificultăți de respirație, dificultăți de respirație;
• incapacitatea de a respira adânc;
• apariția respirației frecvente și intermitente;
• durere în zona pieptului.

Când sunt expuse la gaze pe ochi, pot fi observate lăcrimarea acestora, apariția durerii, înroșirea membranei mucoase și vasodilatația. În unele cazuri, apare deteriorarea sau pierderea completă a vederii.

Cu un contact sistematic, ozonul poate afecta corpul uman în următoarele moduri:

• apar transformări structurale ale bronhiilor;
• se dezvoltă și se agravează diferite boli ale tractului respirator: pneumonie, bronșită, astm, emfizem;
• o scădere a volumului respirator duce la atacuri de sufocare și la încetarea completă a funcției respiratorii.

Pe lângă afectarea sistemului respirator, intoxicația cronică cu ozon implică procese patologice în funcționarea altor sisteme ale corpului:

• dezvoltarea tulburărilor neurologice - scăderea nivelului de concentrare și atenție, apariția durerilor de cap, tulburarea coordonării mișcărilor;
• exacerbarea bolilor cronice;
• încălcarea coagulării sângelui, dezvoltarea anemiei, apariția sângerării;
• exacerbarea reacțiilor alergice;
• încălcarea proceselor oxidative din organism, în urma cărora radicalii liberi se răspândesc și are loc distrugerea celulelor sănătoase;
• dezvoltarea aterosclerozei;
• deteriorarea funcționalității secretorii a stomacului.

Primul ajutor pentru otrăvirea cu ozon

Otrăvirea acută cu ozon poate duce la consecințe grave, chiar moarte, prin urmare, dacă se suspectează intoxicația, primul ajutor trebuie acordat imediat victimei. Înainte de sosirea specialiștilor, este necesar să se desfășoare următoarele activități:

1. Scoateți victima din zona afectată cu o substanță toxică sau asigurați fluxul de aer proaspăt în cameră.
2. Desfaceți îmbrăcămintea strânsă, oferiți persoanei o poziție pe jumătate așezată, împiedicând capul să se încline înapoi.
3. În caz de încetare a respirației spontane și stop cardiac, efectuați măsuri de resuscitare - respirație artificială de la gură la gură și compresii toracice.

Dacă ozonul intră în contact cu ochii, clătiți cu multă apă curentă.

Dacă o persoană este expusă la ozon lichid, în niciun caz nu trebuie să încercați să îndepărtați hainele de pe victimă la locul de contact cu corpul. Înainte de sosirea specialiștilor, merită să spălați zona afectată cu apă din abundență.

Pe lângă acordarea primului ajutor victimei, este necesar să o predați imediat la o instituție medicală sau să apelați o ambulanță, deoarece măsurile suplimentare de intoxicație pot fi efectuate numai de personal medical calificat.

Tratamentul otrăvirii

Pentru a elimina otrăvirea cu ozon într-un spital medical, se iau următoarele măsuri:

• efectuați inhalații alcaline pentru a elimina iritația căilor respiratorii superioare;
• prescrie medicamente pentru oprirea tusei și restabilirea funcției respiratorii;
• în caz de insuficiență respiratorie acută, pacientul este conectat la un ventilator;
• cu leziuni oculare, se prescriu medicamente vasoconstrictoare și dezinfectante;
• în caz de otrăvire severă, se efectuează terapia pentru normalizarea funcțiilor sistemului cardiovascular;
• terapie antioxidantă.

Efecte

Expunerea prelungită la ozon asupra corpului uman în condiții necorespunzătoare de lucru sau încălcarea regulilor de utilizare a ozonizatorului duce la otrăvire cronică. Această condiție implică adesea dezvoltarea unor astfel de consecințe:

• Formarea tumorilor. Motivul acestui fenomen este efectul carcinogen al ozonului, care are ca rezultat deteriorarea genomului celular și dezvoltarea mutației acestora.
• dezvoltarea infertilității masculine. Odată cu inhalarea sistematică a ozonului, are loc o încălcare a spermatogenezei, din cauza căreia se pierde posibilitatea de procreare.
• patologii neurologice. O persoană are o încălcare a atenției, deteriorarea somnului, slăbiciune generală, apariția regulată a durerilor de cap.

Prevenirea

Pentru a evita otrăvirea cu ozon, experții recomandă să urmați aceste recomandări:

• Evitați să faceți sport în aer liber în timpul fierbinte al zilei, mai ales vara. Este indicat să se efectueze exerciții fizice în interior sau în zone îndepărtate de marile întreprinderi industriale și de autostrăzi largi, dimineața și seara.
• În sezonul cald este necesar să fie cât mai puțin în aer liber, mai ales în zonele cu poluare mare cu gaze.
• In cazul contactului cu ozonul in medii industriale, incaperea trebuie sa fie dotata cu ventilatie de evacuare. În plus, în timpul procesului de producție, este necesar să se utilizeze dispozitive de protecție, precum și senzori speciali care afișează nivelul de gaz din cameră. Timpul de contact direct cu ozonul trebuie să fie cât mai scurt posibil.

