озон. Озон. Озон. Что такое озон

• Название: Озон. Что такое озон
• Дата: 05.01.2022
• Размер: 147.66 Kb.
• Имя файла: Озон.docx
• Тип: Документы; #324703

Озон. Что такое озон?

Озо́н — состоящая из трёхатомных молекул O3 аллотропная модификация кислорода. При нормальных условиях — голубой газ. Запах — резкий специфический. При сжижении превращается в жидкость цвета индиго. В твёрдом виде представляет собой тёмно-синие, серые, практически чёрные кристаллы.

Образование озона проходит по обратимой реакции:



Молекула О3 неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут превращается в O2(кислород) с выделением тепла. Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение.

Молекула озона О3 состоит из трех атомов кислорода. При комфортных для нас температуре и давлении озон представляет собой газ, причем очень нестойкий. Он постоянно стремится стать обычным двухатомным кислородом — О2, то есть избавиться от одного атома. Как только ему это удается, вместо одного озона получается одна молекула привычного нам О2 и один свободный атом кислорода — крайне агрессивный и ищущий, «куда приткнуться», то есть, что бы такое окислить. Именно поэтому озон как окислитель по силе уступает только фтору. Ничто другое больше не может с ним сравниться по разрушительной способности окислять все подряд.

В присутствии небольших количеств азотной кислоты озон стабилизируется, а в герметичных сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при низких температурах (−78 °С) практически не разлагается.

Озон — мощный окислитель, намного более реакционноспособный, чем двухатомный кислород. Окисляет почти все металлы (за исключением золота, платины и иридия) до их высших степеней окисления (после некоторого поверхностного окисления довольно хорошо противостоят действию озона Ni, Cu, Sn). Окисляет многие неметаллы. Продуктом реакции в основном является кислород.

Озон не реагирует с молекулярным азотом при комнатной температуре, но при 295°С вступает с ним в реакцию:



Озон не реагирует с аммониевыми солями, но реагирует с аммиаком с образованием нитрата аммония:



Озон реагирует с водородом с образованием воды и кислорода:



Обработкой озоном раствора иода в холодной безводной хлорной кислоте может быть получен перхлорат иода(III):



Озон может быть использован для удаления железа и марганца из воды с образованием осадка (соответственно гидроксида железа(III) и диоксигидрата марганца), который может быть отделён фильтрованием:



Озон превращает токсичные цианиды в менее опасные цианаты:

Получение озона

Озон образуется во многих процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода, например при разложении перекисей, окислении фосфора и т. п.

В промышленности его получают из воздуха или кислорода в озонаторах действием электрического разряда. Сжижается O3 легче, чем O2, и потому их несложно разделить. Озон для озонотерапии в медицине получают только из чистого кислорода. При облучении воздуха жёстким ультрафиолетовым излучением образуется озон. Тот же процесс протекает в верхних слоях атмосферы, где под действием солнечного излучения образуется и поддерживается озоновый слой.

Токсичность

В умеренных концентрациях озон не токсичен. Однако высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его токсичность (в больших концентрациях).

Наиболее опасное воздействие высоких концентраций озона в воздухе:

• 
  на органы дыхания прямым раздражением.
  

Порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/м³.

Впрочем, если соблюдать меры предосторожности, то озон является отличным средством для обеззараживания - он эффективно уничтожает плесень, грибки и бактерии, а при воздействии на воду отсутствует риск появления в ней токсинов.

Применение озона

Применение озона обусловлено его свойствами:

• 
  сильного окисляющего реагента:
  
• 
  для стерилизации изделий медицинского назначения;
  
• 
  при получении многих веществ в лабораторной и промышленной практике;
  
• 
  для отбеливания бумаги;
  
• 
  для очистки масел.
  
• 
  сильного дезинфицирующего средства:
  
• 
  для очистки воды и воздуха от микроорганизмов (озонирование);
  
• 
  для дезинфекции помещений и одежды;
  
• 
  для озонирования растворов, применяемых в медицине (как для внутривенного, так и для контактного применения).
  

Существенными достоинствами озонирования, по сравнению с хлорированием, является отсутствие токсинов в обработанной воде (тогда как при хлорировании возможно образование существенного количества хлорорганических соединений, многие из которых токсичны, например, диоксин) и лучшая, по сравнению с кислородом, растворимость в воде.

