Ozón

Ozón (O₃) molekula triatomic sestává ze tří kyslíkových atomů. To je allotrope kyslíku (O₂), hodně více stáje diatomic molekulu.

Ozón je bledě modrý plyn při standardní teplotě a tlak. To tvoří tmavě modrou kapalinu dole? 112 ° C a tmavě modrá pevná látka dole? 193 ° C. Ozón je silné okysličovadlo. To je také nestálé, se rozkládat k obyčejnému kyslíku přes reakci:

2 O₃ ? 3 O₂

Tato reakce pokračuje více rychle s rostoucí teplotou a klesajícím tlakem.

To je přítomný v nízkých koncentracích skrz zemskou atmosféru: ozón úrovně země je vzduch pollutant s škodlivý účinek na plíci funguje a v horní atmosféře to předejde škodlivému ultrafialovému světlu od sahání zemský povrch. To je také tvořeno od O₂ elektrickými propuštěními takový jako blesk, a akcí vysokého energetického elektromagnetického záření.

Některé druhy elektrického spotřebiče tvoří významné úrovně ozónu. Toto je obzvláště pravdivé zařízení používat vysoká napětí, takový jako laserové tiskárny, kopírky a svářeči oblouku. Elektrické motory kartáče používání mohou produkovat ozón z opakovaného jiskření uvnitř jednotky. Velké motory, takový jak ti používali výtahy nebo tlaková čerpadla, bude vyrábět více ozónu než menší motory.

Objev ozónu

Ozón byl objeven Christianem Friedrichem Schönbein v 1840, kdo pojmenoval to po řeckém slově pro vůni (ozein), od zvláštní vůně v bouřkách blesku.^[1] Vůně od náhlé stávky je od elektronů uvolněných během rychlých chemických změn, ne ozón sám.^[2] Saxovy nebezpečné vlastnosti technických surovin, 8th. ed. ukáže, že ozón je bezbarvý (možná bledě modrý) v plynu ale tmavě modrý jako kapalina. V koncentracích 0.015ppm, ozón má stěží zjistitelná vůně. U 1 ppm to má síru-mít rád vůni. Nicméně vůně je také přičítána výkonu elektrického proudu od propojení dvojpólu a reformace modelu kyslíku, který u vysokých horeček je známý vydání nehybná vůně.

Ozón v zemské atmosféře

Koncentrace ozónu jak uměřený Nimbus-7 satelit.

Ozónová vrstva

Nejvyšší úrovně ozónu v atmosféře jsou ve stratosféře, v oblasti také známý jako ozónová vrstva. Tady to filtruje kratší vlnové délky (méně než 320 nm) ultrafialového světla (270 k 400 nm) od slunce, které by bylo škodlivé většině formám života ve velkých dávkách. Tyto stejné vlnové délky jsou také zodpovědné za výrobu vitamínu D, který je podstatný pro zdraví člověka. Standardní způsob, jak vyjádřit úplná ozónová množství v atmosféře je používajícími Dobson jednotkami. Ozón používaný v průmyslu je změřen v ppm (OSHA projev vymezí například), a procento hmotou nebo váha.

Tvořit koncentraci ozónu v červnu 2000 jak uměřený EP-Toms satelitový nástroj.

Znečištění atmosféry

Ozón není přímo vydával motory auta nebo průmyslovými operacemi sám. Tyto zdroje vydávají uhlovodíky a kysličníky dusíku, které reagují se slunečním světlem k ozónu formy přímo u zdroje znečištění být vypouštěn a v atmosférické hraniční vrstvě (1 k 3 km výška). Směs uhlovodíků, kysličníky dusíku a ozón jsou hlavní součásti smog to často se vyskytuje v městských a předměstských oblastech. Nedávné satelitové mapy dusíku dioxide (ne₂) jasně ukazovat celosvětovou distribuci znečištěných oblastí spojených s průmyslovou aktivitou (automobily, továrny a fosilní palivo pohánějí generaci).

Tam je skvělá dohoda důkazu k přehlídce ten ozón u povrchu země může škodit funkci plíce a dráždit dýchací systém (kdo Evropa hlásí, citoval níže). Ozón byl najitý přeměnit cholesterol v potoku krve k plaketě (který způsobí přitvrzení a zužování tepen). Tento produkt cholesterolu také byl zapletený do Alzheimerovy nemoci, naznačování souvislosti mezi pobuřující odezvou se sdružilo se zraněním na hlavě a Alzheimer . Vysílat kvalitní směrnice takový jako ti od World organizace zdraví být založený na podrobných výzkumech jakých úrovní moci vyvolat měřitelné zdravotní účinky.

