Osoonielemendi seerianumber. Ühendite keemia

Hapnik (O) seisab 1. perioodi VI rühmas peaalagrupis. p-element. Elektrooniline konfiguratsioon 1s22s22p4 . Välistasandi elektronide arv on 6. Hapnik suudab vastu võtta 2 elektroni ja harvadel juhtudel ka ära anda. Hapniku valents 2, oksüdatsiooniaste -2.

Füüsikalised omadused: hapnikku ( O2 ) – värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas; vees vähe lahustuv, õhust veidi raskem. -183 °C ja 101,325 Pa juures hapnik veeldub, muutudes sinakaks. Molekuli struktuur: Hapniku molekul on kaheaatomiline, tavatingimustes tugev ja sellel on magnetilised omadused. Side molekulis on kovalentne mittepolaarne. Hapnikul on allotroopne modifikatsioon - osoon(O3 ) – tugevam oksüdeerija kui hapnik.

Keemilised omadused: enne energiataseme lõppemist vajab hapnik 2 elektroni, mida ta aktsepteerib, näidates oksüdatsiooniastet -2, kuid koos fluori, hapnikuga OF2 -2 ja O2F2 -1. Oma keemilise aktiivsuse tõttu suhtleb hapnik peaaegu kõigi lihtsate ainetega. Moodustab metallidega oksiide ja peroksiide:

Hapnik ei reageeri ainult plaatinaga. Kõrgel ja kõrgel temperatuuril reageerib see paljude mittemetallidega:

Hapnik ei interakteeru otseselt halogeenidega. Hapnik reageerib paljude keerukate ainetega:

Hapnikku iseloomustavad põlemisreaktsioonid:

Paljud orgaanilised ained põlevad hapnikus:

Kui atseetaldehüüd oksüdeeritakse hapnikuga, saadakse äädikhape:

Kviitung: laboris: 1) leelise vesilahuse elektrolüüsil: sel juhul eraldub katoodil vesinik ja anoodil hapnik; 2) berthollet soola lagunemine kuumutamisel: 2KSlO3? 2KSl + 3O2?; 3) saadakse väga puhas hapnik: 2KMnO4?K2MnO4 + MnO2 + O2?.

Looduses leidmine: hapnik moodustab 47,2% maakoore massist. Vabas olekus sisaldub seda atmosfääriõhus - 21%. See on osa paljudest looduslikest mineraalidest, tohutul hulgal seda leidub taimede ja loomade organismides. Looduslik hapnik koosneb 3 isotoobist: O(16), O(17), O(18).

Rakendus: kasutatakse keemia-, metallurgiatööstuses, meditsiinis.

24. Osoon ja selle omadused

Tahkes olekus on hapnikul kolm modifikatsiooni: a-, ?- ja ?- modifikatsioonid. Osoon ( O3 ) – üks hapniku allotroopsetest modifikatsioonidest . Molekuli struktuur: osoonil on mittelineaarne molekulaarstruktuur, mille aatomitevaheline nurk on 117°. Osoonimolekulil on teatud polaarsus (hoolimata osoonimolekuli moodustavatest sama tüüpi aatomitest), see on diamagnetiline, kuna sellel ei ole paarituid elektrone.

Füüsikalised omadused: osoon on iseloomuliku lõhnaga sinine gaas; molekulmass = 48, sulamistemperatuur (tahke aine) = 192,7 °C, keemistemperatuur = 111,9 °C. Vedel ja tahke osoon on plahvatusohtlik, mürgine ja vees hästi lahustuv: temperatuuril 0 °C lahustub 100 mahuosas vees kuni 49 mahuosa osooni.

Keemilised omadused: Osoon on tugev oksüdeerija, see oksüdeerib kõiki metalle, sealhulgas kulda - Au ja plaatina - Pt (ja plaatina rühma metalle). Osoon mõjub läikivale hõbeplaadile, mis on hetkega kaetud musta hõbeperoksiidiga – Ag2O2; tärpentiniga niisutatud paber süttib, metallide väävliühendid oksüdeeritakse väävelhappe sooladeks; paljud värvained on värvi muutnud; hävitab orgaanilist ainet – samal ajal kui osoonimolekul eraldab ühe hapnikuaatomi ja osoon muutub tavaliseks hapnikuks. Nagu enamik mittemetalle, muudab see madalamad oksiidid kõrgemateks ja nende metallide sulfiidid sulfaatideks:

