Сериен номер на озоновия елемент. Химия на съединенията

Кислород (O)стои в период 1, група VI, в основната подгрупа. p-елемент. Електронна конфигурация 1s22s22p4 . Броят на електроните във външното ниво е 6. Кислородът може да приеме 2 електрона и в редки случаи да ги отдаде. Кислородна валентност 2, степен на окисление -2.

Физични свойства:кислород ( O2 ) – безцветен газ, без мирис и вкус; слабо разтворим във вода, малко по-тежък от въздуха. При -183 °C и 101,325 Pa кислородът се втечнява, ставайки синкав на цвят. Структура на молекулата:Молекулата на кислорода е двуатомна, силна при нормални условия и има магнитни свойства. Връзката в молекулата е ковалентна неполярна. Кислородът има алотропна модификация - озон(O3 ) – по-силен окислител от кислорода.

Химични свойства:преди завършване на енергийното ниво, кислородът се нуждае от 2 електрона, които приема, показвайки степен на окисление -2, но в комбинация с флуор, кислород OF2 -2 и O2F2 -1. Благодарение на своята химическа активност, кислородът взаимодейства с почти всички прости вещества. Образува оксиди и пероксиди с метали:

Кислородът не реагира само с платината. При повишени и високи температури той реагира с много неметали:

Кислородът не взаимодейства директно с халогените. Кислородът реагира с много сложни вещества:

Кислородът се характеризира с реакции на горене:

Много органични вещества изгарят в кислород:

Когато ацеталдехидът се окислява с кислород, се получава оцетна киселина:

Касова бележка:в лабораторията: 1) чрез електролиза на воден разтвор на алкали: в този случай на катода се отделя водород, а на анода - кислород; 2) разлагане на бертолетова сол при нагряване: 2KSlO3?2KSl + 3O2?; 3) получава се много чист кислород: 2KMnO4?K2MnO4 + MnO2 + O2?.

Намиране в природата:кислородът съставлява 47,2% от масата на земната кора. В свободно състояние се съдържа в атмосферния въздух - 21%. Той е част от много природни минерали, огромно количество от него се намира в организмите на растенията и животните. Естественият кислород се състои от 3 изотопа: O(16), O(17), O(18).

Приложение:използва се в химическата, металургичната промишленост, в медицината.

24. Озон и неговите свойства

В твърдо състояние кислородът има три модификации: ?-, ?- и ?- модификации. озон ( O3 ) – една от алотропните модификации на кислорода . Структура на молекулата:озонът има нелинейна молекулна структура с ъгъл между атомите 117°. Молекулата на озона има определена полярност (въпреки атомите от същия вид, които образуват молекулата на озона), тя е диамагнитна, тъй като няма несдвоени електрони.

Физични свойства:озонът е син газ с характерна миризма; молекулно тегло = 48, точка на топене (твърдо) = 192,7 °C, точка на кипене = 111,9 °C. Течният и твърдият озон са експлозивни, токсични и силно разтворими във вода: при 0 °C до 49 обема озон се разтварят в 100 обема вода.

Химични свойства:Озонът е силен окислител, той окислява всички метали, включително златото - Au и платината - Pt (и металите от платиновата група). Озонът действа върху лъскава сребърна пластина, която моментално се покрива с черен сребърен пероксид - Ag2O2; хартията, навлажнена с терпентин, се запалва, серните съединения на металите се окисляват до соли на сярна киселина; много багрила са обезцветени; разрушава органичната материя - докато молекулата на озона отделя един кислороден атом и озонът се превръща в обикновен кислород. Както повечето неметали, той превръща нисшите оксиди в по-висши, а сулфидите на техните метали в техните сулфати:

Озонът окислява калиевия йодид до молекулярен йод:

Но с водороден пероксид H2O2 озонът действа като редуциращ агент:

Химически молекулите на озон са нестабилни - озонът може спонтанно да се разложи до молекулярен кислород:

Касова бележка:Озонът се произвежда в озонатори чрез преминаване на електрически искри през кислород или въздух. Образуване на озон от кислород:

Озонът може да се образува при окисляването на мокър фосфор, смолисти вещества. Детектор за озон:за да се установи наличието на озон във въздуха, е необходимо да се потопи във въздуха лист хартия, импрегниран с разтвор на калиев йодид и паста от нишесте - ако листът е посинял, това означава, че във въздуха има озон въздух. Намиране в природата:В атмосферата озонът се образува при електрически разряди. Приложение:тъй като е силен окислител, озонът унищожава различни видове бактерии, поради което се използва широко за пречистване на вода и дезинфекция на въздуха и се използва като избелващ агент.

