Меню Рубрики

Как с точки зрения химии образуется озон

Крайне ценными для всего человечества свойствами обладает такой газ, как озон. Химический элемент, которым он образован, — это кислород О. На самом деле, озон О3 – одна из аллотропных модификаций оксигена, состоящая из трёх формульных единиц (О÷О÷О). Первое и более известное соединение – это сам кислород, точнее газ, который образован двумя его атомами (О=О) – О2.

Аллотропия – это способность одного химического элемента образовывать ряд различных по свойствам простых соединений. Благодаря ей человечество изучило и использует такие вещества, как алмаз и графит, моноклинная и ромбическая сера, кислород и озон. Химический элемент, имеющий такую способность, не обязательно ограничен только двумя модификациями, у некоторых их больше.

Составляющая единица многих органических и минеральных веществ, в том числе и такого как озон – химический элемент, обозначение которого О – оксиген, в переводе с греческого «oxys» — кислый, и «gignomai» — рождать.

Впервые новую аллотропную модификацию кислорода во время опытов с электрическими разрядами обнаружил в 1785 году голландец Мартин ван Марун, его внимание привлёк специфический запах. А веком позже француз Шенбейн отметил присутствие такого же после грозы, в результате чего газ был назван «пахнущий». Но учёные несколько обманулись, считая, что их обоняние учуяло сам озон. Запах, который они чувствовали, принадлежал органическим соединениям, окисленным при взаимодействии с О3, так как газ очень реакционноспособен.

Один и тот же структурный фрагмент имеют О2 и О3 – химический элемент. Озон имеет более сложное строение. В кислороде же всё просто – два атома оксигена соединены двойной связью, состоящей из ϭ- и π-составляющей, согласно валентности элемента. О3 имеет несколько резонансных структур.

Для образования такого газа, как озон, химический элемент оксиген должен находиться в газообразной среде в виде отдельных атомов. Такие условия создаются при соударении молекул кислорода О2 с электронами во время электрических разрядов или другими частицами с большой энергией, а также при его облучении ультрафиолетом.

Львиная доля от общего количества озона в естественных условиях атмосферы образуется фотохимическим способом. Человек предпочитает в химической деятельности использовать другие методы, такие как, например, электролитический синтез. Он заключается в том, что в водную среду электролита помещают платиновые электроды и пускают ток. Схема реакции:

Кислород (О) – составная единица такого вещества как озон — химический элемент, формула которого, а также относительная молярная масса указаны в таблице Менделеева. Образуя О3, оксиген приобретает свойства, кардинально отличающиеся от свойств О2.

Газ голубого цвета – это обычное состояние такого соединения, как озон. Химический элемент, формула, количественные характеристики — все это определили при идентификации и изучении данного вещества. Температура кипения для него -111,9 °C, сжиженное состояние имеет темно-фиолетовый окрас, при дальнейшем понижении градуса до -197,2 °C начинается плавление. В твёрдом агрегатном состоянии озон приобретает чёрный цвет с фиолетовым отливом. Растворимость его в десять раз превышает это свойство кислорода О2. При самых незначительных концентрациях в воздухе чувствуется запах озона, он резок, специфичен и напоминает запах металла.

Очень активным, с реакционной точки зрения, является газ озон. Химический элемент, который его образует – это кислород. Характеристики, определяющие поведение озона во взаимодействии с другими веществами, – это высокая окисляющая способность и неустойчивость самого газа. При повышенных температурах он разлагается с небывалой скоростью, процесс ускоряют и катализаторы, такие как оксиды металлов, хлор, диоксид азота и другие. Свойства окислителя присущи озону благодаря особенностям строения молекулы и подвижности одного из атомов оксигена, который отщепляясь, превращает газ в кислород: О3 → О2 + О·

Оксиген (кирпичик, из которого построены молекулы таких веществ, как кислород и озон) – химический элемент. Как пишется в уравнениях реакции — О·. Озон окисляет все металлы, за исключением золота, платины и его подгруппы. Он реагирует с газами, находящимися в атмосфере – оксидами серы, азота и прочими. Не остаются инертными и органические вещества, особенно быстро идут процессы разрывов кратных связей через образования промежуточных соединений. Крайне важно, что продукты реакций являются безвредными для окружающей среды и человека. Это вода, кислород, высшие оксиды различных элементов, окислы углерода. Во взаимодействие с озоном не вступают бинарные соединения кальция, титана и кремния с кислородом.

Основная область, где применяется «пахнущий» газ – это озонирование. Подобный метод стерилизации гораздо эффективнее и безопаснее для живых организмов, чем дезинфекция хлором. При очищении воды озоном не происходит образование токсичных производных метана, замещенных опасным галогеном.

Всё чаще такой экологический метод стерилизации находит применение в пищевой отрасли промышленности. Озоном обрабатывают холодильное оборудование, складские помещения для продуктов, с помощь него проводят устранение запахов.

Для медицины дезинфицирующие свойства озона также незаменимы. Им обеззараживают раны, физиологические растворы. Озонируют венозную кровь, а также «пахнущим» газом лечат ряд хронических заболеваний.

Простое вещество озон – элемент газового состава стратосферы, области околоземного пространства, расположенной на расстоянии порядка 20-30 км от поверхности планеты. Выделение этого соединения происходит во время процессов, связанных с электрическими разрядами, при сварке, работе аппаратов ксерокса. Но именно в стратосфере образуется и содержит 99% от общего количества озона, находящегося в атмосфере Земли.

Жизненно важным оказалось присутствие газа в околоземном пространстве. Он образует в нем так называемый озоновый слой, который защищает всё живое от смертельного ультрафиолетового излучения Солнца. Как ни странно, но наравне с огромной пользой, сам газ опасен для людей. Повышение концентрации озона в воздухе, которым дышит человек, вредно для организма, вследствие его крайней химической активности.

источник

Озон (03) имеет планетарное значение и является важнейшим компонентом атмосферы несмотря на то, что процентное содержание его невелико — менее 0,0001 %.

Озон регулирует поток УФ-квантов, задерживая наиболее опасную для живых организмов коротковолновую ультрафиолетового часть радиации Солнца с длинами волн менее 285 нм и, значительно ослабляя излучение в УФ-диапазоне (285-315 нм), обеспечивает биологически безопасный уровень УФ-облучения у поверхности Земли.

Для живых существ Земли главная «заслуга» озона состоит в том, что он, «жертвуя собой», поглощает лучи с длиной волны 240-260 нм и, таким образом, не допускает высокоэнергетические фотоны Солнца к Земле.

В процессе истории нашей планеты лишь с накоплением достаточного количества озона в стратосфере смогла спокойно оформляться и эволюционировать жизнь на Земле. Озоновый слой возник 400 млн лет назад, когда концентрация общего кислорода в атмосфере Земли достигла

10 % от современного уровня. Кроме того, озон поддерживает в стабильном состоянии климат планеты, контролирует содержание некоторых загрязнителей в атмосфере.