Atunci când alegeți un ozonizator de uz casnic, este important să acordați atenție caracteristicilor sale tehnice și disponibilității unui certificat corespunzător. Achiziționarea unui dispozitiv necertificat poate duce la toxicitate trivalentă a oxigenului. Înainte de a utiliza dispozitivul, trebuie să vă familiarizați cu regulile de funcționare și măsurile de precauție ale acestuia.

Intoxicația cu ozon este o afecțiune destul de gravă care necesită asistență medicală imediată. Prin urmare, merită să ne amintim că atunci când lucrați cu acest gaz sau utilizați ozonizatoare de uz casnic, merită să respectați măsurile de siguranță și, la cea mai mică suspiciune de otrăvire, contactați o instituție medicală.

Oamenii de știință au cunoscut pentru prima dată existența unui gaz necunoscut atunci când au început să experimenteze cu mașini electrostatice. S-a întâmplat în secolul al XVII-lea. Dar au început să studieze noul gaz abia la sfârșitul secolului următor. În 1785, fizicianul olandez Martin van Marum a creat ozonul prin trecerea scânteilor electrice prin oxigen. Denumirea de ozon a apărut abia în 1840; a fost inventat de chimistul elvețian Christian Schönbein, derivând din grecescul ozon, mirosind. Compoziția chimică a acestui gaz nu diferă de oxigen, dar era mult mai agresivă. Deci, a oxidat instantaneu iodură de potasiu incoloră cu eliberarea de iod maro; Shenbein a folosit această reacție pentru a determina ozonul după gradul de albastru al hârtiei impregnate cu o soluție de iodură de potasiu și amidon. Chiar și mercurul și argintul, care sunt inactive la temperatura camerei, se oxidează în prezența ozonului.

S-a dovedit că moleculele de ozon, ca și oxigenul, constau numai din atomi de oxigen, doar că nu din doi, ci din trei. Oxigenul O2 și ozonul O3 este singurul exemplu de formare a două substanțe simple gazoase (în condiții normale) de către un element chimic. În molecula de O3, atomii sunt situați într-un unghi, astfel încât aceste molecule sunt polare. Ozonul este produs ca urmare a „lipirii” de molecule de O2 ale atomilor de oxigen liberi, care se formează din molecule de oxigen sub acțiunea descărcărilor electrice, razelor ultraviolete, razelor gamma, electronii rapizi și alte particule de înaltă energie. Ozonul miroase întotdeauna lângă mașinile electrice care funcționează, în care periile „sclipesc”, lângă lămpi bactericide cu mercur-cuarț care emit radiații ultraviolete. Atomii de oxigen sunt de asemenea eliberați în timpul unor reacții chimice. Ozonul se formează în cantități mici în timpul electrolizei apei acidulate, în timpul oxidării lente a fosforului alb umed în aer, în timpul descompunerii compușilor cu conținut ridicat de oxigen (KMnO4, K2Cr2O7 etc.), sub acțiunea fluorului asupra apei. sau pe peroxid de bariu al acidului sulfuric concentrat. Atomii de oxigen sunt întotdeauna prezenți într-o flacără, așa că dacă direcționați un jet de aer comprimat peste flacăra unui arzător de oxigen, mirosul caracteristic de ozon va fi găsit în aer.
Reacția 3O2 → 2O3 este foarte endotermă: trebuie cheltuiți 142 kJ pentru a produce 1 mol de ozon. Reacția inversă are loc cu eliberarea de energie și se realizează foarte ușor. În consecință, ozonul este instabil. În absența impurităților, ozonul gazos se descompune lent la o temperatură de 70°C și rapid peste 100°C. Viteza de descompunere a ozonului crește semnificativ în prezența catalizatorilor. Pot fi gaze (de exemplu, oxid nitric, clor) și multe substanțe solide (chiar și pereții vasului). Prin urmare, ozonul pur este dificil de obținut, iar lucrul cu acesta este periculos din cauza posibilității unei explozii.

Nu este de mirare că timp de multe decenii după descoperirea ozonului, până și constantele sale fizice de bază au fost necunoscute: multă vreme nimeni nu a reușit să obțină ozon pur. După cum scria D.I. Mendeleev în manualul Fundamentals of Chemistry, „pentru toate metodele de preparare a ozonului gazos, conținutul său în oxigen este întotdeauna nesemnificativ, de obicei doar câteva zecimi de procent, rareori 2% și doar la temperaturi foarte scăzute ajunge. 20%.” Abia în 1880, oamenii de știință francezi J. Gotfeil și P. Chappui au obținut ozon din oxigen pur la o temperatură de minus 23 ° C. S-a dovedit că într-un strat gros ozonul are o culoare albastră frumoasă. Când oxigenul ozonat răcit a fost comprimat lent, gazul a devenit albastru închis, iar după eliberarea rapidă a presiunii, temperatura a scăzut și mai mult și s-au format picături de ozon lichid violet închis. Dacă gazul nu a fost răcit sau comprimat rapid, atunci ozonul s-a transformat instantaneu, cu un fulger galben, în oxigen.

