Aprīkojums O3 Ozons. Ozona efekts

Zinātnieki pirmo reizi uzzināja par nezināmas gāzes esamību, kad viņi sāka eksperimentēt ar elektrostatiskām iekārtām. Tas notika 17. gadsimtā. Bet viņi sāka pētīt jauno gāzi tikai nākamā gadsimta beigās. 1785. gadā holandiešu fiziķis Martins van Marums radīja ozonu, izlaižot elektriskās dzirksteles caur skābekli. Nosaukums ozons parādījās tikai 1840. gadā; to izgudroja Šveices ķīmiķis Kristians Šēnbeins, atvasinot to no Grieķijas ozona, smaržojot. Autors ķīmiskais sastāvsšī gāze neatšķīrās no skābekļa, bet bija daudz agresīvāka. Tātad viņš uzreiz oksidēja bezkrāsainu kālija jodīdu, atbrīvojot brūno jodu; Šenbeins izmantoja šo reakciju, lai noteiktu ozonu pēc papīra ziluma pakāpes, kas piesūcināts ar kālija jodīda un cietes šķīdumu. Pat neaktīvs istabas temperatūrā un sudrabs ozona klātbūtnē tiek oksidēts.

Izrādījās, ka ozona molekulas, tāpat kā skābeklis, sastāv tikai no skābekļa atomiem, tikai nevis no diviem, bet no trim. Skābeklis O2 un ozons O3 - vienīgais piemērs, kā viens ķīmiskais elements veido divus gāzveida (normālos apstākļos) vienkāršas vielas. O3 molekulā atomi atrodas leņķī, tāpēc šīs molekulas ir polāras. Ozons rodas, “pielipinot” brīvo skābekļa atomu O2 molekulām, kuras veidojas no skābekļa molekulām elektrisko izlādi, ultravioleto staru, gamma staru, ātro elektronu un citu augstas enerģijas daļiņu iedarbībā. Ozons vienmēr smaržo pie strādājošām elektriskajām mašīnām, kurās “dzirkst” otas, pie baktericīdām dzīvsudraba-kvarca lampām, kas izstaro ultravioleto starojumu. Skābekļa atomi izdalās arī dažu ķīmisko reakciju laikā. Ozons nelielos daudzumos veidojas paskābināta ūdens elektrolīzes laikā, mitrā baltā fosfora lēnas oksidēšanās laikā gaisā, sadaloties savienojumiem ar augstu skābekļa saturu (KMnO4, K2Cr2O7 u.c.), fluora iedarbībā uz ūdeni. vai uz koncentrētas sērskābes bārija peroksīda. Skābekļa atomi vienmēr atrodas liesmā, tāpēc, virzot saspiesta gaisa strūklu pāri skābekļa degļa liesmai, gaisā būs atrodama raksturīgā ozona smarža.
Reakcija 3O2 → 2O3 ir ļoti endotermiska: lai iegūtu 1 molu ozona, jāiztērē 142 kJ. Reversā reakcija notiek ar enerģijas izdalīšanos un tiek veikta ļoti viegli. Attiecīgi ozons ir nestabils. Ja nav piemaisījumu, gāzveida ozons lēnām sadalās 70° C temperatūrā un strauji virs 100° C. Katalizatoru klātbūtnē ozona sadalīšanās ātrums ievērojami palielinās. Tās var būt gāzes (piemēram, slāpekļa oksīds, hlors) un daudzas cietas vielas (pat trauku sienas). Tāpēc tīru ozonu ir grūti iegūt, un darbs ar to ir bīstams sprādziena iespējamības dēļ.

Nav pārsteidzoši, ka daudzus gadu desmitus pēc ozona atklāšanas pat tā fizikālās pamatkonstantes nebija zināmas: ilgu laiku nevienam neizdevās iegūt tīru ozonu. Kā savā mācību grāmatā Ķīmijas pamati rakstīja D.I.Mendeļejevs, “izmantojot visas gāzveida ozona sagatavošanas metodes, tā saturs skābeklī vienmēr ir nenozīmīgs, parasti tikai dažas procentu desmitdaļas, reti 2%, un tikai ļoti zemā temperatūrā tas sasniedz 20%.» Tikai 1880. gadā franču zinātnieki J. Gotfeil un P. Chappui ieguva ozonu no tīra skābekļa mīnus 23 ° C temperatūrā. Izrādījās, ka biezā slānī ozonam ir skaista zila krāsa. Lēnām saspiežot atdzesēto ozonēto skābekli, gāze kļuva tumši zila, un pēc straujas spiediena atlaišanas temperatūra vēl vairāk pazeminājās un veidojās tumši purpursarkani šķidra ozona pilieni. Ja gāze netika ātri atdzesēta vai saspiesta, ozons acumirklī ar dzeltenu mirgošanu pārvērtās par skābekli.

Vēlāk tika izstrādāta ērta ozona sintēzes metode. Ja koncentrētu perhlorskābes, fosforskābes vai sērskābes šķīdumu elektrolīzei veic ar atdzesētu anodu, kas izgatavots no platīna vai svina (IV) oksīda, tad pie anoda izdalītā gāze saturēs līdz 50% ozona. Tika precizētas arī ozona fiziskās konstantes. Tas sašķidrinās daudz vieglāk nekā skābeklis pie -112°C (skābeklis pie -183°C). Pie –192,7°C ozons sacietē. Cietajam ozonam ir zili melna krāsa.

Eksperimenti ar ozonu ir bīstami. Gāzveida ozons spēj eksplodēt, ja tā koncentrācija gaisā pārsniedz 9%. Šķidrais un cietais ozons eksplodē vēl vieglāk, īpaši saskaroties ar oksidējošām vielām. Ozonu var uzglabāt zemā temperatūrā šķīdumu veidā fluorētos ogļūdeņražos (freonos). Šie šķīdumi ir zilā krāsā.

Ozona ķīmiskās īpašības.

Ozonam ir raksturīga ārkārtīgi augsta reaktivitāte. Ozons ir viens no spēcīgākajiem oksidētājiem un šajā ziņā ir zemāks tikai par fluoru un skābekļa fluorīdu OF2. Ozona kā oksidētāja aktīvā viela ir atomu skābeklis, kas veidojas ozona molekulas sabrukšanas laikā. Tāpēc, darbojoties kā oksidētājs, ozona molekula parasti “izmanto” tikai vienu skābekļa atomu, bet pārējie divi izdalās brīvā skābekļa veidā, piemēram, 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Daudzi citi savienojumi tiek oksidēti tādā pašā veidā. Tomēr ir izņēmumi, kad ozona molekula oksidēšanai izmanto visus trīs tajā esošos skābekļa atomus, piemēram, 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Ļoti svarīga atšķirība starp ozonu un skābekli ir tā, ka ozonam ir oksidējošas īpašības jau istabas temperatūrā. Piemēram, PbS un Pb(OH)2 normālos apstākļos nereaģē ar skābekli, savukārt ozona klātbūtnē sulfīds pārvēršas par PbSO4, bet hidroksīds par PbO2. Ja traukā ar ozonu ielej koncentrētu amonjaka šķīdumu, parādīsies balti dūmi - tas ir ozona oksidēts amonjaks, veidojot amonija nitrītu NH4NO2. Īpaši ozonam raksturīga ir spēja “melnināt” sudraba priekšmetus, veidojot AgO un Ag2O3.

Piesaistot vienu elektronu un pārvēršoties par negatīvu jonu O3–, ozona molekula kļūst stabilāka. "Ozonāta sāļi" jeb šādus anjonus saturoši ozonīdi ir zināmi jau sen – tos veido visi sārmu metāli, izņemot litiju, un ozonīdu stabilitāte palielinās no nātrija līdz cēzijam. Ir zināmi arī daži sārmzemju metālu ozonīdi, piemēram, Ca(O3)2. Ja gāzveida ozona straume tiek virzīta uz cieta, sausa sārma virsmu, veidojas oranži sarkana garoza, kas satur ozonīdus, piemēram, 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. Tajā pašā laikā cietais sārms efektīvi saista ūdeni, kas novērš ozonīda tūlītēju hidrolīzi. Taču ar ūdens pārpalikumu ozonīdi ātri sadalās: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2. Sadalīšanās notiek arī uzglabāšanas laikā: 2KO3 → 2KO2 + O2. Ozonīdi labi šķīst šķidrā amonjakā, kas ļāva tos izolēt tīrā veidā un izpētīt to īpašības.

