Ozón je plynná látka, ktorá je modifikáciou kyslíka (pozostáva z troch jeho atómov). V atmosfére je vždy prítomný, ale prvýkrát bol objavený v roku 1785 holandským fyzikom Van Marumom, keď študoval pôsobenie iskry na vzduch. V roku 1840 nemecký chemik Christian Friedrich Schönbein tieto pozorovania potvrdil a navrhol, aby objavil nový prvok, ktorému dal názov „ozón“ (z gréckeho ozón – zapáchajúci). V roku 1850 bola stanovená vysoká aktivita ozónu ako oxidačného činidla a jeho schopnosť adície na dvojité väzby v reakciách s mnohými organickými zlúčeninami. Obe tieto vlastnosti ozónu následne našli široké praktické uplatnenie. Hodnota ozónu sa však neobmedzuje len na tieto dve vlastnosti. Zistilo sa, že má množstvo cenných vlastností ako dezinfekčný prostriedok a dezodorant.
Prvýkrát bol ozón použitý v sanitácii ako prostriedok na dezinfekciu pitnej vody a vzduchu. Ruskí vedci patrili medzi prvých výskumníkov procesov ozonizácie. Už v roku 1874 tvorca prvej školy (ruských) hygienikov, profesor A.D. Dobroye shvin, navrhol ozón ako najlepší prostriedok na dezinfekciu pitnej vody a vzduchu od patogénnej mikroflóry. Predtým, v roku 1886, N. K. Keldysh uskutočnil výskum baktericídneho pôsobenia ozónu a odporúčali ho ako vysoko účinný dezinfekčný prostriedok.Výskum ozónu bol rozšírený najmä v 20. storočí.A už v roku 1911 bola uvedená do prevádzky prvá ozónová vodárenská stanica v Európe v St. , v oxidačných procesoch chemického priemyslu a pod.
Oblasti a rozsahy využívania ozónu sa v poslednom desaťročí rýchlo zvýšili. V súčasnosti sú najvýznamnejšie aplikácie ozónu nasledovné: čistenie a dezinfekcia pitnej a priemyselnej vody, ako aj domácich a fekálnych a priemyselných odpadových vôd za účelom zníženia biologickej spotreby kyslíka (BSK), bielenie, neutralizácia škodlivých toxických látok (kyanidov). , fenoly, merkaptány), odstraňovanie nepríjemných pachov, dezodorácia a čistenie vzduchu rôznych priemyselných odvetví, ozonizácia v klimatizačných systémoch, skladovanie potravín, sterilizácia obalových a obväzových materiálov vo farmaceutickom priemysle, terapia a medicínska prevencia rôznych chorôb atď.
V posledných rokoch sa presadila ďalšia vlastnosť ozónu - schopnosť zvyšovať biologickú hodnotu krmív a potravín pre ľudí, čo umožnilo využiť ozón pri spracovaní, príprave a skladovaní krmív a rôznych produktov. Rozvoj ozonizačných technológií v poľnohospodárskej výrobe a najmä v chove hydiny je preto veľmi perspektívny.

Fyzikálne vlastnosti ozónu

Ozón je vysoko aktívna, alotropná forma kyslíka; pri bežných teplotách je to svetlomodrý plyn s charakteristickým štipľavým zápachom (zápach je organolepticky cítiť pri koncentrácii ozónu 0,015 mg/m3 vzduchu). V kvapalnej fáze má ozón indigovomodrú farbu a v tuhej fáze hustú fialovomodrú farbu, vrstva ozónu hrubá 1 mm je prakticky nepriehľadná. Ozón vzniká z kyslíka, pričom pohlcuje teplo, a naopak, rozkladom prechádza na kyslík, pričom sa uvoľňuje teplo (podobne ako pri spaľovaní). Tento proces môže byť napísaný v nasledujúcej forme:
exotermická reakcia
2 oz \u003d ZO2 + 68 kcal
Endotermická reakcia

Rýchlosť týchto reakcií závisí od teploty, tlaku a koncentrácie ozónu. Pri normálnej teplote a tlaku prebiehajú reakcie pomaly, pri zvýšených teplotách sa však rozklad ozónu urýchľuje.
Tvorba ozónu pôsobením energie rôznych žiarení je pomerne komplikovaná. Primárne procesy tvorby ozónu z kyslíka môžu prebiehať rôzne v závislosti od množstva aplikovanej energie.
K excitácii molekuly kyslíka dochádza pri energii elektrónu 6,1 eV; tvorba molekulárnych kyslíkových iónov - pri elektrónovej energii 12,2 eV; disociácia v kyslíku - pri energii elektrónu 19,2 eV. Všetky voľné elektróny sú zachytené molekulami kyslíka, čo vedie k tvorbe záporných kyslíkových iónov. Po excitácii molekuly nastáva reakcia tvorby ozónu.
Pri elektrónovej energii 12,2 eV, keď sa tvoria molekulárne kyslíkové ióny, sa nepozoruje uvoľňovanie ozónu a pri elektrónovej energii 19,2 eV, keď je zapojený atóm aj ión kyslíka, vzniká ozón. Spolu s tým sa tvoria pozitívne a negatívne ióny kyslíka. Mechanizmus rozpadu ozónu*, ktorý zahŕňa homogénne a heterogénne systémy, je zložitý a závisí od podmienok. Rozklad ozónu urýchľujú v homogénnych systémoch plynné prísady (oxidy dusíka, chlór atď.), v heterogénnych systémoch kovy (ortuť, striebro, meď atď.) a oxidy kovov (železo, meď, nikel, olovo atď.). ). Pri vysokých koncentráciách ozónu nastáva reakcia s výbuchom. Pri koncentrácii ozónu do 10% nedochádza k explozívnemu rozkladu. Nízke teploty pomáhajú šetriť ozón. Pri teplotách okolo -183°C je možné tekutý ozón skladovať dlhú dobu bez badateľného rozkladu. Prudký ohrev na bod varu (-119°C) alebo prudké ochladenie ozónu môže spôsobiť výbuch. Preto je pri práci s ozónom veľmi dôležité poznať vlastnosti ozónu a prijať preventívne opatrenia. V tabuľke 1 sú uvedené hlavné fyzikálne vlastnosti ozónu.
V plynnom skupenstve je ozón diamagnetický, v kvapalnom je slabo paramagnetický. Ozón sa dobre rozpúšťa v éterických olejoch, terpentíne, tetrachlórmetáne. Jeho rozpustnosť vo vode je viac ako 15-krát vyššia ako v kyslíku.
Molekula ozónu, ako už bolo uvedené, pozostáva z troch atómov kyslíka a má štruktúru asymetrického trojuholníka, ktorá sa vyznačuje tupým uhlom na vrchole (116,5 °) a rovnakými jadrovými vzdialenosťami (1,28 ° A) s priemernou väzbovou energiou (78 kcal / mol) a slabo vyjadrená polarita (0,58).

Základné fyzikálne vlastnosti ozónu

Optické vlastnosti ozónu sú charakterizované jeho nestabilitou voči žiareniu rôzneho spektrálneho zloženia. Žiarenie môže byť nielen absorbované ozónom, ničiť ho, ale aj vytvárať ozón. K tvorbe ozónu v atmosfére dochádza vplyvom ultrafialového žiarenia zo slnka v krátkovlnnej oblasti spektra 210-220 a 175 nm. V tomto prípade sa na jedno absorbované svetelné kvantum vytvoria dve molekuly ozónu. Spektrálne vlastnosti ozónu, jeho tvorba a rozpad pod vplyvom slnečného žiarenia poskytujú optimálne klimatické parametre v biosfére Zeme.