Osoon oksüdeerib kaaliumjodiidi molekulaarseks joodiks:

Kuid vesinikperoksiidi H2O2 puhul toimib osoon redutseerijana:

Keemiliselt on osooni molekulid ebastabiilsed - osoon on võimeline spontaanselt lagunema molekulaarseks hapnikuks:

Kviitung: Osooni toodetakse osonisaatorites, juhtides elektrisädemeid läbi hapniku või õhu. Osooni moodustumine hapnikust:

Osoon võib tekkida märja fosfori, vaiguliste ainete oksüdeerumisel. Osooni detektor: osooni olemasolu tuvastamiseks õhus on vaja kaaliumjodiidi ja tärklisepasta lahuses leotatud paberitükk õhku kasta - kui paberitükk on muutunud siniseks, tähendab see, et osooni on õhus. õhku. Looduses leidmine: Atmosfääris tekib elektrilahenduste käigus osoon. Rakendus: Olles tugev oksüdeeriv aine, hävitab osoon mitmesuguseid baktereid, seetõttu kasutatakse seda laialdaselt vee puhastamiseks ja õhu desinfitseerimiseks ning valgendava ainena.

Mis on osooni valem? Proovime koos välja selgitada selle kemikaali iseloomulikud omadused.

Hapniku allotroopne modifikatsioon

Osooni molekulaarvalem keemias O 3 . Selle suhteline molekulmass on 48. Ühend sisaldab kolme O-aatomit.Kuna hapniku ja osooni valem sisaldab sama keemilist elementi, nimetatakse neid keemias allotroopseteks modifikatsioonideks.

Füüsikalised omadused

Tavatingimustes on osooni keemiline valem gaasiline aine, millel on spetsiifiline lõhn ja helesinine värvus. Looduses on seda keemilist ühendit tunda pärast äikest männimetsas kõndides. Kuna osooni valem on O 3, on see hapnikust 1,5 korda raskem. Võrreldes O 2 -ga on osooni lahustuvus palju suurem. Nulltemperatuuril lahustub 49 osa sellest kergesti 100 mahuosas vees. Väikestes kontsentratsioonides ei ole ainel mürgisuse omadust, osoon on mürk ainult märkimisväärsetes kogustes. Maksimaalseks lubatavaks kontsentratsiooniks loetakse 5% O 3 kogusest õhus. Tugeva jahutuse korral vedeldub see kergesti ja kui temperatuur langeb -192 kraadini, muutub see tahkeks.

Looduses

Osoonimolekul, mille valem on esitatud ülal, tekib looduses hapniku välklambi käigus. Lisaks tekib okaspuuvaigu oksüdeerumisel O 3, mis hävitab kahjulikke mikroorganisme ja seda peetakse inimesele kasulikuks.

Laboris saamine

Kuidas saada osooni? Aine, mille valem on O 3, tekib elektrilahenduse juhtimisel läbi kuiva hapniku. Protsess viiakse läbi spetsiaalses seadmes - osonaatoris. See põhineb kahel klaastorul, mis sisestatakse üksteise sisse. Sees on metallvarras, väljas spiraal. Pärast kõrgepingepooliga ühendamist tekib välimise ja sisemise toru vahel tühjenemine ning hapnik muundatakse osooniks. Element, mille valem on esitatud kovalentse polaarse sidemega ühendina, kinnitab hapniku allotroopiat.

Hapniku osooniks muundamise protsess on endotermiline reaktsioon, mis hõlmab märkimisväärseid energiakulusid. Selle transformatsiooni pöörduvuse tõttu täheldatakse osooni lagunemist, millega kaasneb süsteemi energia vähenemine.

Keemilised omadused

Osooni valem selgitab selle oksüdeerivat võimet. See on võimeline suhtlema erinevate ainetega, kaotades samal ajal hapnikuaatomi. Näiteks reaktsioonis kaaliumjodiidiga vesikeskkonnas eraldub hapnik ja moodustub vaba jood.

Osooni molekulaarvalem selgitab selle võimet reageerida peaaegu kõigi metallidega. Erandiks on kuld ja plaatina. Näiteks pärast metallilise hõbeda osooni läbilaskmist täheldatakse selle mustamist (tekib oksiid). Selle tugeva oksüdeeriva aine toimel täheldatakse kummi hävimist.

Stratosfääris tekib osoon Päikese UV-kiirguse toimel, moodustades osoonikihi. See kest kaitseb planeedi pinda päikesekiirguse negatiivsete mõjude eest.

Bioloogiline mõju kehale

Selle gaasilise aine suurenenud oksüdatsioonivõime, vabade hapnikuradikaalide moodustumine viitavad selle ohtlikkusele inimkehale. Millist kahju võib osoon inimesele teha? See kahjustab ja ärritab hingamiselundite kudesid.

Osoon mõjutab veres sisalduvat kolesterooli, põhjustades ateroskleroosi. Inimese pikaajalise viibimisega keskkonnas, mis sisaldab suurenenud osoonikontsentratsiooni, areneb meeste viljatus.

Meie riigis kuulub see oksüdeerija esimesse (ohtlikku) kahjulike ainete klassi. Selle keskmine päevane MPC ei tohiks ületada 0,03 mg kuupmeetri kohta.

Desinfitseerimiseks kasutatakse aktiivselt osooni toksilisust, selle kasutamise võimalust bakterite ja hallituse hävitamiseks. Stratosfääriosoon on suurepärane kaitseekraan maise elu jaoks ultraviolettkiirguse eest.

Osooni kasulikkusest ja kahjust

Seda ainet leidub maakera atmosfääri kahes kihis. Troposfääriosoon on elusolenditele ohtlik, avaldab negatiivset mõju põllukultuuridele, puudele ning on linnade sudu komponent. Stratosfääri osoon toob inimesele teatud kasu. Selle lagunemine vesilahuses sõltub pH-st, temperatuurist ja keskkonna kvaliteedist. Meditsiinipraktikas kasutatakse erineva kontsentratsiooniga osoonitud vett. Osoonteraapia hõlmab selle aine otsest kokkupuudet inimkehaga. Seda tehnikat kasutati esmakordselt XIX sajandil. Ameerika teadlased analüüsisid osooni võimet oksüdeerida kahjulikke mikroorganisme ja soovitasid arstidel kasutada seda ainet külmetushaiguste ravis.

Meie riigis hakati osoonteraapiat kasutama alles eelmise sajandi lõpus. Terapeutilistel eesmärkidel on sellel oksüdeerival ainel tugeva bioregulaatori omadused, mis on võimelised suurendama traditsiooniliste meetodite efektiivsust ja tõestama end tõhusa sõltumatu ainena. Pärast osoonteraapia tehnoloogia väljatöötamist on arstidel võimalus paljude haigustega tõhusalt toime tulla. Neuroloogias, hambaravis, günekoloogias, teraapias kasutavad spetsialistid seda ainet mitmesuguste infektsioonide vastu võitlemiseks. Osoonteraapiat iseloomustab meetodi lihtsus, tõhusus, suurepärane taluvus, kõrvalmõjude puudumine ja madalad kulud.

Järeldus

Osoon on tugev oksüdeeriv aine, mis on võimeline võitlema kahjulike mikroobidega. Seda omadust kasutatakse laialdaselt kaasaegses meditsiinis. Koduses ravis kasutatakse osooni põletikuvastase, immunomoduleeriva, viirusevastase, bakteritsiidse, stressivastase, tsütostaatilise ainena. Tänu oma võimele taastada hapniku metabolismi häireid, annab see suurepärased võimalused ravi- ja profülaktiliseks meditsiiniks.

Selle ühendi oksüdeerimisvõimel põhinevate uuenduslike meetodite hulgas tõstame esile selle aine intramuskulaarse, intravenoosse ja subkutaanse manustamise. Näiteks lamatiste, naha seenhaiguste kahjustuste, põletuste ravi hapniku ja osooni seguga on tunnistatud tõhusaks tehnikaks.

Suurtes kontsentratsioonides saab osooni kasutada hemostaatilise ainena. Madalatel kontsentratsioonidel soodustab paranemist, paranemist, epiteelimist. See soolalahuses lahustatud aine on suurepärane vahend lõualuu taastamiseks. Kaasaegses Euroopa meditsiinis on laialt levinud väikeste ja suurte autohemoteraapia. Mõlemad meetodid on seotud osooni viimisega kehasse, kasutades selle oksüdeerivat võimet.

Suure autohemoteraapia korral süstitakse patsiendi veeni etteantud kontsentratsiooniga osoonilahust. Väikest autohemoteraapiat iseloomustab osoniseeritud vere intramuskulaarne süstimine. Lisaks meditsiinile on see tugev oksüdeerija nõutud ka keemiatööstuses.

Mis kasu on osoonist?

Osooni, mis on tugev oksüdeeriv aine, kasutatakse laialdaselt meie elu erinevates valdkondades. Seda kasutatakse meditsiinis, tööstuses, igapäevaelus.

Mis on osoonigaas?

Äikese ajal, kui välgu elektrilahendused atmosfääri “läbistavad”, tunneme tekkivat osooni värske õhuna. Osoon tõesti puhastab meie õhku! Kuna see on tugev oksüdeeriv aine, lagundab see palju atmosfääris leiduvaid mürgiseid lisandeid lihtsateks ohututeks ühenditeks, desinfitseerides seeläbi õhku. Seetõttu tunneme pärast äikest mõnusat värskust, hingame kergelt ja näeme selgemalt kõike enda ümber, eriti taevasinist.

Osoon on iseloomuliku lõhnaga sinine gaas, millel on väga tugev oksüdeerija. Osooni molekulvalem on O3. See on raskem kui hapnik ja meie harjumuspärane õhk.

Osooni tekitamise skeem on järgmine: elektrilahenduse mõjul laguneb osa hapnikumolekulidest O2 aatomiteks, seejärel ühineb aatomihapnik molekulaarse hapnikuga ja tekib osoon O3. Looduses tekib osoon stratosfääris päikese ultraviolettkiirguse mõjul, samuti atmosfääri elektrilahenduste käigus.

Kodumajapidamises kasutatavad osoonimisseadmed annavad inimestele ohutu osoonikontsentratsiooni. Selle abiga hingate alati värsket ja puhast õhku

Kus tänapäeval osooni kasutatakse?

Kõige tavalisem rakendus- vee puhastamiseks. Osoon hävitab tõhusalt baktereid ja viirusi, kõrvaldab orgaanilise veereostuse, kõrvaldab lõhnad, saab
kasutada pleegitusainena.

Toiduainetööstuses on osoonil eriline roll. Kuna see on väga desinfitseeriv ja keemiliselt ohutu aine, kasutatakse seda soovimatute organismide bioloogilise kasvu vältimiseks toiduainetes.
ja tehnoloogilistel toiduseadmetel. Osoonil on võime tappa mikroorganisme ilma uusi kahjulikke kemikaale tekitamata.

Kõik õhus olevad kemikaalid, mis reageerivad osooniga, lagunevad kahjututeks ühenditeks: süsinikdioksiid, vesi ja hapnik.

Milleks seda vaja on?

1. Õhu puhastamine eluruumides, vannitubades ja tualettruumides.
2. Ebameeldivate lõhnade kõrvaldamine külmikus, riidekappides, sahvrites jne.
3. Joogivee puhastamine, vannide, akvaariumide osoonimine.
4. Toiduainete töötlemine (köögiviljad, puuviljad, munad, liha, kala).
5. Desinfitseerimine ning mustuse ja ebameeldiva lõhna eemaldamine pesu pesemisel.
6. Kosmeetiline protseduur, suuõõne, näo, käte ja jalgade naha hooldus.
7. Tubakasuitsu, värvi, laki lõhna kõrvaldamine

Osoon meditsiinis

Terapeutilistes annustes toimib osoon immunomoduleeriva, põletikuvastase, bakteritsiidse, viirusevastase, fungitsiidse, tsüstostaatilise, stressivastase ja valuvaigistava ainena.

Osoonteraapiat kasutatakse edukalt peaaegu kõigis meditsiinivaldkondades: erakorralises ja mädase kirurgias, üld- ja nakkusravis, günekoloogias, uroloogias,
dermatoloogia, hepatoloogia, gastroenteroloogia, hambaravi, kosmetoloogia jne.

Millised on osoonteraapia tagajärjed?

1. Võõrutusprotsesside aktiveerimine. Toimub väliste ja sisemiste toksiinide aktiivsuse allasurumine.
2. Ainevahetusprotsesside aktiveerimine (ainevahetusprotsessid).
3. Lipiidide peroksüdatsiooni protsessi normaliseerimine (rasvade ainevahetusprotsessid).

Osooni kasutamine suurendab kudede ja elundite glükoositarbimist, suurendab vereplasma küllastumist hapnikuga, vähendab hapnikunälga astet,
parandab mikrotsirkulatsiooni.

Osoon mõjub positiivselt maksa ja neerude ainevahetusele, toetab südamelihase tööd, vähendab hingamissagedust ja suurendab hingamismahtu.