Organiskās vielas, ar kurām saskaras ozons, tas parasti iznīcina. Tātad ozons, atšķirībā no hlora, spēj sadalīt benzola gredzenu. Strādājot ar ozonu, jūs nevarat izmantot gumijas caurules un šļūtenes - tās uzreiz “iztecēs”. Ozons reaģē ar organiskiem savienojumiem, izdalot lielu daudzumu enerģijas. Piemēram, ēteris, spirts, terpentīnā, metānā un daudzās citās vielām piesūcināta vate spontāni aizdegas, saskaroties ar ozonētu gaisu, un ozona sajaukšana ar etilēnu izraisa spēcīgu sprādzienu.

Ozona izmantošana.

Ozons ne vienmēr "sadedzina" organiskās vielas; daudzos gadījumos ir iespējams veikt specifiskas reakcijas ar ļoti atšķaidītu ozonu. Piemēram, ozonējot oleīnskābi (tā ir atrodama lielos daudzumos augu eļļas) veidojas azelaīnskābe HOOC(CH2)7COOH, no kuras ražo augstas kvalitātes smēreļļas, sintētiskās šķiedras un plastifikatorus plastmasām. Līdzīgi tiek iegūta adipīnskābe, ko izmanto neilona sintēzē. 1855. gadā Šēnbeins atklāja nepiesātināto savienojumu, kas satur C=C dubultsaites, reakciju ar ozonu, taču tikai 1925. gadā vācu ķīmiķis H. Štaudingers noteica šīs reakcijas mehānismu. Ozona molekula pievienojas dubultai saitei, veidojot ozonīdu, šoreiz organisku, un skābekļa atoms aizstāj vienu no C=C saitēm, bet –О–О– grupa aizstāj otru. Lai gan daži organiskie ozonīdi ir izolēti tīrā veidā (piemēram, etilēna ozonīds), šo reakciju parasti veic atšķaidītā šķīdumā, jo brīvie ozonīdi ir ļoti nestabilas sprāgstvielas. Nepiesātināto savienojumu ozonēšanas reakcijai ir liela cieņa organisko ķīmiķu vidū; uzdevumi ar šo reakciju bieži tiek piedāvāti pat uz skolu olimpiādes. Fakts ir tāds, ka, sadalot ozonīdu ar ūdeni, veidojas divas aldehīda vai ketona molekulas, kuras ir viegli identificēt un tālāk noteikt sākotnējā nepiesātinātā savienojuma struktūru. Tā 20. gadsimta sākumā ķīmiķi noteica daudzu svarīgu organisko savienojumu, tostarp dabisko, C=C saišu struktūru.

Svarīga ozona pielietošanas joma ir dezinfekcija dzeramais ūdens. Parasti ūdens ir hlorēts. Tomēr daži piemaisījumi ūdenī hlora iedarbībā pārvēršas savienojumos ar ļoti nepatīkamu smaku. Tāpēc jau sen ir ierosināts hloru aizstāt ar ozonu. Ozonētais ūdens neiegūst svešu smaku vai garšu; kad daudzi organiskie savienojumi pilnībā oksidējas ar ozonu, veidojas tikai oglekļa dioksīds un ūdens. Attīrīt ar ozonu un notekūdeņi. Ozona oksidēšanās produkti pat tādiem piesārņotājiem kā fenoli, cianīdi, virsmaktīvās vielas, sulfīti, hloramīni ir nekaitīgi savienojumi bez krāsas un smaržas. Ozona pārpalikums ātri sadalās, veidojot skābekli. Tomēr ūdens ozonēšana ir dārgāka nekā hlorēšana; turklāt ozonu nevar transportēt, un tas ir jāražo uz vietas.

Ozons atmosfērā.

Zemes atmosfērā ozona nav daudz – 4 miljardi tonnu, t.i. vidēji tikai 1 mg/m3. Ozona koncentrācija palielinās līdz ar attālumu no Zemes virsmas un sasniedz maksimumu stratosfērā, 20-25 km augstumā - tas ir "ozona slānis". Ja viss atmosfēras ozons tiek savākts netālu no Zemes virsmas normālā spiedienā, tiks iegūts tikai aptuveni 2–3 mm biezs slānis. Un tik mazs ozona daudzums gaisā faktiski nodrošina dzīvību uz Zemes. Ozons rada "aizsargājošo ekrānu", kas neļauj skarbajiem saules ultravioletajiem stariem sasniegt Zemes virsmu, kas kaitē visam dzīvajam.

Pēdējās desmitgadēs liela uzmanība tiek pievērsta tā saukto "ozona caurumu" rašanās vietām – apgabaliem ar ievērojami samazinātu stratosfēras ozona saturu. Caur šādu "necaurlaidīgu" vairogu cietāks Saules ultravioletais starojums sasniedz Zemes virsmu. Tāpēc zinātnieki jau ilgu laiku ir novērojuši ozonu atmosfērā. 1930. gadā angļu ģeofiziķis S. Čepmens ierosināja četru reakciju shēmu, lai izskaidrotu pastāvīgo ozona koncentrāciju stratosfērā (šīs reakcijas sauc par Čepmena ciklu, kurā M nozīmē jebkuru atomu vai molekulu, kas aizvada lieko enerģiju):

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

Šī cikla pirmā un ceturtā reakcija ir fotoķīmiska, tās atrodas saules starojuma ietekmē. Skābekļa molekulas sadalīšanai atomos ir nepieciešams starojums, kura viļņa garums ir mazāks par 242 nm, savukārt ozons sadalās, kad gaisma tiek absorbēta 240–320 nm apgabalā (pēdējā reakcija mūs tikai pasargā no cietā ultravioletā starojuma, jo skābeklis neabsorbē šajā spektra apgabalā). Atlikušās divas reakcijas ir termiskas, t.i. iet bez gaismas darbības. Ir ļoti svarīgi, lai trešajai reakcijai, kas noved pie ozona izzušanas, būtu aktivizācijas enerģija; tas nozīmē, ka šādas reakcijas ātrumu var palielināt, iedarbojoties katalizatoriem. Kā izrādījās, galvenais ozona sabrukšanas katalizators ir slāpekļa oksīds NO. Tas veidojas atmosfēras augšējos slāņos no slāpekļa un skābekļa vissmagākā saules starojuma ietekmē. Nokļūstot ozonosfērā, tas nonāk divu reakciju ciklā O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, kā rezultātā tā saturs atmosfērā nemainās, un stacionārā ozona koncentrācija samazinās. Ir arī citi cikli, kas izraisa ozona satura samazināšanos stratosfērā, piemēram, ar hlora piedalīšanos:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2.

Ozonu iznīcina arī putekļi un gāzes, kas lielos daudzumos nonāk atmosfērā vulkānu izvirdumu laikā. Nesen tika ierosināts, ka ozons arī efektīvi iznīcina ūdeņradi, kas izdalās no zemes garoza. Visu ozona veidošanās un sabrukšanas reakciju kopums noved pie tā, ka ozona molekulas vidējais kalpošanas laiks stratosfērā ir aptuveni trīs stundas.

Tiek pieņemts, ka bez dabiskajiem ozona slāni ietekmē arī mākslīgi faktori. Labi zināms piemērs ir freoni, kas ir hlora atomu avoti. Freoni ir ogļūdeņraži, kuros ūdeņraža atomi ir aizstāti ar fluora un hlora atomiem. Tos izmanto ledusskapī un aerosola tvertņu pildīšanai. Galu galā freoni nokļūst gaisā un ar gaisa straumēm lēnām paceļas arvien augstāk un augstāk, beidzot sasniedzot ozona slāni. Sadaloties saules starojuma ietekmē, paši freoni sāk katalītiski sadalīt ozonu. Pagaidām nav precīzi zināms, cik lielā mērā freoni ir vainojami "ozona caurumos", un, neskatoties uz to, jau sen ir veikti pasākumi, lai ierobežotu to izmantošanu.

