Massa atomica dell'ozono. Ozono - formula in chimica (grado 9)

L'ozono è un gas. A differenza di molti altri, non è trasparente, ma ha un colore caratteristico e persino un odore. È presente nella nostra atmosfera ed è uno dei suoi componenti più importanti. Qual è la densità dell'ozono, la sua massa e altre proprietà? Qual è il suo ruolo nella vita del pianeta?

Gas blu

In chimica, l'ozono non ha un posto separato nella tavola periodica. Questo perché non è un elemento. L’ozono è una modifica o variazione allotropica dell’ossigeno. Come l'O2, la sua molecola è costituita solo da atomi di ossigeno, ma non ne ha due, ma tre. Pertanto, la sua formula chimica assomiglia a O3.

L'ozono è un gas blu. Ha un odore pungente e chiaramente percepibile che ricorda il cloro se la concentrazione è troppo elevata. Ricordi il profumo del fresco quando piove? Questo è l'ozono. È grazie a questa proprietà che ha preso il nome, perché dall'antica lingua greca "ozono" significa "odore".

La molecola del gas è polare, i suoi atomi sono collegati ad un angolo di 116,78°. L'ozono si forma quando un atomo di ossigeno libero si attacca a una molecola di O2. Ciò accade durante varie reazioni, ad esempio l'ossidazione del fosforo, la scarica elettrica o la decomposizione dei perossidi, durante le quali vengono rilasciati atomi di ossigeno.

Proprietà dell'ozono

In condizioni normali l’ozono esiste con un peso molecolare di quasi 48 g/mol. È diamagnetico, cioè non può essere attratto da un magnete, proprio come l'argento, l'oro o l'azoto. La densità dell'ozono è di 2,1445 g/dm³.

Allo stato solido l'ozono acquista un colore nero-bluastro; allo stato liquido diventa indaco, vicino al viola. Il punto di ebollizione è 111,8 gradi Celsius. A una temperatura di zero gradi si dissolve in acqua (solo acqua pulita) dieci volte meglio dell'ossigeno. Si mescola bene con azoto, fluoro, argon e in determinate condizioni con ossigeno.

Sotto l'influenza di numerosi catalizzatori, si ossida facilmente, rilasciando atomi di ossigeno liberi. Collegandosi ad esso, si accende immediatamente. La sostanza è in grado di ossidare quasi tutti i metalli. Solo il platino e l'oro non ne sono interessati. Distrugge vari composti organici e aromatici. A contatto con l'ammoniaca forma nitrito di ammonio e distrugge i doppi legami di carbonio.

Presente nell'atmosfera in elevate concentrazioni, l'ozono si decompone spontaneamente. In questo caso viene rilasciato calore e si forma una molecola di O2. Maggiore è la sua concentrazione, più forte è la reazione di rilascio del calore. Quando il contenuto di ozono è superiore al 10%, si verifica un'esplosione. Quando la temperatura aumenta e la pressione diminuisce o quando entra in contatto con la materia organica, l'O3 si decompone più velocemente.

Storia della scoperta

L'ozono non era conosciuto in chimica fino al XVIII secolo. Fu scoperto nel 1785 grazie all'odore che il fisico Van Marum sentì accanto ad una macchina elettrostatica funzionante. Altri 50 anni dopo non appariva in alcun modo negli esperimenti e nelle ricerche scientifiche.

Lo scienziato Christian Schönbein studiò l'ossidazione del fosforo bianco nel 1840. Durante i suoi esperimenti riuscì a isolare una sostanza sconosciuta, che chiamò “ozono”. Il chimico iniziò a studiarne da vicino le proprietà e descrisse i metodi per ottenere il gas appena scoperto.

Ben presto altri scienziati si unirono alla ricerca sulla sostanza. Il famoso fisico Nikola Tesla costruì addirittura il primo della storia.L'uso industriale dell'O3 iniziò alla fine del XIX secolo con l'avvento dei primi impianti per la fornitura di acqua potabile alle abitazioni. La sostanza è stata utilizzata per la disinfezione.

Ozono nell'atmosfera

La nostra Terra è circondata da un guscio d'aria invisibile: l'atmosfera. Senza di essa la vita sul pianeta sarebbe impossibile. Componenti dell'aria atmosferica: ossigeno, ozono, azoto, idrogeno, metano e altri gas.

L'ozono in sé non esiste e si forma solo a seguito di reazioni chimiche. Vicino alla superficie terrestre, si forma a causa delle scariche elettriche dei fulmini durante un temporale. Sembra innaturale a causa delle emissioni di scarico delle automobili, delle fabbriche, dell'evaporazione della benzina e dell'azione delle centrali termiche.

L'ozono negli strati inferiori dell'atmosfera è chiamato ozono troposferico o troposferico. Ce n’è anche uno stratosferico. Si verifica sotto l'influenza della radiazione ultravioletta proveniente dal sole. Si forma ad una distanza di 19-20 chilometri sopra la superficie del pianeta e si estende fino a un'altezza di 25-30 chilometri.

L'O3 stratosferico forma lo strato di ozono del pianeta, che lo protegge dalla potente radiazione solare. Assorbe circa il 98% delle radiazioni ultraviolette ad una lunghezza d'onda sufficiente a causare cancro e ustioni.

Applicazione della sostanza

L’ozono è un eccellente ossidante e distruttore. Questa proprietà è stata a lungo utilizzata per purificare l'acqua potabile. La sostanza ha un effetto dannoso su batteri e virus pericolosi per l'uomo e, dopo l'ossidazione, si trasforma essa stessa in ossigeno innocuo.

Può uccidere anche gli organismi resistenti al cloro. Inoltre, viene utilizzato per purificare le acque reflue da prodotti petroliferi, solfuri, fenoli, ecc. dannosi per l'ambiente. Tali pratiche sono comuni principalmente negli Stati Uniti e in alcuni paesi europei.

L'ozono viene utilizzato in medicina per disinfettare gli strumenti; nell'industria viene utilizzato per sbiancare la carta, purificare gli oli e produrre varie sostanze. L'utilizzo dell'O3 per la purificazione dell'aria, dell'acqua e degli ambienti si chiama ozonizzazione.

Ozono e uomo

Nonostante tutte le sue proprietà benefiche, l’ozono può essere pericoloso per l’uomo. Se c’è più gas nell’aria di quanto una persona possa tollerare, l’avvelenamento non può essere evitato. In Russia il limite consentito è 0,1 μg/l.

Quando questa norma viene superata compaiono i segni tipici dell'avvelenamento chimico, come mal di testa, irritazione delle mucose e vertigini. L'ozono riduce la resistenza del corpo alle infezioni trasmesse attraverso le vie respiratorie e riduce anche la pressione sanguigna. Con concentrazioni di gas superiori a 8-9 µg/l sono possibili edema polmonare e persino la morte.

