1 proprietăți ozon, obținerea

Ozonul (Oz) - gaz incolor, cu un miros iritant înțepător. Greutate moleculară 48 g / mol, în ceea ce privește densitatea aerului 1657 kg / m. Concentrația de ozon din aer în pragul olfactiv ajunge la 1 mg / m. La concentrații scăzute, la un nivel de 0,01-0,02 mg / m (o concentrație limită de 5 ori mai mic pentru om), aerul de ozon conferă un miros caracteristic de prospețime și curățenie. De exemplu, după miros subtil furtuna de ozon invariabil asociat cu aerul curat.

Este cunoscut faptul că molecula de oxigen este format din 2 atomi: 02. În anumite condiții, moleculele de oxigen poate fi disociată, adică Dezintegrează în 2 atom separat. În natură, aceste condiții sunt: ​​create în timpul furtunilor la descărcările electrice atmosferice în atmosfera superioară prin radiații ultraviolete ale soarelui (stratul de ozon al Pământului). Cu toate acestea, atomul de oxigen poate exista separat și tinde să fie grupate din nou. In timpul acestei rearanjare a format molecule 3-atomice [2].

O moleculă constând din 3 atomi de oxigen sau ozon numit oxigen activat, oxigen este o forme alotropice modificare si are formula moleculară 03 (d = 1,28 A, q = 11.6.5 °).

Trebuie remarcat faptul că legătura de-al treilea atom din molecula de ozon relativ fragil care provoacă instabilitate în întreaga moleculă și tendința sa de a auto-distrugere. Este datorită acestei proprietăți, ozonul este un oxidant puternic și dezinfectant performanțe excepționale.

Ozonul este distribuit pe scară largă în natură. Este întotdeauna formată în aer în timpul furtunilor datorită electricității atmosferice, precum și sub influența radiațiilor unde scurte și particule rapide curg sub descompunerea naturală a substanțelor radioactive în reacțiile nucleare, radiațiile cosmice și formarea ozonului N. așa mai departe. De asemenea, are loc prin evaporarea apei de pe suprafețe mari, în special topirea zăpezii, oxidarea substanțelor rășinoase, oxidarea fotochimică a hidrocarburilor nesaturate și alcooli. Crescută Formarea ozonului în aer, păduri de pin și mare se datorează oxidării gudronului de lemn și de alge marine. Așa-numitul ozonosferei format în atmosfera superioară, este un strat protector al Biosphere Pământului deoarece ozonul absoarbe radiația solară activă UV (cu o lungime de undă sub 290 nm).

Stratul de suprafață al ozonului atmosferei este introdus din stratosfera inferioară. Concentrația de ozon din atmosferă variază de la 0.08-0.12 mg / m. Hod Nako ionizarea atmosferă crește, ducând la formarea a crescut semnificativ de ozon, concentrația în aer poate fi mai mare de 1,3 mg / m [4] înainte de maturarea cumulus nori.

Ozone - formă alotropică extrem de activ de oxigen. Formarea ozonului din oxigen exprimată prin ecuația

3O2 = 203-285 kJ / mol (1)

din care rezultă că entalpia standardul de formare a ozonului pozitiv-negativ și egal cu 142,5 kJ / mol. De asemenea, deoarece coeficienții indicați, în timpul reacției a trei molecule de gaz randamente două molecule, adică. E. entropia sistemului scade. Ca rezultat, deviația standard a energiei Gibbs în reacția luată în considerare ca un rezultat pozitiv (163 kJ / mol). Astfel, reacția de conversie a oxigenului la ozon nu poate avea loc spontan, pentru punerea sa în aplicare necesită cheltuieli de energie. Reacție inversă - descompunerea ozonului are loc spontan, la fel ca în procesul de energie Gibbs a sistemului scade. Cu alte cuvinte, ozon - o substanță instabilă și rapid recombină, transformându-se în oxigen molecular:

20Z + 285 = 302 kJ / mol. (2)

Viteza de reacție depinde de temperatura, presiunea și amestecul de ozon în acesta. La temperatura și presiunea normală, reacția are loc încet, la o temperatură ridicată accelerează descompunerea ozonului. La concentrații scăzute (fără impurități) în condiții normale, ozon descompune încet. Odată cu creșterea temperaturii până la 100 ° C și o rată de descompunere crește semnificativ. Mecanismul de descompunere a ozonului, care implică sistem omogen și eterogen destul de complex și depinde de condițiile externe.

Proprietățile fizice de bază ale ozonului sunt prezentate în tabelul 1.

Cunoașterea proprietăților fizice ale ozonului necesare pentru utilizarea corectă în procese în concentrații neexplozive de sinteză și descompunerea ozonului în condiții optime de siguranță, evaluarea activității sale în diferite medii.

Proprietățile ozonului caracterizate prin activitatea sa la radiație a compoziției spectrale diferite. Ozonul absoarbe microunde, infraroșii și radiațiile ultraviolete [3].

Ozonul agresive chimic și ușor suferă reacții chimice. Reacționând cu materiale organice, provoacă diverse reacții de oxidare-TION la o temperatură relativ scăzută. În acest caz, în special pe bază de efect bactericid al ozonului, care este utilizat pentru dezinfectarea apei. proceselor oxidative declanșate de ozon, fac parte din lanțul.

Activitatea de ozon chimică se datorează într-o măsură mai mare în care disocierea moleculei

Este nevoie de costuri de energie puțin mai mult de 1 eV. Ozonul va da ușor atom fel acru, având activitate ridicată. In unele cazuri, molecula de ozon poate adera complet la molecule organice, formând Unst-Alikhan'yan et al compușilor care se descompun ușor sub acțiunea căldurii sau a luminii pentru a forma diverși compuși care conțin oxigen.

Reacțiile ozonului cu compuși organici, obiectul unor studii de co-lichestvo care au demonstrat că ozonul promovează implicarea oxigenului în procesele de oxidare care unele de oxidare în timpul procesării reactanti de oxigen ozonat începe la temperaturi mai scăzute.

Ozonul reacționează activ cu compuși aromatici, în care reacția poate merge atât la distrugerea și fără distrugerea nucleului aromatic.

In reacțiile de ozon, cu sodiu, potasiu, rubidiu, cesiu, care trec printr-un complex intermediar instabil M + H + ō o3 urmat de re-acțiune cu ozon, ozonide format. O3 ion poate fi de asemenea formate în reacții cu compuși organici [5].

Avantajul ozonului în comparație cu alți agenți de oxidare este ca ozonul poate fi obținută la punctul de consum de oxigen din aer, care nu necesită reactivi de transfer, materiale și așa mai departe. D. Prepararea ozonului nu este însoțită de eliberarea de substanțe nocive cumuleze. Ozonul este ușor de a neutraliza. Costul este relativ scăzut de ozon.

Dintre toate oxidant cunoscut doar o serie limitată de compuși cu oxigen și peroxi este implicat în bioprocese naturale.