Aprēķini liecina, ka 60–70 gadu laikā ozona koncentrācija stratosfērā var samazināties par 25%. Un tajā pašā laikā palielināsies ozona koncentrācija virsmas slānī - troposfērā, kas arī ir slikti, jo ozons un tā pārvērtību produkti gaisā ir indīgi. Galvenais ozona avots troposfērā ir stratosfēras ozona pārnešana ar gaisa masām uz zemākajiem slāņiem. Gadā ozona zemes slānī nonāk aptuveni 1,6 miljardi tonnu. Ozona molekulas kalpošanas laiks atmosfēras lejasdaļā ir daudz ilgāks - vairāk nekā 100 dienas, jo virsmas slānī ir mazāka ultravioletā saules starojuma intensitāte, kas iznīcina ozonu. Parasti troposfērā ir ļoti maz ozona: tīrā svaigā gaisā tā koncentrācija ir tikai 0,016 μg / l. Ozona koncentrācija gaisā ir atkarīga ne tikai no augstuma, bet arī no reljefa. Tādējādi virs okeāniem vienmēr ir vairāk ozona nekā virs zemes, jo tur ozons sadalās lēnāk. Mērījumi Sočos parādīja, ka gaiss pie jūras piekrastes satur par 20% vairāk ozona nekā mežā 2 km no krasta.

Mūsdienu cilvēki elpo daudz vairāk ozona nekā viņu senči. Galvenais iemesls tam ir metāna un slāpekļa oksīdu daudzuma palielināšanās gaisā. Tādējādi metāna saturs atmosfērā nepārtraukti pieaug kopš 19. gadsimta vidus, kad sākās dabasgāzes izmantošana. Atmosfērā, kas piesārņota ar slāpekļa oksīdiem, metāns nonāk sarežģītā transformāciju ķēdē, kas ietver skābekli un ūdens tvaikus, kuru rezultātu var izteikt ar vienādojumu CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Arī citi ogļūdeņraži var darboties kā metāns, piemēram, tie, kas atrodas automašīnu izplūdes gāzēs benzīna nepilnīgas sadegšanas laikā. Tā rezultātā pēdējo desmitgažu laikā lielo pilsētu gaisā ozona koncentrācija ir palielinājusies desmitkārtīgi.

Vienmēr ir bijis uzskats, ka pērkona negaisa laikā ozona koncentrācija gaisā krasi palielinās, jo zibens veicina skābekļa pārvēršanu ozonā. Patiesībā pieaugums ir niecīgs, un tas nenotiek pērkona negaisa laikā, bet vairākas stundas pirms tā. Pērkona negaisa laikā un vairākas stundas pēc tā ozona koncentrācija samazinās. Tas skaidrojams ar to, ka pirms pērkona negaisa notiek spēcīga gaisa masu vertikāla sajaukšanās, līdz ar to no augšējiem slāņiem nāk papildu ozona daudzums. Turklāt pirms pērkona negaisa palielinās spriedze elektriskais lauks, un tiek radīti apstākļi koronaizlādes veidošanai dažādu objektu vietās, piemēram, zaru galos. Tas arī veicina ozona veidošanos. Un tad, attīstoties negaisa mākonim, zem tā rodas spēcīgas augšupejošas gaisa straumes, kas samazina ozona saturu tieši zem mākoņa.
Interesants jautājums ir par ozona saturu skujkoku mežu gaisā. Piemēram, Kursā neorganiskā ķīmija G. Remī var lasīt, ka "skujkoku mežu ozonētais gaiss" ir izdomājums. Vai tā ir? Protams, neviens augs neizdala ozonu. Bet augi, īpaši skujkoki, izdala gaisā daudz gaistošu organisko savienojumu, tostarp terpēnu klases nepiesātinātos ogļūdeņražus (to terpentīnā ir daudz). Tātad, karstā dienā priede izdala 16 mikrogramus terpēnu stundā uz katru gramu skuju sausā svara. Terpēnus izolē ne tikai skujkoki, bet arī daži lapu koki starp kuriem ir papele un eikalipts. Un daži tropu koki spēj izdalīt 45 mikrogramus terpēnu uz 1 g sausas lapu masas stundā. Rezultātā viens hektārs skuju koku meža dienā var izdalīt līdz 4 kg organisko vielu un aptuveni 2 kg lapu koku meža. Zemes mežu platība ir miljoniem hektāru, un tie visi gadā izdala simtiem tūkstošu tonnu dažādu ogļūdeņražu, ieskaitot terpēnus. Un ogļūdeņraži, kā parādīts metāna piemērā, saules starojuma ietekmē un citu piemaisījumu klātbūtnē veicina ozona veidošanos. Eksperimenti ir parādījuši, ka terpēni ir piemērotus apstākļus patiešām, tie ir ļoti aktīvi iesaistīti atmosfēras fotoķīmisko reakciju ciklā ar ozona veidošanos. Tātad ozons skujkoku mežā nebūt nav izgudrojums, bet gan eksperimentāls fakts.

Ozons un veselība.

Cik patīkami pastaigāties pēc vētras! Gaiss ir tīrs un svaigs, tā uzmundrinošās strūklas it kā bez piepūles ieplūst plaušās. "Tas smaržo pēc ozona," viņi bieži saka šādos gadījumos. “Ļoti labs veselībai.” Vai tā ir?

Kādreiz ozons noteikti tika uzskatīts par labvēlīgu veselībai. Bet, ja tā koncentrācija pārsniedz noteiktu slieksni, tas var radīt daudz nepatīkamu seku. Atkarībā no koncentrācijas un ieelpošanas laika ozons izraisa izmaiņas plaušās, acu un deguna gļotādu kairinājumu, galvassāpes, reiboni, pazemina asinsspiedienu; ozons samazina organisma rezistenci pret elpceļu bakteriālām infekcijām. Tā maksimālā pieļaujamā koncentrācija gaisā ir tikai 0,1 µg/l, kas nozīmē, ka ozons ir daudz bīstamāks par hloru! Ja vairākas stundas pavadāt telpās ar ozona koncentrāciju tikai 0,4 μg/l, var parādīties sāpes krūtīs, klepus, bezmiegs, redzes asums samazinās. Ja ilgstoši ieelpojat ozonu, kura koncentrācija pārsniedz 2 μg / l, sekas var būt smagākas - līdz stuporam un sirds aktivitātes samazināšanās. Ja ozona saturs ir 8–9 µg/l, pēc dažām stundām rodas plaušu tūska, kas ir pilna ar nāvi. Taču šādus nenozīmīgus vielas daudzumus parasti ir grūti analizēt ar tradicionālajām ķīmiskajām metodēm. Par laimi, cilvēks jūt ozona klātbūtni pat ļoti zemās koncentrācijās - aptuveni 1 μg / l, pie kuras cietes joda papīrs nekrāsojas zilā krāsā. Dažiem cilvēkiem ozona smaka nelielā koncentrācijā atgādina hlora smaržu, citam - sēra dioksīdu, citiem - ķiploku.

Ne tikai pats ozons ir indīgs. Ar tā līdzdalību gaisā veidojas, piemēram, peroksiacetilnitrāts (PAN) CH3-CO-OONO2 - viela, kurai ir spēcīga kairinoša, tai skaitā asaru, iedarbība, kas apgrūtina elpošanu, un lielākā koncentrācijā izraisa sirds paralīzi. PAN ir viena no tā sauktā fotoķīmiskā smoga sastāvdaļām, kas vasarā veidojas piesārņotā gaisā (šis vārds ir cēlies no angļu valodas dūmi - dūmi un migla - migla). Ozona koncentrācija smogā var sasniegt 2 μg/l, kas ir 20 reizes lielāka par maksimāli pieļaujamo. Tāpat jāņem vērā, ka ozona un slāpekļa oksīdu kopējā iedarbība gaisā ir desmit reizes spēcīgāka nekā katrai vielai atsevišķi. Nav pārsteidzoši, ka lielajās pilsētās šāda smoga sekas var būt katastrofālas, īpaši, ja virs pilsētas gaisu nepūš "caurvējš" un veidojas stagnācijas zona. Tātad 1952. gadā Londonā dažu dienu laikā no smoga nomira vairāk nekā 4000 cilvēku. Smogs Ņujorkā 1963. gadā nogalināja 350 cilvēkus. Līdzīgi stāsti bija Tokijā un citās lielākajās pilsētās. No atmosfēras ozona cieš ne tikai cilvēki. Amerikāņu pētnieki ir pierādījuši, ka, piemēram, vietās, kur gaisā ir augsts ozona saturs, ievērojami samazinās automašīnu riepu un citu gumijas izstrādājumu kalpošanas laiks.
Kā samazināt ozona saturu zemes slānī? Metāna emisiju samazināšana atmosfērā diez vai ir reāla. Atliek vēl viens veids - samazināt slāpekļa oksīdu emisijas, bez kurām nevar iztikt ozona veidošanās reakciju cikls. Arī šis ceļš nav viegls, jo slāpekļa oksīdus izdala ne tikai automašīnas, bet arī (galvenokārt) termoelektrostacijas.