Mai târziu, a fost dezvoltată o metodă convenabilă pentru sinteza ozonului. Dacă o soluție concentrată de acid percloric, fosforic sau sulfuric este supusă electrolizei cu un anod răcit din platină sau oxid de plumb(IV), atunci gazul eliberat la anod va conține până la 50% ozon. Au fost de asemenea rafinate constantele fizice ale ozonului. Se lichefiază mult mai ușor decât oxigenul la -112°C (oxigenul la -183°C). La –192,7°C, ozonul se solidifică. Ozonul solid este de culoare albastru-negru.

Experimentele cu ozonul sunt periculoase. Ozonul gazos este capabil să explodeze dacă concentrația sa în aer depășește 9%. Ozonul lichid și solid explodează și mai ușor, mai ales când intră în contact cu substanțe oxidante. Ozonul poate fi depozitat la temperaturi scăzute sub formă de soluții în hidrocarburi fluorurate (freoni). Aceste soluții sunt de culoare albastră.

Proprietățile chimice ale ozonului.

Ozonul se caracterizează printr-o reactivitate extrem de ridicată. Ozonul este unul dintre cei mai puternici agenți oxidanți și este inferior în acest sens doar fluorului și fluorurii de oxigen OF2. Principiul activ al ozonului ca agent oxidant este oxigenul atomic, care se formează în timpul descompunerii moleculei de ozon. Prin urmare, acționând ca agent de oxidare, molecula de ozon, de regulă, „folosește” doar un atom de oxigen, în timp ce ceilalți doi sunt eliberați sub formă de oxigen liber, de exemplu, 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Mulți alți compuși sunt oxidați în același mod. Cu toate acestea, există excepții când molecula de ozon folosește toți cei trei atomi de oxigen pe care îi are pentru oxidare, de exemplu, 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

O diferență foarte importantă între ozon și oxigen este că ozonul prezintă proprietăți oxidante chiar și la temperatura camerei. De exemplu, PbS și Pb(OH)2 nu reacționează cu oxigenul în condiții normale, în timp ce în prezența ozonului, sulfura este transformată în PbSO4, iar hidroxidul în PbO2. Dacă o soluție concentrată de amoniac este turnată într-un vas cu ozon, va apărea fum alb - acesta este amoniac oxidat cu ozon pentru a forma nitritul de amoniu NH4NO2. O caracteristică deosebită a ozonului este capacitatea de a „înnegri” articolele de argint cu formarea de AgO și Ag2O3.

Prin atașarea unui electron și transformându-se într-un ion negativ O3–, molecula de ozon devine mai stabilă. „Sărurile ozonate” sau ozonidele care conțin astfel de anioni sunt cunoscute de multă vreme - sunt formate din toate metalele alcaline, cu excepția litiului, iar stabilitatea ozonidelor crește de la sodiu la cesiu. Sunt cunoscute și unele ozonide ale metalelor alcalino-pământoase, de exemplu Ca(O3)2. Dacă un curent de ozon gazos este direcționat către suprafața unui alcali solid uscat, se formează o crustă roșie portocalie care conține ozonide, de exemplu, 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. În același timp, alcalii solidi leagă eficient apa, ceea ce împiedică hidroliza imediată a ozonidei. Cu toate acestea, cu un exces de apă, ozonidele se descompun rapid: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2. Descompunerea are loc și în timpul depozitării: 2KO3 → 2KO2 + O2. Ozonidele sunt foarte solubile în amoniac lichid, ceea ce a făcut posibilă izolarea lor în forma lor pură și studierea proprietăților lor.

Substanțele organice cu care ozonul intră în contact, de obicei le distruge. Deci, ozonul, spre deosebire de clor, este capabil să despartă inelul benzenic. Când lucrați cu ozon, nu puteți utiliza tuburi și furtunuri de cauciuc - se vor „scurge” instantaneu. Ozonul reacționează cu compușii organici cu eliberarea unei cantități mari de energie. De exemplu, eterul, alcoolul, vata umezită cu terebentină, metan și multe alte substanțe se aprind spontan la contactul cu aerul ozonizat, iar amestecarea ozonului cu etilena duce la o explozie puternică.

Utilizarea ozonului.