tŕň, charakterizovaný tupým uhlom na vrchole (116,5°) a rovnakými jadrovými vzdialenosťami (1,28°A) s priemernou väzbovou energiou (78 kcal/mol) a slabou polaritou (0,58).
Optické vlastnosti ozónu sú charakterizované jeho nestabilitou voči žiareniu rôzneho spektrálneho zloženia. Žiarenie môže byť nielen absorbované ozónom, ničiť ho, ale aj vytvárať ozón. K tvorbe ozónu v atmosfére dochádza vplyvom ultrafialového žiarenia zo slnka v krátkovlnnej oblasti spektra 210-220 a 175 nm. V tomto prípade sa na jedno absorbované svetelné kvantum vytvoria dve molekuly ozónu. Spektrálne vlastnosti ozónu, jeho tvorba a rozpad pod vplyvom slnečného žiarenia poskytujú optimálne klimatické parametre v biosfére Zeme.
Ozón má dobrú schopnosť adsorbovať sa na silikagéli a géli oxidu hlinitého, čo umožňuje využiť tento jav na extrakciu ozónu z plynných zmesí a roztokov, ako aj na bezpečnú manipuláciu s ním vo vysokých koncentráciách. V poslednej dobe sa freóny široko používajú na bezpečnú prevádzku s vysokou koncentráciou ozónu. Koncentrovaný ozón rozpustený vo freóne je možné skladovať po dlhú dobu.
Pri syntéze ozónu sa spravidla tvoria zmesi plynov (O3 + O2 alebo Oz + vzduch), v ktorých obsah ozónu nepresahuje 2 až 5 % objemu. Získanie čistého ozónu je technicky náročná úloha a dodnes nie je vyriešená. Existuje spôsob oddeľovania kyslíka zo zmesí nízkoteplotnou destiláciou plynných zmesí. Nebezpečenstvo výbuchu ozónu pri rektifikácii sa však zatiaľ nepodarilo vylúčiť. Vo výskumnej praxi sa často využíva technika dvojitého zmrazovania ozónu tekutým dusíkom, ktorá umožňuje získať koncentrovaný ozón. Bezpečnejším spôsobom je získavanie koncentrovaného ozónu adsorpciou - desorpciou, kedy sa prúd plynnej zmesi prefúkne cez vrstvu vychladeného (-80°C) silikagélu a následne sa adsorbent prefúkne inertným plynom (dusík alebo hélium). Pomocou tejto metódy môžete získať pomer ozón: kyslík \u003d 9: 1, t.j. vysoko koncentrovaný ozón.
Použitie koncentrovaného ozónu ako oxidačnej zložky na priemyselné účely je bezvýznamné.

Chemické vlastnosti ozónu

Za charakteristické chemické vlastnosti ozónu treba v prvom rade považovať jeho nestabilitu, schopnosť rýchleho rozkladu a vysokú oxidačnú aktivitu.
Pre ozón bolo stanovené oxidačné číslo I, ktoré charakterizuje počet atómov kyslíka odovzdaných ozónom oxidovanej látke. Ako ukázali pokusy, môže sa rovnať 0,1, 3. V prvom prípade sa ozón rozkladá so zväčšovaním objemu: 2Oz ---> 3O2, v druhom dáva oxidovanej látke jeden atóm kyslíka: O3 -> O2 + O (súčasne sa objem nezvyšuje) a v treťom prípade sa k oxidovanej látke pridá ozón: O3 -\u003e 3O (v tomto prípade sa jeho objem zníži).
Oxidačné vlastnosti charakterizujú chemické reakcie ozónu s anorganickými látkami.
Ozón oxiduje všetky kovy s výnimkou zlata a skupiny platiny. Zlúčeniny síry sa ním oxidujú na síran, dusitan - na dusičnan. Pri reakciách so zlúčeninami jódu a brómu vykazuje ozón redukčné vlastnosti a na tom je založených množstvo metód na jeho kvantitatívne stanovenie. Dusík, uhlík a ich oxidy reagujú s ozónom. Pri reakcii ozónu s vodíkom vznikajú hydroxylové radikály: H + O3 -> HO + O2. Oxidy dusíka rýchlo reagujú s ozónom a vytvárajú vyššie oxidy:
NO+Oz->N02+02;
N02+03----->N03+02;
N02+03->N205.
Amoniak sa oxiduje ozónom na dusičnan amónny.
Ozón rozkladá halogenovodíky a premieňa nižšie oxidy na vyššie. Halogény použité ako procesné aktivátory tiež tvoria vyššie oxidy.
Redukčný potenciál ozónu - kyslíka je pomerne vysoký a v kyslom prostredí je určený hodnotou 2,07 V a v alkalickom roztoku - 1,24 V. Afinita ozónu k elektrónu je určená hodnotou 2 eV, resp. silnejšiu elektrónovú afinitu má len fluór, jeho oxidy a voľné radikály.
Vysoký oxidačný účinok ozónu bol využitý na prevod množstva transuránových prvkov do sedemmocného stavu, hoci ich najvyšší valenčný stav je 6. Praktické uplatnenie nachádza reakcia ozónu s kovmi premenlivého mocenstva (Cr, Co a pod.). pri získavaní surovín pri výrobe farbív a vitamínu PP .
Alkalické kovy a kovy alkalických zemín sa pôsobením ozónu oxidujú a ich hydroxidy tvoria ozonidy (trioxidy). Ozonidy sú známe už dlho, spomínal ich už v roku 1886 francúzsky organický chemik Charles Adolph Wurtz. Sú to červenohnedé kryštalické látky, ktorých mriežka molekúl obsahuje jednotlivé negatívne ióny ozónu (O3-), čo určuje ich paramagnetické vlastnosti. Hranica tepelnej stability ozonidov je -60±2°C, obsah aktívneho kyslíka je 46% hm. Ako mnohé peroxidové zlúčeniny, aj ozonidy alkalických kovov našli široké uplatnenie v regeneračných procesoch.
Pri reakciách ozónu so sodíkom, draslíkom, rubídiom, céziom vznikajú ozonidy, ktoré prechádzajú cez intermediárny nestabilný komplex typu M + O- H + O3 - s ďalšou reakciou s ozónom, čím vzniká zmes ozonidu a vod. hydrát oxidu alkalického kovu.
Ozón aktívne vstupuje do chemickej interakcie s mnohými organickými zlúčeninami. Primárnym produktom interakcie ozónu s dvojitou väzbou nenasýtených zlúčenín je teda malozoid, ktorý je nestabilný a rozkladá sa na bipolárny ión a karbonylové zlúčeniny (aldehyd alebo ketón). Medziprodukty, ktoré vznikajú pri tejto reakcii, sa rekombinujú v inom poradí za vzniku ozonidu. V prítomnosti látok schopných reagovať s bipolárnym iónom (alkoholy, kyseliny) vznikajú namiesto ozonidov rôzne peroxidové zlúčeniny.
Ozón aktívne reaguje s aromatickými zlúčeninami a reakcia prebieha tak s deštrukciou aromatického jadra, ako aj bez jeho deštrukcie.
Pri reakciách s nasýtenými uhľovodíkmi sa ozón najskôr rozkladá za vzniku atómového kyslíka, ktorý iniciuje reťazovú oxidáciu, pričom výťažok produktov oxidácie zodpovedá spotrebe ozónu. Interakcia ozónu s nasýtenými uhľovodíkmi prebieha tak v plynnej fáze, ako aj v roztokoch.
Fenoly ľahko reagujú s ozónom, pričom ten sa ničí na zlúčeniny s narušeným aromatickým jadrom (ako je chinoín), ako aj na nízko toxické deriváty nenasýtených aldehydov a kyselín.
Interakcia ozónu s organickými zlúčeninami je široko používaná v chemickom priemysle a príbuzných odvetviach. Reakciou ozónu s nenasýtenými zlúčeninami je možné umelo získať rôzne mastné kyseliny, aminokyseliny, hormóny, vitamíny a polymérne materiály; reakcie ozónu s aromatickými uhľovodíkmi - kyselina difenylová, dialdehyd ftalovej a kyselina ftalová, kyselina glyoxalová a i.
Reakcie ozónu s aromatickými uhľovodíkmi tvorili základ pre vývoj metód na dezodoráciu rôznych prostredí, priestorov, odpadových vôd, odpadových plynov a so zlúčeninami obsahujúcimi síru - základ pre vývoj metód na čistenie odpadových vôd a výfukových plynov rôznych priemyslu, vrátane poľnohospodárstva, zo škodlivých zlúčenín obsahujúcich síru (sírovodík, merkaptány, oxid siričitý).