Ozona avoti ir ne tikai uz ielas. Tas veidojas rentgena kabinetos, fizioterapijas kabinetos (tā avots ir dzīvsudraba-kvarca lampas), kopētāju (kopētāju), lāzerprinteru darbības laikā (šeit tās veidošanās iemesls ir augstsprieguma izlāde). Ozons ir neizbēgams kompanjons perhidrola, argona loka metināšanas ražošanā. Lai samazinātu ozona kaitīgo ietekmi, nepieciešams iegūt iekārtas no ultravioletās lampas, laba ventilācija.

Un tomēr diez vai ir pareizi uzskatīt ozonu par beznosacījumu veselībai kaitīgu. Tas viss ir atkarīgs no tā koncentrācijas. Pētījumi liecina, ka svaigs gaiss tumsā spīd ļoti vāji; mirdzuma iemesls ir oksidācijas reakcijas ar ozona piedalīšanos. Mirdzums tika novērots arī, kratot ūdeni kolbā, kurā sākotnēji tika iepildīts ozonēts skābeklis. Šis mirdzums vienmēr ir saistīts ar nelielu organisko piemaisījumu klātbūtni gaisā vai ūdenī. Sajaucot svaigu gaisu ar izelpotu cilvēku, spīduma intensitāte pieauga desmitkārtīgi! Un tas nav pārsteidzoši: izelpotajā gaisā tika atrasti etilēna, benzola, acetaldehīda, formaldehīda, acetona un skudrskābes mikropiemaisījumi. Tos "izceļ" ozons. Tajā pašā laikā "novecojis", t.i. Pilnīgi bez ozona, lai arī ļoti tīrs, gaiss nerada spīdumu, un cilvēks to jūt kā "novecojušu". Šādu gaisu var salīdzināt ar destilētu ūdeni: tas ir ļoti tīrs, praktiski nesatur piemaisījumus, un to ir kaitīgi dzert. Tātad pilnīgs ozona trūkums gaisā acīmredzot ir nelabvēlīgs arī cilvēkiem, jo ​​tas palielina mikroorganismu saturu tajā, izraisa kaitīgu vielu un nepatīkamu smaku uzkrāšanos, ko ozons iznīcina. Tādējādi kļūst skaidra nepieciešamība pēc regulāras un ilgstošas ​​telpu vēdināšanas pat tad, ja tajās nav cilvēku: galu galā ozons, kas nokļuvis telpā, ilgi tajā neuzkavējas - tas daļēji sadalās. , un lielā mērā nosēžas (adsorbējas) uz sienām un citām virsmām. Grūti pateikt, cik daudz ozona vajadzētu būt telpā. Tomēr minimālās koncentrācijās ozons, iespējams, ir nepieciešams un noderīgs.

Iļja Lensons

MASKAVA, 16. septembris — RIA Novosti. Pirmdien, 16. septembrī, tiek atzīmēta Starptautiskā ozona slāņa saglabāšanas diena, plāns "vairogs", kas pasargā visu dzīvību uz Zemes no kaitīgā Saules ultravioletā starojuma – šajā dienā 1987. gadā tika parakstīts slavenais Monreālas protokols.

AT normāli apstākļi Ozons jeb O3 ir gaiši zila gāze, kas, atdziestot, pārvēršas tumši zilā šķidrumā un pēc tam zili melnos kristālos. Kopumā planētas atmosfērā ozons veido aptuveni 0,6 tilpuma daļas uz miljonu: tas nozīmē, piemēram, ka katrā atmosfēras kubikmetrā ir tikai 0,6 kubikcentimetri ozona. Salīdzinājumam, atmosfērā jau ir aptuveni 400 daļas uz miljonu oglekļa dioksīda – tas ir, vairāk nekā divas glāzes uz vienu un to pašu kubikmetru gaisa.

Faktiski tik mazu ozona koncentrāciju var saukt par svētību Zemei: šī gāze, kas veido taupošu ozona slāni 15-30 kilometru augstumā, cilvēka tiešā tuvumā ir daudz mazāk "cēla". Saskaņā ar Krievijas klasifikāciju ozons pieder pie augstākās, pirmās bīstamības klases vielām - tas ir ļoti spēcīgs oksidētājs, kas ir ārkārtīgi toksisks cilvēkiem.

Vadims Samoilovičs, Maskavas Valsts universitātes Lomonosova universitātes Ķīmijas fakultātes Katalīzes un gāzes elektroķīmijas laboratorijas vecākais pētnieks, palīdzēja RIA Novosti izprast sarežģītā ozona dažādās īpašības.

ozona vairogs

"Šī ir diezgan labi izpētīta gāze, gandrīz viss ir izpētīts - viss nekad nenotiek, bet galvenais viss (ir zināms)... Ozonam ir daudz visādu pielietojumu. Bet neaizmirstiet, ka, vispārīgi runājot, dzīvība radās pateicoties ozona slānim – tas, iespējams, ir galvenais brīdis,” saka Samoilovičs.

Stratosfērā ozons veidojas no skābekļa fotoķīmisko reakciju rezultātā – šādas reakcijas sākas saules starojuma ietekmē. Tur ozona koncentrācija jau ir augstāka – aptuveni 8 mililitri uz kubikmetrs. Gāze tiek iznīcināta, "sastopoties" ar noteiktiem savienojumiem, piemēram, atomu hloru un bromu - tieši šīs vielas ir daļa no bīstamajiem hlorfluorogļūdeņražiem, labāk pazīstamiem kā freoniem. Pirms Monreālas protokola parādīšanās tos cita starpā izmantoja saldēšanas rūpniecībā un kā degvielu gāzes kasetnēs.

2012. gadā, kad Monreālas protokols atzīmēja savu 25. gadadienu, Apvienoto Nāciju Organizācijas Vides programmas (UNEP) eksperti nosauca ozona slāņa aizsardzību kā vienu no četrām galvenajām vides problēmām, kurās cilvēce ir guvusi ievērojamu progresu. Vienlaikus UNEP atzīmēja, ka ozona saturs stratosfērā kopš 1998.gada ir pārstājis samazināties un, pēc zinātnieku domām, līdz 2050.-2075.gadam tas varētu atgriezties līmenī, kas reģistrēts pirms 1980.gada.

Ozona smogs

30 kilometru attālumā no Zemes virsmas ozons "uzvedas" labi, bet troposfērā, virszemes slānī, tas izrādās bīstams piesārņotājs. Saskaņā ar UNEP datiem troposfēras ozona koncentrācija ziemeļu puslodē pēdējo 100 gadu laikā ir gandrīz trīskāršojusies, padarot to par trešo lielāko "antropogēno" siltumnīcefekta gāzi.

Arī šeit ozons netiek izdalīts atmosfērā, bet veidojas saules starojuma ietekmē gaisā, ko jau piesārņo ozona "prekursori" - slāpekļa oksīdi, gaistošie ogļūdeņraži un daži citi savienojumi. Pilsētās, kur ozons ir viena no galvenajām smoga sastāvdaļām, tā izskatā netieši "vainojami" transportlīdzekļu izmeši.

No piezemes ozona cieš ne tikai cilvēki un klimats. UNEP lēš, ka troposfēras ozona līmeņa pazemināšana varētu palīdzēt ietaupīt aptuveni 25 miljonus tonnu rīsu, kviešu, sojas pupu un kukurūzas, kas katru gadu tiek zaudētas šīs augu toksiskās gāzes dēļ.

Tieši tāpēc, ka piezemes ozons vairs nav tik noderīgs, meteoroloģiskā un vides monitoringa speciālisti nemitīgi uzrauga tā koncentrācijas lielo pilsētu, tostarp Maskavas, gaisā.

Ozons ir noderīgs

"Viena no ļoti interesantajām ozona īpašībām ir baktericīda. Tas ir praktiski pirmais starp visām šādām vielām, hlors, mangāna peroksīds, hlora oksīds," stāsta Vadims Samoilovičs.

Tā pati ozona ekstrēmā būtība, kas padara to par ļoti spēcīgu oksidētāju, izskaidro šīs gāzes darbības jomu. Ozons tiek izmantots telpu, apģērbu, instrumentu sterilizācijai un dezinfekcijai un, protams, ūdens attīrīšanai – gan dzeramajam, gan rūpnieciskajam un pat notekūdeņiem.

Turklāt eksperts uzsver, ka daudzās valstīs celulozes balināšanas rūpnīcās ozonu izmanto kā hlora aizstājēju.