Каква е формулата за озон? Нека се опитаме заедно да идентифицираме отличителните характеристики на този химикал.

Алотропна модификация на кислорода

Молекулна формула на озона в химията O 3 . Относителното му молекулно тегло е 48. Съединението съдържа три атома О. Тъй като формулата на кислорода и озона включва един и същ химичен елемент, те се наричат ​​алотропни модификации в химията.

Физически свойства

При нормални условия химичната формула на озона е газообразно вещество със специфична миризма и светлосин цвят. В природата това химическо съединение може да се усети, докато се разхождате през борова гора след гръмотевична буря. Тъй като формулата на озона е O 3, той е 1,5 пъти по-тежък от кислорода. В сравнение с O 2, разтворимостта на озона е много по-висока. При нулева температура 49 обема от него се разтварят лесно в 100 обема вода. В малки концентрации веществото няма свойството на токсичност, озонът е отрова само в значителни количества. Максимално допустимата концентрация се счита за 5% от количеството O 3 във въздуха. При силно охлаждане той лесно се втечнява, а когато температурата падне до -192 градуса, става твърд.

В природата

Молекулата на озона, чиято формула беше представена по-горе, се образува в природата по време на изпускане на мълния от кислород. Освен това O 3 се образува по време на окисляването на иглолистна смола, унищожава вредните микроорганизми и се счита за полезен за хората.

Получаване в лабораторията

Как можете да получите озон? Вещество, чиято формула е O 3, се образува чрез преминаване на електрически разряд през сух кислород. Процесът се извършва в специално устройство - озонатор. Тя се основава на две стъклени тръби, които се вкарват една в друга. Вътре има метален прът, отвън има спирала. След свързване към бобина с високо напрежение, между външната и вътрешната тръба възниква разряд и кислородът се превръща в озон. Елемент, чиято формула е представена като съединение с ковалентна полярна връзка, потвърждава алотропията на кислорода.

Процесът на превръщане на кислорода в озон е ендотермична реакция, която включва значителни разходи за енергия. Поради обратимостта на тази трансформация се наблюдава разлагане на озона, което е съпроводено с намаляване на енергията на системата.

Химични свойства

Формулата на озона обяснява неговата окислителна сила. Той е в състояние да взаимодейства с различни вещества, като същевременно губи кислороден атом. Например при реакция с калиев йодид във водна среда се отделя кислород и се образува свободен йод.

Молекулната формула на озона обяснява способността му да реагира с почти всички метали. Изключение правят златото и платината. Например след преминаване на метално сребро през озон се наблюдава неговото почерняване (образува се оксид). Под действието на този силен окислител се наблюдава разрушаване на каучука.

В стратосферата озонът се образува поради действието на ултравиолетовата радиация от Слънцето, образувайки озонов слой. Тази обвивка предпазва повърхността на планетата от негативните ефекти на слънчевата радиация.

Биологичен ефект върху тялото

Повишената окислителна способност на това газообразно вещество, образуването на свободни кислородни радикали показват неговата опасност за човешкото тяло. Каква вреда може да причини озонът на човек? Уврежда и дразни тъканите на дихателните органи.

Озонът действа върху холестерола, съдържащ се в кръвта, причинявайки атеросклероза. При дълъг престой на човек в среда, която съдържа повишена концентрация на озон, се развива мъжко безплодие.

В нашата страна този окислител принадлежи към първия (опасни) клас вредни вещества. Среднодневната му ПДК не трябва да надвишава 0,03 mg на кубичен метър.

Токсичността на озона, възможността за използването му за унищожаване на бактерии и мухъл, се използва активно за дезинфекция. Стратосферният озон е отличен защитен екран за земния живот от ултравиолетовото лъчение.