Ozón je prírodný plyn, ktorý sa nachádza v stratosfére a chráni obyvateľov planéty pred negatívnymi účinkami ultrafialového žiarenia. V medicíne sa táto látka často používa na stimuláciu krvotvorby a zvýšenie imunity. Zároveň pri prirodzenej tvorbe ozónu v troposfére v dôsledku interakcie priameho slnečného žiarenia a výfukových plynov je jeho vplyv na ľudský organizmus opačný. Vdychovanie vzduchu so zvýšenou koncentráciou plynu môže viesť nielen k exacerbácii alergických reakcií, ale aj k rozvoju neurologických porúch.

Charakteristika ozónu

Ozón je plyn zložený z troch atómov kyslíka. V prírode vzniká v dôsledku pôsobenia priameho slnečného žiarenia na atómový kyslík.

V závislosti od tvaru a teploty sa farba ozónu môže meniť od svetlomodrej po tmavomodrú. Spojenie molekúl v tomto plyne je veľmi nestabilné - niekoľko minút po vzniku sa látka rozkladá na atómy kyslíka.

Ozón je silné oxidačné činidlo, vďaka čomu sa často používa v priemysle, raketovej vede a medicíne. Vo výrobných podmienkach je tento plyn prítomný pri zváraní, postupoch elektrolýzy vody a pri výrobe peroxidu vodíka.

Na otázku, či je ozón jedovatý alebo nie, odpovedajú odborníci kladne. Tento plyn patrí do najvyššej triedy toxicity, ktorá zodpovedá mnohým chemickým bojovým látkam vrátane kyseliny kyanovodíkovej.

Účinok plynu na človeka

V priebehu mnohých štúdií vedci dospeli k záveru, že účinok ozónu na ľudské telo závisí od toho, koľko plynu sa dostane do pľúc spolu so vzduchom. Svetová zdravotnícka organizácia stanovila nasledujúce maximálne prípustné koncentrácie ozónu:

• v obytnej zóne - do 30 μg / m 3;
• v priemyselnej oblasti - nie viac ako 100 mcg / m 3.

Jednorazová maximálna dávka látky by nemala presiahnuť 0,16 mg/m3.

Negatívny vplyv

Negatívne účinky ozónu na organizmus sú často pozorované u ľudí, ktorí sa musia s týmto plynom vysporiadať vo výrobnom prostredí: špecialisti v raketovom priemysle, pracovníci používajúci ozonizátory a ultrafialové lampy.

Dlhodobé a pravidelné vystavenie človeka ozónu vedie k nasledujúcim dôsledkom:

• podráždenie dýchacieho systému;
• rozvoj astmy;
• respiračná depresia;
• zvýšené riziko vzniku alergických reakcií;
• zvýšenie možnosti rozvoja mužskej neplodnosti;
• znížená imunita;
• rast karcinogénnych buniek.

Ozónom sú najviac zasiahnuté štyri skupiny ľudí: deti, precitlivení, outdooroví športovci a starší ľudia. Okrem toho riziková zóna zahŕňa pacientov s chronickými patológiami dýchacieho a kardiovaskulárneho systému.

V dôsledku kontaktu v priemyselných podmienkach s tekutým ozónom, ktorý kryštalizuje pri teplote -200 stupňov Celzia, môže dôjsť k hlbokým omrzlinám.

pozitívny vplyv

Maximálne množstvo ozónu sa nachádza v stratosférickej vrstve vzduchového obalu planéty. Ozónová vrstva tam umiestnená prispieva k absorpcii najškodlivejšej časti ultrafialových lúčov slnečného spektra.

V starostlivo nastavenom dávkovaní pôsobí medicínsky ozón alebo kyslíkovo-ozónová zmes na ľudský organizmus priaznivo, vďaka čomu sa často používa na liečebné účely.

Pod dohľadom ošetrujúceho lekára vám použitie tejto látky umožňuje dosiahnuť nasledujúce výsledky:

Príbehy od našich čitateľov

Vladimír
61 rokov

• odstrániť nedostatok kyslíka;
• posilniť redoxné procesy vyskytujúce sa v tele;
• znížiť účinky intoxikácie odstránením toxínov;
• eliminovať bolestivý syndróm;
• zlepšiť prietok krvi a zabezpečiť prívod krvi do všetkých orgánov;
• obnoviť správne fungovanie pečene pri jej rôznych ochoreniach vrátane hepatitídy.

Okrem toho použitie ozónovej terapie v lekárskej praxi môže zlepšiť celkový stav pacienta: stabilizovať spánok, znížiť nervozitu, zvýšiť imunitu a odstrániť chronickú únavu.

Pre svoju schopnosť oxidovať iné chemické prvky sa ozón často používa ako dezinfekčný prostriedok. Táto látka vám umožňuje účinne bojovať proti plesniam, vírusom a baktériám.

Použitie ozonizátorov

Popísané pozitívne vlastnosti, ktoré ozón poskytuje, viedli k výrobe a použitiu v priemyselných a domácich podmienkach ozonizátorov – zariadení produkujúcich trojmocný kyslík.

Použitie takýchto zariadení v priemysle vám umožňuje vykonávať nasledujúce činnosti:

• dezinfikovať vzduch v miestnosti;
• ničiť plesne a huby;
• dezinfikovať vodu a odpadovú vodu;

V zdravotníckych zariadeniach sa ozonizátory používajú na dezinfekciu priestorov, sterilizáciu nástrojov a spotrebného materiálu.

Používanie ozonizátorov je v domácnosti bežné. Takéto zariadenia sa často používajú na obohatenie vzduchu kyslíkom, dezinfekciu vody a elimináciu vírusov a baktérií z riadu alebo domácich potrieb, ktoré používa osoba s infekčným ochorením.

Pri používaní ozonátora v bežnom živote je potrebné dodržať všetky podmienky určené výrobcom zariadenia. Je prísne zakázané zdržiavať sa vo vnútri, keď je zariadenie zapnuté, ako aj okamžite piť vodu vyčistenú pomocou neho.

Príznaky otravy

Prenikanie vysokej koncentrácie ozónu do ľudského tela cez dýchacie orgány alebo dlhotrvajúca interakcia s touto látkou môže spôsobiť ťažkú ​​intoxikáciu. Príznaky otravy ozónom sa môžu objaviť prudko - pri jednorazovom vdýchnutí veľkého množstva tejto látky a možno ich zistiť postupne - pri chronickej intoxikácii v dôsledku nedodržiavania pracovných podmienok alebo pravidiel používania ozonizátorov pre domácnosť.

Zistia sa prvé príznaky otravy z dýchacieho systému:

• potenie a pálenie v krku;
• dýchavičnosť, dýchavičnosť;
• neschopnosť zhlboka sa nadýchnuť;
• výskyt častého a prerušovaného dýchania;
• bolesť v oblasti hrudníka.

Pri pôsobení plynu na oči je možné pozorovať ich slzenie, výskyt bolesti, začervenanie sliznice a vazodilatáciu. V niektorých prípadoch dochádza k zhoršeniu alebo úplnej strate zraku.

Pri systematickom kontakte môže ozón ovplyvniť ľudské telo nasledujúcimi spôsobmi:

• dochádza k štrukturálnym transformáciám priedušiek;
• vyvíjajú sa a zhoršujú sa rôzne ochorenia dýchacieho traktu: zápal pľúc, bronchitída, astma, emfyzém;
• zníženie objemu dýchania vedie k záchvatom udusenia a úplnému zastaveniu funkcie dýchania.

Chronická otrava ozónom okrem ovplyvnenia dýchacieho systému zahŕňa aj patologické procesy vo fungovaní iných systémov tela:

• vývoj neurologických porúch - zníženie úrovne koncentrácie a pozornosti, výskyt bolesti hlavy, zhoršená koordinácia pohybov;
• exacerbácia chronických ochorení;
• porušenie zrážanlivosti krvi, rozvoj anémie, výskyt krvácania;
• exacerbácia alergických reakcií;
• porušenie oxidačných procesov v tele, v dôsledku čoho sa šíria voľné radikály a dochádza k deštrukcii zdravých buniek;
• rozvoj aterosklerózy;
• zhoršenie sekrečnej funkcie žalúdka.