Озон относится к малым газовым компонентам атмосферы, которые в наибольшей степени подвержены влиянию человеческой деятельности. Поэтому одна из наиболее острых химических проблем глобального масштаба связана с опасностью антропогенного воздействия на химические процессы в стратосфере, чреватые уменьшением в ней общего содержания озона. Изменение содержания озона под действием антропогенных загрязнителей атмосферы, фиксируемое в настоящее время, может оказать губительное действие для живых форм Земли.

В природных условиях озон постоянно образуется в стратосфере из кислорода и разлагается в атмосфере в ходе естественных фото- и термохимических реакций. Фотохимическая теория образования и разрушения озона в стратосфере впервые была сформулирована в 1930 г. С. Чепменом, согласно которой скорости образования и разрушения озона уравновешиваются в циклическом процессе:

образование озона

Суть процесса образования озона заключается в том, что на первом этапе молекулы кислорода под действием жесткой солнечной радиации диссоциируют на атомы кислорода (2.1). Возбужденный атомарный кислород далее взаимодействует с молекулой кислорода с образованием озона (2.2). Одновременно с поглощением кванта света молекулой озона (основная реакция стока озона) происходит распад ее на молекулярный и атомарный кислород (2.3). Последний может вновь взаимодействовать с молекулой кислорода, образуя озон (2.2). Результатом существования цикла озона в стратосфере является то, что УФ-излучение Солнца превращается в тепловую энергию (2.4).

Проведенные в начале 1960-х гг. теоретические расчеты констант скоростей реакций цикла Чепмена показали, что озон должен образовываться в этом цикле намного интенсивнее, чем разрушаться.

Существует и иная точка зрения на механизм образования озона в атмосфере. Предполагают, что при поглощении коротковолнового ультрафиолетового излучения часть молекул кислорода ионизируется, теряя электрон, приобретая положительный заряд, а часть — диссоциирует на нейтральные атомы. Свободные электроны, появившиеся в результате ионизации, могут поглощаться нейтральными атомами кислорода, образуя отрицательно заряженный ион. При взаимодействии таких разноименных заряженных ионов образуются молекулы озона. Однако высказывается мнение о том, что этот путь синтеза озона не может реализоваться, поскольку для его осуществления необходимо жесткое ионизирующее излучение, которое не проникает в атмосферу на высоту 50-80 км, где происходит синтез озона.

Образуется озон преимущественно в верхней стратосфере над экваториальным поясом, где достаточно энергии для разрушения молекулы кислорода. Крупномасштабные планетарные движения воздуха, называемые волнами Россби, переносят озон в направлении полюсов, поэтому минимальная его концентрация наблюдается над экваториальным поясом, но возрастает в направлении полюсов. Общее количество озона в атмосфере оценивается в 3,3 млрд т. Толщина слоя озона, приведенного к нормальным условиям давления и температуры (760 мм pm. cm. и О °С), в среднем для всей Земли составила бы 2,5-3 мм, в экваториальных областях — около 2 мм, а в высоких широтах — до 4 мм.

В реальных условиях весь озон неравномерно распределен в слое воздуха от поверхности Земли практически до верхней границы мезосферы. Характер этого распределения связан с процессами образования и гибели озона, зависит от времени года и географической широты местности. Основная масса озона в виде опоясывающего Землю пояса расположена на высоте от 10 до 50 (50-80) км с максимумом концентрации на высоте 24- 27 км над экватором и 13-15 км над полярными областями обоих полушарий (рис. 2.7).

Рис. 2. 7. Распределение озона в атмосфере по высоте

Из внешних факторов, на величину общего содержания озона, более всего влияют вариации солнечной активности. В ходе 11-летнего цикла поток солнечной радиации в УФ-диапазоне существенно изменяется, что сказывается на скорости образования озона и увеличении его количества.

Время жизни молекул 03 на высотах около 40 км составляет всего лишь примерно три часа — здесь же с наибольшей скоростью происходит и его разрушение под действием той же жесткой коротковолновой радиации Солнца. В нижней стратосфере, куда озон попадает с нисходящими (довольно слабыми) потоками воздуха, радиация значительно меньше и время его жизни более продолжительно (около 100 сут. для стратосферы полярных районов).

Очень важно контролировать существующее содержание озона в нижних слоях атмосферы, особенно в тропосфере и ее приземном слое, так как озон полезен вверху, но вреден внизу.

Тропосферный озон. Озон 03 — аллотропная модификация кислорода, отличающаяся высокой токсичностью и высокой окислительной активностью. Его присутствие в воздухе тропосферы даже в сравнительно небольших количествах представляет опасность для всего живого. Повышение в воздухе концентрации озона на 20 мкг/м 3 приводит к увеличению смертности более чем на 0,5 % общего количества смертей (по данным Йельского университета США). Токсичность проявляется в результате его действия на дыхательную систему человека и животных. Озон является почти идеальным боевым отравляющим веществом, и только по причине трудности его получения он не оказался в числе примененных боевых газов в период Первой мировой войны. К числу его недостатков военные относят резкий запах.

По происхождению тропосферный озон может быть экзогенным или эндогенным. Основное количество озона (свыше 90 %) образуется в стратосфере, как описано выше, главным образом над экваториальным и тропическим поясом, оттуда за счет движения атмосферных потоков часть озона переносится в тропосферу и достигает земной поверхности.

В самой тропосфере образование озона происходит во время грозовых электрических разрядов, а также в процессе фотохимических реакций, в которых участвуют оксиды азота, ненасыщенные углеводороды и спирты и другие соединения, источниками которых большей частью являются антропогенные выбросы предприятий и транспорта:

Разрушение озона (сток озона) в тропосфере происходит по реакции

источник

Что такое клинические исследования и зачем они нужны? Это исследования, в которых принимают участие люди (добровольцы) и в ходе которых учёные выясняют, является ли новый препарат, способ лечения или медицинский прибор более эффективным и безопасным для здоровья человека, чем уже существующие.

Главная цель клинического исследования — найти лучший способ профилактики, диагностики и лечения того или иного заболевания. Проводить клинические исследования необходимо, чтобы развивать медицину, повышать качество жизни людей и чтобы новое лечение стало доступным для каждого человека.