За ползите и вредите от озона

Това вещество се намира в два слоя на земната атмосфера. Тропосферният озон е опасен за живите същества, има отрицателен ефект върху посевите, дърветата и е компонент на градския смог. Стратосферният озон носи определена полза за човек. Разлагането му във воден разтвор зависи от pH, температурата и качеството на средата. В медицинската практика се използва озонирана вода с различни концентрации. Озонотерапията включва директен контакт на това вещество с човешкото тяло. Тази техника е използвана за първи път през деветнадесети век. Американски изследователи анализираха способността на озона да окислява вредните микроорганизми и препоръчаха на лекарите да използват това вещество при лечение на настинки.

У нас озонотерапията започва да се използва едва в края на миналия век. За терапевтични цели този окислител проявява характеристиките на силен биорегулатор, който е в състояние да повиши ефективността на традиционните методи, както и да се докаже като ефективен независим агент. След развитието на технологията за озонотерапия, лекарите имат възможност да се справят ефективно с много заболявания. В неврологията, стоматологията, гинекологията, терапията специалистите използват това вещество за борба с различни инфекции. Озонотерапията се характеризира с простота на метода, неговата ефективност, отлична поносимост, липса на странични ефекти и ниска цена.

Заключение

Озонът е силен окислител, способен да се бори с вредните микроби. Това свойство се използва широко в съвременната медицина. В домашната терапия озонът се използва като противовъзпалително, имуномодулиращо, антивирусно, бактерицидно, антистресово, цитостатично средство. Благодарение на способността си да възстановява нарушенията на кислородната обмяна, той дава отлични възможности за лечебна и профилактична медицина.

Сред иновативните методи, базирани на окислителната способност на това съединение, ние подчертаваме интрамускулното, интравенозно, подкожно приложение на това вещество. Например, лечението на рани от залежаване, гъбични кожни лезии, изгаряния със смес от кислород и озон е признато за ефективна техника.

Във високи концентрации озонът може да се използва като кръвоспиращо средство. При ниски концентрации той насърчава възстановяването, заздравяването, епителизацията. Това вещество, разтворено във физиологичен разтвор, е отлично средство за рехабилитация на челюстта. В съвременната европейска медицина малката и голямата автохемотерапия е широко разпространена. И двата метода са свързани с въвеждането на озон в тялото, като се използва неговата окислителна способност.

В случай на голяма автохемотерапия във вената на пациента се инжектира озонов разтвор с определена концентрация. Малката автохемотерапия се характеризира с интрамускулно инжектиране на озонирана кръв. В допълнение към медицината, този силен окислител е търсен в химическото производство.

Каква е ползата от озона?

Озонът, като силен окислител, се използва широко в различни области на нашия живот. Използва се в медицината, в промишлеността, в бита.

Какво е газ озон?

По време на гръмотевична буря, когато електрически разряди на мълнии „пронизват“ атмосферата, ние усещаме получения озон като свеж въздух. Озонът наистина почиства въздуха ни! Като силен окислител, той разгражда много токсични примеси в атмосферата до прости безопасни съединения, като по този начин дезинфекцира въздуха. Ето защо след гръмотевична буря усещаме приятна свежест, дишаме лесно и виждаме всичко около нас по-ясно, особено синевата на небето.

Озонът е син газ с характерна миризма и много силен окислител. Молекулната формула на озона е O3. Той е по-тежък от кислорода и обичайния ни въздух.

Схемата за генериране на озон е както следва:под въздействието на електрически разряд част от кислородните молекули O2 се разлагат на атоми, след което атомарният кислород се свързва с молекулярен кислород и се образува озон O3. В природата озонът се образува в стратосферата под въздействието на ултравиолетовото лъчение на слънцето, както и при електрически разряди в атмосферата.

Домакинските уреди за озониране дават безопасна концентрация на озон за хората. С помощта вие винаги ще дишате свеж и чист въздух

Къде се използва озонът днес?

Той е толкова силен окислител, че може да стимулира редокс процесите в човешкото тяло, а това е същността на живота. Удвоява до четири пъти функцията на имунната система. ОЗОНЪТ е естествен антибиотик! Когато взаимодейства с клетките на тялото, той окислява мазнините и образува пероксиди - вещества, които са вредни за всички известни вируси, бактерии и гъбички.