Prvá pomoc pri otrave ozónom

Akútna otrava ozónom môže viesť k vážnym následkom, dokonca k smrti, preto pri podozrení na intoxikáciu treba obeti okamžite poskytnúť prvú pomoc. Pred príchodom špecialistov je potrebné vykonať tieto činnosti:

1. Odstráňte postihnutého z postihnutého miesta toxickou látkou alebo zabezpečte prúdenie čerstvého vzduchu do miestnosti.
2. Odopnite tesné oblečenie, dajte postihnutému do polosedu, aby ste zabránili nakloneniu hlavy dozadu.
3. Pri zástave spontánneho dýchania a zástave srdca vykonajte resuscitačné opatrenia - umelé dýchanie z úst do úst a stláčanie hrudníka.

Ak sa ozón dostane do očí, vypláchnite ich veľkým množstvom tečúcej vody.

Ak je osoba vystavená tekutému ozónu, v žiadnom prípade sa nepokúšajte vyzliecť z obete oblečenie v mieste kontaktu s telom. Pred príchodom špecialistov stojí za to umyť postihnuté miesto veľkým množstvom vody.

Okrem poskytnutia prvej pomoci obeti je potrebné ju okamžite doručiť do lekárskeho zariadenia alebo zavolať sanitku, pretože ďalšie opatrenia na intoxikáciu môže vykonávať iba kvalifikovaný zdravotnícky personál.

Liečba otravy

Na odstránenie otravy ozónom v lekárskej nemocnici sa prijímajú tieto opatrenia:

• vykonávať alkalické inhalácie na odstránenie podráždenia horných dýchacích ciest;
• predpísať lieky na zastavenie kašľa a obnovenie funkcie dýchania;
• v prípade akútneho respiračného zlyhania je pacient pripojený k ventilátoru;
• s poškodením očí sú predpísané vazokonstrikčné a dezinfekčné lieky;
• v prípade ťažkej otravy sa terapia vykonáva na normalizáciu funkcií kardiovaskulárneho systému;
• antioxidačná terapia.

Účinky

Dlhodobé pôsobenie ozónu na ľudskom tele pri nevhodných pracovných podmienkach alebo porušovaní pravidiel používania ozonizátora vedie k chronickej otrave. Tento stav často vedie k rozvoju takýchto dôsledkov:

• Tvorba nádorov. Dôvodom tohto javu je karcinogénny účinok ozónu, ktorý má za následok poškodenie bunkového genómu a rozvoj ich mutácie.
• rozvoj mužskej neplodnosti. Pri systematickom vdychovaní ozónu dochádza k narušeniu spermatogenézy, čím sa stráca možnosť rozmnožovania.
• neurologické patológie. Osoba má porušenie pozornosti, zhoršenie spánku, všeobecnú slabosť, pravidelný výskyt bolesti hlavy.

Prevencia

Aby sa zabránilo otrave ozónom, odborníci odporúčajú dodržiavať tieto pokyny:

• Počas horúceho dňa, najmä v lete, sa zdržte športu vonku. Je vhodné vykonávať fyzické cvičenia v interiéri alebo v oblastiach vzdialených od veľkých priemyselných podnikov a širokých diaľnic v ranných a večerných hodinách.
• V horúcom období dňa je potrebné byť vonku čo najmenej, najmä v oblastiach s vysokým obsahom plynov.
• V prípade kontaktu s ozónom v priemyselnom prostredí musí byť miestnosť vybavená odsávacím vetraním. Okrem toho je počas výrobného procesu potrebné použiť ochranné zariadenia, ako aj špeciálne snímače, ktoré zobrazujú hladinu plynu v miestnosti. Doba priameho kontaktu s ozónom by mala byť čo najkratšia.

Pri výbere ozonátora pre domácnosť je dôležité venovať pozornosť jeho technickým vlastnostiam a dostupnosti príslušného certifikátu. Nákup necertifikovaného zariadenia môže viesť k toxicite trojmocného kyslíka. Pred použitím zariadenia sa musíte oboznámiť s pravidlami jeho prevádzky a bezpečnostnými opatreniami.

Intoxikácia ozónom je dosť vážny stav, ktorý si vyžaduje okamžitý zásah lekárov. Preto je potrebné pripomenúť, že pri práci s týmto plynom alebo používaní ozonizátorov pre domácnosť stojí za to dodržiavať bezpečnostné opatrenia a pri najmenšom podozrení na otravu sa obráťte na lekársku inštitúciu.

Vedci si prvýkrát uvedomili existenciu neznámeho plynu, keď začali experimentovať s elektrostatickými strojmi. Stalo sa tak v 17. storočí. Nový plyn však začali študovať až na konci budúceho storočia. V roku 1785 holandský fyzik Martin van Marum vytvoril ozón prechodom elektrických iskier cez kyslík. Názov ozón sa objavil až v roku 1840; vynašiel ho švajčiarsky chemik Christian Schönbein, odvodil ho z gréckeho ozónu, voňajúceho. Chemické zloženie tohto plynu sa nelíšilo od kyslíka, ale bolo oveľa agresívnejšie. Takže okamžite oxidoval bezfarebný jodid draselný za uvoľnenia hnedého jódu; Shenbein použil túto reakciu na stanovenie ozónu podľa stupňa modrosti papiera impregnovaného roztokom jodidu draselného a škrobu. Dokonca aj ortuť a striebro, ktoré sú pri izbovej teplote neaktívne, v prítomnosti ozónu oxidujú.

Ukázalo sa, že molekuly ozónu, podobne ako kyslík, pozostávajú len z atómov kyslíka, len nie z dvoch, ale z troch. Kyslík O2 a ozón O3 je jediným príkladom vzniku dvoch plynných (za normálnych podmienok) jednoduchých látok jedným chemickým prvkom. V molekule O3 sú atómy umiestnené pod uhlom, takže tieto molekuly sú polárne. Ozón vzniká ako výsledok „nalepenia“ voľných atómov kyslíka na molekuly O2, ktoré vznikajú z molekúl kyslíka pôsobením elektrických výbojov, ultrafialových lúčov, gama lúčov, rýchlych elektrónov a iných vysokoenergetických častíc. Ozón vždy zapácha v blízkosti pracovných elektrických strojov, v ktorých sa kefky „iskria“, v blízkosti baktericídnych ortuťovo-kremenných výbojok, ktoré vyžarujú ultrafialové žiarenie. Pri niektorých chemických reakciách sa uvoľňujú aj atómy kyslíka. Ozón vzniká v malom množstve pri elektrolýze okyslenej vody, pri pomalej oxidácii mokrého bieleho fosforu na vzduchu, pri rozklade zlúčenín s vysokým obsahom kyslíka (KMnO4, K2Cr2O7 a pod.), pôsobením fluóru na vodu alebo na peroxide bárnatej koncentrovanej kyseliny sírovej. Atómy kyslíka sú v plameni vždy prítomné, takže ak nasmerujete prúd stlačeného vzduchu cez plameň kyslíkového horáka, vo vzduchu sa objaví charakteristický zápach ozónu.
Reakcia 3O2 → 2O3 je vysoko endotermická: na výrobu 1 mólu ozónu sa musí minúť 142 kJ. Reverzná reakcia prebieha s uvoľnením energie a prebieha veľmi ľahko. Preto je ozón nestabilný. V neprítomnosti nečistôt sa plynný ozón rozkladá pomaly pri teplote 70 °C a rýchlo nad 100 °C. Rýchlosť rozkladu ozónu sa výrazne zvyšuje v prítomnosti katalyzátorov. Môžu to byť plyny (napríklad oxid dusnatý, chlór) a mnohé pevné látky (dokonca aj steny nádob). Čistý ozón sa preto ťažko získava a práca s ním je nebezpečná pre možnosť výbuchu.