У каждого исследования бывает четыре этапа (фазы):

I фаза — исследователи впервые тестируют препарат или метод лечения с участием небольшой группы людей (20—80 человек). Цель этого этапа — узнать, насколько препарат или способ лечения безопасен, и выявить побочные эффекты. На этом этапе могут участвуют как здоровые люди, так и люди с подходящим заболеванием. Чтобы приступить к I фазе клинического исследования, учёные несколько лет проводили сотни других тестов, в том числе на безопасность, с участием лабораторных животных, чей обмен веществ максимально приближен к человеческому;

II фаза — исследователи назначают препарат или метод лечения большей группе людей (100—300 человек), чтобы определить его эффективность и продолжать изучать безопасность. На этом этапе участвуют люди с подходящим заболеванием;

III фаза — исследователи предоставляют препарат или метод лечения значительным группам людей (1000—3000 человек), чтобы подтвердить его эффективность, сравнить с золотым стандартом (или плацебо) и собрать дополнительную информацию, которая позволит его безопасно использовать. Иногда на этом этапе выявляют другие, редко возникающие побочные эффекты. Здесь также участвуют люди с подходящим заболеванием. Если III фаза проходит успешно, препарат регистрируют в Минздраве и врачи получают возможность назначать его;

Читайте также:  Можно ли при проблемах со зрением заниматься плаванием

IV фаза — исследователи продолжают отслеживать информацию о безопасности, эффективности, побочных эффектах и оптимальном использовании препарата после того, как его зарегистрировали и он стал доступен всем пациентам.

Считается, что наиболее точные результаты дает метод исследования, когда ни врач, ни участник не знают, какой препарат — новый или существующий — принимает пациент. Такое исследование называют «двойным слепым». Так делают, чтобы врачи интуитивно не влияли на распределение пациентов. Если о препарате не знает только участник, исследование называется «простым слепым».

Чтобы провести клиническое исследование (особенно это касается «слепого» исследования), врачи могут использовать такой приём, как рандомизация — случайное распределение участников исследования по группам (новый препарат и существующий или плацебо). Такой метод необходим, что минимизировать субъективность при распределении пациентов. Поэтому обычно эту процедуру проводят с помощью специальной компьютерной программы.

  • бесплатный доступ к новым методам лечения прежде, чем они начнут широко применяться;
  • качественный уход, который, как правило, значительно превосходит тот, что доступен в рутинной практике;
  • участие в развитии медицины и поиске новых эффективных методов лечения, что может оказаться полезным не только для вас, но и для других пациентов, среди которых могут оказаться члены семьи;
  • иногда врачи продолжают наблюдать и оказывать помощь и после окончания исследования.
  • новый препарат или метод лечения не всегда лучше, чем уже существующий;
  • даже если новый препарат или метод лечения эффективен для других участников, он может не подойти лично вам;
  • новый препарат или метод лечения может иметь неожиданные побочные эффекты.

Главные отличия клинических исследований от некоторых других научных методов: добровольность и безопасность. Люди самостоятельно (в отличие от кроликов) решают вопрос об участии. Каждый потенциальный участник узнаёт о процессе клинического исследования во всех подробностях из информационного листка — документа, который описывает задачи, методологию, процедуры и другие детали исследования. Более того, в любой момент можно отказаться от участия в исследовании, вне зависимости от причин.

Обычно участники клинических исследований защищены лучше, чем обычные пациенты. Побочные эффекты могут проявиться и во время исследования, и во время стандартного лечения. Но в первом случае человек получает дополнительную страховку и, как правило, более качественные процедуры, чем в обычной практике.

Клинические исследования — это далеко не первые тестирования нового препарата или метода лечения. Перед ними идёт этап серьёзных доклинических, лабораторных испытаний. Средства, которые успешно его прошли, то есть показали высокую эффективность и безопасность, идут дальше — на проверку к людям. Но и это не всё.

Сначала компания должна пройти этическую экспертизу и получить разрешение Минздрава РФ на проведение клинических исследований. Комитет по этике — куда входят независимые эксперты — проверяет, соответствует ли протокол исследования этическим нормам, выясняет, достаточно ли защищены участники исследования, оценивает квалификацию врачей, которые будут его проводить. Во время самого исследования состояние здоровья пациентов тщательно контролируют врачи, и если оно ухудшится, человек прекратит своё участие, и ему окажут медицинскую помощь. Несмотря на важность исследований для развития медицины и поиска эффективных средств для лечения заболеваний, для врачей и организаторов состояние и безопасность пациентов — самое важное.

Потому что проверить его эффективность и безопасность по-другому, увы, нельзя. Моделирование и исследования на животных не дают полную информацию: например, препарат может влиять на животное и человека по-разному. Все использующиеся научные методы, доклинические испытания и клинические исследования направлены на то, чтобы выявить самый эффективный и самый безопасный препарат или метод. И почти все лекарства, которыми люди пользуются, особенно в течение последних 20 лет, прошли точно такие же клинические исследования.

Если человек страдает серьёзным, например, онкологическим, заболеванием, он может попасть в группу плацебо только если на момент исследования нет других, уже доказавших свою эффективность препаратов или методов лечения. При этом нет уверенности в том, что новый препарат окажется лучше и безопаснее плацебо.

Согласно Хельсинской декларации, организаторы исследований должны предпринять максимум усилий, чтобы избежать использования плацебо. Несмотря на то что сравнение нового препарата с плацебо считается одним из самых действенных и самых быстрых способов доказать эффективность первого, учёные прибегают к плацебо только в двух случаях, когда: нет другого стандартного препарата или метода лечения с уже доказанной эффективностью; есть научно обоснованные причины применения плацебо. При этом здоровье человека в обеих ситуациях не должно подвергаться риску. И перед стартом клинического исследования каждого участника проинформируют об использовании плацебо.

Обычно оплачивают участие в I фазе исследований — и только здоровым людям. Очевидно, что они не заинтересованы в новом препарате с точки зрения улучшения своего здоровья, поэтому деньги становятся для них неплохой мотивацией. Участие во II и III фазах клинического исследования не оплачивают — так делают, чтобы в этом случае деньги как раз не были мотивацией, чтобы человек смог трезво оценить всю возможную пользу и риски, связанные с участием в клиническом исследовании. Но иногда организаторы клинических исследований покрывают расходы на дорогу.

Если вы решили принять участие в исследовании, обсудите это со своим лечащим врачом. Он может рассказать, как правильно выбрать исследование и на что обратить внимание, или даже подскажет конкретное исследование.

Клинические исследования, одобренные на проведение, можно найти в реестре Минздрава РФ и на международном информационном ресурсе www.clinicaltrials.gov.

Обращайте внимание на международные многоцентровые исследования — это исследования, в ходе которых препарат тестируют не только в России, но и в других странах. Они проводятся в соответствии с международными стандартами и единым для всех протоколом.