Allo stesso tempo, è abbastanza facile riconoscere l'ozono nell'aria. L'odore di “freschezza”, cloro o “gambero” (come sosteneva Mendeleev) è chiaramente udibile anche con un basso contenuto della sostanza.

Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta l'esistenza di un gas sconosciuto quando hanno iniziato a sperimentare con macchine elettrostatiche. Ciò accadde nel XVII secolo. Ma iniziarono a studiare il nuovo gas solo alla fine del secolo successivo. Nel 1785, il fisico olandese Martin van Marum ottenne l'ozono facendo passare scintille elettriche attraverso l'ossigeno. Il nome ozono apparve solo nel 1840; fu inventato dal chimico svizzero Christian Schönbein, facendolo derivare dal greco ozono - odorare. La composizione chimica di questo gas non differiva dall'ossigeno, ma era molto più aggressiva. Pertanto, ha ossidato istantaneamente lo ioduro di potassio incolore, rilasciando iodio marrone; Schönbein utilizzò questa reazione per determinare l'ozono in base al grado di blu della carta imbevuta in una soluzione di ioduro di potassio e amido. Anche il mercurio e l'argento, che sono inattivi a temperatura ambiente, vengono ossidati in presenza di ozono.

Si è scoperto che le molecole di ozono, come l'ossigeno, sono costituite solo da atomi di ossigeno, ma non due, ma tre. L'ossigeno O2 e l'ozono O3 sono l'unico esempio della formazione di due sostanze semplici gassose (in condizioni normali) da parte di un elemento chimico. Nella molecola O3, gli atomi si trovano ad angolo, quindi queste molecole sono polari. L'ozono si ottiene come risultato dell'adesione di atomi di ossigeno liberi alle molecole di O2, che si formano da molecole di ossigeno sotto l'influenza di scariche elettriche, raggi ultravioletti, raggi gamma, elettroni veloci e altre particelle ad alta energia. C'è sempre un odore di ozono vicino alle macchine elettriche in funzione, in cui le spazzole "scintillano", e vicino alle lampade battericide al quarzo con mercurio che emettono luce ultravioletta. Gli atomi di ossigeno vengono rilasciati anche durante alcune reazioni chimiche. L'ozono si forma in piccole quantità durante l'elettrolisi dell'acqua acidificata, durante la lenta ossidazione del fosforo bianco umido nell'aria, durante la decomposizione di composti ad alto contenuto di ossigeno (KMnO4, K2Cr2O7, ecc.), durante l'azione del fluoro sull'acqua o acido solforico concentrato su perossido di bario. Gli atomi di ossigeno sono sempre presenti nella fiamma, quindi se si dirige un flusso di aria compressa attraverso la fiamma di un bruciatore ad ossigeno, nell'aria si sentirà il caratteristico odore di ozono.
La reazione 3O2 → 2O3 è altamente endotermica: per ottenere 1 mole di ozono devono essere consumati 142 kJ. La reazione inversa avviene con rilascio di energia e si realizza molto facilmente. Di conseguenza, l'ozono è instabile. In assenza di impurità, il gas ozono si decompone lentamente ad una temperatura di 70° C e rapidamente al di sopra di 100° C. La velocità di decomposizione dell'ozono aumenta notevolmente in presenza di catalizzatori. Possono essere gas (ad esempio ossido nitrico, cloro) e molti solidi (anche le pareti di un recipiente). Pertanto, l'ozono puro è difficile da ottenere e lavorare con esso è pericoloso a causa della possibilità di esplosione.

Non sorprende che per molti decenni dopo la scoperta dell’ozono anche le sue costanti fisiche di base siano rimaste sconosciute: per molto tempo nessuno è stato in grado di ottenere ozono puro. Come ha scritto D.I. Mendeleev nel suo libro di testo Fondamenti di chimica, "con tutti i metodi di preparazione del gas ozono, il suo contenuto di ossigeno è sempre insignificante, di solito solo pochi decimi di punto percentuale, raramente il 2%, e solo a temperature molto basse raggiunge 20%”. Solo nel 1880 gli scienziati francesi J. Gotfeil e P. Chappuis ottennero l'ozono dall'ossigeno puro a una temperatura di meno 23 ° C. Si è scoperto che in uno spesso strato di ozono ha un bel colore blu. Quando l'ossigeno ozonizzato raffreddato veniva lentamente compresso, il gas diventava blu scuro e, dopo aver rilasciato rapidamente la pressione, la temperatura scendeva ulteriormente e si formavano goccioline viola scuro di ozono liquido. Se il gas non veniva raffreddato o compresso rapidamente, l'ozono si trasformava istantaneamente in ossigeno con un lampo giallo.

Successivamente è stato sviluppato un metodo conveniente per la sintesi dell’ozono. Se una soluzione concentrata di acido perclorico, fosforico o solforico viene sottoposta ad elettrolisi con un anodo raffreddato di ossido di platino o di piombo (IV), il gas rilasciato all'anodo conterrà fino al 50% di ozono. Anche le costanti fisiche dell'ozono sono state perfezionate. Si liquefa molto più facilmente dell'ossigeno - a una temperatura di -112° C (ossigeno - a -183° C). A –192,7° C l’ozono solidifica. L'ozono solido è di colore blu-nero.

Gli esperimenti con l'ozono sono pericolosi. Il gas ozono può esplodere se la sua concentrazione nell'aria supera il 9%. L'ozono liquido e quello solido esplodono ancora più facilmente, soprattutto se a contatto con sostanze ossidanti. L'ozono può essere immagazzinato a basse temperature sotto forma di soluzioni in idrocarburi fluorurati (freon). Tali soluzioni sono di colore blu.

Proprietà chimiche dell'ozono.

L'ozono è caratterizzato da una reattività estremamente elevata. L'ozono è uno degli agenti ossidanti più forti ed è secondo in questo senso solo al fluoro e al fluoruro di ossigeno OF2. Il principio attivo dell'ozono come agente ossidante è l'ossigeno atomico, che si forma durante il decadimento della molecola di ozono. Pertanto, agendo come agente ossidante, la molecola di ozono, di regola, “utilizza” solo un atomo di ossigeno e gli altri due vengono rilasciati sotto forma di ossigeno libero, ad esempio 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Si verifica anche l'ossidazione di molti altri composti. Tuttavia, ci sono delle eccezioni quando la molecola di ozono utilizza tutti e tre gli atomi di ossigeno di cui dispone per l'ossidazione, ad esempio 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Una differenza molto importante tra ozono e ossigeno è che l'ozono presenta proprietà ossidanti già a temperatura ambiente. Ad esempio, PbS e Pb(OH)2 non reagiscono con l'ossigeno in condizioni normali, mentre in presenza di ozono il solfuro si trasforma in PbSO4 e l'idrossido in PbO2. Se una soluzione concentrata di ammoniaca viene versata in un recipiente con ozono, apparirà del fumo bianco: si tratta dell'ozono che ossida l'ammoniaca per formare nitrito di ammonio NH4NO2. Particolarmente caratteristica dell'ozono è la capacità di “annerire” oggetti d'argento con formazione di AgO e Ag2O3.