Най-често срещаното приложение- за пречистване на вода. Озонът ефективно унищожава бактериите и вирусите, елиминира органичното замърсяване на водата, премахва миризмите, може
да се използва като избелващ агент.

Специална роля се отдава на озона в хранително-вкусовата промишленост. Тъй като е силно дезинфектант и химически безопасен агент, той се използва за предотвратяване на биологичния растеж на нежелани организми в хранителните продукти.
и на технологично хранително оборудване. Озонът има способността да убива микроорганизми, без да създава нови вредни химикали.

Всички химикали във въздуха, реагирайки с озона, се разлагат на безвредни съединения: въглероден диоксид, вода и кислород.

За какво е необходимо?

  1. Пречистване на въздуха в жилищни помещения, бани и тоалетни.
  2. Премахване на неприятни миризми в хладилник, гардероби, килери и др.
  3. Пречистване на питейна вода, озониране на вани, аквариуми.
  4. Преработка на храни (зеленчуци, плодове, яйца, месо, риба).
  5. Дезинфекция и премахване на замърсявания и неприятни миризми при пране на дрехи.
  6. Козметологична процедура, грижа за устната кухина, кожата на лицето, ръцете и краката.
  7. Елиминиране на миризмата на тютюнев дим, боя, лак

Озон в медицината

Озонът в терапевтични дози действа като имуномодулиращо, противовъзпалително, бактерицидно, антивирусно, фунгицидно, цистостатично, антистресово и аналгетично средство.

Озонотерапията се използва успешно в почти всички области на медицината:в спешна и гнойна хирургия, обща и инфекциозна терапия, гинекология, урология,
дерматология, хепатология, гастроентерология, стоматология, козметология и др.

Какви са ефектите от озонотерапията?

  1. Активиране на процесите на детоксикация. Има потискане на активността на външните и вътрешните токсини.
  2. Активиране на метаболитните процеси (метаболитни процеси).
  3. Нормализиране на процеса на липидна пероксидация (обменни процеси на мазнини).

Използването на озон повишава консумацията на глюкоза от тъканите и органите, повишава насищането на кръвната плазма с кислород, намалява степента на кислородно гладуване,
подобрява микроциркулацията.

Озонът има положителен ефект върху метаболизма на черния дроб и бъбреците, подпомага работата на сърдечния мускул, намалява дихателната честота и увеличава дихателния обем.

Положителният ефект на озона върху хората със заболявания на сърдечно-съдовата система (нивото на холестерола в кръвта намалява, рискът от тромбоза намалява, процесът на "дишане" на клетката се активира).

Озонотерапия при лечение херпесви позволява значително да намалите курса и дозата на антивирусните лекарства.

При понижен имунитетозонотерапията стимулира устойчивостта на организма към заболявания като грип, тонзилит, ТОРС, остри респираторни инфекциитолкова популярни през есента и зимата.

Когато съм болен" синдром на хроничната уморапричинено от цитомегаловируси херпесен вирус, озонотерапията помага да се отървете от главоболие, умора, повишава работоспособността и цялостната жизненост. Озонотерапията дава същия ефект при лечението на обикновена умора, хронична липса на сън, преумора, почти мигновено облекчаване на синдромите.

Озонотерапията (автохемотерапия с озон) намира широко приложение при козметологияза корекция на бръчкиобщо "подмладяване" на кожата, лечение на проблемна кожаи акне, включително тийнейджърски, акне обрив.

С помощта на озон излишните килограми отиват страхотно! За намаляване на теглото, лечение на целулит и премахване на обема на корема, бедрата, дупето се препоръчва системно и локално използване на озон.

Има ли противопоказания за използването на озонотерапия?

Да, има противопоказания. Затова бъдете много внимателни, когато предписвате озонотерапия, консултирайте се с Вашия лекар, обсъдете начините и методите на излагане, възможните реакции на тялото.

Озонотерапията не трябва да се използва при остър инфаркт на миокарда, вътрешно кървене, хипертиреоидизъм, склонност към конвулсии, тромбоцитопения.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Озоне алотропна модификация на кислорода. В нормално състояние той е светлосин газ, в течно състояние е тъмно син, а в твърдо състояние е тъмновиолетов (до черен).