После того как вы нашли подходящее клиническое исследование и связались с его организатором, прочитайте информационный листок и не стесняйтесь задавать вопросы. Например, вы можете спросить, какая цель у исследования, кто является спонсором исследования, какие лекарства или приборы будут задействованы, являются ли какие-либо процедуры болезненными, какие есть возможные риски и побочные эффекты, как это испытание повлияет на вашу повседневную жизнь, как долго будет длиться исследование, кто будет следить за вашим состоянием. По ходу общения вы поймёте, сможете ли довериться этим людям.

Если остались вопросы — спрашивайте в комментариях.

источник

Что собой представляет формула озона? Попробуем вместе выявить отличительные характеристики данного химического вещества.

Молекулярная формула озона в химии О 3 . Его относительная молекулярная масса составляет 48. В составе соединения есть три атома О. Так как формула кислорода и озона включает в себя один и тот же химический элемент, в химии их называют аллотропными модификациями.

Пример 2 — Рассчитайте количество окисления атомов гипохлорита натрия. И, наконец, атом хлора образует простую связь с атомом, который является более электроотрицательным. Пример 3 — Рассчитайте количество окисления атомов триоксидана. Пример 4 — Докажите стабильность озона.

Озон представляет собой соединение, в котором центральный атом кислорода перегружен. Что касается атомов на концах, то первый является стабильным, а третий не имеет доли, а точнее наоборот. Структуры Льюиса озона следующие. То, что делает число окисления разным, — это количество общих электронов.

При обычных условиях химическая формула озона — газообразное вещество, обладающее специфическим запахом, имеющим светло-голубой цвет. В природе данное химическое соединение можно ощутить во время прогулки после грозы по сосновому бору. Так как формула озона О 3 , он тяжелее кислорода в 1,5 раза. В сравнении с О 2 растворимость озона значительно выше. При нулевой температуре 49 его объемов легко растворяется в 100 объемах воды. В незначительных концентрациях вещество не обладает свойством токсичности, ядом озон является только в значительных объемах. Предельной допустимой концентрацией считают 5% количества в воздухе О 3 . В случае сильного охлаждения он легко сжижается, а при понижении показателя температуры до -192 градусов становится твердым веществом.

Пример 5 — Рассчитать количество окисления атомов следующего соединения. Фтор, который является наиболее электроотрицательным атомом, 7-8 =. Кислород и углерод каждый образуют простую связь с более электроотрицательными атомами. Затем мы имеем водород и кремний. Кремний образует простую связь с более электроотрицательным атомом и двойным с более электроотрицательным атомом.

Озон — это газ, образующийся в результате разрушения молекул кислорода под действием ультрафиолетового излучения Солнца. В этой ситуации отдельные атомы объединяются с другими молекулами кислорода, образуя таким образом озон. Этот слой озона служит для поглощения ультрафиолетового излучения Солнца, защищая тем самым живых существ, населяющих планету. Без этой защиты солнечные лучи были бы чрезвычайно вредны для человека.

Молекула озона, формула которого была представлена выше, в природе образуется при грозовом разряде из кислорода. Кроме того, О 3 формируется при окислении смолы хвойных пород, он уничтожает вредные микроорганизмы, считается полезным для человека.

Как можно получить озон? Вещество, формула которого О 3 , образуется при пропускании через сухой кислород электрического разряда. Процесс осуществляется в специальном приборе — озонаторе. В его основе — две стеклянные трубки, которые вставлены одна в другую. Внутри располагается металлический стержень, снаружи есть спираль. После подключения к катушке высокого напряжения между внешней и внутренней трубкой возникает разряд, и кислород превращается в озон. Элемент, формула которого представлена в виде соединения с ковалентной полярной связью, подтверждает аллотропию кислорода.

Эти газы широко использовались в спреях и холодильниках. Озон-газ широко используется в химической промышленности. Поскольку он обладает хорошей окислительной способностью, его обычно смешивают с другими газами. Озон также обладает бактерицидным действием, поэтому он широко используется для очистки воды.

В тропосфере озон становится загрязняющим. В больших количествах это может вызвать проблемы с дыханием у людей и повреждать растения. Озон выделяется главным образом двигателями, работающими на ископаемом топливе. При толщине около 20 км они содержат приблизительно 90% атмосферного озона.

Процесс превращения в озон кислорода является эндотермической реакцией, предполагающей существенные затраты энергии. В связи с обратимостью такого превращения наблюдается разложение озона, что сопровождается уменьшением энергии системы.

Формула озона объясняет его окислительную способность. Он способен взаимодействовать с разными веществами, теряя при этом атом кислорода. Например, в реакции с иодидом калия в водной среде происходит выделение кислорода, образование свободного йода.

Газы в озоносфере настолько редки, что при сжатии при атмосферном давлении на уровне моря их толщина не должна превышать нескольких миллиметров. Этот газ добывается в низких широтах, мигрируя непосредственно в высокие широты. Электромагнитное излучение, излучаемое Солнцем, приносит энергию Земле, включая инфракрасное излучение, видимый свет и смесь излучения и частиц, многие из которых являются вредными.

Большая часть солнечной энергии поглощается и переизлучается атмосферой. Если бы он достиг поверхности планеты, эта энергия могла бы стерилизовать его. Озоносфера является одним из основных барьеров, защищающих живые существа от ультрафиолетовых лучей. Когда молекулярный кислород верхней атмосферы подвергается взаимодействию из-за ультрафиолетовой энергии Солнца, он заканчивается делением на атомный кислород; атом кислорода и молекула того же элемента объединяются из-за реионизации и в конечном итоге образуют молекулу озона, состав которого.

Молекулярная формула озона поясняет его способность вступать в реакцию практически со всеми металлами. Исключение составляют золото и платина. Например, после пропускания через озон металлического серебра наблюдается его почернение (образуется оксид). Под действием этого сильного окислителя наблюдается разрушение резины.

Область, насыщенная озоном, действует как фильтр, в котором молекулы поглощают ультрафиолетовое излучение Солнца и вследствие фотохимических реакций ослабляют его действие. В этом регионе есть перламутровые облака, которые образованы озоновым слоем. Стандарт измерения озона производится в соответствии с его концентрацией на единицу объема, который, в свою очередь, получает наименование единицы Добсона.

Озоновый слой формируется и разрушается природными явлениями, поддерживая динамическое равновесие, не всегда имеющее одинаковую толщину. Таким образом, толщина слоя естественным образом изменяется в течение сезонов года и даже из года в год. Но разрушение слоя не всегда происходит по естественным причинам. При образовании стратосферный озон обычно образуется, когда некоторый тип излучения или электрического разряда отделяет два атома от молекулы кислорода, который затем может рекомбинировать индивидуально с другими молекулами кислорода с образованием озона.

В стратосфере озон образуется благодаря действию УФ-облучения Солнца, формируя слой озона. Эта оболочка защищает поверхность планеты от негативного воздействия солнечной радиации.