"Hlors (reaģējot) ar organiskajām vielām dod attiecīgi hlororganiskos savienojumus, kas ir daudz toksiskāki nekā tikai hlors. Kopumā no tā (toksisku atkritumu parādīšanās - red.) var izvairīties, vai nu krasi samazinot hlora koncentrāciju, vai vienkārši likvidējot.Viens no variantiem – hlora aizstāšana ar ozonu," skaidroja Samoilovičs.

Ir iespējams arī ozonēt gaisu, un arī tas dod interesantus rezultātus - piemēram, Ivanovā Viskrievijas Darba aizsardzības pētniecības institūta speciālisti un viņu kolēģi veica virkni pētījumu, kuru laikā "vērpšanas cehos, a. parastajiem ventilācijas kanāliem tika pievienots noteikts daudzums ozona." Tā rezultātā samazinājās elpceļu slimību izplatība, savukārt darba ražīgums, gluži pretēji, auga. Gaisa ozonēšana pārtikas noliktavās var palielināt tās drošību, un tāda pieredze ir arī citās valstīs.

Ozons ir toksisks

Nozveja ar ozona izmantošanu ir tāda pati - tā toksicitāte. Krievijā maksimālā pieļaujamā ozona koncentrācija (MPC) atmosfēras gaisā ir 0,16 miligrami uz kubikmetru, bet darba zonas gaisā - 0,1 miligrams. Tāpēc, atzīmē Samoilovičs, viena un tā pati ozonēšana prasa pastāvīgu uzraudzību, kas šo lietu ievērojami sarežģī.

"Tas joprojām ir diezgan sarežģīts paņēmiens. Daudz vienkāršāk ir ieliet tur spaini ar kādu baktericīdu, izliet un viss, bet te ir jāseko, kaut kādai sagatavošanai ir jābūt," saka zinātnieks.

Ozons cilvēka organismam nodara ļaunumu lēni, bet nopietni – ilgstoša ozona piesārņotā gaisa iedarbība palielina sirds un asinsvadu un elpceļu slimību risku. Reaģējot ar holesterīnu, veidojas nešķīstoši savienojumi, kas izraisa aterosklerozes attīstību.

"Pie koncentrācijas virs maksimāli pieļaujamās var rasties galvassāpes, gļotādu kairinājums, klepus, reibonis, vispārējs nogurums, sirdsdarbības samazināšanās. Toksisks piezemes ozons izraisa elpceļu slimību parādīšanos vai saasināšanos, bērniem, vecāka gadagājuma cilvēki un astmas slimnieki ir pakļauti riskam,” norādīts Roshidrometas Centrālās Aeroloģiskās observatorijas (CAO) tīmekļa vietnē.

Ozona sprāgstviela

Ozons ir kaitīgs ne tikai ieelpot – sērkociņus arī vajadzētu paslēpt, jo šī gāze ir ļoti sprādzienbīstama. Tradicionāli gāzveida ozona bīstamās koncentrācijas "slieksnis" ir 300-350 mililitri uz litru gaisa, lai gan daži zinātnieki strādā ar vairāk augsti līmeņi Samoilovičs saka. Bet šķidrais ozons — tas pats zilais šķidrums, kas atdziest kļūst tumšāks — eksplodē spontāni.

Tieši tas neļauj izmantot šķidro ozonu kā oksidētāju raķešu degvielā – šādas idejas radās neilgi pēc kosmosa laikmeta sākuma.

"Mūsu laboratorija universitātē radās tieši pēc šādas idejas. Katrai raķetes degvielai reakcijā ir sava siltumspēja, tas ir, cik daudz siltuma izdalās, kad tā izdeg, un līdz ar to, cik spēcīga būs raķete. zināms, ka visjaudīgākais variants ir šķidrais ūdeņradis, kas sajaukts ar šķidru ozonu... Bet ir viens mīnuss. Šķidrais ozons eksplodē, un tas eksplodē spontāni, tas ir, bez redzama iemesla," stāsta Maskavas Valsts universitātes pārstāvis.

Pēc viņa teiktā, gan padomju, gan amerikāņu laboratorijas pavadīja "milzīgu pūļu un laika, lai padarītu to kaut kā drošu (biznesu) - izrādījās, ka to nav iespējams izdarīt". Samoilovičs atgādina, ka kādu dienu kolēģiem no ASV izdevies iegūt īpaši tīru ozonu, kas "šķita" nesprāgst, "visi jau dauzīja timpānus", bet tad uzsprāga visa rūpnīca, un darbs tika apturēts.

"Mums bija gadījumi, kad, teiksim, kolba ar šķidru ozonu stāv, stāv, šķidrais slāpeklis ieber iekšā, un tad - vai nu slāpeklis tur uzvārījies, vai kaut kas - tu atnāc, un puse no instalācijas nav, viss sapūtis putekļos. Kāpēc uzsprāga – kas zina,” atzīmē zinātnieks.

GALVENĀ INFORMĀCIJA.

Ozons - O3, skābekļa alotropā forma, ir spēcīgs ķīmisko un citu piesārņotāju oksidētājs, kas saskarē sadalās. Atšķirībā no skābekļa molekulas, ozona molekula sastāv no trim atomiem un tai ir garākas saites starp skābekļa atomiem. Reaktivitātes ziņā ozons ir otrajā vietā aiz fluora.

Atklājumu vēsture
1785. gadā holandiešu fiziķis Van Marums, veicot eksperimentus ar elektrību, pievērsa uzmanību smaržai dzirksteļu veidošanās laikā elektriskajā mašīnā un gaisa oksidēšanās spējai pēc elektriskās dzirksteles izlaišanas caur to.
1840. gadā vācu zinātnieks Šeinbeins, kas nodarbojās ar ūdens hidrolīzi, mēģināja to sadalīt skābeklī un ūdeņradi, izmantojot elektrisko loku. Un tad viņš atklāja, ka ir izveidojusies jauna, līdz šim zinātnei nezināma gāze ar specifisku smaržu. Nosaukumu "ozons" gāzei piešķīra Šeinbeins raksturīgās smaržas dēļ un nāk no Grieķu vārds"ozien", kas nozīmē "smaržot".
1896. gada 22. septembrī izgudrotājs N. Tesla patentēja pirmo ozona ģeneratoru.

Fizikālās īpašības ozons.
Ozons var pastāvēt visos trijos agregāta stāvokļos. Normālos apstākļos ozons ir zilgana gāze. Ozona viršanas temperatūra ir 1120 ° C un kušanas temperatūra ir 1920 ° C.
Tā ķīmiskās aktivitātes dēļ ozonam ir ļoti zema maksimālā pieļaujamā koncentrācija gaisā (samērīgi ar ķīmisko kaujas vielu MPC) 5 10-8% jeb 0,1 mg/m3, kas ir 10 reizes vairāk nekā ožas slieksnis. persona.

Ķīmiskās īpašības ozons.
Pirmkārt, jāatzīmē divas galvenās ozona īpašības:

Ozons, atšķirībā no atomu skābekļa, ir samērā stabils savienojums. Tas spontāni sadalās lielās koncentrācijās, jo lielāka koncentrācija, jo ātrāks ir sadalīšanās reakcijas ātrums. Pie ozona koncentrācijas 12-15%, ozons var sprādzienbīstami sadalīties. Jāņem vērā arī tas, ka ozona sadalīšanās process paātrinās, paaugstinoties temperatūrai, un pati sadalīšanās reakcija 2O3>3O2 + 68 kcal ir eksotermiska un to pavada liela siltuma daudzuma izdalīšanās.

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

Ozons ir viens no spēcīgākajiem dabiskajiem oksidētājiem. Ozona oksidācijas potenciāls ir 2,07 V (salīdzinājumam, fluors ir 2,4 V, bet hlors ir 1,7 V).

Ozons oksidē visus metālus, izņemot zeltu un platīna grupu, tālāk oksidē sēra un slāpekļa oksīdus un oksidē amonjaku, veidojot amonija nitrītu.
Ozons aktīvi reaģē ar aromātiskajiem savienojumiem, iznīcinot aromātisko kodolu. Jo īpaši ozons reaģē ar fenolu, lai iznīcinātu kodolu. Ozons aktīvi mijiedarbojas ar piesātinātajiem ogļūdeņražiem, iznīcinot dubultās oglekļa saites.
Ozona mijiedarbība ar organiskajiem savienojumiem tiek plaši izmantota ķīmiskajā rūpniecībā un ar to saistītās nozarēs. Ozona reakcijas ar aromātiskajiem savienojumiem veidoja pamatu dezodorēšanas tehnoloģijām dažādām vidēm, telpām un notekūdeņiem.