Може да остане в състояние на преохладена течност до температура (-250 o C). слабо разтворим във вода, по-добре във въглероден тетрахлорид и различни флуорохлоровъглероди. Много силен окислител.

Химична формула на озона

Химична формула на озона- О 3 . Това показва, че молекулата на това вещество съдържа три кислородни атома (Ar = 16 a.m.u.). Според химическата формула можете да изчислите молекулното тегло на озона:

Mr(O 3) \u003d 3 × Ar (O) = 3 × 16 \u003d 48

Структурна (графична) формула на озона

По-илюстративно е структурна (графична) формула на озона. Той показва как атомите са свързани един с друг вътре в молекулата (фиг. 1).

Ориз. 1. Структурата на молекулата на озона.

Електронна формула , показващ разпределението на електроните в атом върху енергийни поднива, е показано по-долу:

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

Също така показва, че кислородът, който изгражда озона, принадлежи към елементите на p-семейството, както и броят на валентните електрони - има 6 електрона във външното енергийно ниво (3s 2 3p 4).

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение Масовата част на водорода в комбинацията му със силиций е 12,5%. Изведете емпиричната формула на съединението и изчислете неговата моларна маса.
Решение

Изчислете масовата част на силиций в съединението:

ω(Si) = 100% - ω(H) = 100% - 12,5% ​​= 87,5%

Нека обозначим броя на моловете на елементите, които изграждат съединението, като "x" (силиций) и "y" (водород). Тогава моларното съотношение ще изглежда така (стойностите на относителните атомни маси, взети от периодичната таблица на Д. И. Менделеев, ще бъдат закръглени до цели числа):

x:y = ω(Si)/Ar(Si) : ω(H)/Ar(H);

x:y= 87,5/28: 12,5/1;

x:y= 3,125:12,5 = 1:4

Това означава, че формулата за комбиниране на силиций с водород ще изглежда като SiH 4. Това е силициев хидрид.

Отговор SiH4

ПРИМЕР 2

Упражнение В съединението на калий, хлор и кислород масовите фракции на елементите са съответно 31,8%, 29%, 39,2%. Задайте най-простата съставна формула.
Решение Масовата част на елемента X в молекулата на състава HX се изчислява по следната формула:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Нека обозначим броя молове на елементите, които изграждат съединението като "x" (калий), "y" (хлор) и "z" (кислород). Тогава моларното съотношение ще изглежда така (стойностите на относителните атомни маси, взети от периодичната таблица на Д. И. Менделеев, ще бъдат закръглени до цели числа):

x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(Cl)/Ar(Cl) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 31,8/39: 29/35,5: 39,2/16;

x:y:z= 0,82:0,82:2,45 = 1:1:3

Това означава, че формулата на съединението на калий, хлор и кислород ще изглежда като KClO 3. Това е бертолетова сол.

Отговор KClO 3

През 1785 г. холандският физик Ван Марум, докато провежда експерименти с електричество, обръща внимание на миризмата по време на образуването на искри в електрическа машина и на окислителната способност на въздуха след преминаване на електрически искри през него.

През 1840 г. немският учен Шейнбейн, занимаващ се с хидролизата на водата, се опитва да я разложи на кислород и водород с помощта на електрическа дъга. И тогава открива, че се образува нов, неизвестен досега на науката газ със специфична миризма. Името "озон" е дадено на газа от Шейнбейн заради характерната му миризма и произлиза от гръцката дума "осиен", което означава "миризма".

През 1857 г. с помощта на „перфектната тръба за магнитна индукция“, създадена от Вернер фон Сименс, е изградена първата техническа озонова инсталация. През 1901 г. Сименс построява първата водноелектрическа централа с генератор на озон във Wiesband.

Исторически, използването на озон започва с инсталации за подготовка на питейна вода, когато през 1898 г. първата пилотна инсталация е тествана в град Сен Мор (Франция). Още през 1907 г. е построена първата инсталация за озониране на вода в гр. Бон Воаяж (Франция), за нуждите на гр. Ница. През 1911 г. в Санкт Петербург е пусната в експлоатация станция за озониране на питейна вода (в момента не работи). През 1916 г. вече има 49 инсталации за озониране на питейната вода.