Повышенная окислительная способность данного газообразного вещества, образование свободных радикалов кислорода свидетельствуют о его опасности для организма человека. Какой вред способен нанести человеку озон? Он повреждает и раздражает ткани дыхательных органов.

Интересно, что это также ультрафиолетовое излучение, которое «образует» озон. Воздух вокруг нас содержит около 20% кислорода. В упрощенном виде это молекулярный кислород, которым мы дышим и привязанным к пище, которая дает нам энергию. Для ее создания требуется определенное количество энергии. Например, электрическая искра. Предположим, что мы имеем высоковольтную утечку в данной гипотетической электрической цепи. В момент прохождения дуги по воздуху происходит выделение энергии.

Перевод: активированная молекула кислорода превращается в два свободных атома кислорода. Свободные атомы кислорода в атмосфере химически реакционноспособны, поэтому их следует сочетать с стабилизируемыми молекулами. Предположим, что мы смежны со свободными атомами кислорода и другими молекулами кислорода.

Озон действует на холестерин, содержащийся в крови, вызывая атеросклероз. При продолжительном нахождении человека в среде, которая содержит повышенную концентрацию озона, развивается мужское бесплодие.

В нашей стране данный окислитель относят к первому (опасному) классу вредных веществ. Его среднесуточная ПДК не должна превышать 0,03 мг на кубический метр.

Перевод: кислородный атом с молекулой кислорода и любая молекула превращаются в озон и любую молекулу. То, что любая молекула не поглощается реакцией, но она необходима для ее реализации. Поэтому это один из наиболее распространенных способов производства озона. Другими были бы промышленные печи, автомобильные двигатели среди других, которые производят газ. В низкой атмосфере озон реагирует и способствует промышленному загрязнению атмосферы, считаясь ядом.

Читайте также:  Вещества с точки зрения зонной теории

Хлорфторуглероды, в дополнение к другим химическим веществам, которые являются довольно стабильными и содержат элементы хлора или брома, такие как бромистый метил, являются основными виновниками разрушения озонового слоя. Будучи настолько стабильными, они длится около ста пятидесяти лет.

Токсичность озона, возможность его применения для уничтожения бактерий и плесени, активно применяют для дезинфекции. Стратосферный озон — прекрасный защитный экран земной жизни от ультрафиолетового излучения.

Это вещество находится в двух слоях земной атмосферы. Тропосферный озон опасен для живых существ, негативно действует на сельскохозяйственные культуры, деревья, является компонентом городского смога. Стратосферный озон приносит человеку определенную пользу. Распад его в водном растворе зависит от рН, температуры, качества среды. В медицинской практике применяют озонированную воду различной концентрации. Озонотерапия предполагает прямой контакт данного вещества с организмом человека. Впервые подобная методика была применена в девятнадцатом веке. Американские исследователи проанализировали способность озона к окислению вредных микроорганизмов, рекомендовали медикам использовать это вещество при лечении простудных заболеваний.

Три процента, возможно, пять процентов от общего озонового слоя уже были уничтожены хлорфторуглеродами. Другие газы, такие как диоксид азота, выделяемые птицами в стратосфере, также способствуют разрушению озонового слоя. Это открытие было сделано в Антарктиде британским физиком Джо Фарманом.

В случае утечки они могут вызвать отравление у тех, кто находится рядом с холодильным оборудованием. Затем было начато исследование, чтобы найти заменяющий газ, который был жидким в идеальных условиях, циркулировал в системе охлаждения, а в случае утечки не наносил ущерба живым существам.

В нашей стране озонотерапия начала применяться только в конце прошлого века. В терапевтических целях этот окислитель проявляет характеристики сильного биорегулятора, который способен увеличить результативность традиционных методик, а также проявить себя в качестве эффективного самостоятельного средства. После разработки технологии озонотерапии у медиков появилась возможность результативно бороться со многими заболеваниями. В неврологии, стоматологии, гинекологии, терапии, специалисты с помощью этого вещества борются с разнообразными инфекциями. Озонотерапия характеризуется простотой метода, его эффективностью, отличной переносимостью, отсутствием побочных эффектов, незначительными затратами.

Исследования химической промышленности сосредоточились на холодильном оборудовании, ориентированном на газ, который не должен быть ядовитым, легковоспламеняющимся, окислительным, не раздражающим или сожженным, не привлекаемым насекомыми. После выпуска в атмосферу пропеллент начинает распространяться через свободную атмосферу и переносится конвекцией, поднимаясь до высокой атмосферы, распространяющейся по всей планете.

В высокой атмосфере существуют высокоскоростные воздушные потоки, очень мощные струйные потоки, направление которых горизонтально. Они распространяют газы региона во всех направлениях. Солнечная энергия на ультрафиолетовой длине волны образует молекулы озона. Процесс происходит, когда молекулы кислорода делятся на свободные атомы кислорода, рекомбинируя их с молекулами кислорода через ультрафиолетовое излучение.

Озон является сильным окислителем, способным бороться с вредными микробами. Данное свойство широко применяют в современной медицине. В отечественной терапии озон используют в качестве противовоспалительного, иммуномодулирующего, противовирусного, бактерицидного, антистрессового, цитостатического средства. Благодаря его способности восстанавливать нарушения кислородного обмена, дает ему отличные возможности для лечебно-профилактической медицины.

Хлор является мощным катализатором, который разрушает молекулы озона и остается неизменным на протяжении всего процесса. Когда в высокой атмосфере, хлор занимает много лет, чтобы опуститься. В течение этого периода каждый атом хлора уничтожит миллионы молекул озона.

Это означает, что мы создали три молекулы кислорода и атомы хлора были регенерированы для разрушения еще двух молекул озона за раз и т.д. бесконечно, пока хлор не опустится до нижней атмосферы. Хотя озоноразрушающие газы выделяются во всем мире — 90% в северном полушарии, главным образом в результате человеческой деятельности, — в Антарктике разрушение озонового слоя больше.

Среди инновационных методик, основанных на окислительной способности данного соединения, выделим внутримышечное, внутривенное, подкожное введение данного вещества. Например, обработка пролежней, грибковых поражений кожи, ожогов, смесью кислорода и озона признана эффективной методикой.

В высоких концентрациях озон можно применять в качестве кровоостанавливающего средства. При низких концентрациях он способствует репарации, заживлению, эпителизации. Это вещество, растворенное в физиологическом растворе, является отличным средством для санации челюсти. В современной европейской медицине широкое распространение получила малая и большая аутогемотерапия. Оба метода связаны с введением в организм озона, использованием его окислительной способности.

Отверстие в озоновом слое — явление, которое происходит только в течение определенного времени года, между августом и началом ноября. То, что мы знаем как «отверстие в озоновом слое», на самом деле не является дырой в озоновом слое, на самом деле это явление разреженное, что объясняется молекулярными механизмами поведения газов в естественной среде, которые не неспособность называться дырой.