Bioloģiskās īpašības ozons.
Neskatoties uz daudzajiem pētījumiem, mehānisms nav labi saprotams. Ir zināms, ka pie augstām ozona koncentrācijām tiek novēroti elpceļu, plaušu un gļotādu bojājumi. Ilgstoša ozona iedarbība izraisa hronisku plaušu un augšējo elpceļu slimību attīstību.
Nelielu ozona devu iedarbībai ir profilaktiska un ārstnieciska iedarbība, un to sāk aktīvi izmantot medicīnā – galvenokārt dermatoloģijā un kosmetoloģijā.
Papildus lieliskajai spējai iznīcināt baktērijas, ozons ļoti efektīvi iznīcina sporas, cistas (blīvus čaulas, kas veidojas ap vienšūnu organismiem, piemēram, flagellātiem un sakneņiem, to vairošanās laikā, kā arī tiem nelabvēlīgos apstākļos) un daudzas citas. citi patogēni mikrobi.

Ozona tehnoloģiskie pielietojumi
Pēdējo 20 gadu laikā ozona pielietojums ir ievērojami paplašinājies, un visā pasaulē notiek jauni sasniegumi. Tik strauju ozona izmantošanas tehnoloģiju attīstību veicina tā videi draudzīgums. Atšķirībā no citiem oksidētājiem, ozons reakciju laikā sadalās molekulārajā un atomu skābeklī un piesātinātos oksīdos. Visi šie produkti parasti nepiesārņo vidi un neizraisa kancerogēno vielu veidošanos, kā, piemēram, oksidējoties ar hloru vai fluoru.

Ūdens:
1857. gadā ar Vernera fon Sīmensa radītās "ideālās magnētiskās indukcijas caurules" palīdzību izdevās uzbūvēt pirmo tehnisko ozona instalāciju. 1901. gadā Siemens Vīsbendā uzcēla pirmo hidroelektrostaciju ar ozona ģeneratoru.
Vēsturiski ozona izmantošana aizsākās ar dzeramā ūdens attīrīšanas iekārtām, kad 1898. gadā Senmūras pilsētā (Francija) tika pārbaudīta pirmā izmēģinājuma iekārta. Jau 1907. gadā Bon Voyage pilsētā (Francija) tika uzbūvēta pirmā ūdens ozonēšanas iekārta Nicas pilsētas vajadzībām. 1911. gadā Sanktpēterburgā tika nodota ekspluatācijā dzeramā ūdens ozonēšanas stacija.
Pašlaik Eiropā 95% dzeramā ūdens tiek apstrādāts ar ozonu. ASV pašlaik notiek pāreja no hlorēšanas uz ozonēšanu. Krievijā darbojas vairākas lielas stacijas (Maskavā, Ņižņijnovgoroda un citās pilsētās).

Gaiss:
Ir pierādīts, ka ozona izmantošana ūdens attīrīšanas sistēmās ir ļoti efektīva, taču līdz šim nav radītas tikpat efektīvas un pārbaudītas drošas gaisa attīrīšanas sistēmas. Ozonēšana tiek uzskatīta par neķīmisku tīrīšanas metodi, un tāpēc tā ir populāra iedzīvotāju vidū. Tajā pašā laikā mikroozona koncentrācijas hroniskā ietekme uz cilvēka organismu nav pietiekami pētīta.
Ar ļoti zemu ozona koncentrāciju gaiss telpā jūtas patīkami un svaigs, un nepatīkamās smakas ir jūtamas daudz vājāk. Pretēji izplatītajam uzskatam par šīs gāzes labvēlīgo ietekmi, kas dažos prospektos tiek attiecināta uz ar ozonu bagāto meža gaisu, patiesībā ozons pat lielā atšķaidījumā ir ļoti toksiska un bīstama kairinoša gāze. Pat zema ozona koncentrācija var kairināt gļotādas un izraisīt traucējumus centrālajā nervu sistēma izraisot bronhītu un galvassāpes.

Ozona pielietojums medicīnā
1873. gadā Foke novēroja mikroorganismu iznīcināšanu ozona ietekmē un š unikāls īpašums ozons ir piesaistījis mediķu uzmanību.
Ozona izmantošanas vēsture medicīniskiem nolūkiem aizsākās 1885. gadā, kad Čārlijs Kenvorts pirmo reizi publicēja savu ziņojumu Floridas Medicīnas asociācijai, ASV. Īsa informācija par ozona izmantošanu medicīnā ir atklāti līdz šim.
1911. gadā M. Eberharts izmantoja ozonu tuberkulozes, anēmijas, pneimonijas, diabēta un citu slimību ārstēšanā. A.Vulfs (1916) Pirmā pasaules kara laikā izmantoja skābekļa-ozona maisījumu ievainotajiem ar sarežģītiem lūzumiem, flegmonu, abscesiem, strutojošām brūcēm. N. Kleinmans (1921) izmantoja ozonu vispārējai "ķermeņa dobumu" ārstēšanai. 30. gados. 20. gadsimts E.A. Zivis, zobārsts, praksē sāk apstrādi ar ozonu.
Pieteikumā pirmās laboratorijas ierīces izgudrošanai Fish ierosināja terminu "CYTOZON", kas joprojām tiek lietots uz zobārstniecības praksē izmantotajiem ozona ģeneratoriem. Joahims Hanzlers (1908-1981) radīja pirmo medicīnisko ozona ģeneratoru, kas ļāva precīzi dozēt ozona-skābekļa maisījumu un tādējādi ļāva plaši izmantot ozona terapiju.
R. Auborg (1936) atklāja resnās zarnas čūlu rētu ietekmi ozona ietekmē un vērsa uzmanību uz tās vispārējās ietekmes uz ķermeni raksturu. Vācijā aktīvi tika turpināts darbs pie ozona terapeitiskās iedarbības izpētes Otrā pasaules kara laikā, vācieši veiksmīgi izmantoja ozonu vietējai brūču un apdegumu ārstēšanai. Tomēr pēc kara pētījumi tika pārtraukti gandrīz divus gadu desmitus, jo parādījās antibiotikas, trūka uzticamu, kompaktu ozona ģeneratoru un ozonu izturīgu materiālu. Plaši un sistemātiski pētījumi ozona terapijas jomā aizsākās 20. gadsimta 70. gadu vidū, kad ikdienas medicīnas praksē parādījās pret ozonu izturīgi polimērmateriāli un lietotājam draudzīgas ozona vienības.
Pētījumi in vitro , tas ir, ideālos laboratorijas apstākļos ir pierādījuši, ka, mijiedarbojoties ar ķermeņa šūnām, ozons oksidē taukus un veido peroksīdus - vielas, kas ir kaitīgas visiem zināmajiem vīrusiem, baktērijām un sēnītēm. Pēc savas iedarbības ozonu var salīdzināt ar antibiotikām, ar atšķirību, ka tas "neiestāda" aknas un nieres, un tam nav blakusparādību. Bet diemžēl, in vivo - reālos apstākļos viss ir daudz sarežģītāk.
Ozona terapija savulaik bija ļoti populāra – daudzi uzskatīja ozonu gandrīz par panaceju pret visām slimībām. Taču detalizēts ozona ietekmes pētījums parādīja, ka līdztekus slimajiem ozons ietekmē arī veselās ādas un plaušu šūnas. Rezultātā dzīvās šūnās sākas neparedzētas un neparedzamas mutācijas. Ozona terapija Eiropā nav ieviesusies, un ASV un Kanādā oficiālā ozona lietošana medicīnā nav legalizēta, izņemot alternatīvo medicīnu.
Diemžēl Krievijā oficiālā medicīna nav atteikusies no tik bīstamas un nepietiekami pārbaudītas terapijas metodes. Pašlaik plaši tiek izmantoti gaisa ozonatori un ozonatoru iekārtas. Cilvēku klātbūtnē tiek izmantoti nelieli ozona ģeneratori.