Ozonul nu „ard” întotdeauna materia organică; într-un număr de cazuri este posibil să se efectueze reacții specifice cu ozon foarte diluat. De exemplu, ozonarea acidului oleic (se găsește în cantități mari în uleiurile vegetale) produce acid azelaic HOOC(CH2)7COOH, care este folosit pentru a produce uleiuri lubrifiante de înaltă calitate, fibre sintetice și plastifianți pentru materiale plastice. În mod similar, se obține acidul adipic, care este utilizat în sinteza nailonului. În 1855, Schönbein a descoperit reacția compușilor nesaturați care conțin duble legături C=C cu ozonul, dar abia în 1925 chimistul german H. Staudinger a stabilit mecanismul acestei reacții. Molecula de ozon se adaugă la dubla legătură pentru a forma o ozonidă, de data aceasta organică, iar un atom de oxigen înlocuiește una dintre legăturile C=C, iar grupa –О–О– o înlocuiește pe cealaltă. Deși unele ozonide organice au fost izolate în formă pură (de exemplu, ozonidă de etilenă), această reacție se efectuează de obicei în soluție diluată, deoarece ozonidele în stare liberă sunt explozibili foarte instabili. Reacția de ozonare a compușilor nesaturați se bucură de un mare respect în rândul chimiștilor organici; problemele cu această reacție sunt adesea oferite chiar și la olimpiadele școlare. Faptul este că atunci când ozonida este descompusă de apă, se formează două molecule de aldehidă sau cetonă, care sunt ușor de identificat și stabilesc în continuare structura compusului nesaturat original. Astfel, la începutul secolului al XX-lea, chimiștii au stabilit structura multor compuși organici importanți, inclusiv a celor naturali care conțin legături C=C.

Un domeniu important de aplicare a ozonului este dezinfectarea apei potabile. De obicei, apa este clorurată. Cu toate acestea, unele impurități din apă sub acțiunea clorului sunt transformate în compuși cu un miros foarte neplăcut. Prin urmare, s-a propus de multă vreme înlocuirea clorului cu ozon. Apa ozonată nu capătă miros sau gust străin; când mulți compuși organici sunt complet oxidați cu ozon, se formează doar dioxid de carbon și apă. Purifică cu ozon și apă reziduală. Produșii de oxidare a ozonului chiar și ai poluanților precum fenolii, cianurile, agenții tensioactivi, sulfiții, cloraminele sunt compuși inofensivi, incolori și inodori. Excesul de ozon se descompune rapid odată cu formarea oxigenului. Cu toate acestea, ozonarea apei este mai costisitoare decât clorinarea; in plus, ozonul nu poate fi transportat si trebuie produs la fata locului.

Ozon în atmosferă.

Nu există mult ozon în atmosfera Pământului - 4 miliarde de tone, adică. în medie doar 1 mg/m3. Concentrația de ozon crește odată cu distanța de la suprafața Pământului și atinge un maxim în stratosferă, la o altitudine de 20-25 km - acesta este „stratul de ozon”. Dacă tot ozonul din atmosferă este colectat lângă suprafața Pământului la presiune normală, se va obține un strat de numai aproximativ 2–3 mm grosime. Și cantități atât de mici de ozon din aer oferă de fapt viață pe Pământ. Ozonul creează un „ecran de protecție” care nu permite razelor ultraviolete dure ale soarelui să ajungă la suprafața Pământului, care sunt dăunătoare tuturor viețuitoarelor.

În ultimele decenii, s-a acordat multă atenție apariției așa-numitelor „găuri de ozon” – zone cu un conținut semnificativ redus de ozon stratosferic. Printr-un astfel de scut „cu scurgeri”, radiația ultravioletă mai dură a Soarelui ajunge la suprafața Pământului. Prin urmare, oamenii de știință au monitorizat ozonul din atmosferă de mult timp. În 1930, geofizicianul englez S. Chapman a propus o schemă de patru reacții pentru a explica concentrația constantă a ozonului în stratosferă (aceste reacții se numesc ciclul Chapman, în care M înseamnă orice atom sau moleculă care transportă excesul de energie):

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

Prima și a patra reacție a acestui ciclu sunt fotochimice, sunt sub influența radiației solare. Pentru descompunerea unei molecule de oxigen în atomi, este necesară o radiație cu o lungime de undă mai mică de 242 nm, în timp ce ozonul se descompune atunci când lumina este absorbită în regiunea de 240–320 nm (aceasta din urmă reacție ne protejează doar de ultravioletele dure, deoarece oxigenul nu absoarbe în această regiune spectrală) . Celelalte două reacții sunt termice, adică. merge fără acțiunea luminii. Este foarte important ca a treia reacție care duce la dispariția ozonului să aibă o energie de activare; aceasta înseamnă că viteza unei astfel de reacții poate fi crescută prin acțiunea catalizatorilor. După cum sa dovedit, principalul catalizator pentru degradarea ozonului este oxidul de azot NO. Se formează în atmosfera superioară din azot și oxigen sub acțiunea celei mai severe radiații solare. Odată ajuns în ozonosferă, intră într-un ciclu de două reacții O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, în urma cărora conținutul său în atmosferă nu se modifică, iar concentrația staționară de ozon scade. Există și alte cicluri care conduc la o scădere a conținutului de ozon din stratosferă, de exemplu, cu participarea clorului:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2.

Ozonul este distrus și de praful și gazele, care în cantități mari intră în atmosferă în timpul erupțiilor vulcanice. Recent, s-a sugerat că ozonul este eficient și în distrugerea hidrogenului eliberat din scoarța terestră. Totalitatea tuturor reacțiilor de formare și degradare a ozonului duce la faptul că durata medie de viață a unei molecule de ozon în stratosferă este de aproximativ trei ore.

Se presupune că, pe lângă natura naturală, există și factori artificiali care afectează stratul de ozon. Un exemplu binecunoscut este freonii, care sunt surse de atomi de clor. Freonii sunt hidrocarburi în care atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu atomi de fluor și clor. Sunt utilizate în refrigerare și pentru umplerea cutiilor de aerosoli. În cele din urmă, freonii intră în aer și se ridică încet din ce în ce mai sus cu curenții de aer, ajungând în cele din urmă în stratul de ozon. Descompunându-se sub acțiunea radiației solare, freonii înșiși încep să descompună catalitic ozonul. Nu se știe încă exact în ce măsură freonii sunt responsabili pentru „găurile de ozon” și, cu toate acestea, au fost luate de mult timp măsuri pentru a limita utilizarea acestora.

Calculele arată că în 60–70 de ani concentrația de ozon în stratosferă poate scădea cu 25%. Și, în același timp, concentrația de ozon în stratul de suprafață - troposfera, va crește, ceea ce este de asemenea rău, deoarece ozonul și produsele transformărilor sale în aer sunt otrăvitoare. Principala sursă de ozon în troposferă este transferul ozonului stratosferic cu masele de aer către straturile inferioare. Aproximativ 1,6 miliarde de tone intră anual în stratul de ozon. Durata de viață a unei molecule de ozon în partea inferioară a atmosferei este mult mai lungă - mai mult de 100 de zile, deoarece în stratul de suprafață există o intensitate mai mică a radiației solare ultraviolete care distrug ozonul. De obicei, în troposferă există foarte puțin ozon: în aer curat, concentrația sa este în medie de doar 0,016 μg/l. Concentrația de ozon din aer depinde nu numai de altitudine, ci și de teren. Astfel, există întotdeauna mai mult ozon peste oceane decât pe uscat, deoarece ozonul se descompune mai lent acolo. Măsurătorile efectuate la Soci au arătat că aerul din apropierea coastei mării conține cu 20% mai mult ozon decât în ​​pădurea aflată la 2 km de coastă.

Oamenii moderni respiră mult mai mult ozon decât strămoșii lor. Motivul principal pentru aceasta este creșterea cantității de metan și oxizi de azot din aer. Astfel, conținutul de metan din atmosferă este în continuă creștere de la mijlocul secolului al XIX-lea, când a început utilizarea gazelor naturale. Într-o atmosferă poluată cu oxizi de azot, metanul intră într-un lanț complex de transformări care implică oxigen și vapori de apă, rezultatul căruia poate fi exprimat prin ecuația CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Alte hidrocarburi pot acționa și ca metan, de exemplu, cele conținute în gazele de eșapament ale mașinilor în timpul arderii incomplete a benzinei. Ca urmare, în aerul marilor orașe în ultimele decenii, concentrația de ozon a crescut de zece ori.

S-a crezut întotdeauna că în timpul unei furtuni, concentrația de ozon din aer crește dramatic, deoarece fulgerul contribuie la transformarea oxigenului în ozon. De fapt, creșterea este nesemnificativă și nu are loc în timpul unei furtuni, ci cu câteva ore înaintea acesteia. În timpul unei furtuni și timp de câteva ore după aceasta, concentrația de ozon scade. Acest lucru se explică prin faptul că înainte de o furtună are loc o amestecare verticală puternică a maselor de aer, astfel încât o cantitate suplimentară de ozon provine din straturile superioare. În plus, înainte de o furtună, intensitatea câmpului electric crește și se creează condiții pentru formarea unei descărcări corona în punctele diferitelor obiecte, de exemplu, vârfurile ramurilor. De asemenea, contribuie la formarea ozonului. Și apoi, odată cu dezvoltarea unui nor de tunete, sub el se nasc curenți puternici de aer ascendenți, care reduc conținutul de ozon direct sub nor.
O întrebare interesantă este despre conținutul de ozon din aerul pădurilor de conifere. De exemplu, în Cursul de chimie anorganică de G. Remy, se poate citi că „aerul ozonizat al pădurilor de conifere” este o ficțiune. E chiar asa? Nicio plantă nu emite ozon, desigur. Dar plantele, în special coniferele, emit în aer o mulțime de compuși organici volatili, inclusiv hidrocarburi nesaturate din clasa terpenelor (există o mulțime de terebentină). Deci, într-o zi fierbinte, un pin eliberează 16 micrograme de terpene pe oră pentru fiecare gram de greutate uscată a acelor. Terpenele se disting nu numai prin conifere, ci și prin unele foioase, printre care se numără plopul și eucaliptul. Și unii copaci tropicali sunt capabili să elibereze 45 de micrograme de terpene per 1 g de masă de frunze uscate pe oră. Ca urmare, un hectar de pădure de conifere poate elibera până la 4 kg de materie organică pe zi și aproximativ 2 kg de pădure de foioase. Suprafața împădurită a Pământului este de milioane de hectare și toate eliberează sute de mii de tone de diferite hidrocarburi pe an, inclusiv terpene. Iar hidrocarburile, așa cum sa arătat în exemplul metanului, sub influența radiației solare și în prezența altor impurități contribuie la formarea ozonului. După cum au arătat experimentele, terpenele, în condiții adecvate, sunt într-adevăr foarte activ implicate în ciclul reacțiilor fotochimice atmosferice cu formarea ozonului. Deci ozonul dintr-o pădure de conifere nu este deloc o invenție, ci un fapt experimental.