Когда температура в Антарктиде повышается в середине ноября, регион все еще имеет уровень ниже того, что считается нормальным для озона. В результате вышесказанного, в результате постепенного повышения температуры воздух, окружающий область, где находится отверстие, начинает движение к центру области низкого уровня газа.

В случае большой аутогемотерапии происходит введение озонового раствора заданной концентрацией в вену пациента. Малая аутогемотерапия характеризуется внутримышечным введением озонированной крови. Помимо медицины, этот сильный окислитель востребован в химическом производстве.

Впервые озон получен и исследован Шенбейном в 1840. Озон—газ голубоватого цвета, резкого характерного запаха;

Таким образом, смещение богатой озоном воздушной массы позволяет вернуться к нормальным уровням озона в высокую атмосферу, тем самым закрывая отверстие. Однако это сокращение будет замаскировано годовой изменчивостью из-за изменчивости температуры над Антарктидой. Когда крупномасштабные метеорологические системы, которые формируются в тропосфере, а затем поднимаются в стратосферу, слабеют, стратосфера становится холоднее, чем обычно, что вызывает увеличение озонового слоя. Когда они слабее, отверстие уменьшается.

Постоянная холодная зимняя температура на Южном полюсе способствует образованию полярных стратосферных облаков, которые включают молекулы, содержащие хлор и бром. Когда приходит полярная пружина, сочетание солнечного света с этими облаками приводит к образованию хлора и бромидных радикалов, которые разрушают молекулы озона, что приводит к разрушению озонового слоя. Самая холодная зима — самая пораженная зима — озоновый слой.

Сжиженный озон — жидкость тёмно-синего цвета, твердый озон — тёмно-фиолетовая кристаллическая масса. Озон растворим в четыреххлористом углероде, в ледяной уксусной кислоте, в жидком азоте, в воде. Образуется при пропускании тихого электрического разряда через воздух или кислород (свежий запах после грозы обусловлен наличием небольших количеств озона в атмосфере), окислении влажного фосфора, действии лучей радия, ультрафиолетовых или катодных лучей на кислород воздуха, разложении перекиси водорода, электролизе серной кислоты (и др.
кислородсодержащих кислот), действии фтора на воду и т. д. Содержание в земной атмосфере ничтожно; слои воздуха вблизи земной поверхности содержат озона меньше, чем высшие слои атмосферы; на высоте 1.050 м (в области Монблана) Леви нашел 0—3,7 мг, на высоте 3.000 м —9,4 мг. озона на 100 м куб воздуха. В технике и лабораториях для получения озона применяются аппараты—озонаторы. Для озонирования кислород или воздух пропускается между двумя электродами, соединенными с источником тока высокого напряжения.
Озон в чистом виде выделяется из смеси озона с кислородом при охлаждении жидким воздухом. Озон легко разлагается, причем разложение чистого озона ускоряется в присутствии двуокиси марганца, свинца, окислов азота. В присутствии воды разложение озона замедляется, сухой озон при 0° разлагается в 30 раз быстрее, чем влажный озон при 20,4°. Озон обладает чрезвычайно сильным окислительным действием. Он выделяет йод из йодистого калия, окисляет ртуть, переводит сернистые металлы в сернокислые соли, обесцвечивает органические красители и т. д. Озон разрушает каучуковые трубки. Эфир, спирт, светильный газ, вата при соприкосновении с сильно озонированным кислородом воспламеняются. При действии озона на ненасыщенные органические соединения образуются продукты присоединения озониды. Озон применяется для стерилизации воды, для дезодорирования — уничтожения дурного запаха, в препаративной органической практике.

Все это заставляет нас думать, что, хотя это явление ранее считалось полностью независимым от выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ, эти два явления действительно могут быть связаны. Это связано с тем, что потепление климата сопровождается охлаждением высокой атмосферы на высоте, что может ускорить разрушение озонового слоя.

Возможная корреляция между этими двумя явлениями может привести к дальнейшему пересмотру этих ожиданий, если только Киотский протокол в ближайшее время не даст положительных результатов по сокращению выбросов парниковых газов. Точное время и протяженность озоновой дыры в Антарктике зависят от региональных метеорологических вариаций.

Список использованной литературы

  1. Волков, А.И., Жарский, И.М. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М. Жарский. — Мн.: Современная школа, 2005. — 608 с ISBN 985-6751-04-7.

источник

Начнем с самого простого вопроса: Откуда вообще берется озон и что это такое?

Для того, чтобы нам с вами жить, нужен кислород, то есть молекулы О2. Об этом все мы знаем еще со школы. Однако, кислород имеет аллотропную модификацию: О3, которую называют озоном.

В природе озон может образоваться несколькими способами. Первый – благодаря солнечной радиации. Второй – благодаря электрическим разрядам в атмосфере, то есть молниям.

Третий – в электромагнитных полях силовых кабелей и других электрических устройств.

Во-первых , озон является хорошим средством для обеззараживания питьевой воды, очистки промышленных сточных вод и выбросов в атмосферу от вредных примесей, например от фенолов и цианидов.

Во-вторых , в химии озон применяется как сильный окислитель.

Благодаря этому свойству озон используется для стерилизации изделий медицинского назначения; для отбеливания бумаги; для очистки масел.

Так что озон можно считать санитаром окружающей среды.

Также, тот факт, что озон более сильный окислитель, чем кислород нашел применение озону в качестве окислителя ракетного топлива. Только не в чистом виде, а в виде смеси кислород-озон.

В чистом виде жидкий озон не применяют, так как он химически неустойчив и взрывоопасен. Да к тому же озон еще и токсичен. На этом моменте плавно перейдем к отрицательным моментам, связанным с озоном.

Конечно в XXI веке многие фирмы выпускают бытовые озонаторы для дезинфекции помещений, например для дома. Но почему-то они умалчивают о мерах безопасности.

Когда вы обеззараживаете помещение, используя такой прибор, не надо самому при этом присутствовать в помещении. Иначе вы рискуете медленно, но верно обеззаразить помещение и от себя, так как озон токсичен.

А потом кругом кричат, что экология у нас дрянь, сосед умер от рака, А ведь не пил, не курил, озонатором пользовался, за здоровьем следил.

Да, существуют озонотерапии в некоторых медицинских учреждениях. Но их эффективность клинически не доказана и в развитых странах озонотерапия не признаётся лекарственным методом.

Но если вы хотите дома убить плесень и бактерии, то озон к вашим услугам.

Что еще может сделать озон. Ну например…, хотя возле земли его мало, но его достаточно, чтобы разрушать резину, да хотя бы покрышек автомобилей или в рамах пластиковых окон. Резина трескается и постепенно разрушается.