DARBĪBAS PRINCIPS.
Ozons veidojas no skābekļa. Ir vairāki veidi, kā ražot ozonu, starp kuriem visizplatītākie ir: elektrolītiskā, fotoķīmiskā un elektrosintēze gāzizlādes plazmā. Lai izvairītos no nevēlamiem oksīdiem, ozonu vēlams iegūt no tīra medicīniskā skābekļa, izmantojot elektrosintēzi. Iegūtā ozona-skābekļa maisījuma koncentrācija šādās ierīcēs ir viegli maināma - vai nu iestatot noteiktu elektriskās izlādes jaudu, vai arī regulējot ienākošā skābekļa plūsmu (jo ātrāk skābeklis iziet cauri ozonizatoram, jo ​​mazāk veidojas ozons ).

Elektrolītisks ozona sintēzes metode tiek veikta īpašās elektrolītiskās šūnās. Kā elektrolīti tiek izmantoti dažādu skābju un to sāļu (H2SO4, HClO4, NaClO4, KClO4) šķīdumi. Ozona veidošanās notiek ūdens sadalīšanās un atomu skābekļa veidošanās rezultātā, kas, savienojoties skābekļa molekulai, veido ozonu un ūdeņraža molekulu. Šī metode ļauj iegūt koncentrētu ozonu, taču tā ir ļoti energoietilpīga, tāpēc tā nav atradusi plašu pielietojumu.
Fotoķīmiskā ozona ražošanas metode ir visizplatītākā metode dabā. Ozons veidojas, disociējoties skābekļa molekulai īsviļņu UV starojuma ietekmē. Šī metode neļauj iegūt augstas koncentrācijas ozonu. Ierīces, kuru pamatā ir šī metode, ir kļuvušas plaši izplatītas laboratorijas vajadzībām, medicīnā un pārtikas rūpniecībā.
Elektrosintēze ozons ir visizplatītākais. Šī metode apvieno iespēju iegūt augstu ozona koncentrāciju ar augstu produktivitāti un salīdzinoši zemu enerģijas patēriņu.
Daudzu pētījumu rezultātā par dažāda veida gāzizlādes izmantošanu ozona elektrosintēzei ir kļuvušas plaši izplatītas ierīces, kas izmanto trīs izlādes veidus:

1. barjeras izlāde - visizplatītākais ir liels impulsu mikroizlādes komplekts gāzes spraugā 1-3 mm garumā starp diviem elektrodiem, kas atdalīti ar vienu vai diviem dielektriskiem šķēršļiem, ja elektrodi tiek darbināti ar mainīgu augstu spriegumu ar frekvenci no 50 Hz līdz vairākiem kiloherciem. . Vienas vienības jauda var svārstīties no gramiem līdz 150 kg ozona stundā.
2. virsmas izlāde - pēc formas tuvu barjeras izlādei, kas pēdējā desmitgadē ir kļuvusi plaši izplatīta tās vienkāršības un uzticamības dēļ. Tas ir arī mikroizlādes kopums, kas veidojas gar cieta dielektriķa virsmu, kad elektrodiem tiek piegādāts maiņspriegums ar frekvenci no 50 Hz līdz 15-40 kHz.
3. impulsu izlāde - parasti straumētā koronaizlāde, kas rodas spraugā starp diviem elektrodiem, kad elektrodi tiek baroti ar impulsa spriegumu, kura ilgums ir no simtiem nanosekunžu līdz mikrosekunžu vienībām.

• Efektīva iekštelpu gaisa attīrīšanā.
• Tie nerada kaitīgus blakusproduktus.
• Atvieglo apstākļus alerģiskiem, astmas slimniekiem u.c.

1997. gadā ozona ģeneratoru uzņēmumi Living Air Corporation, Alpine Industries Inc. (tagad “Ecoguest”), Quantum Electronics Corp. un citi, kas pārkāpa ASV FTC rīkojumu, ar tiesas lēmumu tika sodīti administratīvais rīkojums, tostarp aizliegumu dažiem no viņiem turpināt darbību ASV. Tajā pašā laikā privātuzņēmēji, kas pārdeva ozona ģeneratorus ar ieteikumiem tos izmantot telpās, kur atrodas cilvēki, saņēma cietumsodu no 1 līdz 6 gadiem.
Šobrīd daži no šiem Rietumu uzņēmumiem veiksmīgi attīsta aktīvu savu produktu pārdošanu Krievijā.

Ozonatoru trūkumi:
Jebkurai sterilizācijas sistēmai, kurā tiek izmantots ozons, ir nepieciešama rūpīga drošības uzraudzība, ozona koncentrācijas konstantes pārbaude ar gāzes analizatoriem un pārmērīgas ozona koncentrācijas ārkārtas pārvaldība.
Ozonizators nav paredzēts darbam:

• vide, kas piesātināta ar elektriski vadošiem putekļiem un ūdens tvaikiem,
• vietas, kas satur aktīvās gāzes un tvaikus, kas iznīcina metālu,
• vietās, kur relatīvais mitrums pārsniedz 95%,
• sprādzienbīstamās un ugunsbīstamās zonās.

Ozonatoru izmantošana iekštelpu gaisa sterilizācijai:

• pagarina sterilizācijas procesu,
• palielina toksicitāti un gaisa oksidāciju,
• rada sprādziena risku,
• cilvēku atgriešanās dezinficētajā telpā iespējama tikai pēc pilnīgas ozona sadalīšanās.

KOPSAVILKUMS.
Ozonēšana ir ļoti efektīva virsmu un iekštelpu gaisa sterilizēšanai, taču nav gaisa attīrīšanas no mehāniskiem piemaisījumiem. Metodes izmantošanas neiespējamība cilvēku klātbūtnē un nepieciešamība veikt dezinfekciju noslēgtā telpā nopietni ierobežo tās profesionālās pielietošanas jomu.

Tādai gāzei kā ozons piemīt visai cilvēcei ārkārtīgi vērtīgas īpašības. Ķīmiskais elements, ar kuru tas veidojas, ir O. Faktiski ozons O 3 ir viena no skābekļa alotropajām modifikācijām, kas sastāv no trim formulas vienībām (O÷O÷O). Pirmais un labāk zināmais savienojums ir pats skābeklis, precīzāk gāze, ko veido tā divi atomi (O=O) - O 2 .

Allotropija ir viena ķīmiskā elementa spēja veidot vairākus vienkāršus savienojumus ar dažādām īpašībām. Pateicoties tam, cilvēce ir pētījusi un izmanto tādas vielas kā dimants un grafīts, monoklīniskais un rombiskais sērs, skābeklis un ozons. Ķīmiskais elements, kam ir šī spēja, ne vienmēr ir ierobežots tikai ar divām modifikācijām, dažiem ir vairāk.

Savienojuma atvēršanas vēsture

Daudzu organisko un minerālvielu, tostarp, piemēram, ozona, sastāvdaļa - ķīmiskais elements, kura apzīmējums ir O — skābeklis, tulkojumā no grieķu valodas "oxys" — skābs, un "gignomai" — dzemdēt.

Pirmo reizi jaunu eksperimentu laikā ar elektriskajām izlādēm 1785. gadā atklāja holandietis Martins van Maruns, viņa uzmanību piesaistīja specifiska smarža. Un gadsimtu vēlāk francūzis Šenbeins atzīmēja tā klātbūtni pēc pērkona negaisa, kā rezultātā gāzi sauca par "smirdošu". Taču zinātnieki tika nedaudz maldināti, uzskatot, ka viņu oža sajūt pašu ozonu. Smaka, ko viņi smaržoja, bija smarža, kas oksidējās, reaģējot ar O 3 , jo gāze ir ļoti reaģējoša.

Elektroniskā struktūra

O2 un O3, ķīmiskajam elementam, ir viens un tas pats struktūras fragments. Ozonam ir vairāk sarežģīta struktūra. Skābeklī viss ir vienkārši – divus skābekļa atomus savieno dubultsaite, kas sastāv no ϭ- un π-komponentiem, atbilstoši elementa valencei. O 3 ir vairākas rezonanses struktūras.

Daudzkārtēja saite savieno divus skābekli, bet trešajā ir viena saite. Tādējādi π-komponentes migrācijas dēļ kopējā attēlā trīs atomiem ir pusotrs savienojums. Šī saite ir īsāka nekā viena saite, bet garāka nekā dubultā saite. Zinātnieku veiktie eksperimenti izslēdz molekulas cikliskuma iespēju.

Sintēzes metodes

Lai izveidotu gāzi, piemēram, ozonu, ķīmiskajam elementam skābeklim jāatrodas gāzveida vidē atsevišķu atomu veidā. Šādi apstākļi rodas, skābekļa molekulām O 2 elektrisko izlāžu laikā saduroties ar elektroniem vai citām daļiņām ar lielu enerģiju, kā arī apstarojot ar ultravioleto gaismu.