Nie je prekvapujúce, že ešte dlhé desaťročia po objavení ozónu neboli známe ani jeho základné fyzikálne konštanty: dlho sa nikomu nepodarilo získať čistý ozón. Ako napísal D. I. Mendelejev vo svojej učebnici Základy chémie, „pre všetky spôsoby prípravy plynného ozónu je jeho obsah v kyslíku vždy zanedbateľný, zvyčajne len niekoľko desatín percenta, zriedka 2 %, a len pri veľmi nízkych teplotách dosahuje 20 %.” Až v roku 1880 francúzski vedci J. Gotfeil a P. Chappui získali ozón z čistého kyslíka pri teplote mínus 23 ° C. Ukázalo sa, že v hrubej vrstve má ozón krásnu modrú farbu. Pri pomalom stláčaní ochladeného ozonizovaného kyslíka sa plyn zmenil na tmavomodrý a po rýchlom uvoľnení tlaku teplota ešte viac klesla a vytvorili sa tmavofialové kvapky tekutého ozónu. Ak sa plyn rýchlo neochladil alebo nestlačil, ozón sa okamžite so žltým zábleskom zmenil na kyslík.

Neskôr bola vyvinutá vhodná metóda na syntézu ozónu. Ak sa koncentrovaný roztok kyseliny chloristej, fosforečnej alebo sírovej podrobí elektrolýze s chladenou anódou vyrobenou z oxidu platiny alebo olovnatého, potom plyn uvoľnený na anóde bude obsahovať až 50 % ozónu. Spresnili sa aj fyzikálne konštanty ozónu. Skvapalňuje oveľa ľahšie ako kyslík pri -112°C (kyslík pri -183°C). Pri teplote –192,7 °C ozón tuhne. Pevný ozón má modro-čiernu farbu.

Experimenty s ozónom sú nebezpečné. Plynný ozón je schopný výbuchu, ak jeho koncentrácia vo vzduchu presiahne 9%. Kvapalný a pevný ozón exploduje ešte ľahšie, najmä pri kontakte s oxidačnými látkami. Ozón je možné skladovať pri nízkych teplotách vo forme roztokov vo fluórovaných uhľovodíkoch (freónoch). Tieto riešenia sú modrej farby.

Chemické vlastnosti ozónu.

Ozón sa vyznačuje mimoriadne vysokou reaktivitou. Ozón je jedným z najsilnejších oxidačných činidiel a je v tomto ohľade horší len ako fluór a fluorid kyslíku OF2. Aktívnou zložkou ozónu ako oxidačného činidla je atómový kyslík, ktorý vzniká pri rozpade molekuly ozónu. Preto molekula ozónu, ktorá pôsobí ako oxidačné činidlo, spravidla „využíva“ iba jeden atóm kyslíka, zatiaľ čo ďalšie dva sa uvoľňujú vo forme voľného kyslíka, napríklad 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Mnoho ďalších zlúčenín sa oxiduje rovnakým spôsobom. Existujú však výnimky, keď molekula ozónu využíva na oxidáciu všetky tri atómy kyslíka, ktoré má, napríklad 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 -> Na2S03.

Veľmi dôležitým rozdielom medzi ozónom a kyslíkom je, že ozón vykazuje oxidačné vlastnosti aj pri izbovej teplote. Napríklad PbS a Pb(OH)2 za normálnych podmienok nereagujú s kyslíkom, zatiaľ čo v prítomnosti ozónu sa sulfid mení na PbSO4 a hydroxid na PbO2. Ak sa do nádoby s ozónom naleje koncentrovaný roztok amoniaku, objaví sa biely dym - ide o ozónom oxidovaný amoniak za vzniku dusitanu amónneho NH4NO2. Pre ozón je charakteristická najmä schopnosť „očierňovať“ strieborné predmety tvorbou AgO a Ag2O3.

Pripojením jedného elektrónu a premenou na negatívny ión O3– sa molekula ozónu stáva stabilnejšou. "Ozonátové soli" alebo ozonidy obsahujúce takéto anióny sú známe už dlho - tvoria ich všetky alkalické kovy okrem lítia a stabilita ozonidov stúpa od sodíka po cézium. Známe sú aj niektoré ozonidy kovov alkalických zemín, napríklad Ca(O3)2. Ak je prúd plynného ozónu nasmerovaný na povrch tuhej suchej alkálie, vytvorí sa oranžovo-červená kôra obsahujúca ozonidy, napríklad 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. Tuhá alkália zároveň účinne viaže vodu, čo zabraňuje okamžitej hydrolýze ozonidu. Pri prebytku vody sa však ozonidy rýchlo rozkladajú: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2. K rozkladu dochádza aj pri skladovaní: 2KO3 → 2KO2 + O2. Ozonidy sú vysoko rozpustné v kvapalnom amoniaku, čo umožnilo ich izoláciu v čistej forme a štúdium ich vlastností.

Organické látky, s ktorými ozón prichádza do styku, väčšinou ničí. Takže ozón, na rozdiel od chlóru, je schopný rozdeliť benzénový kruh. Pri práci s ozónom nemôžete používať gumené rúrky a hadice - okamžite „uniknú“. Ozón reaguje s organickými zlúčeninami za uvoľnenia veľkého množstva energie. Napríklad éter, alkohol, vata navlhčená terpentínom, metán a mnohé ďalšie látky sa pri kontakte s ozonizovaným vzduchom samovoľne vznietia a zmiešanie ozónu s etylénom vedie k silnému výbuchu.

Použitie ozónu.

Ozón nie vždy „spáli“ organické látky; v mnohých prípadoch je možné uskutočniť špecifické reakcie s vysoko zriedeným ozónom. Napríklad ozonizáciou kyseliny olejovej (vo veľkom množstve sa nachádza v rastlinných olejoch) vzniká kyselina azelaínová HOOC(CH2)7COOH, ktorá sa používa na výrobu vysokokvalitných mazacích olejov, syntetických vlákien a zmäkčovadiel pre plasty. Podobne sa získa kyselina adipová, ktorá sa používa pri syntéze nylonu. V roku 1855 Schönbein objavil reakciu nenasýtených zlúčenín obsahujúcich dvojité väzby C=C s ozónom, ale až v roku 1925 nemecký chemik H. Staudinger stanovil mechanizmus tejto reakcie. Molekula ozónu sa pridáva k dvojitej väzbe a vytvára ozonid, tentoraz organický, a atóm kyslíka nahrádza jednu z väzieb C=C a skupina –О–О– druhú. Hoci niektoré organické ozonidy boli izolované v čistej forme (napríklad etylénozonid), táto reakcia sa zvyčajne uskutočňuje v zriedenom roztoku, pretože ozonidy vo voľnom stave sú veľmi nestabilné výbušniny. Ozonizačná reakcia nenasýtených zlúčenín sa teší veľkej úcte medzi organickými chemikmi; problémy s touto reakciou často ponúkajú aj školské olympiády. Faktom je, že pri rozklade ozonidu vodou vznikajú dve molekuly aldehydu alebo ketónu, ktoré sa dajú ľahko identifikovať a ďalej určovať štruktúru pôvodnej nenasýtenej zlúčeniny. Na začiatku 20. storočia tak chemici stanovili štruktúru mnohých dôležitých organických zlúčenín, vrátane prírodných, obsahujúcich väzby C=C.

Dôležitou oblasťou použitia ozónu je dezinfekcia pitnej vody. Voda je zvyčajne chlórovaná. Niektoré nečistoty vo vode sa však pôsobením chlóru premenia na zlúčeniny s veľmi nepríjemným zápachom. Preto sa už dlho navrhuje nahradiť chlór ozónom. Ozonizovaná voda nezískava cudzí zápach ani chuť; pri úplnej oxidácii mnohých organických zlúčenín ozónom vzniká iba oxid uhličitý a voda. Čistite ozónom a odpadovou vodou. Produkty oxidácie ozónu dokonca aj znečisťujúcich látok, ako sú fenoly, kyanidy, povrchovo aktívne látky, siričitany, chlóramíny, sú neškodné, bezfarebné zlúčeniny bez zápachu. Prebytočný ozón sa rýchlo rozkladá tvorbou kyslíka. Ozonizácia vody je však drahšia ako chlórovanie; okrem toho sa ozón nemôže prepravovať a musí sa vyrábať na mieste.

Ozón v atmosfére.