Aggiungendo un elettrone e diventando uno ione O3– negativo, la molecola di ozono diventa più stabile. I "sali dell'acido dell'ozono" o gli ozonidi contenenti tali anioni sono noti da molto tempo: sono formati da tutti i metalli alcalini tranne il litio e la stabilità degli ozonidi aumenta dal sodio al cesio. Sono noti anche alcuni ozonidi di metalli alcalino terrosi, ad esempio Ca(O3)2. Se un flusso di gas ozono viene diretto sulla superficie di un alcali solido secco, si forma una crosta rosso-arancio contenente ozonidi, ad esempio 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. Allo stesso tempo, gli alcali solidi legano efficacemente l'acqua, proteggendo l'ozonuro dall'idrolisi immediata. Tuttavia, con un eccesso di acqua, gli ozonidi si decompongono rapidamente: 4KO3+ 2H2O → 4KOH + 5O2. La decomposizione avviene anche durante lo stoccaggio: 2KO3 → 2KO2 + O2. Gli ozonidi sono altamente solubili nell'ammoniaca liquida, il che ha permesso di isolarli nella loro forma pura e studiarne le proprietà.

Le sostanze organiche con cui entra in contatto l'ozono vengono solitamente distrutte. Pertanto, l'ozono, a differenza del cloro, è in grado di dividere l'anello benzenico. Quando si lavora con l'ozono, non è possibile utilizzare tubi e tubi di gomma: perderanno immediatamente. Le reazioni dell'ozono con i composti organici rilasciano grandi quantità di energia. Ad esempio, l'etere, l'alcool, il cotone idrofilo imbevuto di trementina, il metano e molte altre sostanze si accendono spontaneamente a contatto con l'aria ozonizzata e la miscelazione dell'ozono con l'etilene provoca una forte esplosione.

Applicazione dell'ozono.

Non sempre l’ozono “brucia” la materia organica; in alcuni casi è possibile effettuare reazioni specifiche con ozono altamente diluito. Ad esempio, quando l'acido oleico viene ozonizzato (si trova in grandi quantità negli oli vegetali), si forma l'acido azelaico HOOC(CH2)7COOH, che viene utilizzato per produrre oli lubrificanti di alta qualità, fibre sintetiche e plastificanti per materie plastiche. Allo stesso modo si ottiene l'acido adipico, che viene utilizzato nella sintesi del nylon. Nel 1855 Schönbein scoprì la reazione dei composti insaturi contenenti doppi legami C=C con l'ozono, ma solo nel 1925 il chimico tedesco H. Staudinger stabilì il meccanismo di questa reazione. Una molecola di ozono si attacca a un doppio legame per formare un ozonide, questa volta organico, e un atomo di ossigeno sostituisce uno dei legami C=C e un gruppo –O–O– prende il posto dell'altro. Sebbene alcuni ozonidi organici siano isolati in forma pura (ad esempio l'ozonuro di etilene), questa reazione viene solitamente effettuata in una soluzione diluita, poiché gli ozonidi liberi sono esplosivi molto instabili. La reazione di ozonizzazione dei composti insaturi è tenuta in grande considerazione dai chimici organici; Problemi con questa reazione vengono spesso offerti anche nelle competizioni scolastiche. Il fatto è che quando l'ozonuro si decompone con l'acqua, si formano due molecole di aldeide o chetone, che sono facili da identificare e stabiliscono ulteriormente la struttura del composto insaturo originale. Pertanto, all'inizio del XX secolo, i chimici stabilirono la struttura di molti importanti composti organici, compresi quelli naturali, contenenti legami C=C.

Un importante campo di applicazione dell'ozono è la disinfezione dell'acqua potabile. Di solito l'acqua è clorata. Tuttavia, alcune impurità presenti nell'acqua sotto l'influenza del cloro si trasformano in composti dall'odore molto sgradevole. Pertanto, è stato a lungo proposto di sostituire il cloro con l'ozono. L'acqua ozonizzata non acquisisce alcun odore o sapore estraneo; Quando molti composti organici vengono completamente ossidati dall'ozono, si formano solo anidride carbonica e acqua. L’ozono purifica anche le acque reflue. I prodotti dell'ossidazione dell'ozono anche di sostanze inquinanti come fenoli, cianuri, tensioattivi, solfiti, clorammine sono composti innocui, incolori e inodore. L'ozono in eccesso si disintegra abbastanza rapidamente per formare ossigeno. Tuttavia, l’ozonizzazione dell’acqua è più costosa della clorazione; Inoltre, l’ozono non può essere trasportato e deve essere prodotto nel punto di utilizzo.

Ozono nell'atmosfera.

C'è poco ozono nell'atmosfera terrestre: 4 miliardi di tonnellate, vale a dire in media solo 1 mg/m3. La concentrazione di ozono aumenta con la distanza dalla superficie terrestre e raggiunge il massimo nella stratosfera, ad un'altitudine di 20–25 km: questo è lo “strato di ozono”. Se tutto l'ozono dell'atmosfera fosse raccolto sulla superficie terrestre a pressione normale, lo strato risultante avrebbe uno spessore di soli 2–3 mm circa. E quantità così piccole di ozono nell’aria sostengono effettivamente la vita sulla Terra. L’ozono crea uno “schermo protettivo” che impedisce ai raggi ultravioletti del sole, che sono distruttivi per tutti gli esseri viventi, di raggiungere la superficie terrestre.

Negli ultimi decenni è stata prestata molta attenzione alla comparsa dei cosiddetti “buchi dell’ozono”, aree con livelli di ozono stratosferico significativamente ridotti. Attraverso uno scudo così “perdente”, la radiazione ultravioletta più intensa proveniente dal Sole raggiunge la superficie terrestre. Ecco perché gli scienziati monitorano da molto tempo l'ozono nell'atmosfera. Nel 1930, il geofisico inglese S. Chapman, per spiegare la concentrazione costante di ozono nella stratosfera, propose uno schema di quattro reazioni (queste reazioni furono chiamate ciclo di Chapman, in cui M indica qualsiasi atomo o molecola che porta via energia in eccesso) :

О2 → 2О
O + O + M → O2 + M
O + O3 → 2O2
O3 → O2 + O.

La prima e la quarta reazione di questo ciclo sono fotochimiche, si verificano sotto l'influenza della radiazione solare. Per decomporre una molecola di ossigeno in atomi, è necessaria una radiazione con una lunghezza d'onda inferiore a 242 nm, mentre l'ozono si disintegra quando la luce viene assorbita nella regione di 240-320 nm (quest'ultima reazione ci protegge proprio dalle forti radiazioni ultraviolette, poiché l'ossigeno non non assorbire in questa regione spettrale). Le restanti due reazioni sono termiche, cioè andare senza l'influenza della luce. È molto importante che la terza reazione, che porta alla scomparsa dell'ozono, abbia un'energia di attivazione; ciò significa che la velocità di tale reazione può essere aumentata dall'azione dei catalizzatori. Come si è scoperto, il principale catalizzatore della decomposizione dell'ozono è l'ossido nitrico NO. Si forma negli strati superiori dell'atmosfera da azoto e ossigeno sotto l'influenza della radiazione solare più intensa. Una volta nell'ozonosfera, entra in un ciclo di due reazioni O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, a seguito delle quali il suo contenuto nell'atmosfera non cambia e la concentrazione stazionaria di ozono diminuisce. Esistono altri cicli che portano ad una diminuzione del contenuto di ozono nella stratosfera, ad esempio con la partecipazione del cloro:

Cl+O3 → ClO+O2
ClO + O → Cl + O2.

L'ozono viene distrutto anche dalle polveri e dai gas che entrano in grandi quantità nell'atmosfera durante le eruzioni vulcaniche. Recentemente è stato suggerito che l'ozono sia efficace anche nel distruggere l'idrogeno rilasciato dalla crosta terrestre. La combinazione di tutte le reazioni di formazione e decadimento dell'ozono porta al fatto che la durata media di una molecola di ozono nella stratosfera è di circa tre ore.

Si ritiene che oltre a quelli naturali, esistano anche fattori artificiali che influenzano lo strato di ozono. Un esempio ben noto sono i freon, che sono fonti di atomi di cloro. I freon sono idrocarburi in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di fluoro e cloro. Vengono utilizzati nella tecnologia della refrigerazione e per il riempimento di bombolette aerosol. Alla fine, i freon entrano nell'aria e salgono lentamente sempre più in alto con le correnti d'aria, raggiungendo infine lo strato di ozono. Decomponendosi sotto l'influenza della radiazione solare, i freon stessi iniziano a decomporre cataliticamente l'ozono. Non si sa ancora esattamente in che misura i freon siano responsabili del “buco dell’ozono”, ma da tempo sono state adottate misure per limitarne l’uso.

I calcoli mostrano che in 60-70 anni la concentrazione di ozono nella stratosfera potrebbe diminuire del 25%. E allo stesso tempo aumenterà la concentrazione di ozono nello strato terrestre – la troposfera –, il che è anche un male, perché l’ozono e i prodotti delle sue trasformazioni nell’aria sono velenosi. La principale fonte di ozono nella troposfera è il trasferimento dell'ozono stratosferico con masse d'aria agli strati inferiori. Ogni anno circa 1,6 miliardi di tonnellate di ozono penetrano nello strato terrestre. La durata di vita di una molecola di ozono nella parte inferiore dell'atmosfera è molto più lunga - più di 100 giorni, poiché l'intensità della radiazione solare ultravioletta che distrugge l'ozono è inferiore nello strato terrestre. Di solito nella troposfera c'è pochissimo ozono: nell'aria fresca e pulita la sua concentrazione è in media di soli 0,016 μg/l. La concentrazione di ozono nell'aria dipende non solo dall'altitudine, ma anche dal terreno. Pertanto, c’è sempre più ozono sugli oceani che sulla terraferma, poiché lì l’ozono decade più lentamente. Le misurazioni effettuate a Sochi hanno dimostrato che l'aria vicino alla costa del mare contiene il 20% in più di ozono rispetto a una foresta a 2 km dalla costa.

Le persone moderne inalano molto più ozono rispetto ai loro antenati. La ragione principale di ciò è l’aumento della quantità di metano e ossidi di azoto nell’aria. Pertanto, il contenuto di metano nell'atmosfera è in costante aumento a partire dalla metà del XIX secolo, quando iniziò l'uso del gas naturale. In un'atmosfera inquinata da ossidi di azoto, il metano entra in una complessa catena di trasformazioni con la partecipazione di ossigeno e vapore acqueo, il cui risultato può essere espresso dall'equazione CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Anche altri idrocarburi possono fungere da metano, ad esempio quelli contenuti nei gas di scarico delle automobili durante la combustione incompleta della benzina. Di conseguenza, negli ultimi decenni la concentrazione di ozono nell’aria delle grandi città è aumentata di dieci volte.

Si è sempre creduto che durante un temporale la concentrazione di ozono nell'aria aumenti bruscamente, poiché i fulmini contribuiscono alla conversione dell'ossigeno in ozono. In effetti, l'aumento è insignificante e non si verifica durante un temporale, ma diverse ore prima. Durante un temporale e per diverse ore dopo, la concentrazione di ozono diminuisce. Ciò si spiega con il fatto che prima di un temporale si verifica un forte mescolamento verticale delle masse d'aria, per cui una quantità aggiuntiva di ozono proviene dagli strati superiori. Inoltre, prima di un temporale, l'intensità del campo elettrico aumenta e si creano le condizioni per la formazione di una scarica corona sulle punte di vari oggetti, ad esempio sulle punte dei rami. Ciò contribuisce anche alla formazione di ozono. E poi, quando si sviluppa una nube temporalesca, sotto di essa si formano potenti correnti d'aria ascendenti, che riducono il contenuto di ozono direttamente sotto la nube.
Una domanda interessante riguarda il contenuto di ozono nell'aria delle foreste di conifere. Ad esempio, nel Corso di Chimica Inorganica di G. Remy, si legge che “l'aria ozonizzata delle foreste di conifere” è una finzione. È così? Naturalmente nessuna pianta produce ozono. Ma le piante, in particolare le conifere, emettono nell'aria molti composti organici volatili, compresi gli idrocarburi insaturi della classe dei terpeni (ce ne sono molti nella trementina). Quindi, in una giornata calda, il pino rilascia 16 microgrammi di terpeni all'ora per ogni grammo di peso secco degli aghi. I terpeni vengono rilasciati non solo dalle conifere, ma anche da alcuni alberi decidui, tra cui il pioppo e l'eucalipto. E alcuni alberi tropicali sono in grado di rilasciare 45 mcg di terpeni per 1 g di massa secca di foglie all'ora. Di conseguenza, un ettaro di bosco di conifere può rilasciare fino a 4 kg di materia organica al giorno e circa 2 kg di bosco di latifoglie. L'area boschiva della Terra è di milioni di ettari e tutte emettono centinaia di migliaia di tonnellate di vari idrocarburi, compresi i terpeni, all'anno. E gli idrocarburi, come mostrato con l'esempio del metano, sotto l'influenza della radiazione solare e in presenza di altre impurità contribuiscono alla formazione dell'ozono. Come hanno dimostrato gli esperimenti, i terpeni, in condizioni adeguate, partecipano infatti molto attivamente al ciclo delle reazioni fotochimiche atmosferiche con la formazione di ozono. Quindi l'ozono in una foresta di conifere non è affatto una finzione, ma un fatto sperimentale.