Lauvas tiesa no kopējā ozona daudzuma dabiskajā atmosfērā veidojas ar fotoķīmisko metodi. Cilvēks ķīmiskajā darbībā labprātāk izmanto citas metodes, piemēram, elektrolītisko sintēzi. Tas sastāv no tā, ka platīna elektrodi tiek ievietoti ūdens elektrolīta vidē un tiek iedarbināta strāva. Reakcijas shēma:

H 2 O + O 2 → O 3 + H 2 + e -

Fizikālās īpašības

Skābeklis (O) - tādas vielas kā ozona sastāvdaļa - ķīmiskais elements, kura formula, kā arī relatīvā molārā masa norādīts periodiskajā tabulā. Veidojot O 3, skābeklis iegūst īpašības, kas radikāli atšķiras no O 2 īpašībām.

Zilā gāze ir normāla savienojuma, piemēram, ozona, stāvoklis. Ķīmiskais elements, formula, kvantitatīvās īpašības - tas viss tika noteikts identifikācijas un pētījuma laikā dotā viela. tai -111,9 ° C, sašķidrinātajam stāvoklim ir tumši purpursarkana krāsa, ar tālāku pakāpes pazemināšanos līdz -197,2 ° C, sākas kušana. Cietā agregācijas stāvoklī ozons iegūst melnu krāsu ar violetu nokrāsu. Tā šķīdība ir desmit reizes augstāka par šo skābekļa O 2 īpašību. Pie mazākajām koncentrācijām gaisā ir jūtama ozona smarža, tā ir asa, specifiska un atgādina metāla smaržu.

Ķīmiskās īpašības

No reaktīvā viedokļa ļoti aktīva ir ozona gāze. Ķīmiskais elements, kas to veido, ir skābeklis. Raksturlielumi, kas nosaka ozona uzvedību mijiedarbībā ar citām vielām, ir augstā oksidēšanās spēja un pašas gāzes nestabilitāte. Paaugstinātā temperatūrā tas sadalās nepieredzētā ātrumā, procesu paātrina arī katalizatori, piemēram, metālu oksīdi, slāpekļa oksīdi un citi. Oksidētāja īpašības ir raksturīgas ozonam, pateicoties molekulas strukturālajām iezīmēm un viena skābekļa atoma mobilitātei, kas, atdaloties, pārvērš gāzi par skābekli: O 3 → O 2 + O .

Skābeklis (būves bloks, no kura tiek veidotas tādu vielu molekulas kā skābeklis un ozons) ir ķīmiskais elements. Kā rakstīts reakcijas vienādojumos - O . Ozons oksidē visus metālus, izņemot zeltu, platīnu un tā apakšgrupas. Tas reaģē ar atmosfērā esošajām gāzēm – sēra, slāpekļa un citiem oksīdiem. Arī organiskās vielas nepaliek inertas, īpaši ātri notiek daudzsaišu pārraušanas procesi, veidojot starpproduktu savienojumus. Ir ārkārtīgi svarīgi, lai reakcijas produkti būtu videi un cilvēkiem nekaitīgi. Tie ir ūdens, skābeklis, dažādu elementu augstākie oksīdi, oglekļa oksīdi. Kalcija, titāna un silīcija binārie savienojumi ar skābekli nesadarbojas ar ozonu.

Pieteikums

Galvenā joma, kur tiek izmantota "smirdošā" gāze, ir ozonēšana. Šī sterilizācijas metode ir daudz efektīvāka un dzīvajiem organismiem drošāka nekā dezinfekcija ar hloru. Ja neveidojas toksiski metāna atvasinājumi, kas aizstāti ar bīstamu halogēnu.

Arvien biežāk šī videi draudzīgā sterilizācijas metode tiek izmantota pārtikas rūpniecībā. Saldēšanas iekārtas, produktu uzglabāšanas telpas tiek apstrādātas ar ozonu, un ar tā palīdzību tiek likvidētas smakas.

Medicīnā neaizstājamas ir arī ozona dezinficējošās īpašības. Viņi dezinficē brūces, sāls šķīdumus. Venozās asinis tiek ozonētas, un vairākas hroniskas slimības tiek ārstētas ar “smirdošu” gāzi.

Būt dabā un jēga

Vienkāršā viela ozons ir stratosfēras gāzes sastāva elements - Zemei tuvās telpas apgabals, kas atrodas aptuveni 20-30 km attālumā no planētas virsmas. Šī savienojuma izdalīšanās notiek procesos, kas saistīti ar elektrisko izlādi, metināšanas laikā un kopētāju darbības laikā. Bet tieši stratosfērā tas veido un satur 99% no kopējā ozona daudzuma Zemes atmosfērā.

Gāzes klātbūtne Zemei tuvajā kosmosā izrādījās vitāli svarīga. Tas tajā veido tā saukto ozona slāni, kas aizsargā visu dzīvo no nāvējošā Saules ultravioletā starojuma. Savādi, bet kopā ar lieliem ieguvumiem pati gāze ir bīstama cilvēkiem. Ozona koncentrācijas paaugstināšanās gaisā, ko cilvēks elpo, ir kaitīgs organismam tā ārkārtējās ķīmiskās aktivitātes dēļ.

O3 Ozone ir Krievijas augsto tehnoloģiju apģērbu ražotājs ekstrēmiem sporta veidiem un aktīva atpūta. Viens no līderiem starp uzņēmumiem, kas ražo augstas kvalitātes sporta apģērbu.

Uzņēmums dibināts 1997. gadā, visu šo laiku, kopš dibināšanas, tas nav beidzis priecēt O3 Ozone produktu lietotājus ar jaunām tehnoloģijām un inovatīviem materiāliem.

Uzņēmuma attīstības vēsture aizsākās trūcīgajos 90. gados, kad Krievijā bija tik grūti iegūt augstas kvalitātes aprīkojumu. Jauns alpīnistu pāris no Rostovas pie Donas sāka šūt drēbes mājās. Apģērbs iznāca ērti un praktiski, tāpēc pamazām pasūtījumu skaits sāka pieaugt. Laika gaitā ražošana tika izveidota ar tehnoloģiskām iekārtām un augsti kvalificētiem speciālistiem.

Uzņēmuma galvenais uzdevums ir radīt kvalitatīvus un visām sportistu īpašajām prasībām atbilstošus produktus, kuros apvienots mūsdienīgs dizains, videi draudzīgums un izmantoto audumu augstākā kvalitāte, kā arī inovatīvas ražošanas tehnoloģijas. Tajā pašā laikā produkti joprojām ir pieejami lielākajai daļai patērētāju.

Apģērbu dizaina posmus veic kvalificēti profesionāļi sadarbībā ar profesionāliem sportistiem, kuri pārbauda apģērbu dabiskos apstākļos. Unikāla termoveļa un top mitrumvēja necaurlaidīgs apģērbs, ko izmanto ilgstošas ​​uzturēšanās apstākļos vissarežģītākajos laikapstākļos un ar lielu fizisko slodzi.

O3 Ozone apģērbs ir ļoti pieprasīts profesionāļu, iesācēju sportistu un vienkārši āra entuziastu vidū.

Mūsdienās O3 Ozone rada plašu tehnoloģisko produktu klāstu dažāda veida aktivitātēm brīvā dabā. Speciāli izstrādāta apģērbu līnija tādiem ekstrēmiem sporta veidiem kā alpīnisms, slēpošana, sporta kāpšana, sporta tūrisms, daudzcīņa. Ir modeļu klāsts tiem, kas dod priekšroku dažāda veida aktivitātēm brīvā dabā - medībām, makšķerēšanai, ģimenes tūrismam, pārgājieniem, vieglām pastaigām, rīta skriešanai un vienkārši fiziskai audzināšanai.

O3 Ozone, ņemot vērā īpašās vajadzības, izstrādā un ražo apģērbu kalnu kūrortu instruktoriem un glābējiem, īsteno sporta komandu ekipējuma pasūtījumus un korporatīvos darba apģērbu pasūtījumus.

Uzņēmums piedalās dažādu reģionālo un federālo sacensību organizēšanā un atbalstīšanā, atbalsta profesionālus sportistus, no kuriem daudzi ir O3 Ozone komandas dalībnieki.
Ozone komanda ir ekspertu kopiena no dažādām āra aktivitāšu jomām un veidiem,
kuri, būdami aktīvākie lietotāji, palīdz O3 Ozone produktu izstrādē un uzlabošanā.