ओजोन किससे बनती है? चिकित्सा ओजोन के बारे में सामान्य जानकारी

मास्को, 16 सितंबर - आरआईए नोवोस्ती।ओजोन परत के संरक्षण के लिए अंतर्राष्ट्रीय दिवस, एक पतली "ढाल" जो सूर्य के हानिकारक पराबैंगनी विकिरण से पृथ्वी पर सभी जीवन की रक्षा करती है, सोमवार 16 सितंबर को मनाया जाता है - इस दिन 1987 में प्रसिद्ध मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल पर हस्ताक्षर किए गए थे।

सामान्य परिस्थितियों में, ओजोन, या O3, एक हल्के नीले रंग की गैस है, जो ठंडा होने पर गहरे नीले रंग के तरल और फिर नीले-काले क्रिस्टल में बदल जाती है। कुल मिलाकर, ग्रह के वायुमंडल में ओजोन की मात्रा लगभग 0.6 भाग प्रति मिलियन है: इसका मतलब है, उदाहरण के लिए, वायुमंडल के प्रत्येक घन मीटर में केवल 0.6 घन सेंटीमीटर ओजोन है। तुलना के लिए, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड पहले से ही लगभग 400 भाग प्रति मिलियन है - यानी हवा के एक ही घन मीटर प्रति दो गिलास से अधिक।

वास्तव में, ओजोन की इतनी कम सांद्रता को पृथ्वी के लिए वरदान कहा जा सकता है: यह गैस, जो 15-30 किलोमीटर की ऊँचाई पर एक बचत ओजोन परत बनाती है, किसी व्यक्ति के तत्काल आसपास के क्षेत्र में बहुत कम "महान" है। ओजोन, रूसी वर्गीकरण के अनुसार, उच्चतम, खतरे की पहली श्रेणी के पदार्थों से संबंधित है - यह एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जो मनुष्यों के लिए बेहद जहरीला है।

वादिम समोइलोविच, कटैलिसीस और गैस इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री, रसायन विज्ञान संकाय, लोमोनोसोव मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के प्रयोगशाला में एक वरिष्ठ शोधकर्ता, ने आरआईए नोवोस्ती को कठिन ओजोन के विभिन्न गुणों को समझने में मदद की।

ओजोन ढाल

"यह एक काफी अच्छी तरह से अध्ययन की गई गैस है, लगभग हर चीज का अध्ययन किया गया है - सब कुछ कभी नहीं होता है, लेकिन मुख्य सब कुछ (ज्ञात है) ... ओजोन में कई प्रकार के अनुप्रयोग हैं। लेकिन यह मत भूलो कि आम तौर पर बोलते हुए, जीवन उत्पन्न हुआ ओजोन परत के लिए धन्यवाद - यह शायद मुख्य क्षण है," समोयलोविच कहते हैं।

समताप मंडल में, फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप ऑक्सीजन से ओजोन बनता है - ऐसी प्रतिक्रियाएं सौर विकिरण के प्रभाव में शुरू होती हैं। वहां, ओजोन की सांद्रता पहले से ही अधिक है - लगभग 8 मिलीलीटर प्रति घन मीटर। कुछ यौगिकों के साथ "मिलने" पर गैस नष्ट हो जाती है, उदाहरण के लिए, परमाणु क्लोरीन और ब्रोमीन - ये पदार्थ खतरनाक क्लोरोफ्लोरोकार्बन का हिस्सा हैं, जिन्हें फ्रीन्स के रूप में जाना जाता है। मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के आगमन से पहले, वे दूसरों के बीच, प्रशीतन उद्योग में और गैस कार्ट्रिज में प्रणोदक के रूप में उपयोग किए जाते थे।

2012 में, जब मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल ने अपनी 25 वीं वर्षगांठ मनाई, संयुक्त राष्ट्र पर्यावरण कार्यक्रम (यूएनईपी) के विशेषज्ञों ने ओजोन परत की सुरक्षा को केवल चार प्रमुख पर्यावरणीय समस्याओं में से एक के रूप में नामित किया जिसमें मानव जाति ने महत्वपूर्ण प्रगति की है। उसी समय, UNEP ने नोट किया कि समताप मंडल में ओजोन सामग्री 1998 से कम होना बंद हो गई थी, और वैज्ञानिकों के अनुसार, 2050-2075 तक यह 1980 से पहले दर्ज किए गए स्तरों पर वापस आ सकती है।

ओजोन स्मॉग

पृथ्वी की सतह से 30 किलोमीटर की दूरी पर, ओजोन "अच्छा व्यवहार" करता है, लेकिन क्षोभमंडल में, सतह की परत, यह एक खतरनाक प्रदूषक बन जाती है। यूएनईपी के अनुसार, उत्तरी गोलार्ध में ट्रोपोस्फेरिक ओजोन सांद्रता पिछले 100 वर्षों में लगभग तीन गुना हो गई है, जिससे यह तीसरी सबसे बड़ी "मानवजनित" ग्रीनहाउस गैस बन गई है।

यहाँ भी, ओजोन वायुमंडल में उत्सर्जित नहीं होता है, लेकिन हवा में सौर विकिरण के प्रभाव में बनता है, जो पहले से ही ओजोन "अग्रदूतों" - नाइट्रोजन ऑक्साइड, वाष्पशील हाइड्रोकार्बन और कुछ अन्य यौगिकों द्वारा प्रदूषित है। उन शहरों में जहां ओजोन स्मॉग के मुख्य घटकों में से एक है, वाहन उत्सर्जन परोक्ष रूप से इसकी उपस्थिति के लिए "दोष" है।

केवल लोग और जलवायु ही नहीं हैं जो भू-स्तर ओजोन से पीड़ित हैं। यूएनईपी का अनुमान है कि ट्रोपोस्फेरिक ओजोन को कम करने से लगभग 25 मिलियन टन चावल, गेहूं, सोयाबीन और मकई को बचाने में मदद मिल सकती है जो इस पौधे-विषैले गैस से हर साल खो जाते हैं।

यह ठीक है क्योंकि जमीनी स्तर का ओजोन अब इतना उपयोगी नहीं है कि मौसम विज्ञान और पर्यावरण निगरानी विशेषज्ञ मास्को सहित बड़े शहरों की हवा में इसकी सांद्रता की लगातार निगरानी करते हैं।

ओजोन उपयोगी

"ओजोन के बहुत ही दिलचस्प गुणों में से एक जीवाणुनाशक है। यह व्यावहारिक रूप से ऐसे सभी पदार्थों में पहला है, क्लोरीन, मैंगनीज पेरोक्साइड, क्लोरीन ऑक्साइड," वादिम समोयलोविच कहते हैं।

ओजोन की वही चरम प्रकृति, जो इसे एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट बनाती है, इस गैस के दायरे की व्याख्या करती है। ओजोन का उपयोग परिसर, कपड़े, उपकरण और निश्चित रूप से, जल शोधन - पीने और औद्योगिक और यहां तक ​​​​कि अपशिष्ट दोनों की नसबंदी और कीटाणुशोधन के लिए किया जाता है।

इसके अलावा, विशेषज्ञ इस बात पर जोर देते हैं कि कई देशों में लुगदी विरंजन संयंत्रों में क्लोरीन के विकल्प के रूप में ओजोन का उपयोग किया जाता है।

"ऑर्गेनिक के साथ क्लोरीन (प्रतिक्रिया करते समय) क्रमशः ऑर्गोक्लोरिन देता है, जो सिर्फ क्लोरीन की तुलना में बहुत अधिक विषैले होते हैं। कुल मिलाकर, यह (जहरीले कचरे की उपस्थिति - एड।) क्लोरीन की एकाग्रता को तेजी से कम करके या तो टाला जा सकता है, या बस इसे खत्म करना। विकल्पों में से एक - ओजोन के साथ क्लोरीन की जगह," समोयलोविच ने समझाया।

वायु को भी ओजोनाइज़ किया जा सकता है, और यह दिलचस्प परिणाम भी देता है - उदाहरण के लिए, इवानोवो में, श्रम सुरक्षा के अखिल रूसी अनुसंधान संस्थान के विशेषज्ञों और उनके सहयोगियों ने अध्ययन की एक श्रृंखला आयोजित की, जिसके दौरान "कताई की दुकानों में, एक निश्चित मात्रा में ओजोन को सामान्य वेंटिलेशन नलिकाओं में जोड़ा गया था।" नतीजतन, श्वसन रोगों का प्रसार कम हो गया, जबकि श्रम उत्पादकता, इसके विपरीत, बढ़ी। खाद्य गोदामों में एयर ओजोनेशन इसकी सुरक्षा बढ़ा सकता है, और अन्य देशों में भी ऐसे अनुभव होते हैं।

ओजोन विषैला होता है

ओजोन के उपयोग के साथ एक ही समस्या है - इसकी विषाक्तता। रूस में, वायुमंडलीय हवा में ओजोन के लिए अधिकतम अनुमेय एकाग्रता (एमपीसी) 0.16 मिलीग्राम प्रति घन मीटर है, और कार्य क्षेत्र की हवा में - 0.1 मिलीग्राम है। इसलिए, समोइलोविच नोट करता है, उसी ओजोनेशन के लिए निरंतर निगरानी की आवश्यकता होती है, जो मामले को बहुत जटिल करता है।

"यह अभी भी एक जटिल तकनीक है। वहां कुछ जीवाणुनाशक की एक बाल्टी डालना, इसे डालना और यह बहुत आसान है, लेकिन यहां आपको पालन करने की आवश्यकता है, किसी प्रकार की तैयारी होनी चाहिए," वैज्ञानिक कहते हैं।

ओजोन मानव शरीर को धीरे-धीरे लेकिन गंभीर रूप से नुकसान पहुंचाता है - ओजोन-प्रदूषित हवा के लंबे समय तक संपर्क में रहने से हृदय और श्वसन संबंधी बीमारियों का खतरा बढ़ जाता है। कोलेस्ट्रॉल के साथ प्रतिक्रिया करके, यह अघुलनशील यौगिक बनाता है, जिससे एथेरोस्क्लेरोसिस का विकास होता है।

"अधिकतम अनुमेय स्तर से ऊपर की सांद्रता पर, सिरदर्द, श्लेष्मा झिल्ली में जलन, खांसी, चक्कर आना, सामान्य थकान, और हृदय गतिविधि में गिरावट हो सकती है। विषाक्त जमीनी स्तर ओजोन श्वसन रोगों, बच्चों की उपस्थिति या उत्तेजना की ओर जाता है। बुजुर्गों और दमा के रोगियों को खतरा है," रोशाइड्रोमेट के सेंट्रल एरोलॉजिकल ऑब्जर्वेटरी (सीएओ) की वेबसाइट पर उल्लेख किया गया है।

ओजोन विस्फोटक

ओजोन न केवल साँस लेने के लिए हानिकारक है - माचिस को भी छिपा देना चाहिए, क्योंकि यह गैस बहुत विस्फोटक होती है। परंपरागत रूप से, 300-350 मिलीलीटर प्रति लीटर हवा को ओजोन गैस के खतरनाक स्तर के लिए "दहलीज" माना जाता है, हालांकि कुछ वैज्ञानिक उच्च स्तर के साथ काम कर रहे हैं, समोयलोविच कहते हैं। लेकिन तरल ओजोन - वही नीला तरल जो ठंडा होने पर गहरा हो जाता है - अनायास फट जाता है।

यह वही है जो रॉकेट ईंधन में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में तरल ओजोन के उपयोग को रोकता है - इस तरह के विचार अंतरिक्ष युग की शुरुआत के तुरंत बाद दिखाई दिए।

"विश्वविद्यालय में हमारी प्रयोगशाला इस तरह के विचार पर उठी। प्रतिक्रिया में प्रत्येक रॉकेट ईंधन का अपना कैलोरी मान होता है, यानी जब यह जलता है तो कितनी गर्मी निकलती है, और इसलिए रॉकेट कितना शक्तिशाली होगा। तो, यह ज्ञात है कि सबसे शक्तिशाली विकल्प तरल ओजोन के साथ मिश्रित तरल हाइड्रोजन है ... लेकिन एक माइनस है। मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के एक प्रतिनिधि का कहना है कि तरल ओजोन फट जाता है, और यह अनायास फट जाता है, यानी बिना किसी स्पष्ट कारण के।

उनके अनुसार, सोवियत और अमेरिकी दोनों प्रयोगशालाओं ने "इसे किसी तरह सुरक्षित (व्यवसाय) बनाने के लिए भारी मात्रा में प्रयास और समय बिताया - यह पता चला कि ऐसा करना असंभव था।" समोइलोविच याद करते हैं कि एक दिन संयुक्त राज्य अमेरिका के सहयोगियों ने विशेष रूप से शुद्ध ओजोन प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की, जो "ऐसा लगता था" विस्फोट नहीं हुआ, "हर कोई पहले से ही टिमपनी को पीट रहा था", लेकिन फिर पूरे संयंत्र में विस्फोट हो गया, और काम रोक दिया गया।

"हमारे पास ऐसे मामले थे जब कहते हैं, तरल ओजोन के साथ एक फ्लास्क खड़ा होता है, खड़ा होता है, इसमें तरल नाइट्रोजन डाला जाता है, और फिर - या तो नाइट्रोजन वहां उबल जाती है, या कुछ और - आप आते हैं, लेकिन स्थापना का आधा हिस्सा नहीं है," सब कुछ धूल में उड़ गया है। यह विस्फोट क्यों हुआ - कौन जानता है, "वैज्ञानिक नोट करते हैं।

ओजोन एक गैसीय पदार्थ है जो ऑक्सीजन का एक रूपांतर है (इसके तीन परमाणु होते हैं)। यह हमेशा वातावरण में मौजूद रहता है, लेकिन पहली बार 1785 में डच भौतिक विज्ञानी वैन मारुम द्वारा हवा पर एक चिंगारी की क्रिया का अध्ययन करते हुए खोजा गया था। 1840 में, जर्मन रसायनज्ञ क्रिश्चियन फ्रेडरिक शोनबिन ने इन टिप्पणियों की पुष्टि की और सुझाव दिया कि उन्होंने एक नए तत्व की खोज की, जिसे उन्होंने "ओज़ोन" नाम दिया (ग्रीक ओजोन से - महक)। 1850 में, ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में ओजोन की उच्च गतिविधि और कई कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रियाओं में दोहरे बंधनों को जोड़ने की इसकी क्षमता निर्धारित की गई थी। ओजोन के इन दोनों गुणों को बाद में व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग मिला। हालाँकि, ओजोन का मूल्य इन दो गुणों तक सीमित नहीं है। यह एक निस्संक्रामक और डिओडोरेंट के रूप में कई मूल्यवान गुणों को पाया गया है।
पहली बार, ओजोन का उपयोग स्वच्छता में पीने के पानी और हवा को कीटाणुरहित करने के साधन के रूप में किया गया था। रूसी वैज्ञानिक ओजोनेशन प्रक्रियाओं के पहले शोधकर्ताओं में से थे। 1874 में वापस, (रूसी) हाइजीनिस्ट्स के पहले स्कूल के संस्थापक, प्रोफेसर ए.डी. डोबरॉय श्विन ने ओजोन को रोगजनक माइक्रोफ्लोरा से पीने के पानी और हवा कीटाणुरहित करने के लिए सबसे अच्छा साधन के रूप में प्रस्तावित किया। इससे पहले, 1886 में, एन.के. क्लेडीश ने ओजोन के जीवाणुनाशक प्रभाव पर शोध किया था। और इसे एक अत्यधिक प्रभावी कीटाणुनाशक के रूप में अनुशंसित किया। ओजोन अनुसंधान विशेष रूप से 20 वीं शताब्दी में व्यापक था। और पहले से ही 1911 में, यूरोप में पहला ओजोन जल आपूर्ति स्टेशन सेंट उद्देश्य में चिकित्सा में, खाद्य उद्योग में स्वच्छता उद्देश्यों के लिए परिचालन में लाया गया था। , रासायनिक उद्योग की ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं में, आदि।
पिछले एक दशक में ओजोन उपयोग के क्षेत्रों और पैमानों में तेजी से वृद्धि हुई है। वर्तमान में, ओजोन के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग इस प्रकार हैं: जैविक ऑक्सीजन की मांग (बीओडी), विरंजन, हानिकारक विषाक्त पदार्थों (साइनाइड्स, साइनाइड्स) को बेअसर करने के लिए पीने और औद्योगिक पानी की शुद्धि और कीटाणुशोधन, साथ ही साथ घरेलू मल और औद्योगिक अपशिष्ट। फिनोल, मर्कैप्टन), अप्रिय गंधों का उन्मूलन, विभिन्न उद्योगों की दुर्गन्ध और वायु शोधन, एयर कंडीशनिंग सिस्टम में ओजोनेशन, खाद्य भंडारण, पैकेजिंग की नसबंदी और दवा उद्योग में ड्रेसिंग सामग्री, विभिन्न रोगों की चिकित्सा और चिकित्सा रोकथाम, आदि।
हाल के वर्षों में, ओजोन की एक और संपत्ति स्थापित की गई है - पशु चारा और मनुष्यों के लिए भोजन के जैविक मूल्य को बढ़ाने की क्षमता, जिससे फ़ीड और विभिन्न उत्पादों के प्रसंस्करण, तैयारी और भंडारण में ओजोन का उपयोग करना संभव हो गया। इसलिए, कृषि उत्पादन और विशेष रूप से कुक्कुट पालन में ओजोनेशन प्रौद्योगिकियों का विकास बहुत ही आशाजनक है।

ओजोन के भौतिक गुण

ओजोन ऑक्सीजन का एक अत्यधिक सक्रिय, अलॉट्रोपिक रूप है; साधारण तापमान पर, यह एक विशिष्ट तीखी गंध वाली एक हल्की नीली गैस है (हवा के 0.015 mg/m3 की ओजोन सांद्रता पर गंध को व्यवस्थित रूप से महसूस किया जाता है)। तरल चरण में, ओजोन में एक इंडिगो-नीला रंग होता है, और ठोस चरण में इसका गाढ़ा बैंगनी-नीला रंग होता है, ओजोन की 1 मिमी मोटी परत व्यावहारिक रूप से अपारदर्शी होती है। ओजोन ऑक्सीजन से बनता है, जबकि गर्मी को अवशोषित करता है, और, इसके विपरीत, विघटित होने पर, यह ऑक्सीजन में गुजरता है, गर्मी जारी करता है (दहन के समान)। इस प्रक्रिया को निम्न रूप में लिखा जा सकता है:
उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया
2Oz \u003d ZO2 + 68 किलो कैलोरी
एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया

इन प्रतिक्रियाओं की दर तापमान, दबाव और ओजोन एकाग्रता पर निर्भर करती है। सामान्य तापमान और दबाव में, प्रतिक्रियाएँ धीरे-धीरे आगे बढ़ती हैं, लेकिन ऊंचे तापमान पर, ओजोन का अपघटन तेज हो जाता है।
विभिन्न विकिरणों की ऊर्जा के प्रभाव में ओजोन का निर्माण अपेक्षाकृत जटिल है। लागू ऊर्जा की मात्रा के आधार पर ऑक्सीजन से ओजोन के निर्माण की प्राथमिक प्रक्रिया अलग-अलग तरीके से आगे बढ़ सकती है।
ऑक्सीजन अणु का उत्तेजन 6.1 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर होता है; आणविक ऑक्सीजन आयनों का निर्माण - 12.2 ईवी की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर; ऑक्सीजन में पृथक्करण - 19.2 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर। सभी मुक्त इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन के अणुओं द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नकारात्मक ऑक्सीजन आयन बनते हैं। अणु के उत्तेजित होने के बाद ओजोन बनने की प्रतिक्रिया होती है।
12.2 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर, जब आणविक ऑक्सीजन आयन बनते हैं, तो कोई ओजोन रिलीज़ नहीं होता है, और 19.2 eV की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पर, जब परमाणु और ऑक्सीजन आयन दोनों शामिल होते हैं, तो ओजोन बनता है। इसके साथ ही सकारात्मक और नकारात्मक ऑक्सीजन आयन बनते हैं। ओजोन क्षय* का तंत्र, जिसमें सजातीय और विषम प्रणालियां शामिल हैं, जटिल है और स्थितियों पर निर्भर करता है। गैसीय योजक (नाइट्रोजन ऑक्साइड, क्लोरीन, आदि), और धातुओं (पारा, चांदी, तांबा, आदि) और धातु ऑक्साइड (लौह, तांबा, निकल, सीसा, आदि) द्वारा विषम प्रणालियों में ओजोन अपघटन को सजातीय प्रणालियों में त्वरित किया जाता है। ). ओजोन की उच्च सांद्रता पर, विस्फोट के साथ प्रतिक्रिया होती है। 10% तक की ओजोन सांद्रता पर विस्फोटक अपघटन नहीं होता है। कम तापमान ओजोन के संरक्षण में मदद करता है। -183 डिग्री सेल्सियस के आसपास के तापमान पर, तरल ओजोन को ध्यान देने योग्य अपघटन के बिना लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। क्वथनांक (-119°C) तक तेजी से गर्म करना या ओजोन के तेजी से ठंडा होने से विस्फोट हो सकता है। इसलिए, ओजोन के गुणों को जानना और इसके साथ काम करते समय सावधानी बरतना बहुत जरूरी है। तालिका 1 ओजोन के मुख्य भौतिक गुणों को दर्शाता है।
गैसीय अवस्था में, ओजोन प्रतिचुम्बकीय होती है, जबकि तरल अवस्था में, यह कमजोर अनुचुम्बकीय होती है। ओजोन आवश्यक तेलों, तारपीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड में अच्छी तरह से घुल जाता है। पानी में इसकी घुलनशीलता ऑक्सीजन की तुलना में 15 गुना अधिक है।
ओजोन अणु, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, में तीन ऑक्सीजन परमाणु होते हैं और एक असममित त्रिभुज संरचना होती है, जो कि शीर्ष (116.5 °) और समान परमाणु दूरी (1.28 ° A) पर औसत बाध्यकारी ऊर्जा (78 किलो कैलोरी /) के साथ एक विषम कोण की विशेषता होती है। मोल) और कमजोर रूप से व्यक्त ध्रुवीयता (0.58)।

ओजोन के बुनियादी भौतिक गुण

ओजोन के ऑप्टिकल गुणों को विभिन्न वर्णक्रमीय संरचना के विकिरण की अस्थिरता से चिह्नित किया जाता है। विकिरण न केवल ओजोन द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, इसे नष्ट कर सकता है, बल्कि ओजोन भी बना सकता है। वायुमंडल में ओजोन का निर्माण स्पेक्ट्रम 210-220 और 175 एनएम के लघु-तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में होता है। इस मामले में, प्रति अवशोषित प्रकाश क्वांटम में दो ओजोन अणु बनते हैं। ओजोन के वर्णक्रमीय गुण, इसका गठन और सौर विकिरण के प्रभाव में क्षय पृथ्वी के जीवमंडल में इष्टतम जलवायु पैरामीटर प्रदान करते हैं।



शीर्ष पर एक अधिक कोण (116.5°) और औसत बाध्यकारी ऊर्जा (78 kcal/mol) और कमजोर ध्रुवता (0.58) के साथ समान परमाणु दूरी (1.28°A) की विशेषता वाला एक आर्बर।
ओजोन के ऑप्टिकल गुणों को विभिन्न वर्णक्रमीय संरचना के विकिरण की अस्थिरता से चिह्नित किया जाता है। विकिरण न केवल ओजोन द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, इसे नष्ट कर सकता है, बल्कि ओजोन भी बना सकता है। वायुमंडल में ओजोन का निर्माण स्पेक्ट्रम 210-220 और 175 एनएम के लघु-तरंग दैर्ध्य क्षेत्र में सूर्य से पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में होता है। इस मामले में, प्रति अवशोषित प्रकाश क्वांटम में दो ओजोन अणु बनते हैं। ओजोन के वर्णक्रमीय गुण, इसका गठन और सौर विकिरण के प्रभाव में क्षय पृथ्वी के जीवमंडल में इष्टतम जलवायु पैरामीटर प्रदान करते हैं।
ओजोन में सिलिका जेल और एल्युमिना जेल द्वारा सोखने की अच्छी क्षमता है, जो गैस मिश्रण और समाधानों से ओजोन के निष्कर्षण के साथ-साथ उच्च सांद्रता पर सुरक्षित संचालन के लिए इस घटना का उपयोग करना संभव बनाता है। हाल ही में, ओजोन की उच्च सांद्रता के साथ सुरक्षित संचालन के लिए फ्रीन्स का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। फ्रीऑन में घुली सांद्रित ओजोन को लंबे समय तक भंडारित किया जा सकता है।
ओजोन के संश्लेषण में, एक नियम के रूप में, गैस मिश्रण (O3 + O2 या ओज़ + वायु) बनते हैं, जिसमें ओजोन सामग्री मात्रा से 2-5% से अधिक नहीं होती है। शुद्ध ओजोन प्राप्त करना एक तकनीकी रूप से कठिन कार्य है और आज तक इसे हल नहीं किया जा सका है। गैस मिश्रण के कम तापमान आसवन द्वारा ऑक्सीजन को मिश्रण से अलग करने की एक विधि है। हालांकि, सुधार के दौरान ओजोन विस्फोट के खतरे को बाहर करना अभी तक संभव नहीं हो पाया है। अनुसंधान अभ्यास में, तरल नाइट्रोजन के साथ डबल फ्रीजिंग ओजोन की तकनीक का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिससे केंद्रित ओजोन प्राप्त करना संभव हो जाता है। अधिशोषण-विशोषण द्वारा संकेंद्रित ओजोन प्राप्त करना एक सुरक्षित तरीका है, जब गैस मिश्रण प्रवाह को ठंडे (-80°C) सिलिका जेल की एक परत के माध्यम से प्रवाहित किया जाता है, और फिर अधिशोषक को एक अक्रिय गैस (नाइट्रोजन या हीलियम) से उड़ाया जाता है। इस विधि का उपयोग करके, आप ओजोन का अनुपात प्राप्त कर सकते हैं: ऑक्सीजन \u003d 9: 1, यानी अत्यधिक केंद्रित ओजोन।
औद्योगिक उद्देश्यों के लिए ऑक्सीकरण घटक के रूप में केंद्रित ओजोन का उपयोग नगण्य है।

ओजोन के रासायनिक गुण

ओजोन के विशिष्ट रासायनिक गुणों को सबसे पहले इसकी अस्थिरता, जल्दी से विघटित होने की क्षमता और उच्च ऑक्सीडेटिव गतिविधि माना जाना चाहिए।
ओजोन के लिए, ऑक्सीकरण संख्या I स्थापित की गई थी, जो ओजोन द्वारा ऑक्सीकृत पदार्थ को दिए गए ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या की विशेषता है। जैसा कि प्रयोगों ने दिखाया है, यह 0.1, 3 के बराबर हो सकता है। पहले मामले में, ओजोन आयतन में वृद्धि के साथ विघटित होता है: 2Oz ---> 3O2, दूसरे में यह ऑक्सीकृत पदार्थ को एक ऑक्सीजन परमाणु देता है: O3 -> O2 + O (एक ही समय में, मात्रा में वृद्धि नहीं होती है), और तीसरे मामले में, ओजोन को ऑक्सीकृत पदार्थ में जोड़ा जाता है: O3 -\u003e 3O (इस मामले में, इसकी मात्रा घट जाती है)।
ऑक्सीकरण गुण अकार्बनिक पदार्थों के साथ ओजोन की रासायनिक प्रतिक्रियाओं को चिह्नित करते हैं।
सोना और प्लेटिनम समूह को छोड़कर ओजोन सभी धातुओं का ऑक्सीकरण करता है। सल्फर यौगिकों को इसके द्वारा सल्फेट, नाइट्राइट - नाइट्रेट में ऑक्सीकृत किया जाता है। आयोडीन और ब्रोमीन यौगिकों के साथ प्रतिक्रियाओं में, ओजोन गुणों को कम करने का प्रदर्शन करता है, और इसके मात्रात्मक निर्धारण के लिए कई तरीके इस पर आधारित होते हैं। नाइट्रोजन, कार्बन और उनके ऑक्साइड ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। हाइड्रोजन के साथ ओजोन की प्रतिक्रिया में, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल बनते हैं: H + O3 -> HO + O2। नाइट्रोजन ऑक्साइड ओजोन के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं, उच्च ऑक्साइड बनाते हैं:
नहीं + ओज़-> एनओ 2 + ओ 2;
NO2 + O3 -----> NO3 + O2;
NO2+O3->N2O5.
अमोनिया को ओजोन द्वारा अमोनियम नाइट्रेट में ऑक्सीकृत किया जाता है।
ओजोन हाइड्रोजन हलाइड्स को विघटित करता है और निचले ऑक्साइडों को उच्चतर में परिवर्तित करता है। प्रोसेस एक्टिवेटर्स के रूप में शामिल हैलोजन भी उच्च ऑक्साइड बनाते हैं।
ओजोन - ऑक्सीजन की कमी की क्षमता काफी अधिक है और एक अम्लीय वातावरण में 2.07 V के मान से और एक क्षारीय घोल में - 1.24 V द्वारा निर्धारित की जाती है। एक इलेक्ट्रॉन के साथ ओजोन की आत्मीयता 2 eV के मान से निर्धारित होती है, और केवल फ्लोरीन, इसके ऑक्साइड और मुक्त कणों में एक मजबूत इलेक्ट्रॉन संबंध होता है।
ओजोन के उच्च ऑक्सीडेटिव प्रभाव का उपयोग कई ट्रांसयूरेनियम तत्वों को सात-वैलेंट अवस्था में स्थानांतरित करने के लिए किया गया था, हालांकि उनकी उच्चतम वैलेंस अवस्था 6 है। चर वैलेंस (Cr, Co, आदि) की धातुओं के साथ ओजोन की प्रतिक्रिया व्यावहारिक अनुप्रयोग पाती है। डाई और विटामिन पीपी के उत्पादन में कच्चा माल प्राप्त करने में।
क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुएँ ओजोन की क्रिया के तहत ऑक्सीकृत होती हैं, और उनके हाइड्रॉक्साइड्स ओजोनाइड्स (ट्राईऑक्साइड्स) बनाते हैं। ओजोनाइड्स लंबे समय से ज्ञात हैं; फ्रांसीसी जैविक रसायनज्ञ चार्ल्स एडोल्फ वर्त्ज़ द्वारा 1886 की शुरुआत में उनका उल्लेख किया गया था। वे एक लाल-भूरे रंग के क्रिस्टलीय पदार्थ हैं, जिनके अणुओं की जाली में अकेले नकारात्मक ओजोन आयन (O3-) शामिल हैं, जो उनके अनुचुंबकीय गुणों को निर्धारित करता है। ओजोनाइड्स की थर्मल स्थिरता सीमा -60 ± 2 डिग्री सेल्सियस है, सक्रिय ऑक्सीजन की सामग्री वजन से 46% है। कई पेरोक्साइड यौगिकों की तरह, क्षार धातु ओजोनाइड्स को पुनर्योजी प्रक्रियाओं में व्यापक आवेदन मिला है।
ओजोनिड्स सोडियम, पोटेशियम, रूबिडियम, सीज़ियम के साथ ओजोन की प्रतिक्रियाओं में बनते हैं, जो एम + ओ-एच + ओ 3 प्रकार के मध्यवर्ती अस्थिर परिसर के माध्यम से जाते हैं - ओजोन के साथ एक और प्रतिक्रिया के साथ, जिसके परिणामस्वरूप ओजोनाइड और जलीय मिश्रण होता है क्षार धातु ऑक्साइड हाइड्रेट।
ओजोन सक्रिय रूप से कई कार्बनिक यौगिकों के साथ रासायनिक संपर्क में प्रवेश करती है। इस प्रकार, असंतृप्त यौगिकों के दोहरे बंधन के साथ ओजोन की परस्पर क्रिया का प्राथमिक उत्पाद एक मैलोज़ॉइड है, जो अस्थिर है और द्विध्रुवी आयन और कार्बोनिल यौगिकों (एल्डिहाइड या कीटोन) में विघटित होता है। इस प्रतिक्रिया में बनने वाले मध्यवर्ती उत्पादों को एक अलग क्रम में पुनर्संयोजित किया जाता है, जिससे ओजोनाइड बनता है। द्विध्रुवी आयन (अल्कोहल, एसिड) के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम पदार्थों की उपस्थिति में, ओजोनाइड्स के बजाय विभिन्न पेरोक्साइड यौगिक बनते हैं।
ओजोन सुगंधित यौगिकों के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है, और प्रतिक्रिया सुगंधित नाभिक के विनाश और इसके विनाश के बिना दोनों के साथ आगे बढ़ती है।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन के साथ प्रतिक्रियाओं में, ओजोन पहले परमाणु ऑक्सीजन के गठन के साथ विघटित होता है, जो श्रृंखला ऑक्सीकरण की शुरुआत करता है, जबकि ऑक्सीकरण उत्पादों की उपज ओजोन की खपत से मेल खाती है। संतृप्त हाइड्रोकार्बन के साथ ओजोन की परस्पर क्रिया गैस चरण और समाधान दोनों में होती है।
फेनॉल्स आसानी से ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जबकि बाद वाले एक अशांत सुगंधित नाभिक (जैसे क्विनोइन) के साथ-साथ असंतृप्त एल्डिहाइड और एसिड के कम-विषैले डेरिवेटिव वाले यौगिकों में नष्ट हो जाते हैं।
रासायनिक उद्योग और संबंधित उद्योगों में कार्बनिक यौगिकों के साथ ओजोन की बातचीत का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। असंतृप्त यौगिकों के साथ ओजोन की प्रतिक्रिया का उपयोग कृत्रिम रूप से विभिन्न फैटी एसिड, अमीनो एसिड, हार्मोन, विटामिन और बहुलक सामग्री प्राप्त करना संभव बनाता है; सुगन्धित हाइड्रोकार्बन के साथ ओजोन की प्रतिक्रियाएँ - डाइफेनिल एसिड, थैलिक डायल्डिहाइड और थैलिक एसिड, ग्लाइऑक्सालिक एसिड, आदि।
सुगंधित हाइड्रोकार्बन के साथ ओजोन की प्रतिक्रियाओं ने विभिन्न वातावरणों, परिसरों, अपशिष्ट जल, ऑफ-गैसों और सल्फर युक्त यौगिकों के दुर्गन्ध के तरीकों के विकास का आधार बनाया - अपशिष्ट जल और विभिन्न निकास गैसों के उपचार के तरीकों के विकास का आधार सल्फर युक्त हानिकारक यौगिकों (हाइड्रोजन सल्फाइड, मर्कैप्टन, सल्फर डाइऑक्साइड) से कृषि सहित उद्योग।

ओजोन का सूत्र क्या है? आइए इस रसायन की विशिष्ट विशेषताओं की पहचान करने के लिए मिलकर प्रयास करें।

ऑक्सीजन का अलॉट्रोपिक संशोधन

रसायन विज्ञान में ओजोन का आणविक सूत्र O 3। इसका सापेक्ष आणविक भार 48 है। यौगिक में तीन ओ परमाणु होते हैं। चूंकि ऑक्सीजन और ओजोन के सूत्र में एक ही रासायनिक तत्व शामिल होता है, इसलिए उन्हें रसायन विज्ञान में एलोट्रोपिक संशोधन कहा जाता है।

भौतिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, ओजोन का रासायनिक सूत्र एक गैसीय पदार्थ है जिसमें एक विशिष्ट गंध और हल्का नीला रंग होता है। प्रकृति में, आंधी के बाद देवदार के जंगल से गुजरते समय इस रासायनिक यौगिक को महसूस किया जा सकता है। चूंकि ओजोन का सूत्र O3 है, यह ऑक्सीजन से 1.5 गुना भारी है। O2 की तुलना में ओजोन की विलेयता बहुत अधिक है। शून्य तापमान पर इसकी 49 मात्रा 100 मात्रा पानी में आसानी से घुल जाती है। कम सांद्रता में, पदार्थ में विषाक्तता का गुण नहीं होता है, ओजोन केवल महत्वपूर्ण मात्रा में जहर है। अधिकतम स्वीकार्य एकाग्रता को हवा में O3 की मात्रा का 5% माना जाता है। मजबूत शीतलन के मामले में, यह आसानी से द्रवीभूत हो जाता है, और जब तापमान -192 डिग्री तक गिर जाता है, तो यह ठोस हो जाता है।

प्रकृति में

ओजोन अणु, जिसका सूत्र ऊपर प्रस्तुत किया गया था, प्रकृति में ऑक्सीजन से बिजली के निर्वहन के दौरान बनता है। इसके अलावा, ओ 3 शंकुधारी राल के ऑक्सीकरण के दौरान बनता है, यह हानिकारक सूक्ष्मजीवों को नष्ट कर देता है, और इसे मनुष्यों के लिए फायदेमंद माना जाता है।

प्रयोगशाला में प्राप्त करना

आप ओजोन कैसे प्राप्त कर सकते हैं? एक पदार्थ जिसका सूत्र O3 है, शुष्क ऑक्सीजन के माध्यम से एक विद्युत निर्वहन से बनता है। प्रक्रिया एक विशेष उपकरण - ओजोनाइज़र में की जाती है। यह दो ग्लास ट्यूबों पर आधारित है जो एक दूसरे में डाली जाती हैं। अंदर एक धातु की छड़ है, बाहर एक सर्पिल है। एक उच्च वोल्टेज कॉइल से जुड़ने के बाद, बाहरी और भीतरी ट्यूबों के बीच एक डिस्चार्ज होता है और ऑक्सीजन ओजोन में परिवर्तित हो जाती है। एक तत्व जिसका सूत्र एक सहसंयोजक ध्रुवीय बंधन के साथ एक यौगिक के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, ऑक्सीजन के आवंटन की पुष्टि करता है।

ऑक्सीजन को ओजोन में परिवर्तित करने की प्रक्रिया एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है जिसमें महत्वपूर्ण ऊर्जा लागत शामिल होती है। इस परिवर्तन की प्रतिवर्तीता के कारण, ओजोन अपघटन मनाया जाता है, जो सिस्टम की ऊर्जा में कमी के साथ होता है।

रासायनिक गुण

ओजोन का सूत्र इसकी ऑक्सीकरण शक्ति की व्याख्या करता है। ऑक्सीजन परमाणु खोने के दौरान, यह विभिन्न पदार्थों के साथ बातचीत करने में सक्षम है। उदाहरण के लिए, एक जलीय माध्यम में पोटेशियम आयोडाइड के साथ अभिक्रिया में, ऑक्सीजन मुक्त होती है और मुक्त आयोडीन बनती है।

ओजोन का आणविक सूत्र इसकी लगभग सभी धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता की व्याख्या करता है। अपवाद सोना और प्लेटिनम हैं। उदाहरण के लिए, धातु की चांदी को ओजोन के माध्यम से प्रवाहित करने के बाद, इसका कालापन देखा जाता है (ऑक्साइड बनता है)। इस मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट की कार्रवाई के तहत, रबड़ का विनाश मनाया जाता है।

समताप मंडल में, सूर्य से यूवी विकिरण की क्रिया के कारण ओजोन परत का निर्माण होता है। यह खोल ग्रह की सतह को सौर विकिरण के नकारात्मक प्रभावों से बचाता है।

शरीर पर जैविक प्रभाव

इस गैसीय पदार्थ की ऑक्सीकरण क्षमता में वृद्धि, मुक्त ऑक्सीजन रेडिकल्स का निर्माण मानव शरीर के लिए इसके खतरे का संकेत देता है। ओजोन किसी व्यक्ति को क्या नुकसान पहुंचा सकता है? यह श्वसन अंगों के ऊतकों को नुकसान पहुंचाता है और परेशान करता है।

ओजोन रक्त में निहित कोलेस्ट्रॉल पर कार्य करता है, जिससे एथेरोस्क्लेरोसिस होता है। ओजोन की बढ़ी हुई सांद्रता वाले वातावरण में किसी व्यक्ति के लंबे समय तक रहने से पुरुष बांझपन विकसित होता है।

हमारे देश में, यह ऑक्सीकरण एजेंट हानिकारक पदार्थों के पहले (खतरनाक) वर्ग से संबंधित है। इसका औसत दैनिक एमपीसी 0.03 मिलीग्राम प्रति घन मीटर से अधिक नहीं होना चाहिए।

ओजोन की विषाक्तता, बैक्टीरिया और मोल्ड के विनाश के लिए इसके उपयोग की संभावना, कीटाणुशोधन के लिए सक्रिय रूप से उपयोग की जाती है। समताप मंडल ओजोन पराबैंगनी विकिरण से सांसारिक जीवन के लिए एक उत्कृष्ट सुरक्षात्मक स्क्रीन है।

ओजोन के लाभ और हानि के बारे में

यह पदार्थ पृथ्वी के वायुमंडल की दो परतों में पाया जाता है। ट्रोपोस्फेरिक ओजोन जीवित प्राणियों के लिए खतरनाक है, फसलों, पेड़ों पर इसका नकारात्मक प्रभाव पड़ता है और यह शहरी स्मॉग का एक घटक है। समताप मंडल ओजोन एक व्यक्ति को एक निश्चित लाभ लाता है। जलीय घोल में इसका अपघटन पीएच, तापमान और माध्यम की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। चिकित्सा पद्धति में, विभिन्न सांद्रता के ओजोनीकृत पानी का उपयोग किया जाता है। ओजोन थेरेपी में मानव शरीर के साथ इस पदार्थ का सीधा संपर्क शामिल है। इस तकनीक का पहली बार उन्नीसवीं सदी में इस्तेमाल किया गया था। अमेरिकी शोधकर्ताओं ने हानिकारक सूक्ष्मजीवों को ऑक्सीकरण करने के लिए ओजोन की क्षमता का विश्लेषण किया और सिफारिश की कि डॉक्टर सर्दी के इलाज में इस पदार्थ का उपयोग करें।

हमारे देश में, पिछली शताब्दी के अंत में ही ओजोन थेरेपी का उपयोग किया जाने लगा। चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए, यह ऑक्सीकरण एजेंट एक मजबूत बायोरेगुलेटर की विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जो पारंपरिक तरीकों की प्रभावशीलता को बढ़ाने में सक्षम है, साथ ही खुद को एक प्रभावी स्वतंत्र एजेंट साबित करने में सक्षम है। ओजोन थेरेपी तकनीक के विकास के बाद, डॉक्टरों के पास कई बीमारियों से प्रभावी ढंग से निपटने का अवसर है। न्यूरोलॉजी, दंत चिकित्सा, स्त्री रोग, चिकित्सा में, विशेषज्ञ इस पदार्थ का उपयोग विभिन्न प्रकार के संक्रमणों से लड़ने के लिए करते हैं। ओजोन थेरेपी विधि की सादगी, इसकी प्रभावशीलता, उत्कृष्ट सहनशीलता, कोई साइड इफेक्ट नहीं, और कम लागत की विशेषता है।

निष्कर्ष

ओजोन एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है जो हानिकारक रोगाणुओं से लड़ने में सक्षम है। आधुनिक चिकित्सा में इस संपत्ति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। घरेलू चिकित्सा में, ओजोन का उपयोग एक विरोधी भड़काऊ, इम्यूनोमॉड्यूलेटरी, एंटीवायरल, जीवाणुनाशक, तनाव-विरोधी, साइटोस्टैटिक एजेंट के रूप में किया जाता है। ऑक्सीजन चयापचय विकारों को बहाल करने की अपनी क्षमता के कारण, यह चिकित्सीय और रोगनिरोधी दवा के लिए उत्कृष्ट अवसर प्रदान करता है।

इस यौगिक की ऑक्सीकरण क्षमता के आधार पर नवीन विधियों में, हम इस पदार्थ के इंट्रामस्क्युलर, अंतःशिरा, उपचर्म प्रशासन पर प्रकाश डालते हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन और ओजोन के मिश्रण से बेडसोर्स, फंगल त्वचा के घावों, जलने के उपचार को एक प्रभावी तकनीक के रूप में मान्यता प्राप्त है।

उच्च सांद्रता में, ओजोन को हेमोस्टैटिक एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। कम सांद्रता में, यह मरम्मत, उपचार, उपकलाकरण को बढ़ावा देता है। खारा में घुला यह पदार्थ जबड़े के पुनर्वास के लिए एक उत्कृष्ट उपकरण है। आधुनिक यूरोपीय चिकित्सा में, छोटी और बड़ी ऑटोहेमोथेरेपी व्यापक हो गई है। दोनों विधियां इसकी ऑक्सीकरण क्षमता का उपयोग करके शरीर में ओजोन की शुरूआत से जुड़ी हैं।

एक बड़ी ऑटोहेमोथेरेपी के मामले में, एक दी गई एकाग्रता के साथ एक ओजोन समाधान रोगी की नस में इंजेक्ट किया जाता है। छोटे ऑटोहेमोथेरेपी की विशेषता ओजोनेटेड रक्त के इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन से होती है। दवा के अलावा, रासायनिक उत्पादन में इस मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट की मांग है।

ओजोन जैसी गैस में सभी मानव जाति के लिए अत्यंत मूल्यवान गुण हैं। जिस रासायनिक तत्व के साथ यह बनता है वह ओ है। वास्तव में, ओजोन ओ 3 ऑक्सीजन के एलोट्रॉपिक संशोधनों में से एक है, जिसमें तीन सूत्र इकाइयां (ओ÷ओ÷ओ) शामिल हैं। पहला और बेहतर ज्ञात यौगिक ऑक्सीजन ही है, अधिक सटीक रूप से वह गैस जो इसके दो परमाणुओं (O=O) - O 2 द्वारा बनाई गई है।

एलोट्रॉपी एक रासायनिक तत्व की विभिन्न गुणों वाले कई सरल यौगिकों को बनाने की क्षमता है। इसके लिए धन्यवाद, मानवता ने हीरे और ग्रेफाइट, मोनोक्लिनिक और रोम्बिक सल्फर, ऑक्सीजन और ओजोन जैसे पदार्थों का अध्ययन और उपयोग किया है। एक रासायनिक तत्व जिसमें यह क्षमता है, केवल दो संशोधनों तक ही सीमित नहीं है, कुछ में अधिक है।

कनेक्शन खोलने का इतिहास

कई कार्बनिक और खनिज पदार्थों की घटक इकाई, जैसे ओजोन सहित, एक रासायनिक तत्व है, जिसका पदनाम O है - ऑक्सीजन, ग्रीक "ऑक्सिस" से अनुवादित - खट्टा, और "गिग्नोमाई" - जन्म देने के लिए।

पहली बार, 1785 में डचमैन मार्टिन वैन मारुन द्वारा विद्युत निर्वहन के प्रयोगों के दौरान एक नया खोजा गया था, उनका ध्यान एक विशिष्ट गंध से आकर्षित हुआ था। और एक सदी बाद, फ्रांसीसी शेनबेन ने आंधी के बाद उसी की उपस्थिति का उल्लेख किया, जिसके परिणामस्वरूप गैस को "गंध" कहा जाता है। लेकिन वैज्ञानिकों को कुछ हद तक धोखा दिया गया था, यह विश्वास करते हुए कि उनकी गंध की भावना ओजोन को ही सूंघती है। जिस गंध को उन्होंने सूंघा, वह उन लोगों की थी जो O3 के साथ प्रतिक्रिया करते समय ऑक्सीकृत हो गए थे, क्योंकि गैस अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है।

इलेक्ट्रॉनिक संरचना

O2 और O3, एक रासायनिक तत्व, एक ही संरचनात्मक टुकड़ा है। ओजोन की एक अधिक जटिल संरचना है। ऑक्सीजन में, सब कुछ सरल है - दो ऑक्सीजन परमाणु एक दोहरे बंधन से जुड़े होते हैं, जिसमें तत्व की वैधता के अनुसार ϭ- और π-घटक होते हैं। O 3 में कई गुंजयमान संरचनाएं हैं।

एक बहु बंधन दो ऑक्सीजन को जोड़ता है, और तीसरे में एक बंधन होता है। इस प्रकार, π-घटक के प्रवास के कारण, समग्र चित्र में, तीन परमाणुओं का एक-डेढ़ संबंध होता है। यह बॉन्ड सिंगल बॉन्ड से छोटा लेकिन डबल बॉन्ड से लंबा होता है। वैज्ञानिकों द्वारा किए गए प्रयोग अणु के चक्रीय होने की संभावना को बाहर करते हैं।

संश्लेषण के तरीके

ओजोन जैसी गैस के निर्माण के लिए, रासायनिक तत्व ऑक्सीजन व्यक्तिगत परमाणुओं के रूप में गैसीय माध्यम में होना चाहिए। ऐसी स्थितियाँ तब बनती हैं जब ऑक्सीजन के अणु O 2 इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज या उच्च ऊर्जा वाले अन्य कणों के साथ-साथ पराबैंगनी प्रकाश से विकिरणित होने पर इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं।

प्राकृतिक वातावरण में ओजोन की कुल मात्रा का शेर फोटोकैमिकल विधि द्वारा बनता है। मनुष्य रासायनिक गतिविधि में अन्य तरीकों का उपयोग करना पसंद करता है, जैसे, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइटिक संश्लेषण। यह इस तथ्य में शामिल है कि प्लैटिनम इलेक्ट्रोड को जलीय इलेक्ट्रोलाइट वातावरण में रखा जाता है और एक करंट चालू होता है। प्रतिक्रिया योजना:

एच 2 ओ + ओ 2 → ओ 3 + एच 2 + ई -

भौतिक गुण

ऑक्सीजन (O) ओजोन जैसे पदार्थ की एक घटक इकाई है - एक रासायनिक तत्व, जिसका सूत्र, साथ ही सापेक्ष दाढ़ द्रव्यमान, आवर्त सारणी में इंगित किया गया है। O 3 बनाने से, ऑक्सीजन उन गुणों को प्राप्त करता है जो O 2 के गुणों से मौलिक रूप से भिन्न होते हैं।

ब्लू गैस ओजोन जैसे यौगिक की सामान्य अवस्था है। रासायनिक तत्व, सूत्र, मात्रात्मक विशेषताएँ - यह सब इस पदार्थ की पहचान और अध्ययन के दौरान निर्धारित किया गया था। इसके लिए -111.9 ° C, द्रवीभूत अवस्था में गहरे बैंगनी रंग का रंग होता है, डिग्री में -197.2 ° C की और कमी के साथ, पिघलना शुरू हो जाता है। एकत्रीकरण की एक ठोस अवस्था में, ओजोन एक बैंगनी रंग के साथ एक काला रंग प्राप्त करता है। इसकी घुलनशीलता ऑक्सीजन O 2 के इस गुण से दस गुना अधिक है। हवा में सबसे छोटी सांद्रता पर, ओजोन की गंध महसूस होती है, यह तेज, विशिष्ट होती है और धातु की गंध जैसा दिखता है।

रासायनिक गुण

बहुत सक्रिय, प्रतिक्रियाशील दृष्टिकोण से, ओजोन गैस है। इसे बनाने वाला रासायनिक तत्व ऑक्सीजन है। अन्य पदार्थों के साथ बातचीत में ओजोन के व्यवहार को निर्धारित करने वाली विशेषताएं उच्च ऑक्सीकरण क्षमता और स्वयं गैस की अस्थिरता हैं। ऊंचे तापमान पर, यह एक अभूतपूर्व दर पर विघटित हो जाता है, धातु ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और अन्य जैसे उत्प्रेरकों द्वारा प्रक्रिया को भी तेज किया जाता है। अणु की संरचनात्मक विशेषताओं और ऑक्सीजन परमाणुओं में से एक की गतिशीलता के कारण एक ऑक्सीकरण एजेंट के गुण ओजोन में निहित हैं, जो अलग होकर गैस को ऑक्सीजन में बदल देता है: O 3 → O 2 + O ।

ऑक्सीजन (बिल्डिंग ब्लॉक जिससे ऑक्सीजन और ओजोन जैसे पदार्थों के अणु बनते हैं) एक रासायनिक तत्व है। जैसा कि प्रतिक्रिया समीकरणों में लिखा है - ओ। सोना, प्लेटिनम और उसके उपसमूहों को छोड़कर ओजोन सभी धातुओं का ऑक्सीकरण करता है। यह वातावरण में गैसों के साथ प्रतिक्रिया करता है - सल्फर, नाइट्रोजन और अन्य के ऑक्साइड। कार्बनिक पदार्थ भी निष्क्रिय नहीं रहते हैं, मध्यवर्ती यौगिकों के निर्माण के माध्यम से कई बंधनों को तोड़ने की प्रक्रिया विशेष रूप से तेज होती है। यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि प्रतिक्रिया उत्पाद पर्यावरण और मनुष्यों के लिए हानिरहित हों। ये पानी, ऑक्सीजन, विभिन्न तत्वों के उच्च ऑक्साइड, कार्बन ऑक्साइड हैं। ऑक्सीजन के साथ कैल्शियम, टाइटेनियम और सिलिकॉन के बाइनरी यौगिक ओजोन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं।

आवेदन

मुख्य क्षेत्र जहां "सुगंधित" गैस का उपयोग किया जाता है, ओजोनेशन है। क्लोरीन के साथ कीटाणुशोधन की तुलना में जीवित जीवों के लिए नसबंदी की यह विधि अधिक कुशल और सुरक्षित है। जब मीथेन के जहरीले डेरिवेटिव का कोई गठन नहीं होता है, तो खतरनाक हलोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

तेजी से, इस पर्यावरण के अनुकूल नसबंदी विधि का उपयोग खाद्य उद्योग में किया जा रहा है। उत्पादों के लिए प्रशीतन उपकरण, भंडारण सुविधाओं को ओजोन के साथ इलाज किया जाता है, और इसकी मदद से गंधों को समाप्त कर दिया जाता है।

दवा के लिए ओजोन के कीटाणुनाशक गुण भी अपरिहार्य हैं। वे घावों, खारा समाधान कीटाणुरहित करते हैं। शिरापरक रक्त को ओजोनाइज़ किया जाता है, और कई पुरानी बीमारियों का इलाज "सुगंधित" गैस से किया जाता है।

प्रकृति और अर्थ में होना

सरल पदार्थ ओजोन समताप मंडल की गैस संरचना का एक तत्व है, जो ग्रह की सतह से लगभग 20-30 किमी की दूरी पर स्थित निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है। इस यौगिक की रिहाई विद्युत निर्वहन से जुड़ी प्रक्रियाओं के दौरान, वेल्डिंग के दौरान और कापियर मशीनों के संचालन के दौरान होती है। लेकिन यह समताप मंडल में है कि यह बनता है और पृथ्वी के वायुमंडल में ओजोन की कुल मात्रा का 99% होता है।

निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष में गैस की उपस्थिति महत्वपूर्ण निकली। इसमें तथाकथित ओजोन परत बनती है, जो सभी जीवित चीजों को सूर्य के घातक पराबैंगनी विकिरण से बचाती है। अजीब तरह से पर्याप्त है, लेकिन बड़े लाभों के साथ, गैस ही लोगों के लिए खतरनाक है। जिस हवा में एक व्यक्ति सांस लेता है उसमें ओजोन की सांद्रता में वृद्धि शरीर के लिए हानिकारक होती है, इसकी अत्यधिक रासायनिक गतिविधि के कारण।

वाक्यांश "ओजोन परत", जो 70 के दशक में प्रसिद्ध हुआ। पिछली शताब्दी, लंबे समय से किनारे पर स्थापित है। साथ ही, कुछ लोग वास्तव में समझते हैं कि इस अवधारणा का क्या अर्थ है और ओजोन परत का विनाश खतरनाक क्यों है। कई लोगों के लिए इससे भी बड़ा रहस्य ओजोन अणु की संरचना है, और फिर भी यह सीधे तौर पर ओजोन परत की समस्याओं से संबंधित है। आइए ओजोन, इसकी संरचना और औद्योगिक अनुप्रयोगों के बारे में अधिक जानें।

ओजोन क्या है

ओजोन, या, जैसा कि इसे सक्रिय ऑक्सीजन भी कहा जाता है, एक तीखी धात्विक गंध वाली नीला गैस है।

यह पदार्थ एकत्रीकरण की तीनों अवस्थाओं में मौजूद हो सकता है: गैसीय, ठोस और तरल।

इसी समय, ओजोन प्रकृति में केवल गैस के रूप में होता है, तथाकथित ओजोन परत बनाता है। अपने नीले रंग के कारण ही आकाश नीला दिखाई देता है।

ओजोन अणु कैसा दिखता है?

ऑक्सीजन से समानता के कारण ओजोन को इसका उपनाम "सक्रिय ऑक्सीजन" मिला। अतः इन पदार्थों में मुख्य सक्रिय रासायनिक तत्व ऑक्सीजन (O) है। हालाँकि, यदि ऑक्सीजन के अणु में इसके 2 परमाणु होते हैं, तो अणु - O 3) में इस तत्व के 3 परमाणु होते हैं।

इस संरचना के कारण, ओजोन के गुण ऑक्सीजन के समान हैं, लेकिन अधिक स्पष्ट हैं। विशेष रूप से, O2 की तरह, O3 सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।

इन "संबंधित" पदार्थों के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर, जो हर किसी के लिए याद रखना महत्वपूर्ण है, निम्नलिखित है: ओजोन को साँस नहीं लिया जा सकता है, यह विषैला होता है और अगर साँस में लिया जाता है, तो यह फेफड़ों को नुकसान पहुँचा सकता है या किसी व्यक्ति को मार भी सकता है। वहीं, O3 जहरीली अशुद्धियों से हवा को साफ करने के लिए एकदम सही है। वैसे, यह इस वजह से है कि बारिश के बाद सांस लेना इतना आसान हो जाता है: ओजोन हवा में निहित हानिकारक पदार्थों को ऑक्सीकरण करता है और इसे साफ करता है।

ओजोन अणु (3 ऑक्सीजन परमाणुओं से मिलकर) का मॉडल एक कोण की छवि जैसा दिखता है, और इसका आकार 117° है। इस अणु में कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है और इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है। इसके अलावा, इसमें ध्रुवीयता है, हालांकि इसमें एक तत्व के परमाणु होते हैं।

किसी दिए गए अणु के दो परमाणु एक दूसरे से मजबूती से बंधे होते हैं। लेकिन तीसरे के साथ संबंध कम विश्वसनीय है। इस कारण से, ओजोन अणु (मॉडल का फोटो नीचे देखा जा सकता है) बहुत नाजुक होता है और बनने के तुरंत बाद यह टूट जाता है। एक नियम के रूप में, ओ 3 के अपघटन की किसी भी प्रतिक्रिया में, ऑक्सीजन जारी किया जाता है।

ओजोन की अस्थिरता के कारण इसे अन्य पदार्थों की तरह काटा, संग्रहित या परिवहन नहीं किया जा सकता है। इसी कारण इसका उत्पादन अन्य पदार्थों की तुलना में अधिक महंगा होता है।

साथ ही, ओ 3 अणुओं की उच्च गतिविधि इस पदार्थ को सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट, ऑक्सीजन से अधिक शक्तिशाली और क्लोरीन से अधिक सुरक्षित होने की अनुमति देती है।

यदि ओजोन अणु नष्ट हो जाता है और O2 निकलता है, तो यह प्रतिक्रिया हमेशा ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है। उसी समय, रिवर्स प्रक्रिया होने के लिए (ओ 2 से ओ 3 का गठन), इसे कम खर्च करना आवश्यक है।

गैसीय अवस्था में, ओजोन अणु 70 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर विघटित हो जाता है। यदि इसे 100 डिग्री या उससे अधिक तक बढ़ाया जाता है, तो प्रतिक्रिया में काफी तेजी आएगी। अशुद्धियों की उपस्थिति भी ओजोन अणुओं की क्षय अवधि को तेज करती है।

O3 गुण

ओजोन तीन राज्यों में से जो भी हो, वह अपने नीले रंग को बरकरार रखता है। पदार्थ जितना सख्त होगा, यह शेड उतना ही समृद्ध और गहरा होगा।

प्रत्येक ओजोन अणु का वजन 48 g/mol होता है। यह हवा से भारी होता है, जो इन पदार्थों को एक दूसरे से अलग करने में मदद करता है।

ओ 3 लगभग सभी धातुओं और गैर-धातुओं (सोना, इरिडियम और प्लैटिनम को छोड़कर) को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है।

साथ ही, यह पदार्थ दहन प्रतिक्रिया में भाग ले सकता है, हालाँकि, इसके लिए O 2 की तुलना में अधिक तापमान की आवश्यकता होती है।

ओजोन एच 2 ओ और फ्रीन्स में भंग करने में सक्षम है। इसकी तरल अवस्था में, इसे तरल ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, मीथेन, आर्गन, कार्बन टेट्राक्लोराइड और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ मिलाया जा सकता है।

ओजोन अणु कैसे बनता है?

मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं को ऑक्सीजन के अणुओं से जोड़कर O3 अणु बनते हैं। बदले में, वे विद्युत निर्वहन, पराबैंगनी किरणों, तेज इलेक्ट्रॉनों और अन्य उच्च ऊर्जा कणों के प्रभाव के कारण अन्य ओ 2 अणुओं के विभाजन के कारण दिखाई देते हैं। इस कारण से, ओजोन की विशिष्ट गंध स्पार्किंग वाले विद्युत उपकरणों या पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जित करने वाले लैम्पों के पास महसूस की जा सकती है।

औद्योगिक पैमाने पर, O3 को विद्युत या ओजोनाइज़र का उपयोग करके पृथक किया जाता है। इन उपकरणों में, एक उच्च-वोल्टेज विद्युत प्रवाह ओ 2 युक्त गैस धारा के माध्यम से पारित किया जाता है, जिसके परमाणु ओजोन के लिए "निर्माण सामग्री" के रूप में काम करते हैं।

कभी-कभी इन उपकरणों में शुद्ध ऑक्सीजन या साधारण हवा चलाई जाती है। परिणामी ओजोन की गुणवत्ता प्रारंभिक उत्पाद की शुद्धता पर निर्भर करती है। तो, घावों के उपचार के लिए अभिप्रेत मेडिकल O 3 को केवल रासायनिक रूप से शुद्ध O 2 से निकाला जाता है।

ओजोन की खोज का इतिहास

यह पता लगाने के बाद कि ओजोन अणु कैसा दिखता है और यह कैसे बनता है, यह इस पदार्थ के इतिहास से परिचित होने के लायक है।

इसे पहली बार 18वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में डच शोधकर्ता मार्टिन वैन मारुम द्वारा संश्लेषित किया गया था। वैज्ञानिक ने देखा कि हवा के एक कंटेनर के माध्यम से बिजली की चिंगारी गुजरने के बाद उसमें मौजूद गैस ने अपने गुणों को बदल दिया। उसी समय, वैन मारुम को यह समझ में नहीं आया कि उसने एक नए पदार्थ के अणुओं को अलग कर दिया है।

लेकिन शीनबेइन नाम के उनके जर्मन सहयोगी ने बिजली की मदद से एच 2 ओ को एच और ओ 2 में विघटित करने की कोशिश करते हुए एक तीखी गंध वाली एक नई गैस की रिहाई पर ध्यान आकर्षित किया। बहुत शोध के बाद, वैज्ञानिक ने अपने द्वारा खोजे गए पदार्थ का वर्णन किया और "गंध" के लिए ग्रीक शब्द के सम्मान में इसे "ओजोन" नाम दिया।

कवक और जीवाणुओं को मारने की क्षमता, साथ ही खुले पदार्थ वाले हानिकारक यौगिकों की विषाक्तता को कम करने में कई वैज्ञानिकों की दिलचस्पी थी। ओ 3 की आधिकारिक खोज के 17 साल बाद, वर्नर वॉन सीमेंस ने पहला उपकरण डिजाइन किया जिसने ओजोन को किसी भी मात्रा में संश्लेषित करना संभव बना दिया। और 39 साल बाद, शानदार निकोला टेस्ला ने दुनिया के पहले ओजोन जनरेटर का आविष्कार और पेटेंट कराया।

यह वह उपकरण था जिसे पहली बार फ्रांस में 2 वर्षों में पेयजल उपचार संयंत्रों में इस्तेमाल किया गया था। XX सदी की शुरुआत के बाद से। यूरोप अपने शुद्धिकरण के लिए पीने के पानी के ओजोनेशन पर स्विच करना शुरू कर रहा है।

रूसी साम्राज्य ने पहली बार 1911 में इस तकनीक का उपयोग किया था, और 5 वर्षों के बाद, देश में ओजोन का उपयोग करके पेयजल शोधन के लिए लगभग 4 दर्जन प्रतिष्ठान सुसज्जित किए गए थे।

आज, जल ओजोनेशन धीरे-धीरे क्लोरीनीकरण की जगह ले रहा है। इस प्रकार, यूरोप में सभी पीने के पानी का 95% ओ 3 के साथ इलाज किया जाता है। यह तकनीक अमेरिका में भी काफी लोकप्रिय है। सीआईएस में, यह अभी भी अध्ययन के अधीन है, क्योंकि हालांकि प्रक्रिया सुरक्षित और अधिक सुविधाजनक है, यह क्लोरीनीकरण की तुलना में अधिक महंगा है।

ओजोन के अनुप्रयोग

जल शोधन के अलावा, O3 में कई अन्य अनुप्रयोग हैं।

• ओजोन का उपयोग कागज और वस्त्रों के निर्माण में ब्लीच के रूप में किया जाता है।
• सक्रिय ऑक्सीजन का उपयोग वाइन को कीटाणुरहित करने के साथ-साथ कॉन्यैक की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को तेज करने के लिए किया जाता है।
• O3 की मदद से विभिन्न वनस्पति तेलों को परिष्कृत किया जाता है।
• बहुत बार, इस पदार्थ का उपयोग मांस, अंडे, फल और सब्जियों जैसे खराब होने वाले उत्पादों को संसाधित करने के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया रासायनिक निशान नहीं छोड़ती है, जैसा कि क्लोरीन या फॉर्मल्डेहाइड के उपयोग के साथ होता है, और उत्पादों को अधिक समय तक संग्रहीत किया जा सकता है।
• ओजोन चिकित्सा उपकरणों और कपड़ों को जीवाणुरहित करता है।
• इसके अलावा, विभिन्न चिकित्सा और कॉस्मेटिक प्रक्रियाओं के लिए शुद्ध O3 का उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, दंत चिकित्सा में इसकी मदद से, वे मौखिक गुहा और मसूड़ों कीटाणुरहित करते हैं, और विभिन्न रोगों (स्टामाटाइटिस, दाद, मौखिक कैंडिडिआसिस) का भी इलाज करते हैं। यूरोपीय देशों में घाव कीटाणुशोधन के लिए O3 बहुत लोकप्रिय है।
• हाल के वर्षों में, ओजोन का उपयोग करके हवा और पानी को छानने के लिए पोर्टेबल घरेलू उपकरणों ने अत्यधिक लोकप्रियता हासिल की है।

ओजोन परत - यह क्या है?

पृथ्वी की सतह से 15-35 किमी की दूरी पर ओजोन परत है, या इसे ओजोनोस्फीयर भी कहा जाता है। इस स्थान पर, केंद्रित O 3 हानिकारक सौर विकिरण के लिए एक प्रकार के फिल्टर के रूप में कार्य करता है।

किसी पदार्थ की इतनी मात्रा कहाँ से आती है यदि उसके अणु अस्थिर होते हैं? इस सवाल का जवाब देना मुश्किल नहीं है अगर हम ओजोन अणु के मॉडल और इसके गठन की विधि को याद करें। तो, ऑक्सीजन, जिसमें 2 ऑक्सीजन अणु होते हैं, समताप मंडल में प्रवेश करते हैं, सूर्य की किरणों से वहाँ गर्म होते हैं। यह ऊर्जा O2 को परमाणुओं में विभाजित करने के लिए पर्याप्त है, जिससे O3 बनता है। इसी समय, ओजोन परत न केवल सौर ऊर्जा के हिस्से का उपयोग करती है, बल्कि इसे फ़िल्टर भी करती है, खतरनाक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है।

ऊपर कहा गया था कि ओजोन को फ्रीन्स द्वारा भंग कर दिया जाता है। ये गैसीय पदार्थ (दुर्गन्ध, आग बुझाने के यंत्र और रेफ्रिजरेटर के निर्माण में प्रयुक्त), एक बार वातावरण में छोड़े जाने के बाद, ओजोन को प्रभावित करते हैं और इसके अपघटन में योगदान करते हैं। नतीजतन, ओजोनोस्फीयर में छेद दिखाई देते हैं जिसके माध्यम से अनफ़िल्टर्ड सौर किरणें ग्रह में प्रवेश करती हैं, जो जीवित जीवों पर विनाशकारी प्रभाव डालती हैं।

ओजोन अणुओं की विशेषताओं और संरचना पर विचार करने के बाद, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह पदार्थ, हालांकि खतरनाक है, मानव जाति के लिए बहुत उपयोगी है अगर इसका सही तरीके से उपयोग किया जाए।