На высоте 20-25 км над землей находится так называемый озоновый слой. В нем наибольшее содержание озона, где он образуется в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулу кислорода.

Ультрафиолетовое излучение также действует на озон, разрушая его. При этом почти полностью поглощается жесткая часть ультрафиолета, которая вызывает загар и рак кожи, и до поверхности Земли доходит лишь несколько процентов.

Озоновый слой образовался в атмосфере Земли примерно 500—600 млн лет назад, когда в ней накопилось достаточно кислорода вследствие фотосинтеза. И только лишь после образования озонового слоя жизнь смогла выйти из океанов;

Без этого высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы.

Для этого используем реакцию персульфата аммония с азотной кислотой:

3 (NH4)2S2O8 + 6 HNO3 + 3 H2O = 6 NH4NO3 + 6 H2SO4 + O3

Осторожно подогреем смесь в колбочке и пропустим выходящий газ через раствор иодида калия. В результате образуется йод и раствор окрашивается в жёлтый цвет:

2 KI + O3 + H2O = 2 KOH + I2 + O2

Подводя итоги можно сказать о том, что озон является как помощником человека в некоторых делах и спасителем от солнечной радиации, так и сильным окислителем и ядовитым газом, который оказывает очень пагубное влияние.

источник

Озон образуется из молекулярного кислорода (О2) при электрическом разряде или под действием ультрафиолетового излучения. Особенно это ощутимо в местах, богатых кислородом: в лесу, в приморской зоне или около водопада. При попадании солнечных лучей в капле воды кислород преобразуется в озон. Также вы чувствуете запах озона после грозы, когда он образуется при электрическом разряде.

Смог — аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли, один из видов загрязнения воздуха в крупных городах и промышленных центрах

При полном сгорании ископаемого топлива (угля или углеводородов) образуются достаточно безобидные продукты – диоксид углерода и вода, однако в условиях недостатка кислорода образуется ядовитый монооксид углерода. Если кислорода еще меньше, среди продуктов сгорания появляется углерод (в виде сажи).
Загрязнение воздуха могут вызывать и входящие в состав топлива примеси, в первую очередь, соединения серы. Ее содержание в некоторых углях может достигать 6%. При сжигании такого топлива образуется диоксид серы. Растворяясь в капельках воды, которые конденсируются вокруг частиц дыма, диоксид серы существенно снижает ее рН.
Сажа и диоксид серы, образующиеся непосредственно при сжигании топлива, являются первичными загрязнителями воздуха. В условиях сырости и тумана, характерных для зимнего Лондона, они стали причинами длительных смогов, приводящих к росту легочных заболеваний. Со временем смог стал обычным явлением и в других крупных городах и промышленных центрах.
Смог наблюдается обычно при слабой турбулентности (завихрение воздушных потоков) воздуха, и следовательно, при устойчивом распределении температуры воздуха по высоте, особенно при инверсиях температуры, при слабом ветре или штиле.

Читайте также:  Основные точки зрения на время возникновения науки

Фотохимический смог — смог, основной причиной возникновения которого считаются автомобильные выхлопы. Автомобильные выхлопные газы и загрязняющие выбросы предприятий в условиях инверсии температуры вступают в химическую реакцию с солнечным излучением, образуя озон. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.

Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрие или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.

Влажный смог лондонского типа
Это сочетание газообразных и твердых примесей с туманом — результат сжигания большого количества угля (или мазута) при высокой влажности атмосферы. Впоследствии в нем практически не образуется каких-либо новых веществ. Таким образом, токсичность целиком определяется исходными загрязнителями.
Английские специалисты зафиксировали, что концентрация диоксида серы S02 в те дни достигала 5—10 мг/м3 и выше при предельно допустимой концентрации (ПДК) этого вещества в воздухе населенных мест 0,5 мг/м (максимально разовое значение) и 0,05 мг/м3 (среднесуточное). Смертность в Лондоне резко возросла в первый же день катастрофы, а по прошествии тумана она снизилась до обычного уровня. Также было установлено, что прежде других умирали горожане старше 50 лет, люди, страдающие заболеваниями легких и сердца, а также дети в возрасте до одного года.

Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Дата добавления: 2015-04-21 ; просмотров: 23 ; Нарушение авторских прав

источник

Образование озона проходит по обратимой реакции:

Молекула О3 неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут [6] превращается в O2 с выделением тепла. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер. Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение.

В присутствии небольших количеств HNO3 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. Окисляет многие неметаллы. Продуктом реакции в основном является кислород.

Озон повышает степень окисления оксидов:

Эта реакция сопровождается хемилюминесценцией. Диоксид азота может быть окислен до азотного ангидрида:

Озон реагирует с углеродом при нормальной температуре с образованием диоксида углерода:

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

Озон реагирует с водородом с образованием воды и кислорода:

Озон реагирует с сульфидами с образованием сульфатов:

С помощью озона можно получить Серную кислоту как из элементарной серы, так и из диоксида серы:

Все три атома кислорода в озоне могут реагировать по отдельности в реакции хлорида олова с соляной кислотой и озоном:

В газовой фазе озон взаимодействует с сероводородом с образованием двуокиси серы:

В водном растворе проходят две конкурирующие реакции с сероводородом, одна с образованием элементарной серы, другая с образованием серной кислоты:

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

Твёрдый нитрилперхлорат может быть получен реакцией газообразных NO2, ClO2 и O3:

Озон может участвовать в реакциях горения, при этом температуры горения выше, чем с двухатомным кислородом:

Озон может вступать в химические реакции и при низких температурах. При 77 K (-196 °C), атомарный водород взаимодействует с озоном с образованием супероксидного радикала с димеризацией последнего [7] :

Озон может образовывать озониды, содержащие анион O3 − . Эти соединения взрывоопасны и могут храниться только при низких температурах. Известны озониды всех щелочных металлов (кроме франция). KO3, RbO3, и CsO3 могут быть получены из соответствующих супероксидов:

Озонид калия может быть получен и другим путём из гидроксида калия [8] :

NaO3 и LiO3 могут быть получены действием CsO3 в жидком аммиаке NH3 на ионообменные смолы, содержащие ионы Na + или Li + [9] :

Обработка озоном раствора кальция в аммиаке приводит к образованию озонида аммония, а не кальция [7] :

Озон может быть использован для удаления марганца из воды с образованием осадка, который может быть отделён фильтрованием:

Озон превращает токсичные цианиды в менее опасные цианаты:

Озон может полностью разлагать мочевину [10] :

Взаимодействие озона с органическими соединениями с активированным или третичным атомом углерода при низких температурах приводит к соответствующим гидротриоксидам.

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.