До 1977 г. повече от 1000 инсталации са били в експлоатация по целия свят. Озонът е широко разпространен едва през последните 30 години, благодарение на появата на надеждни и компактни устройства за неговия синтез - озонатори (генератори на озон).

В момента 95% от питейната вода в Европа се третира с озон. САЩ са в процес на преминаване от хлориране към озониране. В Русия има няколко големи станции (в Москва, Нижни Новгород и други градове).

2. Озон и неговите свойства

Механизъм на образуване и молекулна формула на озона

Известно е, че молекулата на кислорода се състои от 2 атома: O2. При определени условия една кислородна молекула може да се дисоциира, т.е. се разпада на 2 отделни атома. В природата тези условия се създават по време на гръмотевична буря по време на изхвърляне на атмосферно електричество и в горните слоеве на атмосферата под въздействието на ултравиолетовото лъчение от слънцето (озоновия слой на Земята). Механизъм на образуване и молекулна формула на озона. Кислородният атом обаче не може да съществува отделно и има тенденция да се прегрупира. В хода на такова пренареждане се образуват 3-атомни молекули.

Молекула на озона. Молекула, състояща се от 3 кислородни атома, наречена озон или активиран кислород, е алотропна модификация на кислорода и има молекулна формула O3 (d = 1,28 A, q = 116,5°).

Трябва да се отбележи, че връзката на третия атом в молекулата на озона е относително слаба, което причинява нестабилността на молекулата като цяло и нейната тенденция към саморазпадане.

Свойства на озона

Озон O3 е синкав газ с характерна остра миризма, молекулно тегло 48 g/mol; плътност спрямо въздуха 1,657 (озонът е по-тежък от въздуха); плътност при 0°C и налягане 0,1 MPa 2,143 kg/m3. Получаване на озон

В ниски концентрации на ниво от 0,01-0,02 mg/m3 (пет пъти по-ниски от максимално допустимата концентрация за човека) озонът придава на въздуха характерна миризма на свежест и чистота. Така например, след гръмотевична буря, фината миризма на озон неизменно се свързва с чист въздух.

Както бе споменато по-горе, молекулата на озона е нестабилна и има свойството да се саморазпада. Именно поради това свойство озонът е силен окислител и изключително ефективен дезинфектант.

Окислителен потенциал на озона

Мярка за ефективността на окислителя е неговият електрохимичен (окислителен) потенциал, изразен във волтове. По-долу са дадени стойностите на електрохимичния потенциал на различни окислители в сравнение с озона:

Окислител Потенциал, В В % от озоновия потенциал Използването на окислител при пречистване на водата
Флуор (F2) 2,87 139
Озон (O3) 2,07 100 +
Водороден пероксид (H2O2) 1,78 86 +
Калиев перманганат (KMnO4) 1,7 82 +
Хипобромна киселина (HOBr) 1,59 77 +
Хипохлорна киселина (HOCl) 1,49 72 +
Хлор (Cl2) 1,36 66 +
Хлорен диоксид (ClO2) 1,27 61 +
Кислород (O2) 1,23 59 +
Хромна киселина (H2CrO2) 1,21 58
Бром (Br2) 1,09 53 +
Азотна киселина (HNO3) 0,94 45
Йод (I2) 0,54 26

Таблицата показва, че озонът е най-силният от всички окислители, използвани при обработката на водата.

Приложение на място

Нестабилността на озона налага използването му директно на мястото на производство. Озонът не подлежи на опаковане, съхранение и транспортиране.

Разтворимост на озон във вода

В съответствие със закона на Хенри, концентрацията на озон във водата се увеличава с увеличаване на концентрацията на озон в газовата фаза, смесена с вода. Освен това, колкото по-висока е температурата на водата, толкова по-ниска е концентрацията на озон във водата.

Разтворимостта на озона във вода е по-висока от тази на кислорода, но по-ниска от тази на хлора 12 пъти. Ако разглеждаме 100% озон, тогава неговата гранична концентрация във водата е 570 mg/l при температура на водата 20C. Концентрацията на озон в газа на изхода на съвременните инсталации за озониране достига 14% от теглото. По-долу е показана зависимостта на концентрацията на озон, разтворен в дестилирана вода, от концентрацията на озон в газа и температурата на водата.