Ozon și sănătate.

Ce plăcere să faci o plimbare după o furtună! Aerul este curat și proaspăt, jeturile sale revigorante par să curgă în plămâni fără niciun efort. „Miroase a ozon”, spun adesea ei în astfel de cazuri. „Foarte bine pentru sănătate.” E chiar asa?

Pe vremuri, ozonul era considerat cu siguranță benefic pentru sănătate. Dar dacă concentrația sa depășește un anumit prag, poate provoca o mulțime de consecințe neplăcute. În funcție de concentrația și timpul de inhalare, ozonul provoacă modificări ale plămânilor, iritații ale mucoaselor ochilor și nasului, dureri de cap, amețeli, scăderea tensiunii arteriale; ozonul reduce rezistența organismului la infecțiile bacteriene ale tractului respirator. Concentrația sa maximă admisă în aer este de numai 0,1 µg/l, ceea ce înseamnă că ozonul este mult mai periculos decât clorul! Dacă petreci câteva ore în interior, cu o concentrație de ozon de numai 0,4 μg/l, pot apărea dureri în piept, tuse, insomnie, acuitatea vizuală scade. Dacă inhalați ozon pentru o perioadă lungă de timp la o concentrație mai mare de 2 μg / l, consecințele pot fi mai severe - până la stupoare și o scădere a activității cardiace. Cu un conținut de ozon de 8–9 µg/l, edem pulmonar apare după câteva ore, care este plin de moarte. Dar astfel de cantități neglijabile dintr-o substanță sunt de obicei dificil de analizat prin metode chimice convenționale. Din fericire, o persoană simte prezența ozonului chiar și la concentrații foarte scăzute - aproximativ 1 μg / l, la care hârtia cu iod amidon nu va deveni albastră. Pentru unii oameni, mirosul de ozon în concentrații mici seamănă cu mirosul de clor, pentru alții - dioxid de sulf, pentru alții - usturoi.

Nu doar ozonul în sine este otrăvitor. Odată cu participarea sa în aer, de exemplu, se formează azotat de peroxiacetil (PAN) CH3-CO-OONO2 - o substanță care are un iritant puternic, inclusiv lacrimogen, efect care îngreunează respirația și, în concentrații mai mari, provoacă paralizia inimii. PAN este una dintre componentele așa-numitului smog fotochimic format vara în aerul poluat (acest cuvânt este derivat din engleza smoke - smoke și fog - fog). Concentrația de ozon din smog poate ajunge la 2 μg/l, ceea ce este de 20 de ori mai mare decât maximul admis. De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că efectul combinat al ozonului și al oxizilor de azot din aer este de zece ori mai puternic decât fiecare substanță separată. Nu este surprinzător că consecințele unui astfel de smog în orașele mari pot fi catastrofale, mai ales dacă aerul de deasupra orașului nu este suflat de „curenți” și se formează o zonă stagnantă. Deci, la Londra, în 1952, peste 4.000 de oameni au murit din cauza smogului în câteva zile. Un smog din New York în 1963 a ucis 350 de oameni. Povești similare au fost și în Tokyo și în alte orașe mari. Nu numai oamenii suferă de ozonul atmosferic. Cercetătorii americani au arătat, de exemplu, că în zonele cu un conținut ridicat de ozon în aer, durata de viață a anvelopelor auto și a altor produse din cauciuc este redusă semnificativ.
Cum se reduce conținutul de ozon din stratul de sol? Reducerea emisiilor de metan în atmosferă nu este deloc realistă. Rămâne o altă cale - reducerea emisiilor de oxizi de azot, fără de care ciclul de reacții care duc la ozon nu poate merge. Nici această cale nu este ușoară, deoarece oxizii de azot sunt emiși nu numai de mașini, ci și (în principal) de centralele termice.