Osooni positiivne mõju südame-veresoonkonna haigustega inimestele (kolesterooli tase veres väheneb, tromboosirisk väheneb, raku "hingamise" protsess aktiveerub).

Osoonteraapia ravis herpes võimaldab oluliselt vähendada viirusevastaste ravimite kulgu ja annust.

Kell vähenenud immuunsus osoonteraapia stimuleerib organismi vastupanuvõimet sellistele haigustele nagu gripp, tonsilliit, SARS, ägedad hingamisteede infektsioonid nii populaarne sügisel ja talvel.

kui haige" kroonilise väsimuse sündroom põhjustatud tsütomegaloviirus ja herpesviirus, osoonteraapia aitab vabaneda peavaludest, väsimusest, tõstab efektiivsust ja üldist elujõudu. Osoonteraapia annab sama efekti tavalise väsimuse, kroonilise unepuuduse, ületöötamise, peaaegu hetkega leevendavate sündroomide ravis.

Osoonteraapiat (osooniga autohemoteraapiat) kasutatakse laialdaselt kosmetoloogia jaoks kortsude korrigeerimine naha üldine "noorendamine", probleemse naha ravi ja akne, sealhulgas teismeliste puhul, akne lööve.

Osooni abil lähevad lisakilod suurepäraselt! Kaalu langetamiseks, tselluliidi raviks ja volüümi eemaldamiseks kõhul, reitel, tuharatel on soovitatav osooni süsteemne ja lokaalne kasutamine.

Kas osoonteraapia kasutamisel on vastunäidustusi?

Jah, on vastunäidustusi. Seetõttu olge osoonravi määramisel väga ettevaatlik, konsulteerige oma arstiga, arutage kokkupuuteviise ja -meetodeid, organismi võimalikke reaktsioone.

Osoonteraapiat ei tohi kasutada ägeda müokardiinfarkti, sisemise verejooksu, hüpertüreoidismi, krampide kalduvuse, trombotsütopeenia korral.

MÄÄRATLUS

Osoon on hapniku allotroopne modifikatsioon. Tavalises olekus on see helesinine gaas, vedelas olekus tumesinine ja tahkes olekus tumelilla (kuni mustani).

Võib püsida ülejahutatud vedelikus kuni temperatuurini (-250 o C). lahustub halvasti vees, paremini süsiniktetrakloriidis ja erinevates fluoroklorosüsivesinikes. Väga tugev oksüdeerija.

Osooni keemiline valem

Osooni keemiline valem- O 3 . See näitab, et selle aine molekul sisaldab kolme hapnikuaatomit (Ar = 16 a.m.u.). Keemilise valemi järgi saate arvutada osooni molekulmassi:

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

Osooni struktuurne (graafiline) valem

Illustreerivam on osooni struktuurne (graafiline) valem. See näitab, kuidas aatomid on molekulis üksteisega seotud (joonis 1).

Riis. 1. Osooni molekuli struktuur.

Elektrooniline valem , mis näitab elektronide jaotust aatomis energia alamtasandite vahel, on näidatud allpool:

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

Samuti näitab see, et osooni moodustav hapnik kuulub p-perekonna elementide hulka, samuti valentselektronide arv - välisel energiatasemel (3s 2 3p 4) on 6 elektroni.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

NÄIDE 2

1785. aastal juhtis Hollandi füüsik Van Marum elektrikatseid tehes tähelepanu lõhnale, mis tekib elektrimasinas sädemete tekkimisel, ja õhu oksüdatsioonivõimele pärast elektrisädemete läbilaskmist.

1840. aastal üritas saksa teadlane Sheinbein, kes tegeles vee hüdrolüüsiga, seda elektrikaare abil hapnikuks ja vesinikuks lagundada. Ja siis avastas ta, et tekkis uus, seni teadusele tundmatu spetsiifilise lõhnaga gaas. Nimetuse "osoon" andis gaasile Sheinbein selle iseloomuliku lõhna tõttu ning see tuleb kreekakeelsest sõnast "osien", mis tähendab "lõhn".

1857. aastal ehitati Werner von Siemensi loodud "täiusliku magnetinduktsiooni toru" abil esimene tehniline osooniseade. 1901. aastal ehitas Siemens Wiesbandis esimese osoonigeneraatoriga hüdroelektrijaama.