V atmosfére Zeme nie je veľa ozónu - 4 miliardy ton, t.j. v priemere len 1 mg/m3. Koncentrácia ozónu sa zvyšuje so vzdialenosťou od zemského povrchu a dosahuje maximum v stratosfére, vo výške 20-25 km – to je „ozónová vrstva“. Ak sa všetok ozón z atmosféry zhromaždí v blízkosti zemského povrchu pri normálnom tlaku, získa sa vrstva hrubá len asi 2–3 mm. A takéto malé množstvá ozónu vo vzduchu v skutočnosti poskytujú život na Zemi. Ozón vytvára „ochrannú clonu“, ktorá nedovoľuje, aby sa na zemský povrch dostali ostré ultrafialové lúče slnka, ktoré sú škodlivé pre všetko živé.

V posledných desaťročiach sa veľká pozornosť venuje vzniku takzvaných „ozónových dier“ – oblastí s výrazne zníženým obsahom stratosférického ozónu. Cez takýto „deravý“ štít sa na zemský povrch dostáva tvrdšie ultrafialové žiarenie Slnka. Vedci preto už dlhší čas sledujú ozón v atmosfére. V roku 1930 anglický geofyzik S. Chapman navrhol schému štyroch reakcií na vysvetlenie konštantnej koncentrácie ozónu v stratosfére (tieto reakcie sa nazývajú Chapmanov cyklus, v ktorom M znamená akýkoľvek atóm alebo molekulu, ktorá odvádza prebytočnú energiu):

O2 → 2O
O + O + M → O2 + M
O + O3 -> 202
O3 → O2 + O.

Prvá a štvrtá reakcia tohto cyklu sú fotochemické, sú pod vplyvom slnečného žiarenia. Na rozklad molekuly kyslíka na atómy je potrebné žiarenie s vlnovou dĺžkou menšou ako 242 nm, zatiaľ čo ozón sa rozkladá pri absorpcii svetla v oblasti 240 – 320 nm (posledná reakcia nás len chráni pred tvrdým ultrafialovým žiarením, pretože kyslík neabsorbuje v tejto spektrálnej oblasti). Zvyšné dve reakcie sú tepelné, t.j. ísť bez pôsobenia svetla. Je veľmi dôležité, aby tretia reakcia vedúca k vymiznutiu ozónu mala aktivačnú energiu; to znamená, že rýchlosť takejto reakcie môže byť zvýšená pôsobením katalyzátorov. Ako sa ukázalo, hlavným katalyzátorom rozpadu ozónu je oxid dusnatý NO. Vzniká vo vyšších vrstvách atmosféry z dusíka a kyslíka pod vplyvom najsilnejšieho slnečného žiarenia. Keď je v ozonosfére, vstupuje do cyklu dvoch reakcií O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, v dôsledku čoho sa jeho obsah v atmosfére nemení a stacionárna koncentrácia ozónu klesá. Existujú aj ďalšie cykly vedúce k zníženiu obsahu ozónu v stratosfére, napríklad za účasti chlóru:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2.

Ozón ničí aj prach a plyny, ktoré sa vo veľkom množstve dostávajú do atmosféry pri sopečných erupciách. Nedávno sa objavil názor, že ozón je účinný aj pri ničení vodíka uvoľňovaného zo zemskej kôry. Súhrn všetkých reakcií tvorby a rozpadu ozónu vedie k tomu, že priemerná životnosť molekuly ozónu v stratosfére je asi tri hodiny.

Predpokladá sa, že okrem prírodných pôsobia na ozónovú vrstvu aj umelé faktory. Známym príkladom sú freóny, ktoré sú zdrojom atómov chlóru. Freóny sú uhľovodíky, v ktorých sú atómy vodíka nahradené atómami fluóru a chlóru. Používajú sa v chladiarňach a na plnenie aerosólových plechoviek. Nakoniec sa freóny dostanú do vzduchu a pomaly stúpajú vyššie a vyššie s prúdmi vzduchu, až nakoniec dosiahnu ozónovú vrstvu. Samotné freóny sa rozkladajú pôsobením slnečného žiarenia a začnú katalyticky rozkladať ozón. Zatiaľ nie je presne známe, do akej miery sú freóny zodpovedné za „ozónové diery“ a napriek tomu sa už dlho prijímajú opatrenia na obmedzenie ich používania.

Výpočty ukazujú, že za 60–70 rokov môže koncentrácia ozónu v stratosfére klesnúť o 25 %. A zároveň sa zvýši koncentrácia ozónu v povrchovej vrstve – troposfére, čo je tiež zlé, keďže ozón a produkty jeho premien v ovzduší sú jedovaté. Hlavným zdrojom ozónu v troposfére je prenos stratosférického ozónu so vzduchovými hmotami do nižších vrstiev. Ročne sa do prízemnej vrstvy ozónu dostane približne 1,6 miliardy ton. Životnosť molekuly ozónu v spodnej časti atmosféry je oveľa dlhšia - viac ako 100 dní, keďže v povrchovej vrstve je menšia intenzita ultrafialového slnečného žiarenia, ktoré ničí ozón. V troposfére je zvyčajne veľmi málo ozónu: na čistom čerstvom vzduchu je jeho koncentrácia v priemere iba 0,016 μg / l. Koncentrácia ozónu vo vzduchu závisí nielen od nadmorskej výšky, ale aj od terénu. Nad oceánmi je teda vždy viac ozónu ako nad pevninou, keďže ozón sa tam rozkladá pomalšie. Merania v Soči ukázali, že vzduch v blízkosti morského pobrežia obsahuje o 20 % viac ozónu ako v lese 2 km od pobrežia.

Moderní ľudia dýchajú oveľa viac ozónu ako ich predkovia. Hlavným dôvodom je zvýšenie množstva metánu a oxidov dusíka v ovzduší. Obsah metánu v atmosfére teda od polovice 19. storočia, kedy sa začalo využívať zemný plyn, neustále rástol. V atmosfére znečistenej oxidmi dusíka vstupuje metán do zložitého reťazca premien kyslíka a vodnej pary, ktorých výsledok možno vyjadriť rovnicou CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Ako metán môžu pôsobiť aj iné uhľovodíky, napríklad tie, ktoré sú obsiahnuté vo výfukových plynoch automobilov pri nedokonalom spaľovaní benzínu. V dôsledku toho sa v ovzduší veľkých miest za posledné desaťročia koncentrácia ozónu desaťnásobne zvýšila.

Vždy sa verilo, že počas búrky sa koncentrácia ozónu vo vzduchu dramaticky zvyšuje, pretože blesky prispievajú k premene kyslíka na ozón. V skutočnosti je nárast nevýznamný a nenastáva počas búrky, ale niekoľko hodín pred ňou. Počas búrky a niekoľko hodín po nej koncentrácia ozónu klesá. Vysvetľuje to skutočnosť, že pred búrkou dochádza k silnému vertikálnemu miešaniu vzdušných hmôt, takže z horných vrstiev prichádza ďalšie množstvo ozónu. Okrem toho sa pred búrkou zvyšuje intenzita elektrického poľa a vytvárajú sa podmienky na vytvorenie korónového výboja na miestach rôznych predmetov, napríklad na špičkách vetiev. Prispieva tiež k tvorbe ozónu. A potom s vývojom búrkového mraku pod ním vznikajú mohutné vzostupné vzdušné prúdy, ktoré znižujú obsah ozónu priamo pod mrakom.
Zaujímavá je otázka o obsahu ozónu v ovzduší ihličnatých lesov. Napríklad v Kurze anorganickej chémie od G. Remyho sa možno dočítať, že „ozonizovaný vzduch ihličnatých lesov“ je fikcia. Je to tak? Žiadna rastlina samozrejme nevyžaruje ozón. Ale rastliny, najmä ihličnany, vypúšťajú do ovzdušia veľa prchavých organických zlúčenín, vrátane nenasýtených uhľovodíkov triedy terpénov (v terpentíne je ich veľa). Takže v horúcom dni borovica uvoľňuje 16 mikrogramov terpénov za hodinu na každý gram suchej hmotnosti ihličia. Terpény sa vyznačujú nielen ihličnanmi, ale aj niektorými listnatými stromami, medzi ktoré patria topoľ a eukalyptus. A niektoré tropické stromy sú schopné uvoľniť 45 mikrogramov terpénov na 1 g suchej listovej hmoty za hodinu. Výsledkom je, že jeden hektár ihličnatého lesa môže uvoľniť až 4 kg organickej hmoty za deň a asi 2 kg listnatého lesa. Zalesnená plocha Zeme má milióny hektárov a všetky ročne uvoľňujú státisíce ton rôznych uhľovodíkov vrátane terpénov. A uhľovodíky, ako sa ukázalo na príklade metánu, pod vplyvom slnečného žiarenia a v prítomnosti iných nečistôt prispievajú k tvorbe ozónu. Experimenty ukázali, že za vhodných podmienok sa terpény skutočne veľmi aktívne zapájajú do kolobehu atmosférických fotochemických reakcií s tvorbou ozónu. Takže ozón v ihličnatom lese vôbec nie je vynález, ale experimentálny fakt.

Ozón a zdravie.

Aké potešenie ísť na prechádzku po búrke! Vzduch je čistý a svieži, jeho osviežujúce prúdy akoby prúdili do pľúc bez námahy. „Páchne to ako ozón,“ často hovoria v takýchto prípadoch. “Veľmi dobré pre zdravie.” Je to tak?

Kedysi bol ozón určite považovaný za zdraviu prospešný. Ale ak jeho koncentrácia prekročí určitú hranicu, môže to spôsobiť veľa nepríjemných následkov. V závislosti od koncentrácie a času vdychovania spôsobuje ozón zmeny na pľúcach, podráždenie slizníc očí a nosa, bolesti hlavy, závraty, zníženie krvného tlaku; ozón znižuje odolnosť organizmu voči bakteriálnym infekciám dýchacích ciest. Jeho maximálna prípustná koncentrácia vo vzduchu je len 0,1 µg/l, čo znamená, že ozón je oveľa nebezpečnejší ako chlór! Ak strávite niekoľko hodín v interiéri s koncentráciou ozónu len 0,4 μg / l, môžu sa objaviť bolesti na hrudníku, kašeľ, nespavosť a znížená zraková ostrosť. Ak dlhodobo dýchate ozón v koncentrácii vyššej ako 2 μg / l, následky môžu byť závažnejšie - až stupor a pokles srdcovej činnosti. Pri obsahu ozónu 8–9 µg/l sa po niekoľkých hodinách objaví pľúcny edém, ktorý je plný smrti. Ale takéto zanedbateľné množstvá látky sa zvyčajne ťažko analyzujú konvenčnými chemickými metódami. Našťastie človek cíti prítomnosť ozónu aj pri veľmi nízkych koncentráciách - asi 1 μg / l, pri ktorých škrobový jódový papier nezmodrie. Niektorým ľuďom vôňa ozónu v malých koncentráciách pripomína vôňu chlóru, inému - oxidu siričitému, inému - cesnaku.

Nie je to len samotný ozón, ktorý je jedovatý. Za jeho účasti vo vzduchu vzniká napríklad peroxyacetylnitrát (PAN) CH3-CO-OONO2 - látka, ktorá má silne dráždivé, vrátane slzotvorných účinkov, sťažuje dýchanie a vo vyšších koncentráciách spôsobuje ochrnutie srdca. PAN je jednou zo zložiek takzvaného fotochemického smogu vznikajúceho v lete v znečistenom ovzduší (toto slovo je odvodené z anglického smoke - smoke a fog - fog). Koncentrácia ozónu v smogu môže dosiahnuť 2 μg/l, čo je 20-krát viac ako je maximálne povolené. Treba tiež vziať do úvahy, že kombinovaný účinok ozónu a oxidov dusíka vo vzduchu je desaťkrát silnejší ako každá látka samostatne. Nie je prekvapujúce, že následky takéhoto smogu vo veľkých mestách môžu byť katastrofálne, najmä ak vzduch nad mestom neprefukujú „prievany“ a vytvára sa stagnujúca zóna. Takže v Londýne v roku 1952 zomrelo na smog v priebehu niekoľkých dní viac ako 4000 ľudí. Smog v New Yorku v roku 1963 zabil 350 ľudí. Podobné príbehy boli v Tokiu a ďalších veľkých mestách. Atmosférickým ozónom netrpia len ľudia. Americkí vedci napríklad dokázali, že v oblastiach s vysokým obsahom ozónu v ovzduší sa výrazne znižuje životnosť pneumatík áut a iných gumených výrobkov.
Ako znížiť obsah ozónu v prízemnej vrstve? Zníženie emisií metánu do atmosféry je sotva reálne. Zostáva aj iná cesta – znižovanie emisií oxidov dusíka, bez ktorých sa kolobeh reakcií vedúcich k vzniku ozónu nezaobíde. Táto cesta tiež nie je jednoduchá, keďže oxidy dusíka vypúšťajú nielen autá, ale aj (hlavne) tepelné elektrárne.

Zdroje ozónu nie sú len na ulici. Vzniká v röntgenových miestnostiach, vo fyzioterapeutických miestnostiach (jeho zdrojom sú ortuťovo-kremenné výbojky), pri prevádzke kopírovacích strojov (kopíriek), laserových tlačiarní (tu je dôvodom vzniku vysokonapäťový výboj). Ozón je nevyhnutným spoločníkom na výrobu perhydrolu, zváranie argónom. Na zníženie škodlivých účinkov ozónu je potrebné vybaviť digestor ultrafialovými lampami, dobré vetranie miestnosti.

A predsa je sotva správne považovať ozón za bezpodmienečne škodlivý pre zdravie. Všetko závisí od jeho koncentrácie. Štúdie ukázali, že čerstvý vzduch svieti v tme veľmi slabo; dôvodom žiary sú oxidačné reakcie za účasti ozónu. Žiara bola pozorovaná aj pri trepaní vody v banke, do ktorej bol predbežne naplnený ozonizovaný kyslík. Táto žiara je vždy spojená s prítomnosťou malého množstva organických nečistôt vo vzduchu alebo vo vode. Pri zmiešaní čerstvého vzduchu s vydýchanou osobou sa intenzita žiary desaťnásobne zvýšila! A to nie je prekvapujúce: vo vydychovanom vzduchu sa našli mikronečistoty etylénu, benzénu, acetaldehydu, formaldehydu, acetónu a kyseliny mravčej. Sú „zvýraznené“ ozónom. Zároveň „zatuchnutý“, t.j. Úplne bez ozónu, aj keď je veľmi čistý, vzduch nežiari a človek ho cíti ako „zatuchnutý“. Takýto vzduch možno prirovnať k destilovanej vode: je veľmi čistý, neobsahuje prakticky žiadne nečistoty a je škodlivé ho piť. Úplná absencia ozónu vo vzduchu je teda zjavne nepriaznivá aj pre ľudí, pretože zvyšuje obsah mikroorganizmov v ňom, vedie k hromadeniu škodlivých látok a nepríjemných pachov, ktoré ozón ničí. Ukazuje sa tak potreba pravidelného a dlhodobého vetrania priestorov, aj keď v nich nie sú žiadni ľudia: koniec koncov, ozón, ktorý sa dostal do miestnosti, v nej dlho nezostáva - čiastočne sa rozkladá. a vo veľkej miere sa usadzuje (adsorbuje) na stenách a iných povrchoch. Je ťažké povedať, koľko ozónu by malo byť v miestnosti. V minimálnych koncentráciách je však ozón pravdepodobne potrebný a užitočný.

Iľja Leenson

DEFINÍCIA

Ozón je alotropná modifikácia kyslíka. V normálnom stave je to svetlomodrý plyn, v kvapalnom stave je tmavomodrý a v pevnom stave je tmavofialový (až čierny).

Môže zostať v stave podchladenej kvapaliny až do teploty (-250 o C). slabo rozpustný vo vode, lepšie v tetrachlórmetáne a rôznych fluorochlórovaných uhľovodíkoch. Veľmi silné oxidačné činidlo.

Chemický vzorec ozónu

Chemický vzorec ozónu-O3. Ukazuje, že molekula tejto látky obsahuje tri atómy kyslíka (Ar = 16 a.m.u.). Podľa chemického vzorca môžete vypočítať molekulovú hmotnosť ozónu:

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

Štrukturálny (grafický) vzorec ozónu

Ilustratívnejšie je štruktúrny (grafický) vzorec ozónu. Ukazuje, ako sú atómy vo vnútri molekuly navzájom spojené (obr. 1).

Ryža. 1. Štruktúra molekuly ozónu.

Elektronický vzorec , ktorá ukazuje distribúciu elektrónov v atóme na energetických podúrovniach, je znázornená nižšie:

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

Ukazuje tiež, že kyslík, ktorý tvorí ozón, patrí k prvkom p-rodiny, ako aj počet valenčných elektrónov - vo vonkajšej energetickej hladine je 6 elektrónov (3s 2 3p 4).

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

PRÍKLAD 2

Ozón je plyn. Na rozdiel od mnohých iných nie je priehľadný, ale má charakteristickú farbu a dokonca aj vôňu. Nachádza sa v našej atmosfére a je jednou z jej najdôležitejších zložiek. Aká je hustota ozónu, jeho hmotnosť a ďalšie vlastnosti? Aká je jeho úloha v živote planéty?

modrý plyn

V chémii nemá ozón samostatné miesto v periodickej tabuľke. Je to preto, že nejde o prvok. Ozón je alotropická modifikácia alebo variácia kyslíka. Rovnako ako v O2, jeho molekula pozostáva iba z atómov kyslíka, ale nemá dva, ale tri. Preto jeho chemický vzorec vyzerá ako O3.

Ozón je modrý plyn. Ak je koncentrácia príliš vysoká, má výrazný štipľavý zápach pripomínajúci chlór. Pamätáte si na vôňu sviežosti v daždi? Toto je ozón. Vďaka tejto vlastnosti dostal svoje meno, pretože zo starovekého gréckeho jazyka „ozón“ je „vôňa“.

Molekula plynu je polárna, atómy v nej sú spojené pod uhlom 116,78°. Ozón vzniká, keď je voľný atóm kyslíka pripojený k molekule O2. Deje sa to pri rôznych reakciách, napríklad pri oxidácii fosforu, pri elektrickom výboji alebo pri rozklade peroxidov, pri ktorých sa uvoľňujú atómy kyslíka.

Vlastnosti ozónu

Za normálnych podmienok existuje ozón s molekulovou hmotnosťou takmer 48 g/mol. Je diamagnetický, to znamená, že nie je schopný pritiahnuť ho k magnetu, rovnako ako striebro, zlato alebo dusík. Hustota ozónu je 2,1445 g/dm³.

V pevnom skupenstve získava ozón modročiernu farbu, v tekutom stave indigovú farbu blízku fialovej. Teplota varu je 111,8 stupňov Celzia. Pri teplote nula stupňov sa vo vode (iba v čistej vode) rozpúšťa desaťkrát lepšie ako kyslík. Dobre sa mieša s dusíkom, fluórom, argónom a za určitých podmienok aj s kyslíkom.

Pôsobením množstva katalyzátorov sa ľahko oxiduje, pričom sa uvoľňujú voľné atómy kyslíka. Po spojení s ním sa okamžite zapáli. Látka je schopná oxidovať takmer všetky kovy. Iba platina a zlato nie sú prístupné jej činnosti. Ničí rôzne organické a aromatické zlúčeniny. Pri kontakte s amoniakom vytvára dusitan amónny, ničí dvojité uhlíkové väzby.

Ozón, ktorý je v atmosfére prítomný vo vysokých koncentráciách, sa spontánne rozkladá. V tomto prípade sa uvoľňuje teplo a vzniká molekula O2. Čím vyššia je jeho koncentrácia, tým silnejšia je reakcia na uvoľnenie tepla. Keď je obsah ozónu viac ako 10%, je sprevádzaný výbuchom. So zvyšujúcou sa teplotou a klesajúcim tlakom, prípadne pri kontakte s organickými látkami dochádza k rýchlejšiemu rozkladu O3.

História objavov

V chémii bol ozón známy až v 18. storočí. Objavili ho v roku 1785 vďaka vôni, ktorú fyzik Van Marum počul vedľa fungujúceho elektrostatického stroja. Ďalších 50 rokov sa vo vedeckých experimentoch a výskumoch nijako neobjavilo.

Vedec Christian Schönbein študoval v roku 1840 oxidáciu bieleho fosforu. Počas experimentov sa mu podarilo izolovať neznámu látku, ktorú nazval „ozón“. Chemik sa vyrovnal so štúdiom jeho vlastností a opísal spôsoby, ako novoobjavený plyn získať.

Čoskoro sa k výskumu látky pridali ďalší vedci. Slávny fyzik Nikola Tesla dokonca postavil prvé v histórii Priemyselné využitie O3 začalo koncom 19. storočia s príchodom prvých zariadení na zásobovanie domácností pitnou vodou. Látka bola použitá na dezinfekciu.

Ozón v atmosfére

Naša Zem je obklopená neviditeľnou vzdušnou škrupinou – atmosférou. Bez nej by bol život na planéte nemožný. Zložky atmosférického vzduchu: kyslík, ozón, dusík, vodík, metán a iné plyny.

Ozón sám osebe neexistuje a vzniká len v dôsledku chemických reakcií. V blízkosti povrchu Zeme vzniká v dôsledku elektrických výbojov blesku počas búrky. Neprirodzeným spôsobom sa objavuje v dôsledku výfukových emisií z automobilov, tovární, benzínových výparov a pôsobenia tepelných elektrární.

Ozón v spodných vrstvách atmosféry sa nazýva povrchový alebo troposférický. Existuje aj stratosférický. Vyskytuje sa pod vplyvom ultrafialového žiarenia prichádzajúceho zo slnka. Vzniká vo vzdialenosti 19-20 kilometrov nad povrchom planéty a tiahne sa do výšky 25-30 kilometrov.

Stratosférický O3 tvorí ozónovú vrstvu planéty, ktorá ju chráni pred silným slnečným žiarením. Absorbuje približne 98 % ultrafialového žiarenia s vlnovou dĺžkou dostatočnou na to, aby spôsobila rakovinu a popáleniny.

Použitie látky

Ozón je vynikajúci okysličovadlo a ničiteľ. Táto vlastnosť sa už dlho používa na čistenie pitnej vody. Látka má škodlivý účinok na baktérie a vírusy nebezpečné pre človeka a pri oxidácii sa sama mení na neškodný kyslík.

Dokáže zabiť aj organizmy odolné voči chlóru. Okrem toho sa používa na čistenie odpadových vôd z ropných produktov škodlivých pre životné prostredie, sulfidov, fenolov atď. Takéto praktiky sú bežné hlavne v Spojených štátoch a niektorých európskych krajinách.

Ozón sa používa v medicíne na dezinfekciu nástrojov, v priemysle sa používa na bielenie papiera, čistenie olejov, získavanie rôznych látok. Použitie O3 na čistenie vzduchu, vody a priestorov sa nazýva ozonizácia.

Ozón a človek

Napriek všetkým svojim užitočným vlastnostiam môže byť ozón pre človeka nebezpečný. Ak je vo vzduchu viac plynu, ako človek dokáže tolerovať, otrave sa nedá vyhnúť. V Rusku je jeho prípustná rýchlosť 0,1 μg / l.

Pri prekročení tejto normy sa objavujú typické príznaky otravy chemikáliami, ako je bolesť hlavy, podráždenie slizníc, závraty. Ozón znižuje odolnosť organizmu voči infekciám prenášaným dýchacími cestami, znižuje aj krvný tlak. Pri koncentráciách plynov nad 8-9 μg / l je možný pľúcny edém a dokonca smrť.

Zároveň je celkom jednoduché rozpoznať ozón vo vzduchu. Vôňa „čerstvosti“, chlóru či „raka“ (ako tvrdil Mendelejev) je zreteľne počuteľná aj pri nízkom obsahu látky.