Sursele de ozon nu sunt doar pe stradă. Se formează în camere cu raze X, în săli de kinetoterapie (sursa sa sunt lămpile cu mercur-cuarț), în timpul funcționării copiatoarelor (copiatoarelor), imprimantelor laser (aici motivul formării sale este o descărcare de înaltă tensiune). Ozonul este un însoțitor inevitabil pentru producerea de perhidrol, sudarea cu arc cu argon. Pentru a reduce efectele nocive ale ozonului, este necesar să se echipeze hota cu lămpi ultraviolete, o bună ventilație a încăperii.

Și totuși, nu este corect să considerăm că ozonul este dăunător necondiționat sănătății. Totul depinde de concentrația lui. Studiile au arătat că aerul proaspăt strălucește foarte slab în întuneric; Motivul strălucirii sunt reacțiile de oxidare cu participarea ozonului. S-a observat strălucire, de asemenea, când apa a fost agitată într-un balon, în care a fost introdus preliminar oxigen ozonizat. Această strălucire este întotdeauna asociată cu prezența unor cantități mici de impurități organice în aer sau apă. Când amestecați aer proaspăt cu o persoană expirată, intensitatea strălucirii a crescut de zece ori! Și acest lucru nu este surprinzător: în aerul expirat au fost găsite microimpurități de etilenă, benzen, acetaldehidă, formaldehidă, acetonă și acid formic. Sunt „evidențiate” de ozon. În același timp, „învechit”, adică. Complet lipsit de ozon, deși foarte curat, aerul nu provoacă o strălucire, iar o persoană îl simte ca „învechit”. Un astfel de aer poate fi comparat cu apa distilată: este foarte pur, practic nu conține impurități și este dăunător să-l bei. Deci, absența completă a ozonului în aer, aparent, este de asemenea nefavorabilă pentru oameni, deoarece crește conținutul de microorganisme din acesta, duce la acumularea de substanțe nocive și mirosuri neplăcute, pe care ozonul le distruge. Astfel, devine clară necesitatea unei ventilații regulate și pe termen lung a încăperii, chiar dacă nu există oameni în el: la urma urmei, ozonul care a intrat în cameră nu rămâne mult timp în el - se descompune parțial. , și în mare măsură se depune (adsorb) pe pereți și alte suprafețe. Este greu de spus cât de mult ozon ar trebui să fie în cameră. Cu toate acestea, în concentrații minime, ozonul este probabil necesar și util.

Ilya Leenson

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 familiei p, precum și numărul de electroni de valență - există 6 electroni în nivelul energetic exterior (3s 2 3p 4).

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2

Ozonul este un gaz. Spre deosebire de multe altele, nu este transparent, dar are o culoare caracteristică și chiar un miros. Este prezent în atmosfera noastră și este una dintre cele mai importante componente ale sale. Care este densitatea ozonului, masa lui și alte proprietăți? Care este rolul ei în viața planetei?

gaz albastru

În chimie, ozonul nu are un loc separat în tabelul periodic. Acest lucru se datorează faptului că nu este un element. Ozonul este o modificare sau o variație alotropică a oxigenului. Ca și în O2, molecula sa este formată numai din atomi de oxigen, dar nu are doi, ci trei. Prin urmare, formula sa chimică arată ca O3.

Ozonul este un gaz albastru. Are un miros înțepător distinct care amintește de clor dacă concentrația este prea mare. Îți amintești mirosul de prospețime din ploaie? Acesta este ozon. Datorită acestei proprietăți, și-a primit numele, deoarece din limba greacă veche „ozon” este „miros”.

Molecula de gaz este polară, atomii din ea sunt legați la un unghi de 116,78°. Ozonul se formează atunci când un atom de oxigen liber este atașat la o moleculă de O2. Acest lucru se întâmplă în timpul diferitelor reacții, de exemplu, oxidarea fosforului, o descărcare electrică sau descompunerea peroxizilor, în timpul cărora sunt eliberați atomi de oxigen.

Proprietățile ozonului

În condiții normale, ozonul există la o greutate moleculară de aproape 48 g/mol. Este diamagnetic, adică nu poate fi atras de un magnet, la fel ca argintul, aurul sau azotul. Densitatea ozonului este de 2,1445 g/dm³.

În stare solidă, ozonul capătă o culoare negru-albăstruie, în stare lichidă, o culoare indigo apropiată de violet. Punctul de fierbere este de 111,8 grade Celsius. La o temperatură de zero grade, se dizolvă în apă (doar în apă pură) de zece ori mai bine decât oxigenul. Se amestecă bine cu azotul, fluorul, argonul și, în anumite condiții, cu oxigenul.