Ajalooliselt sai osooni kasutamine alguse joogiveepuhastusjaamadest, kui 1898. aastal katsetati Saint Mauri linnas (Prantsusmaa) esimest pilootjaama. Juba 1907. aastal ehitati Bon Voyage'i (Prantsusmaa) linna esimene veeosoneerimisjaam Nice'i linna vajadusteks. 1911. aastal võeti Peterburis tööle joogivee osoneerimisjaam (praegu see ei tööta). 1916. aastal oli joogivee osoonimiseks juba 49 seadet.

1977. aastaks töötas kogu maailmas üle 1000 käitise. Osoon on laialt levinud alles viimase 30 aasta jooksul, tänu selle sünteesiks töökindlate ja kompaktsete seadmete – osonisaatorite (osoonigeneraatorite) – tekkimisele.

Praegu töödeldakse Euroopas 95% joogiveest osooniga. USA on üleminekul kloorimiselt osoonimisele. Venemaal on mitu suurt jaama (Moskvas, Nižni Novgorodis ja teistes linnades).

2. Osoon ja selle omadused

Osooni moodustumise mehhanism ja molekulaarne valem

On teada, et hapniku molekul koosneb 2 aatomist: O2. Teatud tingimustel võib hapniku molekul dissotsieeruda, s.t. lagunevad 2 eraldi aatomiks. Looduses tekivad need tingimused äikesetormi ajal atmosfääri elektrilahenduste ajal ja atmosfääri ülemistes kihtides päikese ultraviolettkiirguse (Maa osoonikihi) mõjul. Osooni moodustumise mehhanism ja molekulaarne valem. Kuid hapnikuaatom ei saa eksisteerida eraldi ja kipub ümber rühmituma. Sellise ümberkorralduse käigus tekivad 3-aatomilised molekulid.

Osoonimolekul Kolmest hapnikuaatomist koosnev molekul, mida nimetatakse osooniks või aktiveeritud hapnikuks, on hapniku allotroopne modifikatsioon ja selle molekulvalem on O3 (d = 1,28 A, q = 116,5°).

Tuleb märkida, et osoonimolekulis on kolmanda aatomi side suhteliselt nõrk, mis põhjustab molekuli kui terviku ebastabiilsust ja kalduvust iselaguneda.

Osooni omadused

Osoon O3 on iseloomuliku terava lõhnaga sinakas gaas, molekulmass 48 g/mol; tihedus õhu suhtes 1,657 (osoon on õhust raskem); tihedus 0°C ja rõhul 0,1 MPa 2,143 kg/m3. Osooni saamine

Madalates kontsentratsioonides 0,01-0,02 mg/m3 (viis korda madalam inimesele lubatud maksimaalsest kontsentratsioonist) annab osoon õhule iseloomuliku värskuse ja puhtuse lõhna. Näiteks pärast äikesetormi seostatakse osooni õrna lõhna alati puhta õhuga.

Nagu eespool mainitud, on osooni molekul ebastabiilne ja sellel on iselagunemise omadus. Just selle omaduse tõttu on osoon tugev oksüdeerija ja erakordselt tõhus desinfektsioonivahend.

Osooni oksüdatsioonipotentsiaal

Oksüdeeriva aine efektiivsuse mõõt on selle elektrokeemiline (oksüdeeriv) potentsiaal, mida väljendatakse voltides. Allpool on toodud erinevate oksüdeerivate ainete elektrokeemilise potentsiaali väärtused võrreldes osooniga:

Tabelist on näha, et osoon on kõigist veetöötluses kasutatavatest oksüdeerijatest tugevaim.

Kohapealne taotlus

Osooni ebastabiilsus nõuab selle kasutamist otse tootmiskohas. Osoon ei kuulu pakendamise, ladustamise ja transpordi alla.

Osooni lahustuvus vees

Vastavalt Henry seadusele suureneb osooni kontsentratsioon vees koos osooni kontsentratsiooni suurenemisega veega segatud gaasifaasis. Lisaks, mida kõrgem on vee temperatuur, seda madalam on osooni kontsentratsioon vees.

Osooni lahustuvus vees on suurem kui hapnikul, kuid 12 korda madalam kui klooril. Kui arvestada 100% osooni, siis selle piirkontsentratsioon vees on 20C veetemperatuuril 570 mg/l. Kaasaegsete osoonimisseadmete väljundis ulatub osooni kontsentratsioon gaasis 14 massiprotsendini. Allpool on toodud destilleeritud vees lahustunud osooni kontsentratsiooni sõltuvus osooni kontsentratsioonist gaasis ja vee temperatuurist.