Ozono e salute.

Che bello fare una passeggiata dopo un temporale! L'aria è pulita e fresca, i suoi getti tonificanti sembrano fluire nei polmoni senza alcuno sforzo. "Puzza di ozono", dicono spesso in questi casi. “Molto buono per la salute.” È così?

Un tempo l’ozono era considerato benefico per la salute. Ma se la sua concentrazione supera una certa soglia, può causare molte conseguenze spiacevoli. A seconda della concentrazione e del tempo di inalazione, l'ozono provoca alterazioni nei polmoni, irritazione delle mucose degli occhi e del naso, mal di testa, vertigini e diminuzione della pressione sanguigna; L'ozono riduce la resistenza del corpo alle infezioni batteriche del tratto respiratorio. La concentrazione massima consentita nell'aria è di soli 0,1 μg/l, il che significa che l'ozono è molto più pericoloso del cloro! Se si trascorre diverse ore in una stanza con una concentrazione di ozono di soli 0,4 μg/l, possono comparire dolore toracico, tosse, insonnia e l'acuità visiva può diminuire. Se si respira ozono per lungo tempo ad una concentrazione superiore a 2 μg/l, le conseguenze possono essere più gravi, fino al torpore e al calo dell'attività cardiaca. Quando il contenuto di ozono è pari a 8-9 μg/l, entro poche ore si verifica un edema polmonare che può essere fatale. Ma quantità così piccole di una sostanza sono solitamente difficili da analizzare utilizzando i metodi chimici convenzionali. Fortunatamente, una persona avverte la presenza di ozono anche a concentrazioni molto basse - circa 1 µg/l, alle quali la carta amido-iodio non diventa ancora blu. Ad alcune persone, l'odore dell'ozono a basse concentrazioni ricorda l'odore del cloro, ad altri - all'anidride solforosa, ad altri - all'aglio.

Non è solo l’ozono in sé ad essere tossico. Con la sua partecipazione all'aria, ad esempio, si forma il perossiacetil nitrato (PAN) CH3–CO–OONO2, una sostanza che ha un forte effetto irritante, compresa la lacrimazione, rendendo difficoltosa la respirazione, e in concentrazioni più elevate provocando la paralisi cardiaca. Il PAN è uno dei componenti del cosiddetto smog fotochimico che si forma in estate nell'aria inquinata (questa parola deriva dall'inglese smoke - fumo e nebbia - nebbia). La concentrazione di ozono nello smog può raggiungere i 2 µg/l, ovvero 20 volte superiore al limite massimo consentito. Va inoltre tenuto presente che l'effetto combinato dell'ozono e degli ossidi di azoto nell'aria è decine di volte più forte di quello di ciascuna sostanza separatamente. Non sorprende che le conseguenze di tale smog nelle grandi città possano essere catastrofiche, soprattutto se l'aria sopra la città non viene soffiata da “correnti” e si forma una zona stagnante. Così, a Londra nel 1952, in pochi giorni morirono a causa dello smog più di 4.000 persone. E lo smog a New York nel 1963 uccise 350 persone. Ci sono state storie simili a Tokyo e in altre grandi città. Non sono solo le persone a soffrire di ozono atmosferico. Ricercatori americani hanno dimostrato, ad esempio, che nelle aree con elevati livelli di ozono nell’aria, la durata dei pneumatici delle automobili e di altri prodotti in gomma è notevolmente ridotta.
Come ridurre il contenuto di ozono nello strato terrestre? Ridurre il rilascio di metano nell’atmosfera non è affatto realistico. Un'altra strada resta quella di ridurre le emissioni di ossidi di azoto, senza i quali il ciclo di reazioni che portano all'ozono non può procedere. Anche questo percorso non è facile, poiché gli ossidi di azoto non vengono emessi solo dalle automobili, ma anche (soprattutto) dalle centrali termoelettriche.

Le fonti di ozono non si trovano solo nelle strade. Si forma nelle sale radiologiche, nelle sale di fisioterapia (la sua fonte sono lampade al quarzo al mercurio), durante il funzionamento di apparecchiature di copiatura (fotocopiatrici), stampanti laser (qui il motivo della sua formazione è una scarica ad alta tensione). L'ozono è un compagno inevitabile nella produzione di saldature con peridrolo e arco di argon. Per ridurre gli effetti nocivi dell'ozono, è necessario disporre di apparecchiature di ventilazione vicino alle lampade ultraviolette e una buona ventilazione della stanza.

Eppure non è corretto considerare l’ozono assolutamente dannoso per la salute. Tutto dipende dalla sua concentrazione. Gli studi hanno dimostrato che l'aria fresca brilla debolmente al buio; La causa del bagliore sono le reazioni di ossidazione che coinvolgono l'ozono. Il bagliore è stato osservato anche agitando l'acqua in un pallone in cui era stato precedentemente introdotto ossigeno ozonizzato. Questo bagliore è sempre associato alla presenza di piccole quantità di impurità organiche nell'aria o nell'acqua. Quando l’aria fresca veniva mescolata al respiro espirato di una persona, l’intensità del bagliore aumentava di dieci volte! E questo non sorprende: nell'aria espirata sono state trovate microimpurità di etilene, benzene, acetaldeide, formaldeide, acetone e acido formico. Sono “evidenziati” dall’ozono. Allo stesso tempo, “stantio”, cioè completamente priva di ozono, anche se molto pulita, l’aria non produce bagliore e la persona la percepisce come “ammuffita”. Tale aria può essere paragonata all'acqua distillata: è molto pulita, praticamente priva di impurità e berla è dannoso. Quindi la completa assenza di ozono nell'aria, a quanto pare, è sfavorevole anche per l'uomo, poiché aumenta il contenuto di microrganismi in esso contenuti e porta all'accumulo di sostanze nocive e odori sgradevoli, che l'ozono distrugge. Pertanto, la necessità di una ventilazione regolare e a lungo termine dei locali diventa chiara, anche se non ci sono persone al suo interno: dopo tutto, l'ozono che entra nella stanza non rimane al suo interno per molto tempo - si disintegra parzialmente e in gran parte si deposita (assorbe) sulle pareti e su altre superfici. È difficile dire quanto ozono dovrebbe esserci nella stanza. Tuttavia, in concentrazioni minime, l’ozono è probabilmente necessario e benefico.