По заявлениям озонотерапевтов, здоровье человека значительно улучшается при лечении озоном (наружно, перорально, внутривенно и экстракорпорально), однако ни одно объективное клиническое исследование не подтвердило сколько-нибудь выраженный терапевтический эффект. Более того, при использовании озона в качестве лекарственного средства (особенно при непосредственном воздействии на кровь пациента) доказанный риск канцерогенного и токсического воздействия перевешивает любые теоретически возможные положительные эффекты, поэтому практически во всех развитых странах озонотерапия не признаётся лекарственным методом, а её применение в частных клиниках возможно исключительно с информированного согласия пациента.

Полезные свойства озона

Очищает ли озон воздух? Да, несмотря на свою токсичность, этот газ является очень полезным для человека. В небольших концентрациях он отмечается отличными дезинфицирующими и дезодорирующими свойствами. В частности, он губительно действует на вредные микроорганизмы и производит к уничтожению: вирусов; различных видов микробов; бактерий; грибков; микроорганизмов. Чаще всего озон используют во время эпидемии гриппа и вспышек опасных инфекционных заболеваний. С его помощью очищают воду от разного рода примесей и соединений железа, при этом обогащают ее кислородом и минералами. Что характерно, при обработке озоном удаляются различные запахи и вкусы, при этом сам озон не придает воде никаких специфических ароматов или привкусов. Кислотность воды также при обработке не меняется. Озон, в отличие от многих других дезинфицирующих веществ, не остается после очистки — он полностью превращается в кислород О2.

Озонатор

Озонатор — устройство для получения озона (O3). В большинстве случаев исходным веществом для синтеза озона выступает молекулярный кислород (O2), а сам процесс описывается уравнением 3O2 → 2O3. Озонирование — реакция эндотермичная и легко обратимая. Поэтому на практике применяются меры, способствующие максимальному смещению её равновесия в сторону целевого продукта.

Принцип действия прибора

Как работает озонатор? Технология озонирования имитирует действия при грозе: кислород, попавший в устройство, подвергается сильному электрическому воздействию, в результате чего молекула перестраивается и создается озон. Газ по трубке выводят в окружающую среду, где он вступает в реакцию с загрязняющими веществами, окисляет их, разрушая оболочку, и инактивирует.

Простой принцип работы озонатора воздуха обуславливает простую конструкцию, включающую генератор электрических разрядов, источник напряжения, вентилятор и систему управления прибором. Также в интернет-магазинах можно выбрать модели вместе с увлажнителем (после озонирования воды в помещение выделяется очищенная влага) или ионизатором.

Озоногенераторы используют для решения следующих задач:

• 
  обеззараживания холодильников и складских помещений;
  
• 
  нейтрализации вредных веществ в питьевой воде и бассейнах;
  
• 
  стерилизации медицинских инструментов и палат в больницах;
  
• 
  избавления от въевшегося запаха сигарет, сырости, продуктов жизнедеятельности домашних животных и т. п.;
  
• 
  увеличения срока годности продуктов;
  
• 
  лечения, в том числе при заживлении открытых ран и укреплении иммунной систем.
  

Из-за опасности озона для дыхательных путей покупайте только сертифицированную климатическую технику, проверенную на соответствие актуальным гигиеническим нормам и требованиям безопасности. Перед покупкой обратите внимание на производительность и рекомендуемое время работы. Обычно озонатор воздуха для квартиры может непрерывно работать около 30 минут, поэтому для обработки больших помещений скорость выработки газа должна быть выше. В среднем, для комнаты до 15 м2 достаточно 250 мг/ч, для площадей более 25 м2 должно вырабатываться не менее 400 мг O3 за час.

Так как озон тяжелый, устройство следует устанавливать выше 1,5–2 м от уровня пола.

Нельзя включать устройство при высокой влажности в помещении, наличии взрывоопасных компонентов, источника огня, так как из-за высокого напряжения может возникнуть возгорание. Прежде чем начинать озонирование воздуха, рекомендуется вынести из комнаты растения.

Из-за риска получения передозировки людям и домашним животным запрещено находиться в озонируемом помещении, после обработки нужно обязательно провести проветривание помещения. Газ распадается на кислород в течении 10-30 минут (в зависимости от мощности генерируемого озона прибором).

По способу использования выделяют озонаторы:

• 
  воздуха. Газ распыляют в холодильной установке, жилой комнате или другом объекте. За счет высокой концентрации озонаторы воздуха устраняют не только большинство бактерий и вирусов, но и множество неприятных запахов;
  
• 
  воды. Используется при очищении воды, фруктов, овощей и других продуктов питания. В процессе образуются оксиды, этот осадок необходимо сливать и очищать емкость после каждого использования. Так как О3 способен разрушить различные материалы, сосуд должен быть выполнен из стекла, керамики или дерева, емкости из металла использовать запрещено. При очищении водопроводной воды озонирование должно проводиться в комплексе с фильтрацией.