Sub acțiunea unui număr de catalizatori, se oxidează ușor, eliberând în același timp atomi de oxigen liberi. Conectându-se cu el, se aprinde imediat. Substanța este capabilă să oxideze aproape toate metalele. Numai platina și aurul nu sunt supuse acțiunii sale. Distruge diverși compuși organici și aromatici. La contactul cu amoniacul, formează nitritul de amoniu, distruge legăturile duble de carbon.

Fiind prezent în atmosferă în concentrații mari, ozonul se descompune spontan. În acest caz, se eliberează căldură și se formează o moleculă de O2. Cu cât concentrația sa este mai mare, cu atât reacția de eliberare a căldurii este mai puternică. Când conținutul de ozon este mai mare de 10%, acesta este însoțit de o explozie. Odată cu creșterea temperaturii și scăderea presiunii, sau în contact cu substanțele organice, descompunerea O3 are loc mai rapid.

Istoria descoperirilor

În chimie, ozonul nu a fost cunoscut până în secolul al XVIII-lea. A fost descoperit în 1785 datorită mirosului pe care fizicianul Van Marum l-a auzit lângă o mașină electrostatică funcțională. Alți 50 de ani mai târziu nu au apărut în niciun fel în experimentele și cercetările științifice.

Omul de știință Christian Schönbein a studiat oxidarea fosforului alb în 1840. În timpul experimentelor, a reușit să izoleze o substanță necunoscută, pe care a numit-o „ozon”. Chimistul a abordat studiul proprietăților sale și a descris metode de obținere a gazului nou descoperit.

Curând, alți oameni de știință s-au alăturat cercetării substanței. Celebrul fizician Nikola Tesla a construit chiar primul din istorie.Utilizarea industrială a O3 a început la sfârșitul secolului al XIX-lea odată cu apariția primelor instalații de alimentare cu apă potabilă a locuințelor. Substanța a fost folosită pentru dezinfecție.

Ozon în atmosferă

Pământul nostru este înconjurat de o înveliș invizibil de aer - atmosfera. Fără el, viața pe planetă ar fi imposibilă. Componentele aerului atmosferic: oxigen, ozon, azot, hidrogen, metan și alte gaze.

În sine, ozonul nu există și apare doar ca urmare a reacțiilor chimice. Aproape de suprafața Pământului, se formează din cauza descărcărilor electrice ale fulgerelor în timpul unei furtuni. Într-un mod nefiresc, apare din cauza emisiilor de evacuare de la mașini, fabrici, fum de benzină și acțiunii centralelor termice.

Ozonul din straturile inferioare ale atmosferei se numește suprafață sau troposferic. Există și una stratosferică. Apare sub influența radiațiilor ultraviolete venite de la soare. Se formează la o distanță de 19-20 de kilometri deasupra suprafeței planetei și se întinde până la o înălțime de 25-30 de kilometri.

O3 stratosferic formează stratul de ozon al planetei, care o protejează de radiațiile solare puternice. Absoarbe aproximativ 98% din radiația ultravioletă cu o lungime de undă suficientă pentru a provoca cancer și arsuri.

Consumul de substanțe

Ozonul este un excelent oxidant și distrugător. Această proprietate a fost folosită de multă vreme pentru purificarea apei de băut. Substanța are un efect dăunător asupra bacteriilor și virușilor periculoși pentru oameni, iar atunci când este oxidată, ea însăși se transformă în oxigen inofensiv.

Poate ucide chiar și organismele rezistente la clor. În plus, este folosit pentru purificarea apelor uzate din produse petroliere dăunătoare mediului, sulfuri, fenoli etc. Astfel de practici sunt comune în principal în Statele Unite și în unele țări europene.

Ozonul este folosit în medicină pentru dezinfectarea instrumentelor, în industrie este folosit pentru albirea hârtiei, purificarea uleiurilor și obținerea diferitelor substanțe. Utilizarea O3 pentru a purifica aerul, apa și spațiile se numește ozonare.

Ozonul și omul

În ciuda tuturor proprietăților sale utile, ozonul poate fi periculos pentru oameni. Dacă în aer există mai mult gaz decât poate tolera o persoană, otrăvirea nu poate fi evitată. În Rusia, rata sa permisă este de 0,1 μg / l.

Dacă această normă este depășită, apar semne tipice de otrăvire chimică, cum ar fi dureri de cap, iritații ale mucoaselor, amețeli. Ozonul reduce rezistența organismului la infecțiile transmise prin tractul respirator și, de asemenea, reduce tensiunea arterială. La concentrații de gaz peste 8-9 μg/l, este posibil edem pulmonar și chiar moarte.

În același timp, este destul de ușor să recunoști ozonul din aer. Mirosul de „prospețime”, clor sau „raci” (cum a susținut Mendeleev) este clar audibil chiar și cu un conținut scăzut de substanță.