Ilya Leenson

L'ozono fu ottenuto e studiato per la prima volta da Schönbein nel 1840. L'ozono è un gas bluastro con un odore acuto e caratteristico;

L'ozono liquefatto è un liquido blu scuro, l'ozono solido è una massa cristallina viola scuro. L'ozono è solubile in tetracloruro di carbonio, acido acetico glaciale, azoto liquido e acqua. Si forma facendo passare una silenziosa scarica elettrica attraverso l'aria o l'ossigeno (l'odore fresco dopo un temporale è dovuto alla presenza di piccole quantità di ozono nell'atmosfera), l'ossidazione del fosforo umido, l'azione dei raggi radio, ultravioletti o catodici raggi sull'ossigeno dell'aria, la decomposizione del perossido di idrogeno, l'elettrolisi dell'acido solforico (ecc.
acidi contenenti ossigeno), l'effetto del fluoro sull'acqua, ecc. Il contenuto nell'atmosfera terrestre è trascurabile; gli strati d'aria vicini alla superficie terrestre contengono meno ozono degli strati più alti dell'atmosfera; a quota 1.050 M(nella zona del Monte Bianco) Levi ha trovato 0-3.7 mg, a quota 3.000 M—9,4 mg. ozono ogni 100 m cubo aria. Nella tecnologia e nei laboratori, i dispositivi ozonizzatori vengono utilizzati per produrre ozono. Per l'ozonizzazione, l'ossigeno o l'aria vengono fatti passare tra due elettrodi collegati a una sorgente di corrente ad alta tensione.
L'ozono puro viene rilasciato da una miscela di ozono e ossigeno quando raffreddata con aria liquida. L'ozono si decompone facilmente e la decomposizione dell'ozono puro viene accelerata in presenza di biossido di manganese, piombo e ossidi di azoto. In presenza di acqua, la decomposizione dell’ozono rallenta; l’ozono secco a 0° si decompone 30 volte più velocemente dell’ozono umido a 20,4°. L’ozono ha un effetto ossidante estremamente forte. Rilascia iodio dallo ioduro di potassio, ossida il mercurio, converte i metalli di zolfo in sali solfati, decolora i coloranti organici, ecc. L'ozono distrugge i tubi di gomma. Etere, alcol, gas illuminante e cotone idrofilo si infiammano a contatto con ossigeno altamente ozonizzato. Quando l'ozono agisce sui composti organici insaturi si formano prodotti di addizione detti ozonidi. L'ozono viene utilizzato per sterilizzare l'acqua, per deodorare - eliminando i cattivi odori, nella pratica biologica preparativa.

Proprietà fisiche

Proprietà chimiche e metodi di preparazione

Elenco della letteratura usata

1. Volkov, A.I., Zharsky, I.M. Grande libro di consultazione chimica / A.I. Volkov, I.M. Zharsky. - Mn.: Modern School, 2005. - 608 con ISBN 985-6751-04-7.

INFORMAZIONI GENERALI.

Ozono - O3, una forma allotropica di ossigeno, è un potente ossidante di sostanze chimiche e altri inquinanti che vengono distrutti al contatto. A differenza della molecola di ossigeno, la molecola di ozono è composta da tre atomi e ha legami più lunghi tra gli atomi di ossigeno. In termini di reattività, l'ozono è al secondo posto, secondo solo al fluoro.

Storia della scoperta
Nel 1785, il fisico olandese Van Ma-rum, conducendo esperimenti con l'elettricità, attirò l'attenzione sull'odore durante la formazione di scintille in una macchina elettrica e sulle proprietà ossidanti dell'aria dopo che le scintille elettriche la attraversavano.
Nel 1840, lo scienziato tedesco Sheinbein, mentre idrolizzava l'acqua, tentò di dividerla in ossigeno e idrogeno utilizzando un arco elettrico. E poi scoprì che si era formato un nuovo gas, fino ad allora sconosciuto alla scienza, con un odore specifico. Il nome “ozono” è stato assegnato al gas da Sheinbein per il suo odore caratteristico e deriva dalla parola greca “ozien”, che significa “annusare”.
Il 22 settembre 1896 l'inventore N. Tesla brevettò il primo generatore di ozono.

Proprietà fisiche dell'ozono.
L'ozono può esistere in tutti e tre gli stati di aggregazione. In condizioni normali, l’ozono è un gas bluastro. Il punto di ebollizione dell'ozono è 1120°C e il punto di fusione è 1920°C.
A causa della sua attività chimica, l'ozono ha una concentrazione massima ammissibile nell'aria molto bassa (paragonabile alla concentrazione massima ammissibile di agenti di guerra chimica) 5·10-8% o 0,1 mg/m3, ovvero 10 volte la soglia olfattiva per l'uomo .

Proprietà chimiche dell'ozono.
Innanzitutto vanno sottolineate due proprietà principali dell’ozono:

L’ozono, a differenza dell’ossigeno atomico, è un composto relativamente stabile. Si decompone spontaneamente ad alte concentrazioni e maggiore è la concentrazione, più veloce è la velocità della reazione di decomposizione. A concentrazioni di ozono del 12-15%, l'ozono può decomporsi in modo esplosivo. Va inoltre notato che il processo di decomposizione dell'ozono accelera con l'aumentare della temperatura e la reazione di decomposizione stessa 2O3>3O2 + 68 kcal è esotermica ed è accompagnata dal rilascio di una grande quantità di calore.

O3 -> O+O2
O3 + O -> 2 O2
O2 + E- -> O2-

L’ozono è uno dei più forti agenti ossidanti naturali. Il potenziale di ossidazione dell'ozono è 2,07 V (per confronto, il fluoro ha 2,4 V e il cloro ha 1,7 V).

L'ozono ossida tutti i metalli tranne l'oro e il gruppo del platino, ossida lo zolfo e gli ossidi di azoto e ossida l'ammoniaca per formare nitrito di ammonio.
L'ozono reagisce attivamente con i composti aromatici, distruggendo il nucleo aromatico. In particolare, l'ozono reagisce con il fenolo distruggendo il nucleo. L'ozono interagisce attivamente con gli idrocarburi saturi con la distruzione dei doppi legami di carbonio.
L'interazione dell'ozono con i composti organici è ampiamente utilizzata nell'industria chimica e nelle industrie correlate. Le reazioni dell'ozono con composti aromatici hanno costituito la base delle tecnologie di deodorizzazione per vari ambienti, locali e acque reflue.