Osooni iselagunemine vees ja õhus

Osooni lagunemise kiirust õhus või vees hinnatakse poolestusaja, s.o. aeg, mis kulub osooni kontsentratsiooni poole võrra vähenemiseks.

Osooni iselagunemine vees (pH 7)

Osooni iselagunemine õhus

Tabelitest on näha, et osooni vesilahused on palju vähem stabiilsed kui gaasiline osoon. Andmed osooni lagunemise kohta vees on esitatud puhta vee kohta, mis ei sisalda lahustunud ja hõljuvaid lisandeid. Osooni lagunemise kiirus vees suureneb mitu korda järgmistel juhtudel:

1. osooniga oksüdeeritud lisandite olemasolul vees (osoonis sisalduv vee keemiline vajadus)
2. vee suurenenud hägususega, kuna Osakeste ja vee vahelisel kokkupuutepinnal kulgevad osooni iselagunemise reaktsioonid kiiremini (katalüüs)
3. kokkupuutel vee UV-kiirgusega

3. Osooni tootmise meetodid

Praegu kasutatakse laialdaselt kahte osooni tekitamise meetodit:

*UV-kiirgus

* vaikse (s.o. hajusa, sädemete tekketa) koroonatüüpi heite mõjul

1. UV-kiirgus

Osoon võib tekkida UV-lampide läheduses, kuid ainult väikestes kontsentratsioonides (0,1 massiprotsenti).

2. Koroonaheide

Samamoodi nagu osooni tekitavad äikese ajal elektrilahendused, toodetakse tänapäevastes elektrilistes osoonigeneraatorites suures koguses osooni. Seda meetodit nimetatakse koroonalahenduseks. Kõrgepinge juhitakse läbi hapnikku sisaldava gaasivoo. Kõrgepingeenergia jagab O2 hapnikumolekuli 2 O aatomiks, mis ühinevad O2 molekuliga ja moodustavad O3 osooni.

Osoonigeneraatorisse siseneva puhta hapniku saab asendada suure hapnikusisaldusega ümbritseva õhuga.

See meetod suurendab osoonisisaldust 10-15 massiprotsendini.

Energiatarve: 20–30 W/g O3 õhu puhul 10–15 W/g O3 hapniku puhul

4. Osooni kasutamine vee puhastamiseks ja desinfitseerimiseks

Vee desinfitseerimine

Osoon hävitab kõik teadaolevad mikroorganismid: bakterid, viirused, algloomad, nende eosed, tsüstid jne; samas kui osoon on 51% tugevam kui kloor ja toimib 15-20 korda kiiremini. Poliomüeliidiviirus sureb osoonikontsentratsioonil 0,45 mg / l 2 minuti pärast ja kloorist ainult 3 tundi 1 mg / l juures.

Osoon mõjutab bakterite spoorivorme 300–600 korda tugevamini kui kloor.

Osoon hävitab bakterite redokssüsteemi ja nende protoplasma.

Bioloogilised surmakoefitsiendid (BL*) erinevate desinfitseerimisvahendite kasutamisel

*Mida kõrgem on BLC, seda võimsam on desinfitseerimisvahend

Desinfektsioonivahendite võrdlus

Vee desodoreerimine

Osoonimine oksüdeerib orgaanilisi ja mineraalseid lisandeid, mis on lõhnade ja maitsete allikaks. Osooniga töödeldud vesi sisaldab rohkem hapnikku ja maitseb nagu värske allikavesi.

Joogivee lõplik valmistamine villimisliinidel
Osoonimine villimisliinil. Puhastatud ja villimiseks ettevalmistatud vesi, osooniga küllastunud, täielikult desinfitseeritud ja suhteliselt lühikest aega omandab desinfitseerivad omadused. See suurendab villimisprotsessi mikrobioloogilist ohutust, osoonitud vesi steriliseerib usaldusväärselt anuma seinad, korgi ja korgialuse õhupilu. Vee säilivusaeg pärast osoonimist pikeneb kordades. Eriti tõhus on vee kombineeritud töötlemine osooniga koos anuma loputamisega.