Концентрация на озон в газовата смес Разтворимост на озон във вода, mg/l
5°C 10°C 15°C 20°C
1.5% 11.09 9.75 8.40 6.43
2% 14.79 13.00 11.19 8.57
3% 22.18 19.50 16.79 12.86

Саморазграждане на озона във вода и въздух

Скоростта на разлагане на озона във въздуха или водата се оценява с помощта на полуживота, т.е. времето, необходимо на концентрацията на озон да намалее наполовина.

Саморазграждане на озон във вода (pH 7)

Температура на водата, °С Половин живот
15 30 минути
20 20 минути
25 15 минути
30 12 минути
35 8 минути

Саморазграждане на озона във въздуха

Температура на въздуха, °C Половин живот
-50 3 месеца
-35 18 дни
-25 8 дни
20 3 дни
120 1,5 часа
250 1,5 секунди

От таблиците може да се види, че водните разтвори на озон са много по-малко стабилни от газообразния озон. Данните за разпадането на озона във водата са дадени за чиста вода без разтворени и суспендирани примеси. Скоростта на разпадане на озона във водата се увеличава многократно в следните случаи:

1. при наличие на примеси във водата, окислени от озон (химическата потребност на водата в озон)
2. с повишена мътност на водата, т.к на границата между частиците и водата реакциите на саморазлагане на озона протичат по-бързо (катализа)
3. при излагане на водно UV лъчение

3. Методи за получаване на озон

В момента широко се използват 2 метода за генериране на озон:

*UV облъчване

* под въздействието на тих (т.е. дифузен, без образуване на искри) разряд от коронен тип

1. UV облъчване

Озонът може да се образува в близост до UV лампи, но само в малки концентрации (0,1% от теглото).

2. Коронен разряд

По същия начин, по който озонът се произвежда от електрически разряди по време на гръмотевични бури, големи количества озон се произвеждат в съвременните електрически генератори на озон. Този метод се нарича коронен разряд. Високо напрежение преминава през газов поток, съдържащ кислород. Енергията с високо напрежение разделя кислородната молекула O2 на 2 O атома, които се комбинират с молекулата O2 и образуват O3 озон.

Чистият кислород, влизащ в генератора на озон, може да бъде заменен от околния въздух, съдържащ висок процент кислород.

Този метод повишава съдържанието на озон до 10-15 тегл.%.

Консумация на енергия: 20 - 30 W/g O3 за въздух 10 - 15 W/g O3 за кислород

4. Използването на озон за пречистване и дезинфекция на водата

Дезинфекция на водата

Озонът унищожава всички известни микроорганизми: бактерии, вируси, протозои, техните спори, цисти и др.; докато озонът е 51% по-силен от хлора и действа 15-20 пъти по-бързо. Полиомиелитният вирус умира при концентрация на озон от 0,45 mg/l след 2 минути, а от хлор - само 3 часа при 1 mg/l.

Озонът действа върху споровите форми на бактериите 300-600 пъти по-силно от хлора.

Озонът разрушава редокс системата на бактериите и тяхната протоплазма.

Биологични летални коефициенти (BL*) при използване на различни дезинфектанти

Дезинфектант Ентеробактерии Вируси полемика кисти
Озон O3 500 5 2 0.5
Хипохлорна киселина HOCl 20 1 0.05 0.05
Хипохлорит OCl- 0.2 <0.02 <0.0005 0.0005
Хлорамин NH2Cl 0.1 0.0005 0.001 0.02

*Колкото по-висок е BLC, толкова по-мощен е дезинфектантът

Сравнение на дезинфектанти

ОЗОН UV ХЛОР
E. coli да да да
Салмонела да да да
Giardia да да да
Легионер да Не Не
Crypto-sporidium да Не Не
Вирус да Не Не
микроводорасли да Не Не
Риск от образуване на трихалометани Не Не да

Дезодориране на вода

Озонирането окислява органичните и минерални примеси, които са източник на миризми и вкусове. Водата, обработена с озон, съдържа повече кислород и има вкус на свежа изворна вода.