Proprietà biologiche dell'ozono.
Nonostante un gran numero di studi, il meccanismo non è ben compreso. È noto che ad alte concentrazioni di ozono si osservano danni alle vie respiratorie, ai polmoni e alle mucose. L'esposizione a lungo termine all'ozono porta allo sviluppo di malattie croniche dei polmoni e del tratto respiratorio superiore.
L'esposizione a piccole dosi di ozono ha un effetto preventivo e terapeutico e sta cominciando ad essere utilizzata attivamente in medicina, principalmente in dermatologia e cosmetologia.
Oltre alla sua grande capacità di distruggere i batteri, l'ozono è molto efficace nel distruggere le spore, le cisti (membrane dense che si formano attorno agli organismi unicellulari, come flagellati e rizomi, durante la loro riproduzione, nonché in condizioni per loro sfavorevoli) e molti altri microbi patogeni.

Applicazioni tecnologiche dell'ozono
Negli ultimi 20 anni, le applicazioni dell’ozono si sono ampliate in modo significativo e nuovi sviluppi sono in corso in tutto il mondo. Lo sviluppo così rapido delle tecnologie che utilizzano l’ozono è facilitato dalla sua pulizia ambientale. A differenza di altri agenti ossidanti, l'ozono si decompone durante le reazioni in ossigeno molecolare e atomico e ossidi saturi. Tutti questi prodotti, di regola, non inquinano l'ambiente e non portano alla formazione di sostanze cancerogene, come, ad esempio, durante l'ossidazione con cloro o fluoro.

Acqua:
Nel 1857, con l’aiuto del “tubo perfetto a induzione magnetica” creato da Werner von Siemens, fu costruito il primo impianto tecnico di ozono. Nel 1901 Siemens costruì a Wiesband la prima centrale idroelettrica con generatore di ozono.
Storicamente, l’uso dell’ozono è iniziato con gli impianti di trattamento dell’acqua potabile, quando il primo impianto pilota fu testato nella città di San Maur (Francia) nel 1898. Già nel 1907 fu costruito il primo impianto di ozonizzazione dell'acqua nella città di Bon Voyage (Francia) per le esigenze della città di Nizza. Nel 1911 a San Pietroburgo fu messa in funzione una stazione di ozonizzazione per l'acqua potabile.
Attualmente il 95% dell’acqua potabile in Europa è trattata con ozono. Negli USA è in corso il processo di conversione dalla clorazione all’ozonizzazione. Ci sono diverse grandi stazioni in Russia (a Mosca, Nizhny Novgorod e in altre città).

Aria:
L'uso dell'ozono nei sistemi di purificazione dell'acqua si è dimostrato altamente efficace, ma non sono ancora stati creati sistemi di purificazione dell'aria altrettanto efficaci e comprovati. L'ozonizzazione è considerata un metodo di pulizia non chimico ed è quindi popolare tra la popolazione. Tuttavia, gli effetti cronici delle microconcentrazioni di ozono sul corpo umano non sono stati sufficientemente studiati.
Con una concentrazione di ozono molto bassa, l'aria nella stanza risulta gradevole e fresca e gli odori sgradevoli sono molto meno avvertibili. Contrariamente alla credenza popolare sugli effetti benefici di questo gas, che in alcuni opuscoli viene attribuita all'aria forestale ricca di ozono, in realtà l'ozono, anche se altamente diluito, è un gas irritante molto tossico e pericoloso. Anche piccole concentrazioni di ozono possono avere un effetto irritante sulle mucose e causare disturbi al sistema nervoso centrale, che portano a bronchite e mal di testa.

Usi medici dell'ozono
Nel 1873, Focke osservò la distruzione di microrganismi sotto l'influenza dell'ozono e questa proprietà unica dell'ozono attirò l'attenzione dei medici.
La storia dell'uso dell'ozono per scopi medici risale al 1885, quando Charlie Kenworth pubblicò per la prima volta il suo rapporto sulla Florida Medical Association, USA. Prima di questa data sono state trovate brevi informazioni sull'uso dell'ozono in medicina.
Nel 1911, M. Eberhart utilizzò l'ozono nel trattamento della tubercolosi, dell'anemia, della polmonite, del diabete e di altre malattie. A. Wolf (1916) durante la prima guerra mondiale usò una miscela di ossigeno-ozono nei feriti per fratture complesse, flemmoni, ascessi e ferite purulente. N. Kleinmann (1921) utilizzò l'ozono per il trattamento generale delle “cavità del corpo”. Negli anni '30 20° secolo E.A. Fish, un dentista, inizia nella pratica il trattamento con ozono.
Nella domanda per l'invenzione del primo apparecchio da laboratorio, Fish propose il termine "CYTOZON", che ancora oggi è riportato sui generatori di ozono utilizzati nello studio dentistico. Joachim Hänzler (1908-1981) creò il primo generatore di ozono medico, che consentiva il dosaggio preciso della miscela di ozono-ossigeno e consentiva così un ampio utilizzo dell'ozonoterapia.
R. Auborg (1936) rivelò l'effetto della cicatrizzazione delle ulcere del colon sotto l'influenza dell'ozono e attirò l'attenzione sulla natura del suo effetto generale sul corpo. Il lavoro sullo studio degli effetti terapeutici dell'ozono durante la seconda guerra mondiale continuò attivamente in Germania; i tedeschi usarono con successo l'ozono per il trattamento locale di ferite e ustioni. Tuttavia, nel dopoguerra, la ricerca fu interrotta per quasi due decenni, a causa dell’avvento degli antibiotici e della mancanza di generatori di ozono affidabili e compatti e di materiali resistenti all’ozono. La ricerca ampia e sistematica nel campo dell'ozonoterapia è iniziata a metà degli anni '70, quando nella pratica medica quotidiana sono comparsi materiali polimerici resistenti all'ozono e unità di ozonizzazione facili da usare.
Ricerca in vitro , cioè, in condizioni di laboratorio ideali, hanno dimostrato che quando interagisce con le cellule del corpo, l'ozono ossida i grassi e forma perossidi, sostanze dannose per tutti i virus, batteri e funghi conosciuti. In termini di azione, l’ozono può essere paragonato agli antibiotici, con la differenza che non danneggia il fegato e i reni e non ha effetti collaterali. Ma sfortunatamente, in vivo - in condizioni reali tutto è molto più complicato.
Un tempo l'ozonoterapia era molto popolare: molti consideravano l'ozono quasi una panacea per tutti i disturbi. Ma uno studio dettagliato sugli effetti dell'ozono ha dimostrato che, oltre ai malati, l'ozono colpisce anche le cellule sane della pelle e dei polmoni. Di conseguenza, nelle cellule viventi iniziano mutazioni inaspettate e imprevedibili. L'ozonoterapia non ha mai messo radici in Europa e negli Stati Uniti e in Canada l'uso medico ufficiale dell'ozono non è legalizzato, ad eccezione della medicina alternativa.
In Russia, sfortunatamente, la medicina ufficiale non ha abbandonato un metodo terapeutico così pericoloso e non sufficientemente provato. Attualmente, gli ozonizzatori d'aria e le unità di ozonizzazione sono ampiamente utilizzati. Piccoli generatori di ozono vengono utilizzati in presenza di persone.