Raua, mangaani, vesiniksulfiidi oksüdeerimine

Raud, mangaan ja vesiniksulfiid oksüdeeruvad osooni toimel kergesti. Sel juhul läheb raud lahustumatuks hüdroksiidiks, mis jääb seejärel kergesti filtritesse kinni. Mangaan oksüdeeritakse permanganaadi iooniks, mis on süsinikfiltritel kergesti eemaldatav. Vesiniksulfiid, sulfiidid ja vesiniksulfiidid muudetakse kahjututeks sulfaatideks. Oksüdatsiooniprotsess ja filtreeritavate setete moodustumine osoonimisel kulgeb keskmiselt 250 korda kiiremini kui aereerimisel. Eriti tõhus on osooni kasutamine raua-orgaanilisi komplekse ning raua, mangaani ja vesiniksulfiidi bakteriaalseid vorme sisaldavate veekogude edasilükkamiseks.

Pinnavee puhastamine inimtekkelistest lisanditest

Eelselgitatud vee osoonimine, millele järgneb filtreerimine läbi aktiivsöe, on usaldusväärne viis pinnavee puhastamiseks fenoolidest, naftasaadustest, pestitsiididest ja raskmetallidest (oksüdatsioon-sorptsioonpuhastus).

Vee puhastamine ja desinfitseerimine linnufarmides ja farmides

Osoonimine linnufarmis. Osooniga desinfitseeritud veega varustamine kodulindude ja loomade jootjatele ei aita mitte ainult vähendada massiliste epideemiate esinemissagedust ja ohtu, vaid põhjustab ka lindude ja loomade kaalutõusu.

Reovee puhastamine ja desinfitseerimine

Osoon pleegitab reovett.

Osoonimise abil saab reovee viia vastavusse kalandusreservuaaride rangete nõuetega fenoolide, naftasaaduste ja pindaktiivsete ainete sisaldusele ning mikrobioloogilistele näitajatele.

Vee osoonimine toiduainete ja seadmete desinfitseerimiseks

Nagu eespool mainitud, pikeneb villimisprotsessi käigus osoonitud vee säilivusaeg oluliselt tänu sellele, et tootevesi omandab desinfitseeriva lahuse omadused.

Toidu töötlemisel paljunevad saastunud seadmed baktereid, mis on tugevate lagunemis- ja lagunemislõhnade allikaks. Seadmete loputamine osoonitud veega pärast suurema osa saasteainete eemaldamist toob kaasa pindade desinfitseerimise, värskendava efekti ruumiõhule ning tootmise üldise sanitaar- ja hügieenilise seisukorra paranemise.

Osoonimine kanalisatsiooni jaoks. Seadmete desinfitseerimisvesi tekitab erinevalt vee osoonimisest enne villimist suuremat osoonikontsentratsiooni.

Samamoodi võib kala ja mereande, linnurümpasid ja köögivilju enne pakendamist töödelda osoonitud veega. Töödeldud toodete kasutusiga enne ladustamist pikeneb ja nende välimus pärast ladustamist erineb värsketest toodetest vähe.

5. Ohutusaspektid osooniseadmete töös

Gaasiline osoon on mürgine ja võib põhjustada ülemiste hingamisteede põletusi ja mürgistust (nagu iga teinegi tugev oksüdeeriv aine).

Osooni maksimaalne lubatud kontsentratsioon (MAC) tööpiirkonna õhus on reguleeritud GOST 12.1.005 "Üldised sanitaar- ja hügieeninõuded tööpiirkonna õhule", mille kohaselt on see 0,1 mg/m3.

Osoonilõhna fikseerib inimene kontsentratsioonides 0,01-0,02 mg/m3, mis on 5-10 korda väiksem kui MPC, seega ei ole kerge osoonilõhna tekkimine ruumis häiresignaal. Osoonisisalduse usaldusväärse kontrolli tagamiseks tootmisruumis tuleks paigaldada gaasianalüsaatorid, mis võimaldavad jälgida osooni kontsentratsiooni ja MPC ületamise korral võtta õigeaegselt meetmeid selle alandamiseks ohutule tasemele.

Igasugune osooniseadmeid sisaldav tehnoloogiline skeem peab olema varustatud gaasiseparaatoriga, mille kaudu satub liigne (lahustumata) osoon katalüütilisse destruktorisse, kus see laguneb hapnikuks. Selline süsteem välistab osooni voolu tootmisruumi õhku.

Sest Osoon on tugevaim oksüdeerija, kõik gaasitorud peavad olema valmistatud osoonikindlast materjalist, nagu roostevaba teras ja fluoroplast.