Окончателна подготовка на питейната вода на бутилиращи линии
Озониране на линията за бутилиране. Пречистена и подготвена за бутилиране вода, наситена с озон, напълно дезинфекцирана и сама за относително кратко време придобива дезинфекционни свойства. Това повишава микробиологичната безопасност на процеса на бутилиране, озонираната вода надеждно стерилизира стените на контейнера, тапата и въздушната междина под тапата. Срокът на годност на водата след озониране се увеличава многократно. Особено ефективна е комбинираната обработка на водата с озон в комбинация с изплакване на контейнера.

Окисляване на желязо, манган, сероводород

Желязото, манганът и сероводородът лесно се окисляват от озона. В този случай желязото преминава в неразтворим хидроксид, който след това лесно се задържа във филтрите. Манганът се окислява до перманганатен йон, който лесно се отстранява от въглеродните филтри. Сероводородът, сулфидите и хидросулфидите се превръщат в безвредни сулфати. Процесът на окисление и образуване на филтрируеми утайки по време на озониране протича средно 250 пъти по-бързо, отколкото по време на аериране. Особено ефективно е използването на озон за обезжелезяване на води, съдържащи желязо-органични комплекси и бактериални форми на желязо, манган и сероводород.

Пречистване на повърхностни води от антропогенни примеси

Озонирането на предварително избистрена вода, последвано от филтриране през активен въглен, е надежден начин за пречистване на повърхностните води от феноли, петролни продукти, пестициди и тежки метали (окислително-сорбционно третиране).

Пречистване и дезинфекция на вода в птицеферми и ферми

Озониране в птицеферма. Предоставянето на дезинфекцирана с озон вода за поилки за птици и животни не само спомага за намаляване на честотата и риска от масови епидемии, но също така води до ускорено наддаване на тегло при птици и животни.

Пречистване и дезинфекция на отпадни води

Озонът избелва отпадъчните води.

С помощта на озониране отпадъчните води могат да бъдат приведени в съответствие със строгите изисквания на рибарските водоеми за съдържание на феноли, нефтопродукти и повърхностноактивни вещества, както и микробиологични показатели.

Озониране на вода за дезинфекция на храни и оборудване

Както бе споменато по-горе, срокът на годност на водата, озонирана по време на процеса на бутилиране, се увеличава значително поради факта, че водата от продукта придобива свойствата на дезинфекционен разтвор.

По време на обработката на храната замърсеното оборудване развъжда бактерии, които са източник на силни миризми на гниене и гниене. Изплакването на оборудването с озонирана вода след отстраняване на основната част от замърсителите води до дезинфекция на повърхностите, освежаващ ефект върху въздуха в помещението и подобряване на общото санитарно-хигиенно състояние на производството.

Озониране за канализация. Водата за дезинфекция на оборудването, за разлика от озонирането на водата преди бутилиране, създава по-високи концентрации на озон.

По същия начин, риба и морски дарове, трупове на птици и зеленчуци могат да бъдат третирани с озонирана вода преди опаковане. Срокът на експлоатация на преработените продукти преди съхранение се увеличава, а външният им вид след съхранение се различава малко от пресните продукти.

5. Аспекти на безопасността при работа на озоново оборудване

Газообразният озон е токсичен и може да причини изгаряния на горните дихателни пътища и отравяне (както всеки друг силен окислител).

Максимално допустимата концентрация (ПДК) на озон във въздуха на работната зона се регулира от GOST 12.1.005 "Общи санитарно-хигиенни изисквания към въздуха на работната зона", според който тя е 0,1 mg / m3.

Миризмата на озон се фиксира от човек в концентрации от 0,01-0,02 mg / m3, което е 5-10 пъти по-малко от ПДК, така че появата на лека миризма на озон в стаята не е алармен сигнал. За да се осигури надежден контрол на съдържанието на озон в производственото помещение, трябва да се монтират газови анализатори, които позволяват да се следи концентрацията на озон и, ако се превиши ПДК, да се вземат своевременни мерки за намаляването му до безопасно ниво.

Всяка технологична схема, включваща озоново оборудване, трябва да бъде оборудвана с газов сепаратор, през който излишният (неразтворен) озон навлиза в каталитичния деструктор, където се разлага до кислород. Такава система елиминира потока на озон във въздуха на производственото помещение.

защото Озонът е най-силният окислител, всички газопроводи трябва да бъдат направени от устойчиви на озон материали като неръждаема стомана и флуоропласт.

Подобни публикации