PRINCIPIO OPERATIVO.
L'ozono è formato dall'ossigeno. Esistono diversi modi per produrre ozono, i più comuni dei quali sono: elettrolitico, fotochimico ed elettrosintesi nel plasma a scarica di gas. Per evitare ossidi indesiderati, è preferibile ottenere l'ozono dall'ossigeno medicale puro mediante elettrosintesi. La concentrazione della miscela di ozono-ossigeno risultante in tali dispositivi è facile da variare, sia impostando una certa potenza della scarica elettrica, sia regolando il flusso di ossigeno in entrata (più velocemente l'ossigeno passa attraverso l'ozonizzatore, meno ozono viene assorbito). formato).

Elettrolitico Il metodo di sintesi dell'ozono viene effettuato in speciali celle elettrolitiche. Come elettroliti vengono utilizzate soluzioni di vari acidi e i loro sali (H2SO4, HClO4, NaClO4, KClO4). La formazione di ozono avviene a causa della decomposizione dell'acqua e della formazione di ossigeno atomico che, aggiunto a una molecola di ossigeno, forma ozono e una molecola di idrogeno. Questo metodo produce ozono concentrato, ma consuma molta energia e quindi non è ampiamente utilizzato.
Fotochimico Il metodo di produzione dell'ozono è il metodo più comune in natura. L'ozono si forma quando una molecola di ossigeno si dissocia sotto l'influenza della radiazione UV a onde corte. Questo metodo non produce ozono ad alta concentrazione. I dispositivi basati su questo metodo si sono diffusi per scopi di laboratorio, in medicina e nell'industria alimentare.
Elettrosintesi l'ozono è il più diffuso. Questo metodo combina la capacità di ottenere elevate concentrazioni di ozono con un'elevata produttività e costi energetici relativamente bassi.
Come risultato di numerosi studi sull'uso di vari tipi di scarica di gas per l'elettrosintesi dell'ozono, si sono diffusi dispositivi che utilizzano tre forme di scarica:

1. Scarico barriera - il più utilizzato è un ampio insieme di microscariche pulsate in uno spazio gassoso lungo 1-3 mm tra due elettrodi separati da una o due barriere dielettriche quando gli elettrodi sono alimentati con alta tensione alternata con una frequenza da 50 Hz a diversi kilohertz . La produttività di un impianto può variare da grammi a 150 kg di ozono all'ora.
2. Scarico superficiale - forma simile a una scarica a barriera, divenuta molto diffusa nell'ultimo decennio per la sua semplicità e affidabilità. È anche un insieme di microscariche che si sviluppano lungo la superficie di un dielettrico solido quando gli elettrodi vengono alimentati con tensione alternata con una frequenza da 50 Hz a 15-40 kHz.
3. Scarica ad impulsi - di norma, una scarica corona a streamer che si verifica nello spazio tra due elettrodi quando gli elettrodi sono alimentati con una tensione impulsiva che dura da centinaia di nanosecondi a diversi microsecondi.

• Efficace nella pulizia dell'aria interna.
• Non produrre sottoprodotti nocivi.
• Facilita le condizioni per chi soffre di allergie, asmatici, ecc.

Nel 1997, le aziende produttrici di ozonizzatori Living Air Corporation, Alpine Industries Inc. (ora “Ecoguest”), Quantum Electronics Corp. e altri che hanno violato l'ordine della FTC statunitense sono stati puniti amministrativamente dai tribunali, compreso il divieto di ulteriori attività di alcuni di loro negli Stati Uniti. Allo stesso tempo, gli imprenditori privati ​​che hanno venduto generatori di ozono con raccomandazioni per il loro utilizzo in stanze con persone hanno ricevuto pene detentive da 1 a 6 anni.
Attualmente, alcune di queste aziende occidentali stanno sviluppando con successo le vendite attive dei loro prodotti in Russia.

Svantaggi degli ozonizzatori:
Qualsiasi sistema di sterilizzazione che utilizzi l'ozono richiede un attento monitoraggio della sicurezza, il test delle costanti di concentrazione di ozono con analizzatori di gas e la gestione delle emergenze in caso di concentrazioni eccessive di ozono.
L'ozonizzatore non è progettato per funzionare in:

• ambiente saturo di polvere elettricamente conduttiva e vapore acqueo,
• luoghi contenenti gas e vapori attivi che distruggono i metalli,
• luoghi con umidità relativa superiore al 95%,
• in aree a rischio di esplosione e incendio.

Applicazione degli ozonizzatori per la sterilizzazione dell'aria interna:

• allunga i tempi del processo di sterilizzazione,
• aumenta la tossicità e l’ossidazione dell’aria,
• comporta il pericolo di esplosione,
• Il ritorno delle persone in un locale disinfettato è possibile solo dopo che l'ozono si è completamente decomposto.

RIEPILOGO.
L'ozonizzazione è altamente efficace per sterilizzare le superfici e l'aria interna, ma non ha alcun effetto sulla purificazione dell'aria dalle impurità meccaniche. L'impossibilità di utilizzare il metodo in presenza di persone e la necessità di effettuare la disinfezione in un locale sigillato limita gravemente l'ambito della sua applicazione professionale.

DEFINIZIONE

Ozonoè una modificazione allotropica dell'ossigeno. Nel suo stato normale è un gas azzurro, nello stato liquido è blu scuro e nello stato solido è viola scuro (fino al nero).

Può rimanere in uno stato di liquido sottoraffreddato fino ad una temperatura di (-250 o C). scarsamente solubile in acqua, meglio in tetracloruro di carbonio e vari clorofluorocarburi. Un agente ossidante molto forte.

Formula chimica dell'ozono

Formula chimica dell'ozono-O3. Mostra che la molecola di questa sostanza contiene tre atomi di ossigeno (Ar = 16 amu). Utilizzando la formula chimica, puoi calcolare la massa molecolare dell'ozono:

Mr(O 3) = 3×Ar(O) = 3×16 = 48

Formula strutturale (grafica) dell'ozono

Più ovvio è formula strutturale (grafica) dell'ozono. Mostra come gli atomi sono collegati tra loro all'interno di una molecola (Fig. 1).

Riso. 1. La struttura della molecola di ozono.

Formula elettronica , che mostra la distribuzione degli elettroni in un atomo per sottolivello energetico è mostrato di seguito:

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

Mostra anche che l'ossigeno di cui è composto l'ozono appartiene agli elementi della famiglia p, così come il numero di elettroni di valenza: ci sono 6 elettroni nel livello energetico esterno (3s 2 3p 4).

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

ESEMPIO 2