В лаборатории озон можно получить взаимодействием охлажденной концентрированной серной кислоты с пероксидом бария:

Высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его высокую токсичность. Воздействие озона на организм может приводить к преждевременной смерти. [11]

Наиболее опасное воздействие:

  • на органы дыхания прямым раздражением и повреждением тканей
  • на холестерин в крови человека с образованием нерастворимых форм, приводящим к атеросклерозу
  • на органы размножения у самцов всех видов животных, в том числе и человека (вдыхание этого газа убивает мужские половые клетки и препятствует их образованию). При долгом нахождении в среде с повышенной концентрацией этот газ может стать причиной мужского бесплодия.

Озон в Российской Федерации отнесён к первому, самому высокому классу опасности вредных веществ. Нормативы по озону:

  • максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/м³ [12]
  • среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,03 мг/м³ [12]
  • предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м³

При этом, порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/м³. [13]

Озон эффективно убивает плесень и бактерии.

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).

Одним из существенных достоинств озонирования, по сравнению с хлорированием, является отсутствие [13] токсинов после обработки, тогда как при хлорировании возможно образование существенного количества токсинов и ядов, например, диоксина.

  • 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 его мутагенного, канцерогенного и токсического воздействия [14] 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.

В 21 веке многие фирмы начали выпуск так называемых бытовых озонаторов, предназначенных также для дезинфекции помещений (подвалов, комнат после вирусных заболеваний, складов, заражённых бактериями и грибками вещей), зачастую умалчивая о мерах предосторожности столь необходимых при применении данной техники [источник не указан 219 дней] .

Давно рассматривается применение озона в качестве высокоэнергетического и вместе с тем экологически чистого окислителя в ракетной технике [15] . Общая химическая энергия, освобождающаяся при реакции сгорания с участием озона, больше, чем для простого кислорода, примерно на одну четверть (719 ккал/кг). Больше будет, соответственно, и удельный импульс. У жидкого озона больший удельный вес, чем у жидкого кислорода (1,35 и 1,14 соответственно), а его температура кипения выше (минус 112° и минус 183°С соответственно), поэтому в этом отношении преимущество в качестве окислителя в ракетной технике больше у жидкого озона. Однако препятствием является химическая неустойчивость и взрывоопасность жидкого озона. При взрыве возникает движущаяся с огромной скоростью — по некоторым данным более 200 км/сек — детонационная волна и развивается разрушающее детонационное давление более 4000 атм, что делает применение жидкого озона невозможным при нынешнем уровне техники [16] .

Атмосферный озон играет важную роль для всего живого на планете. Образуя озоновый слой в стратосфере, он защищает растения и животных от жёсткого ультрафиолетового излучения. Поэтому проблема образования озоновых дыр имеет особое значение. Однако тропосферный озон является загрязнителем, который может угрожать здоровью людей и животных, а также повреждать растения.

источник

Образование озона проходит по обратимой реакции:

3O2 + 68 ккал (285 кДж) ←→ 2O3.

Молекула О3 неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут [4] превращается в O2 с выделением тепла. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер. Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение.

В присутствии небольших количеств HNO3 озон стабилизируется, а в герметичных сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при низких температурах (—78 ºС) 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. Окисляет многие неметаллы.

2 Cu2+(aq) + 2 H3O+(aq) + O3(g) → 2 Cu3+(aq) + 3 H2O(l) + O2(g)

Озон повышает степень окисления оксидов:

Эта реакция сопровождается хемилюминесценцией. Двуокись азота может быть окислена до трёхокиси азота:

с образованием азотного ангидрида N2O5:

Озон реагирует с углеродом при нормальной температуре с образованием двуокиси углерода:

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

2 NH3 + 4 O3 → NH4NO3 + 4 O2 + H2O

Озон реагирует с сульфидами с образованием сульфатов:

С помощью озона можно получить Серную кислоту как из элементарной серы, так и из двуокиси серы:

3 SO2 + 3 H2O + O3 → 3 H2SO4

Все три атома кислорода в озоне могут реагировать по отдельности в реакции хлорида олова с соляной кислотой и озоном:

3 SnCl2 + 6 HCl + O3 → 3 SnCl4 + 3 H2O

В газовой фазе озон взаимодействует с сероводородом с образованием двуокиси серы:

В водном растворе проходят две конкурирующие реакции с сероводородом, одна с образованием элементарной серы, другая с образованием серной кислоты:

Обработкой озоном раствора йода в холодной безводной хлорной кислоте может быть получен перхлорат йода:

I2 + 6 HClO4 + O3 → 2 I(ClO4)3 + 3 H2O

Твёрдый нитрилперхлорат может быть получен реакцией газообразных NO2, ClO2 и O3:

2 NO2 + 2 ClO2 + 2 O3 → 2 NO2ClO4 + O2

Озон может участвовать в реакциях горения, при этом температуры горения выше, чем с двухатомным кислородом:

3 C4N2 + 4 O3 → 12 CO + 3 N2

Озон может реагировать при низких температурах. При 77 K (-196 °C), атомарный водород взаимодействует с озоном с образованием супероксидного радикала с димеризацией последнего[5] :

Озон может образовывать озониды, содержащие анион O3-. Эти соединения взрывоопасны и могут храниться при низких температурах. Известны озониды всех щелочных металлов. KO3, RbO3, and CsO3 могут быть получены из соответствующих супероксидов:

Озонид калия может быть получен и другим путём из гидроокиси калия [6]:

2 KOH + 5 O3 → 2 KO3 + 5 O2 + H2O

NaO3 and LiO3 могут быть получены действием CsO3 в жидком аммиаке NH3 на ионообменные смолы, содержащие ионы Na+ or Li+ [7]:

Обработка озоном раствора кальция в аммиаке приводит к образованию озонида аммония, а не кальция [8]: 3 Ca + 10 NH3 + 6 O3 → Ca•6NH3 + Ca(OH)2 + Ca(NO3)2 + 2 NH4O3 + 2 O2 + H2

Озон может быть использован для удаления марганца из воды с образованием осадка, который может быть удалён фильтрованием: 2 Mn2+ + 2 O3 + 4 H2O → 2 MnO(OH)2 (s) + 2 O2 + 4 H+

Применение озона Применение озона обусловлено его свойствами:сильного окисляющего агента: 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

Одним из существенных достоинств озонирования, по сравнению с хлорированием, является отсутствие токсинов после обработки. Тогда как при хлорировании возможно образование существенного количества токсинов и ядов, например, диоксина.

Фторид кислорода(II) (OF2) — дифторид кислорода. Представляет собой бесцветный газ, конденсирующийся при охлаждении в светло-желтую (в толстых слоях золотисто-желтую) жидкость. Фторид кислорода(II) имеет раздражающий запах несколько отличающийся от запаха фтора (смесь запаха хлорной извести и озона).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8985 — | 7234 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник