Z czego powstaje ozon? Ogólne informacje na temat ozonu medycznego

MOSKWA, 16 września - RIA Novosti. Międzynarodowy Dzień Zachowania Warstwy Ozonowej, cienkiej „tarczy”, która chroni całe życie na Ziemi przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym Słońca, obchodzony jest w poniedziałek 16 września - tego dnia w 1987 roku podpisano słynny Protokół Montrealski.

W normalnych warunkach ozon lub O3 jest bladoniebieskim gazem, który po ochłodzeniu zamienia się w ciemnoniebieską ciecz, a następnie niebiesko-czarne kryształy. W sumie ozon w atmosferze planety stanowi około 0,6 części na milion objętości: oznacza to na przykład, że w każdym metrze sześciennym atmosfery znajduje się tylko 0,6 centymetra sześciennego ozonu. Dla porównania, dwutlenek węgla w atmosferze to już około 400 części na milion - czyli więcej niż dwie szklanki na ten sam metr sześcienny powietrza.

W rzeczywistości tak małe stężenie ozonu można nazwać dobrodziejstwem dla Ziemi: ten gaz, który tworzy oszczędną warstwę ozonową na wysokości 15-30 kilometrów, jest znacznie mniej „szlachetny” w bezpośrednim sąsiedztwie człowieka. Według rosyjskiej klasyfikacji ozon należy do substancji o najwyższej, pierwszej klasie zagrożenia - jest bardzo silnym utleniaczem, który jest niezwykle toksyczny dla człowieka.

Vadim Samoylovich, starszy pracownik naukowy w Laboratorium Katalizy i Elektrochemii Gazów Wydziału Chemii Moskiewskiego Uniwersytetu Łomonosowa, pomógł RIA Novosti zrozumieć różne właściwości trudnego ozonu.

tarcza ozonowa

„To dość dobrze zbadany gaz, prawie wszystko zostało zbadane - wszystko się nigdy nie dzieje, ale najważniejsze jest (znane) ... Ozon ma wiele różnych zastosowań. Ale nie zapominaj, że ogólnie rzecz biorąc, powstało życie dzięki warstwie ozonowej – to chyba główny moment – ​​mówi Samoylovich.

W stratosferze ozon powstaje z tlenu w wyniku reakcji fotochemicznych – takie reakcje zaczynają się pod wpływem promieniowania słonecznego. Tam stężenie ozonu jest już wyższe - około 8 mililitrów na metr sześcienny. Gaz ulega zniszczeniu, gdy „spotyka się” z pewnymi związkami, na przykład atomowym chlorem i bromem - to właśnie te substancje są częścią niebezpiecznych chlorofluorowęglowodorów, lepiej znanych jako freony. Przed nadejściem Protokołu Montrealskiego były używane m.in. w przemyśle chłodniczym oraz jako paliwo do nabojów gazowych.

W 2012 roku, kiedy Protokół montrealski obchodził 25. rocznicę istnienia, eksperci Programu Narodów Zjednoczonych ds. Ochrony Środowiska (UNEP) wymienili ochronę warstwy ozonowej jako jeden z zaledwie czterech kluczowych problemów środowiskowych, w których ludzkość poczyniła znaczące postępy. Jednocześnie UNEP zauważył, że zawartość ozonu w stratosferze przestała się zmniejszać od 1998 roku, a według naukowców w latach 2050-2075 może powrócić do poziomów sprzed 1980 roku.

Smog ozonowy

W odległości 30 kilometrów od powierzchni Ziemi ozon „zachowuje się” dobrze, ale w troposferze, warstwie powierzchniowej, okazuje się niebezpiecznym zanieczyszczeniem. Według UNEP stężenie ozonu w troposferze na półkuli północnej prawie potroiło się w ciągu ostatnich 100 lat, co czyni go trzecim co do wielkości „antropogenicznym” gazem cieplarnianym.

Tutaj również ozon nie jest emitowany do atmosfery, lecz powstaje pod wpływem promieniowania słonecznego w powietrzu, które jest już zanieczyszczone „prekursorami” ozonu – tlenkami azotu, lotnymi węglowodorami i niektórymi innymi związkami. W miastach, w których ozon jest jednym z głównych składników smogu, za jego pojawienie się pośrednio „winić” są emisje pojazdów.

Nie tylko ludzie i klimat cierpią z powodu ozonu w warstwie przyziemnej. UNEP szacuje, że obniżenie poziomu ozonu w troposferze mogłoby pomóc uratować około 25 milionów ton ryżu, pszenicy, soi i kukurydzy, które są tracone każdego roku przez ten toksyczny dla roślin gaz.

Właśnie dlatego, że ozon w warstwie przyziemnej nie jest już tak przydatny, specjaliści ds. monitoringu meteorologicznego i środowiskowego stale monitorują jego stężenie w powietrzu dużych miast, w tym Moskwy.

Przydatny ozon

„Jedną z bardzo interesujących właściwości ozonu jest działanie bakteriobójcze. Jest to praktycznie pierwsza spośród wszystkich tego typu substancji, chlor, nadtlenek manganu, tlenek chloru” – mówi Vadim Samoylovich.

Ta sama ekstremalna natura ozonu, która czyni go bardzo silnym utleniaczem, wyjaśnia zakres tego gazu. Ozon służy do sterylizacji i dezynfekcji pomieszczeń, odzieży, narzędzi i oczywiście oczyszczania wody - zarówno pitnej, jak i przemysłowej, a nawet ścieków.

Dodatkowo ekspert podkreśla, że ​​w wielu krajach ozon jest stosowany jako zamiennik chloru w bielarniach celulozy.

„Chlor (podczas reakcji) z substancjami organicznymi daje odpowiednio chloroorganiczne, które są znacznie bardziej toksyczne niż sam chlor. W zasadzie tego (pojawienia się toksycznych odpadów - przyp. red.) można uniknąć albo poprzez gwałtowne zmniejszenie stężenia chloru, albo po prostu wyeliminowanie go Jedna z opcji - zastąpienie chloru ozonem” – wyjaśnił Samoylovich.

Można też ozonować powietrze, co też daje ciekawe wyniki – np. w Iwanowie specjaliści z Ogólnorosyjskiego Instytutu Badawczego Ochrony Pracy i ich koledzy przeprowadzili szereg badań, podczas których „w przędzalniach pewna ilość ozonu została dodana do zwykłych kanałów wentylacyjnych.” W efekcie zmniejszyła się częstość występowania chorób układu oddechowego, a wręcz przeciwnie, wzrosła wydajność pracy. Ozonowanie powietrza w magazynach żywności może poprawić jej bezpieczeństwo, są też takie doświadczenia w innych krajach.

Ozon jest toksyczny

Połów z użyciem ozonu jest taki sam - jego toksyczność. W Rosji maksymalne dopuszczalne stężenie (MPC) dla ozonu w powietrzu atmosferycznym wynosi 0,16 miligrama na metr sześcienny, aw powietrzu obszaru roboczego - 0,1 miligrama. Dlatego, jak zauważa Samoylovich, samo ozonowanie wymaga stałego monitorowania, co znacznie komplikuje sprawę.

"To wciąż dość skomplikowana technika. Dużo łatwiej tam wlać wiadro jakiegoś środka bakteriobójczego, wylać i to wszystko, ale tutaj trzeba podążać, musi być jakiś preparat" - mówi naukowiec.

Ozon szkodzi ludzkiemu organizmowi powoli, ale poważnie - długotrwałe narażenie na powietrze zanieczyszczone ozonem zwiększa ryzyko chorób układu krążenia i układu oddechowego. Reagując z cholesterolem tworzy nierozpuszczalne związki, co prowadzi do rozwoju miażdżycy.

„Przy stężeniach powyżej maksymalnych dopuszczalnych poziomów mogą wystąpić bóle głowy, podrażnienie błon śluzowych, kaszel, zawroty głowy, ogólne zmęczenie i spadek czynności serca. Toksyczny ozon w warstwie przyziemnej prowadzi do pojawienia się lub zaostrzenia chorób układu oddechowego, dzieci, osoby starsze i astmatycy są zagrożone” – odnotowano na stronie internetowej Centralnego Obserwatorium Aerologicznego (CAO) Roshydromet.

Wybuchowy ozon

Ozon szkodzi nie tylko wdychaniu - zapałki należy również ukrywać, ponieważ ten gaz jest bardzo wybuchowy. Tradycyjnie 300-350 mililitrów na litr powietrza uważano za „próg” niebezpiecznego poziomu ozonu, chociaż niektórzy naukowcy pracują z wyższymi poziomami, mówi Samoylovich. Ale płynny ozon – ta sama niebieska ciecz, która ciemnieje w miarę ochładzania – wybucha spontanicznie.

To właśnie uniemożliwia stosowanie ciekłego ozonu jako utleniacza w paliwie rakietowym – takie pomysły pojawiły się wkrótce po rozpoczęciu ery kosmicznej.

"Nasze laboratorium na uniwersytecie powstało właśnie na takim pomyśle. Każde paliwo rakietowe ma w reakcji swoją wartość kaloryczną, czyli ile ciepła uwalnia się podczas jego wypalania, a co za tym idzie, jak potężna będzie rakieta. Wiadomo, że najpotężniejszą opcją jest ciekły wodór zmieszany z ciekłym ozonem… Ale jest jeden minus. Ciekły ozon eksploduje, a on eksploduje spontanicznie, czyli bez wyraźnego powodu – mówi przedstawiciel Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego.

Według niego zarówno sowieckie, jak i amerykańskie laboratoria poświęciły „ogromny wysiłek i czas, aby było to jakoś bezpieczne (biznesowe) – okazało się, że nie da się tego zrobić”. Samoylowicz wspomina, że ​​pewnego dnia kolegom z USA udało się uzyskać szczególnie czysty ozon, który „niby” nie eksplodował, „wszyscy już bili kotły”, ale potem eksplodowała cała fabryka i praca została wstrzymana.

„Mieliśmy przypadki, gdy, powiedzmy, kolba z ciekłym ozonem stoi, stoi, wlewa się do niej ciekły azot, a następnie - albo azot się tam zagotował, albo coś - przychodzisz, ale połowy instalacji nie ma , wszystko rozleciało się w pył. Dlaczego wybuchło – kto wie – zauważa naukowiec.

Ozon to substancja gazowa będąca modyfikacją tlenu (składa się z trzech jego atomów). Jest zawsze obecny w atmosferze, ale po raz pierwszy został odkryty w 1785 roku podczas badania działania iskry w powietrzu przez holenderskiego fizyka Van Maruma. W 1840 r. niemiecki chemik Christian Friedrich Schönbein potwierdził te obserwacje i zasugerował, że odkrył nowy pierwiastek, któremu nadał nazwę „ozon” (z greckiego ozon – pachnący). W 1850 r. stwierdzono wysoką aktywność ozonu jako środka utleniającego i jego zdolność do tworzenia wiązań podwójnych w reakcjach z wieloma związkami organicznymi. Obie te właściwości ozonu znalazły następnie szerokie zastosowanie praktyczne. Jednak wartość ozonu nie ogranicza się do tych dwóch właściwości. Stwierdzono, że posiada szereg cennych właściwości jako środek dezynfekujący i dezodorant.
Po raz pierwszy ozon został użyty w warunkach sanitarnych jako środek do dezynfekcji wody pitnej i powietrza. Rosyjscy naukowcy byli jednymi z pierwszych badaczy procesów ozonowania. Już w 1874 r. twórca pierwszej szkoły (rosyjskich) higienistek, profesor A.D. Dobroye shvin, zaproponował ozon jako najlepszy środek do dezynfekcji wody pitnej i powietrza z patogennej mikroflory. i polecił go jako wysoce skuteczny środek dezynfekujący. Badania nad ozonem były szczególnie szeroko rozpowszechnione w XX wieku. A już w 1911 roku w St., w medycynie, do celów sanitarnych w przemyśle spożywczym, uruchomiono pierwszą w Europie stację zaopatrzenia w wodę ozonową. , w procesach utleniania przemysłu chemicznego itp.
Obszary i skale użytkowania ozonu gwałtownie wzrosły w ciągu ostatniej dekady. Obecnie najważniejszymi zastosowaniami ozonu są: oczyszczanie i dezynfekcja wody pitnej i przemysłowej oraz ścieków bytowych, kałowych i przemysłowych w celu zmniejszenia biologicznego zapotrzebowania na tlen (BZT), bielenie, neutralizacja szkodliwych substancji toksycznych (cyjanki). fenole, merkaptany), eliminacja nieprzyjemnych zapachów, dezodoryzacja i oczyszczanie powietrza w różnych gałęziach przemysłu, ozonowanie w systemach klimatyzacyjnych, magazynowanie żywności, sterylizacja opakowań i materiałów opatrunkowych w przemyśle farmaceutycznym, terapia i profilaktyka medyczna różnych chorób itp.
W ostatnich latach ustalono kolejną właściwość ozonu - zdolność do zwiększania wartości biologicznej pasz i żywności dla ludzi, co umożliwiło wykorzystanie ozonu w przetwarzaniu, przygotowaniu i przechowywaniu pasz i różnych produktów. Dlatego bardzo obiecujący jest rozwój technologii ozonowania w produkcji rolniczej, aw szczególności w hodowli drobiu.

Właściwości fizyczne ozonu

Ozon jest wysoce aktywną, alotropową formą tlenu; w zwykłych temperaturach jest to jasnoniebieski gaz o charakterystycznym ostrym zapachu (zapach jest wyczuwalny organoleptycznie przy stężeniu ozonu 0,015 mg/m3 powietrza). W fazie ciekłej ozon ma kolor indygo-niebieski, a w fazie stałej ma grubą fioletowo-niebieskawą barwę, warstwa ozonu o grubości 1 mm jest praktycznie nieprzezroczysta. Ozon powstaje z tlenu, pochłaniając ciepło i odwrotnie, po rozłożeniu przechodzi w tlen, uwalniając ciepło (podobnie jak w przypadku spalania). Proces ten można zapisać w następującej formie:
reakcja egzotermiczna
2 uncje \u003d ZO2 + 68 kcal
Reakcja endotermiczna

Szybkość tych reakcji zależy od temperatury, ciśnienia i stężenia ozonu. W normalnej temperaturze i ciśnieniu reakcje przebiegają powoli, ale w podwyższonych temperaturach rozkład ozonu jest przyspieszony.
Powstawanie ozonu pod wpływem energii różnych promieniowania jest dość skomplikowane. Pierwotne procesy tworzenia ozonu z tlenu mogą przebiegać różnie w zależności od ilości zastosowanej energii.
Wzbudzenie cząsteczki tlenu następuje przy energii elektronów 6,1 eV; tworzenie jonów tlenu cząsteczkowego - przy energii elektronów 12,2 eV; dysocjacja w tlenie - przy energii elektronów 19,2 eV. Wszystkie wolne elektrony są wychwytywane przez cząsteczki tlenu, co powoduje powstawanie ujemnych jonów tlenu. Po wzbudzeniu cząsteczki następuje reakcja tworzenia ozonu.
Przy energii elektronów 12,2 eV, gdy tworzą się jony tlenu cząsteczkowego, nie obserwuje się uwalniania ozonu, a przy energii elektronów 19,2 eV, gdy w grę wchodzi zarówno atom, jak i jon tlenu, powstaje ozon. Wraz z tym powstają dodatnie i ujemne jony tlenu. Mechanizm rozpadu ozonu*, który obejmuje układy jednorodne i niejednorodne, jest złożony i zależy od warunków. Rozkład ozonu przyspieszają w układach jednorodnych dodatki gazowe (tlenki azotu, chlor itp.), a w układach niejednorodnych metale (rtęć, srebro, miedź itp.) i tlenki metali (żelazo, miedź, nikiel, ołów, itp.). Przy wysokich stężeniach ozonu reakcja zachodzi z wybuchem. Przy stężeniu ozonu do 10% nie następuje rozkład wybuchowy. Niskie temperatury pomagają chronić ozon. W temperaturach około -183°C płynny ozon może być przechowywany przez długi czas bez zauważalnego rozkładu. Gwałtowne ogrzanie do temperatury wrzenia (-119°C) lub gwałtowne ochłodzenie ozonu może spowodować wybuch. Dlatego znajomość właściwości ozonu i zachowanie środków ostrożności jest bardzo ważne podczas pracy z nim. W tabeli 1 przedstawiono główne właściwości fizyczne ozonu.
W stanie gazowym ozon jest diamagnetyczny, natomiast w stanie ciekłym jest słabo paramagnetyczny. Ozon dobrze rozpuszcza się w olejkach eterycznych, terpentynie, czterochlorku węgla. Jego rozpuszczalność w wodzie jest ponad 15 razy większa niż tlenu.
Cząsteczka ozonu, jak już wspomniano, składa się z trzech atomów tlenu i ma asymetryczną strukturę trójkąta, charakteryzującą się kątem rozwartym na wierzchołku (116,5 °) i równymi odległościami jądrowymi (1,28 ° A) ze średnią energią wiązania (78 kcal / mol) i słabo wyrażoną polarność (0,58).

Podstawowe właściwości fizyczne ozonu

Właściwości optyczne ozonu charakteryzują się niestabilnością na promieniowanie o różnym składzie spektralnym. Promieniowanie może nie tylko być pochłaniane przez ozon, niszcząc go, ale także tworzyć ozon. Powstawanie ozonu w atmosferze następuje pod wpływem promieniowania ultrafioletowego ze słońca w zakresie krótkofalowym widma 210-220 i 175 nm. W tym przypadku na kwant pochłoniętego światła powstają dwie cząsteczki ozonu. Właściwości spektralne ozonu, jego powstawanie i rozpad pod wpływem promieniowania słonecznego zapewniają optymalne parametry klimatyczne w biosferze Ziemi.



altana, charakteryzująca się kątem rozwartym na wierzchołku (116,5°) i równymi odległościami jądra (1,28 A) ze średnią energią wiązania (78 kcal/mol) i słabą polaryzacją (0,58).
Właściwości optyczne ozonu charakteryzują się niestabilnością na promieniowanie o różnym składzie spektralnym. Promieniowanie może nie tylko być pochłaniane przez ozon, niszcząc go, ale także tworzyć ozon. Powstawanie ozonu w atmosferze następuje pod wpływem promieniowania ultrafioletowego ze słońca w zakresie krótkofalowym widma 210-220 i 175 nm. W tym przypadku na kwant pochłoniętego światła powstają dwie cząsteczki ozonu. Właściwości spektralne ozonu, jego powstawanie i rozpad pod wpływem promieniowania słonecznego zapewniają optymalne parametry klimatyczne w biosferze Ziemi.
Ozon ma dobrą zdolność do adsorpcji na żelu krzemionkowym i żelu tlenku glinu, co umożliwia wykorzystanie tego zjawiska do ekstrakcji ozonu z mieszanin gazowych i roztworów, a także do bezpiecznego obchodzenia się z nim w wysokich stężeniach. Ostatnio freony są szeroko stosowane do bezpiecznej pracy przy wysokich stężeniach ozonu. Skoncentrowany ozon rozpuszczony we freonach może być przechowywany przez długi czas.
W syntezie ozonu z reguły powstają mieszaniny gazów (O3 + O2 lub Oz + powietrze), w których zawartość ozonu nie przekracza 2-5% objętości. Uzyskanie czystego ozonu jest trudnym technicznie zadaniem i do tej pory nie zostało rozwiązane. Istnieje metoda oddzielania tlenu z mieszanin przez niskotemperaturową destylację mieszanin gazowych. Jednak nie udało się jeszcze wykluczyć niebezpieczeństwa wybuchu ozonu podczas rektyfikacji. W praktyce badawczej często stosowana jest technika podwójnego zamrażania ozonu ciekłym azotem, co pozwala na otrzymanie stężonego ozonu. Bezpieczniejszą metodą jest otrzymanie stężonego ozonu metodą adsorpcji – desorpcji, gdy przepływającą mieszaninę gazów przedmuchuje się przez warstwę schłodzonego (-80°C) żelu krzemionkowego, a następnie adsorbent przedmuchuje się gazem obojętnym (azotem lub helem). Korzystając z tej metody, możesz uzyskać stosunek ozonu: tlenu \u003d 9: 1, tj. wysoce stężony ozon.
Zastosowanie stężonego ozonu jako składnika utleniającego do celów przemysłowych jest nieznaczne.

Właściwości chemiczne ozonu

Za charakterystyczne właściwości chemiczne ozonu należy przede wszystkim uznać jego niestabilność, zdolność do szybkiego rozkładu oraz wysoką aktywność oksydacyjną.
Dla ozonu wyznaczono I stopień utlenienia, który charakteryzuje liczbę atomów tlenu oddawanych przez ozon do utlenionej substancji. Jak wykazały eksperymenty może wynosić 0,1, 3. W pierwszym przypadku ozon rozkłada się ze wzrostem objętości: 2Oz ---> 3O2, w drugim oddaje jeden atom tlenu substancji utlenionej: O3 -> O2 + O (w tym samym czasie objętość nie wzrasta), aw trzecim przypadku do utlenionej substancji dodaje się ozon: O3 -\u003e 3O (w tym przypadku jego objętość maleje).
Właściwości utleniające charakteryzują reakcje chemiczne ozonu z substancjami nieorganicznymi.
Ozon utlenia wszystkie metale z wyjątkiem złota i grupy platynowców. Związki siarki są przez nią utleniane do siarczanu, azotynu - do azotanu. W reakcjach ze związkami jodu i bromu ozon wykazuje właściwości redukujące, na czym opiera się szereg metod jego ilościowego oznaczania. Azot, węgiel i ich tlenki reagują z ozonem. W reakcji ozonu z wodorem powstają rodniki hydroksylowe: H + O3 -> HO + O2. Tlenki azotu szybko reagują z ozonem, tworząc wyższe tlenki:
NO+Oz->NO2+O2;
NO2+O3----->NO3+O2;
NO2+O3->N2O5.
Amoniak jest utleniany przez ozon do azotanu amonu.
Ozon rozkłada halogenki wodoru i przekształca niższe tlenki w wyższe. Halogeny zaangażowane jako aktywatory procesu również tworzą wyższe tlenki.
Potencjał redukcyjny ozonu - tlenu jest dość wysoki i w środowisku kwaśnym określa wartość 2,07 V, a w roztworze alkalicznym - 1,24 V. Powinowactwo ozonu do elektronu określa wartość 2 eV, a tylko fluor, jego tlenki i wolne rodniki mają silniejsze powinowactwo do elektronów.
Silne działanie utleniające ozonu zostało wykorzystane do przeniesienia szeregu pierwiastków transuranowych do stanu siedmiowartościowego, chociaż ich najwyższy stan walencyjny wynosi 6. Reakcja ozonu z metalami o zmiennej wartościowości (Cr, Co itp.) znajduje praktyczne zastosowanie w pozyskiwaniu surowców do produkcji barwników i witaminy PP.
Metale alkaliczne i ziem alkalicznych utleniają się pod wpływem ozonu, a ich wodorotlenki tworzą ozonki (trójtlenki). Ozonki znane są od dawna, zostały wymienione już w 1886 roku przez francuskiego chemika organicznego Charlesa Adolpha Wurtza. Są czerwono-brązową substancją krystaliczną, której sieć cząsteczek zawiera pojedynczo ujemne jony ozonu (O3-), co decyduje o ich właściwościach paramagnetycznych. Granica stabilności termicznej ozonków wynosi -60±2°C, zawartość aktywnego tlenu 46% wag. Podobnie jak wiele związków nadtlenkowych, ozonki metali alkalicznych znalazły szerokie zastosowanie w procesach regeneracyjnych.
Ozonki powstają w reakcjach ozonu z sodem, potasem, rubidem, cezem, które przechodzą przez pośredni niestabilny kompleks typu M + O- H + O3 - z dalszą reakcją z ozonem, w wyniku czego powstaje mieszanina ozonku i wodnego hydrat tlenku metalu alkalicznego.
Ozon aktywnie wchodzi w interakcje chemiczne z wieloma związkami organicznymi. Zatem podstawowym produktem oddziaływania ozonu z podwójnym wiązaniem związków nienasyconych jest malozoid, który jest niestabilny i rozkłada się na jon dwubiegunowy i związki karbonylowe (aldehyd lub keton). Produkty pośrednie, które powstają w tej reakcji, są rekombinowane w innej kolejności, tworząc ozonek. W obecności substancji zdolnych do reagowania z jonem dwubiegunowym (alkohole, kwasy) zamiast ozonków powstają różne związki nadtlenkowe.
Ozon aktywnie reaguje ze związkami aromatycznymi, a reakcja przebiega zarówno ze zniszczeniem jądra aromatycznego, jak i bez jego zniszczenia.
W reakcjach z węglowodorami nasyconymi ozon najpierw rozkłada się z utworzeniem tlenu atomowego, który inicjuje utlenianie łańcucha, podczas gdy wydajność produktów utleniania odpowiada zużyciu ozonu. Oddziaływanie ozonu z węglowodorami nasyconymi zachodzi zarówno w fazie gazowej, jak iw roztworach.
Fenole łatwo reagują z ozonem, natomiast te ostatnie ulegają rozkładowi do związków o zaburzonym jądrze aromatycznym (takich jak chinoina), a także niskotoksycznych pochodnych nienasyconych aldehydów i kwasów.
Oddziaływanie ozonu ze związkami organicznymi znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym i branżach pokrewnych. Wykorzystując reakcję ozonu ze związkami nienasyconymi, można uzyskać sztucznie różne kwasy tłuszczowe, aminokwasy, hormony, witaminy i materiały polimerowe; reakcje ozonu z węglowodorami aromatycznymi - kwasem difenylowym, dialdehydem ftalowym i kwasem ftalowym, kwasem glioksalowym itp.
Reakcje ozonu z węglowodorami aromatycznymi stanowiły podstawę do opracowania metod dezodoryzacji różnych środowisk, pomieszczeń, ścieków, gazów odlotowych i związków zawierających siarkę - podstawa do opracowania metod oczyszczania ścieków i gazów spalinowych o różnych przemysł, w tym rolnictwo, od szkodliwych związków zawierających siarkę (siarkowodór, merkaptany, dwutlenek siarki).

Jaka jest formuła ozonu? Spróbujmy razem zidentyfikować charakterystyczne cechy tej substancji chemicznej.

Alotropowa modyfikacja tlenu

Wzór cząsteczkowy ozonu w chemii O 3 . Jego względna masa cząsteczkowa wynosi 48. Związek zawiera trzy atomy O. Ponieważ formuła tlenu i ozonu zawiera ten sam pierwiastek chemiczny, w chemii nazywa się je modyfikacjami alotropowymi.

Właściwości fizyczne

W normalnych warunkach wzór chemiczny ozonu jest substancją gazową o specyficznym zapachu i jasnoniebieskim kolorze. W naturze ten związek chemiczny można wyczuć spacerując po sosnowym lesie po burzy. Ponieważ formuła ozonu to O 3, jest 1,5 razy cięższy od tlenu. W porównaniu z O 2 rozpuszczalność ozonu jest znacznie wyższa. W temperaturze zerowej 49 objętości wody łatwo rozpuszcza się w 100 objętościach wody. W małych stężeniach substancja nie ma właściwości toksycznych, ozon jest trucizną tylko w znacznych ilościach. Za maksymalne dopuszczalne stężenie uważa się 5% ilości O 3 w powietrzu. W przypadku silnego chłodzenia łatwo się upłynnia, a gdy temperatura spadnie do -192 stopni zamienia się w ciało stałe.

W naturze

Cząsteczka ozonu, której wzór został przedstawiony powyżej, powstaje w naturze podczas wyładowania piorunowego z tlenu. Ponadto O 3 powstaje podczas utleniania żywicy iglastej, niszczy szkodliwe mikroorganizmy i jest uważany za korzystny dla ludzi.

Uzyskiwanie w laboratorium

Jak uzyskać ozon? Substancja o wzorze O 3 powstaje przez przepuszczenie wyładowania elektrycznego przez suchy tlen. Proces odbywa się w specjalnym urządzeniu - ozonatorze. Opiera się na dwóch szklanych rurkach, które są włożone jedna w drugą. Wewnątrz znajduje się metalowy pręt, na zewnątrz spirala. Po podłączeniu do cewki wysokonapięciowej między rurą zewnętrzną i wewnętrzną następuje wyładowanie, a tlen jest przekształcany w ozon. Pierwiastek, którego wzór przedstawiony jest jako związek z kowalencyjnym wiązaniem polarnym, potwierdza alotropię tlenu.

Proces przekształcania tlenu w ozon jest reakcją endotermiczną, która wiąże się ze znacznymi kosztami energii. Ze względu na odwracalność tej przemiany obserwuje się rozkład ozonu, któremu towarzyszy spadek energii układu.

Właściwości chemiczne

Formuła ozonu wyjaśnia jego działanie utleniające. Jest w stanie wchodzić w interakcje z różnymi substancjami, tracąc atom tlenu. Na przykład w reakcji z jodkiem potasu w środowisku wodnym uwalniany jest tlen i powstaje wolny jod.

Wzór cząsteczkowy ozonu wyjaśnia jego zdolność do reagowania z prawie wszystkimi metalami. Wyjątkami są złoto i platyna. Na przykład po przejściu metalicznego srebra przez ozon obserwuje się jego czernienie (powstaje tlenek). Pod działaniem tego silnego środka utleniającego obserwuje się niszczenie gumy.

W stratosferze ozon powstaje w wyniku działania promieniowania UV ze Słońca, tworząc warstwę ozonową. Ta powłoka chroni powierzchnię planety przed negatywnymi skutkami promieniowania słonecznego.

Biologiczny wpływ na organizm

Zwiększona zdolność utleniania tej substancji gazowej, powstawanie wolnych rodników tlenowych wskazuje na jej zagrożenie dla organizmu człowieka. Jaką szkodę może wyrządzić ozon człowiekowi? Niszczy i podrażnia tkanki narządów oddechowych.

Ozon działa na cholesterol zawarty we krwi, powodując miażdżycę. Przy długim przebywaniu osoby w środowisku zawierającym zwiększone stężenie ozonu rozwija się niepłodność męska.

W naszym kraju ten utleniacz należy do pierwszej (niebezpiecznej) klasy substancji szkodliwych. Jego średnia dzienna MPC nie powinna przekraczać 0,03 mg na metr sześcienny.

Toksyczność ozonu, możliwość jego wykorzystania do niszczenia bakterii i pleśni, jest aktywnie wykorzystywana do dezynfekcji. Ozon stratosferyczny stanowi doskonały ekran ochronny dla ziemskiego życia przed promieniowaniem ultrafioletowym.

O korzyściach i szkodliwości ozonu

Substancja ta znajduje się w dwóch warstwach ziemskiej atmosfery. Ozon troposferyczny jest niebezpieczny dla organizmów żywych, ma negatywny wpływ na uprawy, drzewa, jest składnikiem miejskiego smogu. Ozon stratosferyczny przynosi człowiekowi pewną korzyść. Jego rozkład w roztworze wodnym zależy od pH, temperatury i jakości podłoża. W praktyce medycznej stosuje się wodę ozonowaną o różnych stężeniach. Terapia ozonem polega na bezpośrednim kontakcie tej substancji z ludzkim ciałem. Ta technika została po raz pierwszy zastosowana w XIX wieku. Amerykańscy naukowcy przeanalizowali zdolność ozonu do utleniania szkodliwych mikroorganizmów i zalecili lekarzom stosowanie tej substancji w leczeniu przeziębień.

W naszym kraju terapię ozonem zaczęto stosować dopiero pod koniec ubiegłego wieku. W celach terapeutycznych ten utleniacz wykazuje cechy silnego bioregulatora, który jest w stanie zwiększyć skuteczność tradycyjnych metod, jak również sprawdzić się jako skuteczny środek niezależny. Po opracowaniu technologii terapii ozonem lekarze mają możliwość skutecznego radzenia sobie z wieloma chorobami. W neurologii, stomatologii, ginekologii, terapii specjaliści używają tej substancji do zwalczania różnych infekcji. Terapia ozonem charakteryzuje się prostotą metody, jej skutecznością, doskonałą tolerancją, brakiem skutków ubocznych oraz niskimi kosztami.

Wniosek

Ozon jest silnym utleniaczem zdolnym do zwalczania szkodliwych drobnoustrojów. Ta właściwość jest szeroko stosowana we współczesnej medycynie. W terapii domowej ozon stosuje się jako środek przeciwzapalny, immunomodulujący, przeciwwirusowy, bakteriobójczy, przeciwstresowy, cytostatyczny. Dzięki zdolności do przywracania zaburzeń metabolizmu tlenu daje doskonałe możliwości w medycynie leczniczej i profilaktycznej.

Wśród innowacyjnych metod opartych na zdolności utleniania tego związku wyróżniamy domięśniowe, dożylne, podskórne podawanie tej substancji. Za skuteczną technikę uznaje się np. leczenie odleżyn, grzybiczych zmian skórnych, oparzeń mieszaniną tlenu i ozonu.

W wysokich stężeniach ozon może być stosowany jako środek hemostatyczny. W niskich stężeniach wspomaga naprawę, gojenie, epitelializację. Substancja ta rozpuszczona w soli fizjologicznej jest doskonałym narzędziem do rehabilitacji szczęki. We współczesnej medycynie europejskiej rozpowszechniła się mała i duża autohemoterapia. Obie metody wiążą się z wprowadzaniem ozonu do organizmu, wykorzystując jego zdolność utleniania.

W przypadku dużej autohemoterapii do żyły pacjenta wstrzykuje się roztwór ozonu o zadanym stężeniu. Mała autohemoterapia charakteryzuje się domięśniowym wstrzyknięciem ozonowanej krwi. Oprócz medycyny ten silny środek utleniający jest potrzebny w produkcji chemicznej.

Taki gaz jak ozon posiada niezwykle cenne właściwości dla całej ludzkości. Pierwiastkiem chemicznym, z którym powstaje, jest O. W rzeczywistości ozon O 3 jest jedną z alotropowych modyfikacji tlenu, składającą się z trzech jednostek formuły (O÷O÷O). Pierwszym i lepiej poznanym związkiem jest sam tlen, a dokładniej gaz, który tworzą jego dwa atomy (O=O)-O 2 .

Alotropia to zdolność jednego pierwiastka chemicznego do tworzenia wielu prostych związków o różnych właściwościach. Dzięki niemu ludzkość poznała i wykorzystuje takie substancje jak diament i grafit, siarka jednoskośna i rombowa, tlen i ozon. Pierwiastek chemiczny, który ma tę zdolność, niekoniecznie jest ograniczony tylko do dwóch modyfikacji, niektóre mają więcej.

Historia otwierania połączeń

Jednostką składową wielu substancji organicznych i mineralnych, w tym takich jak ozon, jest pierwiastek chemiczny, którego oznaczenie to O - tlen, przetłumaczone z greckiego "oxys" - kwaśny i "gignomai" - do porodu.

Po raz pierwszy nowy podczas eksperymentów z wyładowaniami elektrycznymi odkrył w 1785 roku Holender Martin van Marun, jego uwagę przykuł specyficzny zapach. A sto lat później Francuz Shenbein zauważył obecność tego samego po burzy z piorunami, co spowodowało, że gaz nazwano „pachnącym”. Ale naukowcy byli nieco oszukani, wierząc, że ich węch wyczuł sam ozon. Zapach, który powąchali, był zapachem utlenionych podczas reakcji z O 3 , ponieważ gaz jest bardzo reaktywny.

Struktura elektroniczna

O2 i O3, pierwiastek chemiczny, mają ten sam fragment strukturalny. Ozon ma bardziej złożoną strukturę. W tlenie wszystko jest proste - dwa atomy tlenu są połączone wiązaniem podwójnym, składającym się ze składników ϭ i π, zgodnie z wartościowością pierwiastka. O 3 ma kilka struktur rezonansowych.

Wiązanie wielokrotne łączy dwa tleny, a trzeci ma wiązanie pojedyncze. Tak więc, ze względu na migrację składnika π, w ogólnym obrazie trzy atomy mają połączenie półtora. To wiązanie jest krótsze niż wiązanie pojedyncze, ale dłuższe niż wiązanie podwójne. Przeprowadzone przez naukowców eksperymenty wykluczają możliwość cykliczności cząsteczki.

Metody syntezy

Aby utworzyć gaz, taki jak ozon, tlen pierwiastka chemicznego musi znajdować się w środowisku gazowym w postaci pojedynczych atomów. Takie warunki powstają, gdy cząsteczki tlenu O 2 zderzają się z elektronami podczas wyładowań elektrycznych lub innych cząstek o wysokiej energii, a także przy naświetlaniu światłem ultrafioletowym.

Lwią część całkowitej ilości ozonu w atmosferze naturalnej tworzy metoda fotochemiczna. Człowiek woli stosować inne metody w działalności chemicznej, takie jak np. synteza elektrolityczna. Polega ona na tym, że platynowe elektrody umieszczane są w wodnym środowisku elektrolitu i uruchamiany jest prąd. Schemat reakcji:

H 2 O + O 2 → O 3 + H 2 + e -

Właściwości fizyczne

Tlen (O) jest jednostką składową takiej substancji jak ozon - pierwiastek chemiczny, którego wzór, a także względna masa molowa, są wskazane w układzie okresowym. Tworząc O 3, tlen uzyskuje właściwości radykalnie różne od właściwości O 2.

Niebieski gaz to normalny stan związku takiego jak ozon. Pierwiastek chemiczny, wzór, cechy ilościowe - wszystko to ustalono podczas identyfikacji i badania tej substancji. dla niego -111,9 ° C, stan upłynniony ma ciemnofioletowy kolor, z dalszym spadkiem stopnia do -197,2 ° C rozpoczyna się topienie. W stałym stanie skupienia ozon nabiera koloru czarnego z fioletowym odcieniem. Jego rozpuszczalność jest dziesięciokrotnie wyższa niż ta właściwość tlenu O 2. Przy najmniejszych stężeniach w powietrzu wyczuwalny jest zapach ozonu, jest ostry, specyficzny i przypomina zapach metalu.

Właściwości chemiczne

Bardzo aktywny z reaktywnego punktu widzenia jest gaz ozonowy. Pierwiastkiem chemicznym, który go tworzy, jest tlen. Cechy, które determinują zachowanie ozonu w interakcji z innymi substancjami, to wysoka zdolność utleniania i niestabilność samego gazu. W podwyższonych temperaturach rozkłada się w niespotykanym dotąd tempie, proces przyspieszają także katalizatory, takie jak tlenki metali, tlenki azotu i inne. Właściwości środka utleniającego są nieodłącznie związane z ozonem ze względu na cechy strukturalne cząsteczki i ruchliwość jednego z atomów tlenu, który odszczepiając się zamienia gaz w tlen: O 3 → O 2 + O .

Tlen (element budulcowy, z którego zbudowane są cząsteczki substancji takich jak tlen i ozon) jest pierwiastkiem chemicznym. Jak napisano w równaniach reakcji - O . Ozon utlenia wszystkie metale z wyjątkiem złota, platyny i ich podgrup. Reaguje z gazami w atmosferze - tlenkami siarki, azotu i innymi. Substancje organiczne również nie pozostają obojętne, procesy rozrywania wiązań wielokrotnych poprzez tworzenie związków pośrednich są szczególnie szybkie. Niezwykle ważne jest, aby produkty reakcji były nieszkodliwe dla środowiska i ludzi. Są to woda, tlen, wyższe tlenki różnych pierwiastków, tlenki węgla. Związki binarne wapnia, tytanu i krzemu z tlenem nie oddziałują z ozonem.

Aplikacja

Głównym obszarem, w którym wykorzystywany jest gaz „wędzący”, jest ozonowanie. Ta metoda sterylizacji jest znacznie wydajniejsza i bezpieczniejsza dla organizmów żywych niż dezynfekcja chlorem. Gdy nie dochodzi do powstawania toksycznych pochodnych metanu, zastępowany jest niebezpiecznym halogenem.

Coraz częściej ta przyjazna dla środowiska metoda sterylizacji jest stosowana w przemyśle spożywczym. Urządzenia chłodnicze, magazyny produktów są poddawane działaniu ozonu, a za jego pomocą eliminowane są zapachy.

W medycynie nieodzowne są również dezynfekujące właściwości ozonu. Dezynfekują rany, roztwory soli. Krew żylna jest ozonowana, a wiele chorób przewlekłych leczy się „pachnącym” gazem.

Bycie w naturze i znaczeniu

Prosta substancja ozon jest elementem składu gazowego stratosfery, regionu przestrzeni kosmicznej znajdującej się w odległości około 20-30 km od powierzchni planety. Uwalnianie tego związku następuje podczas procesów związanych z wyładowaniami elektrycznymi, podczas spawania i pracy kopiarek. Ale to w stratosferze tworzy się i zawiera 99% całkowitej ilości ozonu w ziemskiej atmosferze.

Obecność gazu w przestrzeni okołoziemskiej okazała się kluczowa. Tworzy w nim tak zwaną warstwę ozonową, która chroni wszystkie żywe istoty przed śmiercionośnym promieniowaniem ultrafioletowym Słońca. Co dziwne, ale oprócz wielkich korzyści sam gaz jest niebezpieczny dla ludzi. Wzrost stężenia ozonu w powietrzu, którym oddycha osoba, jest szkodliwy dla organizmu ze względu na jego ekstremalną aktywność chemiczną.

Wyrażenie „warstwa ozonowa”, które stało się sławne w latach 70-tych. ostatni wiek od dawna jest na skraju. Jednocześnie niewiele osób naprawdę rozumie, co oznacza ta koncepcja i dlaczego niszczenie warstwy ozonowej jest niebezpieczne. Jeszcze większą tajemnicą dla wielu jest budowa cząsteczki ozonu, a przecież jest ona bezpośrednio związana z problemami warstwy ozonowej. Dowiedzmy się więcej o ozonie, jego strukturze i zastosowaniach przemysłowych.

Co to jest ozon

Ozon lub, jak to się nazywa, aktywny tlen, to lazurowy gaz o ostrym metalicznym zapachu.

Substancja ta może występować we wszystkich trzech stanach skupienia: gazowym, stałym i ciekłym.

Jednocześnie ozon występuje w przyrodzie wyłącznie w postaci gazu, tworząc tzw. warstwę ozonową. To właśnie ze względu na jego lazurowy kolor niebo wydaje się niebieskie.

Jak wygląda cząsteczka ozonu?

Ozon otrzymał przydomek „aktywny tlen” ze względu na jego podobieństwo do tlenu. Tak więc głównym aktywnym pierwiastkiem chemicznym w tych substancjach jest tlen (O). Jeśli jednak cząsteczka tlenu zawiera 2 jego atomy, to cząsteczka - O 3) składa się z 3 atomów tego pierwiastka.

Dzięki tej strukturze właściwości ozonu są podobne do właściwości tlenu, ale bardziej wyraźne. W szczególności, podobnie jak O 2 , O 3 jest najsilniejszym środkiem utleniającym.

Najważniejsza różnica między tymi „pokrewnymi” substancjami, o której każdy musi pamiętać, jest następująca: ozon nie może być wdychany, jest toksyczny i w przypadku wdychania może uszkodzić płuca, a nawet zabić człowieka. Jednocześnie O 3 doskonale nadaje się do oczyszczania powietrza z toksycznych zanieczyszczeń. Nawiasem mówiąc, to właśnie z tego powodu po deszczu tak łatwo oddychać: ozon utlenia szkodliwe substancje zawarte w powietrzu i jest oczyszczany.

Model cząsteczki ozonu (składającej się z 3 atomów tlenu) wygląda trochę jak obraz kąta, a jego rozmiar to 117°. Ta cząsteczka nie ma niesparowanych elektronów i dlatego jest diamagnetyczna. Ponadto ma polaryzację, choć składa się z atomów jednego pierwiastka.

Dwa atomy danej cząsteczki są ze sobą mocno związane. Ale połączenie z trzecim jest mniej niezawodne. Z tego powodu cząsteczka ozonu (zdjęcie modelu poniżej) jest bardzo delikatna i wkrótce po utworzeniu ulega rozpadowi. Z reguły w każdej reakcji rozkładu O 3 uwalniany jest tlen.

Ze względu na niestabilność ozonu nie może być zbierany, przechowywany ani transportowany jak inne substancje. Z tego powodu jego produkcja jest droższa niż innych substancji.

Jednocześnie wysoka aktywność cząsteczek O 3 sprawia, że ​​substancja ta jest najsilniejszym środkiem utleniającym, silniejszym od tlenu i bezpieczniejszym od chloru.

Jeśli cząsteczka ozonu ulegnie zniszczeniu i uwolni się O 2 , tej reakcji zawsze towarzyszy uwolnienie energii. Jednocześnie, aby nastąpił proces odwrotny (tworzenie O 3 z O 2), konieczne jest jego nie mniej.

W stanie gazowym cząsteczka ozonu rozkłada się w temperaturze 70 ° C. Jeśli zostanie podniesiona do 100 stopni lub więcej, reakcja znacznie przyspieszy. Obecność zanieczyszczeń przyspiesza również okres rozpadu cząsteczek ozonu.

Właściwości O3

Niezależnie od tego, w którym z trzech stanów znajduje się ozon, zachowuje on swój niebieski kolor. Im twardsza substancja, tym bogatszy i ciemniejszy odcień.

Każda cząsteczka ozonu waży 48 g/mol. Jest cięższy od powietrza, co pomaga oddzielić te substancje od siebie.

O 3 jest w stanie utleniać prawie wszystkie metale i niemetale (z wyjątkiem złota, irydu i platyny).

Również ta substancja może uczestniczyć w reakcji spalania, jednak wymaga to wyższej temperatury niż dla O2.

Ozon jest w stanie rozpuszczać się w H 2 O i freonach. W stanie ciekłym może być mieszany z ciekłym tlenem, azotem, metanem, argonem, czterochlorkiem węgla i dwutlenkiem węgla.

Jak powstaje cząsteczka ozonu?

Cząsteczki O 3 powstają przez przyłączanie wolnych atomów tlenu do cząsteczek tlenu. Te z kolei pojawiają się w wyniku rozszczepienia innych cząsteczek O 2 z powodu wpływu na nie wyładowań elektrycznych, promieni ultrafioletowych, szybkich elektronów i innych cząstek o wysokiej energii. Z tego powodu specyficzny zapach ozonu można wyczuć w pobliżu iskrzących się urządzeń elektrycznych lub lamp emitujących światło ultrafioletowe.

Na skalę przemysłową O 3 izoluje się za pomocą elektrycznych lub ozonatorów. W tych urządzeniach prąd elektryczny o wysokim napięciu przepływa przez strumień gazu zawierającego O 2 , którego atomy służą jako „materiał budowlany” dla ozonu.

Czasami do tych aparatów dostaje się czysty tlen lub zwykłe powietrze. Jakość powstałego ozonu zależy od czystości produktu wyjściowego. Tak więc medyczny O 3, przeznaczony do leczenia ran, jest ekstrahowany tylko z chemicznie czystego O 2.

Historia odkrycia ozonu

Po zorientowaniu się, jak wygląda i jak powstaje cząsteczka ozonu, warto zapoznać się z historią tej substancji.

Po raz pierwszy został zsyntetyzowany przez holenderskiego badacza Martina van Maruma w drugiej połowie XVIII wieku. Naukowiec zauważył, że po przepuszczeniu iskier elektrycznych przez pojemnik z powietrzem zawarty w nim gaz zmienił swoje właściwości. Jednocześnie Van Marum nie rozumiał, że wyizolował cząsteczki nowej substancji.

Ale jego niemiecki kolega o imieniu Sheinbein, próbując rozłożyć H 2 O na H i O 2 za pomocą elektryczności, zwrócił uwagę na uwolnienie nowego gazu o ostrym zapachu. Po wielu badaniach naukowiec opisał odkrytą przez siebie substancję i nadał jej nazwę „ozon” na cześć greckiego słowa oznaczającego „zapach”.

Zdolność do zabijania grzybów i bakterii, a także zmniejszania toksyczności szkodliwych związków, które posiadała otwarta substancja, zainteresowała wielu naukowców. 17 lat po oficjalnym odkryciu O 3 Werner von Siemens zaprojektował pierwszy aparat, który umożliwił syntezę ozonu w dowolnej ilości. A 39 lat później genialny Nikola Tesla wynalazł i opatentował pierwszy na świecie generator ozonu.

To właśnie to urządzenie zostało po raz pierwszy zastosowane we Francji od 2 lat w zakładach uzdatniania wody pitnej. Od początku XX wieku. Europa zaczyna przestawiać się na ozonowanie wody pitnej w celu jej oczyszczania.

Imperium Rosyjskie po raz pierwszy zastosowało tę technikę w 1911 roku, a po 5 latach w kraju wyposażono prawie 4 tuziny instalacji do oczyszczania wody pitnej za pomocą ozonu.

Obecnie ozonowanie wody stopniowo wypiera chlorowanie. Tak więc 95% całej wody pitnej w Europie jest uzdatniane za pomocą O 3 . Ta technika jest również bardzo popularna w USA. W WNP jest nadal badany, ponieważ choć procedura jest bezpieczniejsza i wygodniejsza, jest droższa niż chlorowanie.

Zastosowania ozonu

Oprócz oczyszczania wody O 3 ma wiele innych zastosowań.

• Ozon jest używany jako wybielacz w produkcji papieru i tekstyliów.
• Aktywny tlen służy do dezynfekcji win, a także do przyspieszenia procesu starzenia koniaków.
• Za pomocą O 3 rafinowane są różne oleje roślinne.
• Bardzo często substancja ta jest wykorzystywana do przetwarzania produktów łatwo psujących się, takich jak mięso, jajka, owoce i warzywa. Zabieg ten nie pozostawia śladów chemicznych, jak w przypadku użycia chloru czy formaldehydu, a produkty mogą być przechowywane znacznie dłużej.
• Ozonem sterylizuje sprzęt i odzież medyczną.
• Oczyszczony O 3 jest również wykorzystywany do różnych zabiegów medycznych i kosmetycznych. W szczególności przy jego pomocy w stomatologii dezynfekują jamę ustną i dziąsła, a także leczą różne choroby (zapalenie jamy ustnej, opryszczka, kandydoza jamy ustnej). W krajach europejskich O 3 jest bardzo popularny do dezynfekcji ran.
• W ostatnich latach ogromną popularność zyskały przenośne urządzenia gospodarstwa domowego do filtrowania powietrza i wody za pomocą ozonu.

Warstwa ozonowa – co to jest?

W odległości 15-35 km nad powierzchnią Ziemi znajduje się warstwa ozonowa lub, jak to się nazywa, ozonosfera. W tym miejscu skoncentrowany O 3 służy jako rodzaj filtra szkodliwego promieniowania słonecznego.

Skąd bierze się taka ilość substancji, jeśli jej cząsteczki są niestabilne? Odpowiedź na to pytanie nie jest trudna, jeśli przypomnimy sobie model cząsteczki ozonu i sposób jej powstawania. Tak więc tlen, składający się z 2 cząsteczek tlenu, dostający się do stratosfery, jest tam ogrzewany przez promienie słoneczne. Ta energia wystarczy, aby podzielić O 2 na atomy, z których powstaje O 3 . Jednocześnie warstwa ozonowa nie tylko wykorzystuje część energii słonecznej, ale także ją filtruje, pochłania niebezpieczne promieniowanie ultrafioletowe.

Powiedziano powyżej, że ozon jest rozpuszczany przez freony. Te gazowe substancje (stosowane w produkcji dezodorantów, gaśnic i lodówek) po uwolnieniu do atmosfery oddziałują na ozon i przyczyniają się do jego rozkładu. W efekcie w ozonosferze pojawiają się dziury, przez które na planetę wnikają niefiltrowane promienie słoneczne, które mają destrukcyjny wpływ na organizmy żywe.

Po rozważeniu cech i struktury cząsteczek ozonu możemy stwierdzić, że ta substancja, choć niebezpieczna, jest bardzo przydatna dla ludzkości, jeśli jest prawidłowo stosowana.