Tam je také důkaz významného snížení zemědělských výnosů kvůli zvýšenému základu-ozón úrovně, který se střetává s fotosyntézou a brzdí celkový růst některých druhů rostliny.^[3][4]

Ačkoli ozón byl přítomný na úrovni země před průmyslovou revolucí, nejvyšší koncentrace jsou daleko vyšší než preindustriální úrovně a vyrovnat koncentrace pozadí dobře pryč od zdrojů znečištění být podstatně vyšší.^[5][6]

Ozón působí přímo s některými uhlovodíky takový jak aldehydes a tak začne jejich odstranění ze vzduchu ale produkty ozonolysis jsou sám klíčové součásti smog. Ozón photolysis UV světlem vede k výrobě hydroxyl radikála a toto hraje roli v odstranění uhlovodíků z ptačí perspektivy, ale je znovu krok ve vytvoření komponent smog takové jak peroxyacyl dusičnany, které jsou silné si prohlížejí dráždidla. Nakonec, ozón je jedna komponenta smog který je škodlivý v sobě a přispívá oběma k výrobě a konečnému odstranění jiné imise.

Průmyslová výroba

Industrially, ozón je produkován s krátkou vlnovou délkou ultrafialové záření od rtuťové párové lampy nebo použití vysokého napětí elektrické pole v procesu volalo chladný nebo korónový výboj. Chladné propuštění aparát sestává ze dvou kovových desek oddělených vzduchovou mezerou a vysokou dielectric sílou elektrická izolační látka takový jako sklo borosilicate nebo slída. Vysoké napětí střídavý proud je aplikován na talíře a ozón je tvořen ve vzduchové mezeře když O₂ molekuly odloučí a recombine do O₃. Koruna bezvědomí může být přítomná ve vzduchové mezeře, ale napětí je udržováno pod tím který by způsobil šídlo-přes izolační látky s následujícím jiskřením a formací plazmy. V laboratoři ozón může být produkován používáním elektrolýzy 9 baterie volta, tuha tužky katoda prutu, anoda platinového drátu a 3M sulfuric kyselinu electrolyte.^[7] Poloviční buněčné reakce, které nastává jsou:

3H₂O? O₃ + 6H⁺ + 6e^? ΔE^o =? 1.53 V

6H⁺ + 6e^? ? 3H₂ ΔE^o = 0 V

2H₂O? O₂ + 4H⁺ + 4e^? ΔE^o =? 1. 23 V

Tak že v reakci sítě tři ekvivalenty k vodě jsou přeměněny na jeden ekvivalent k ozónu a jeden ekvivalent k vodíku. Formace kyslíku je soupeřící reakce...

Reakce

Ozón bude okysličovat kovy (kromě zlata, platiny a iridium) k kysličníkům kovů v jejich nejvyšším oxidačním stavu:

2 Cu^{2 +} + 2 H⁺ + O₃ ? 2 Cu^{3 +} + H₂O + O₂

Ozón okysličuje kysličníky k peroxides. To také okysličuje kysličníky k kysličníkům vyššího oxidačního čísla:

Tak₂ + O₃ ? Tak₃ + O₂

Ne + O₃ ? Ne₂ + O₂

Nahoře reakce je doprovázena chemiluminescence. Ne₂ moci být dále okysličován:

Ne₂ + O₃ ? Ne₃ + O₂

Ne₃ se tvořil moci reagovat s ne₂ k formě N₂O₅:

Ne₂ + Ne₃ ? N₂O₅

Ozón reaguje s uhlíkem k formulářovému oxidu uhličitému, dokonce u pokojové teploty:

C + 2 O₃ ? CO₂ + 2 O₂

Ozón nereaguje se solemi ammonium, ale to reaguje s čpavkem tvořit ammonium dusičnan:

NH₃ + 4 O₃ ? NH₄Ne₃ + 4 O₃ + H₂O

Ozón reaguje s sirníky dělat sulfáty:

PbS + 4 O₃ ? PbSO₄ + 4 O₂

Sulfuric kyselina může být produkována od ozónu, jedno spouštění od základní síry nebo od síry dioxide:

S + H₂O + O₃ ? H₂Tak₄

3 tak₂ + 3 H₂O + O₃ ? 3 H₂Tak₄

Všechny tři atomy ozónu mohou také působit, jak v reakci s cínem (II) chlorid a hydrochloric kyselina:

3 SnCl₂ + 6 HCl + O₃ ? 3 SnCl₄ + 3 H₂O

V plynném skupenství, reats ozónu se sirovodíkem k síře formy dioxide:

H₂S + O₃ ? Tak₂ + H₂O

Ve vodném roztoku, nicméně, dvě soupeřící simultánní reakce nastanou, jeden produkovat základní síru, a jeden produkovat kyselinu sulfuric:

H₂S + O₃ ? S + O₂ + H₂O

3 H₂S + 4 O₃ ? 3 H₂Tak₄

Perchlorate jodidu mohou být dělány tím, že zachází s jodidem rozpuštěným v chladném bezvodém perchloric kyselina s ozónem:

I₂ + 6 HClO₄ + O₃ ? 2 já (Clo₄)₃ + 3 H₂O

Pevné nitryl perchlorate mohou být dělány od ne₂, Clo₂, a O₃ plyny:

2 ne₂ + 2 Clo₂ 2 O₃ ? 2 ne₂Clo₄ + O₂

Ozón může být užitý na reakce spalování a combusting plyny v ozónu poskytuje vyšší teploty než combusting v dioxygen (O₂). Pokračování je reakce pro spalování uhlíku subnitride:

3 C₄N₂ + 4 O₃ ? 12 CO + 3 N₂

Ozón může působit u teplot cryogenic. U 77 K (- 196 ° C), atomový vodík reaguje s kapalným ozónem k formě vodík superoxide radikála, který dimerizes^[8]:

H + O₃ ? Ho₂ + O

2 Ho₂ ? H₂O₄

Ozonides může být tvořen, který obsahovat anion ozonide, O₃^-. Tyto směsi jsou výbušné a musí být uložen u teplot cryogenic. Ozonides pro všechny alkalické kovy být známý. Knokaut₃, RbO₃, a CsO₃ moci být připraven od jejich příslušných superoxides:

Knokaut₂ + O₃ ? Knokaut₃ + O₂

Ačkoli knokaut₃ moci být tvořen jak je uvedeno výše, to může také být tvořeno od draslíku hydroxide a ozón:^[9]

2 Koh + 5 O₃ ? 2 knokaut₃ + 5 O₂ + H₂O

NaO₃ a LiO₃ muset být připraven akcí CsO₃ v kapalině NH₃ na pryskyřici výměny iontů obsahovat Naa⁺ nebo Li⁺ ionty:^[10]

CsO₃ + Na⁺ ? Cs⁺ + NaO₃

Léčba s ozónem vápníku rozpuštěného ve čpavku vede k ammonium ozonide a ne ozonide vápníku:^[11]

3 Ca + 10 NH₃ + 6 O₃ ? Ca • 6NH₃ + Ca (Oh)₂ + Ca (ne₃)₂ + 2 NH₄O₃ + 2 O₂ + H₂

Ozón může být používán odstranit mangan z vody, se tvořit ukvapený který může být filtrován:

2 Mn^{2 +} + 2 O₃ + 4 H₂O? 2 MnO (Oh)_{2 (s)} + 2 O₂ + 4 H⁺

Ozón také změní cyanides na jeden tisíc časů méně jedovatého cyanates:

CN^- + O₃ ? CNO^- + O₂

Konečně, vůle ozónu také kompletně rozložit urea:^[12]

(NH₂)₂CO + O₃ ? N₂ + CO₂ + 2 H₂O

Použití v průmyslu

Ozón může být užitý na odbarvující substance a pro baktérie zabíjení. Mnoho obecních pitných vodních hospodářství zabije bakterie s ozónem místo více obyčejného chlóru. Ozón netvoří organochlorine směsi, ale to také nezůstane ve vodě po léčbě tak některých systémech představit malé množství chlóru zabránit bakteriálního růstu v rourách, nebo smět chlór použití občas, založený na výsledkách periodického testování. Kde elektrická energie je hojná, ozón je ekonomická metoda upravování vody, zatímco to je produkováno na požádání a nevyžaduje přepravu a ukládání riskantních chemikálií. Jednou to se rozkládalo, to opustí žádnou chuť nebo vůni v pitné vodě.

Industrially, ozón nebo ozonated vlhnou je používán k:

• dezinfikovat vodu předtím to je stáčeno,
• zabít bakterie na jídle-styčné plochy
• drhnout kvasnici a modelovat výtrusy ze vzduchu v rostlinách zpracování potravin
• mýt čerstvá ovoce a zeleniny zabít kvasnici, formu a baktérie
• chemicky zaútočit contaminants ve vodě (železo, arzenik, sirovodík, dusitany a komplex organics koncentrovaný spolu jako “barva”),
• poskytovat pomoc flokulaci (proces aglomerace molekul, který pomáhá ve filtraci... toto je kde železo a arzenik jsou odstraněni),
• uklízet a odbarvovat látky (druhé použití je patentováno),
• pomoci v plastech zpracování dovolit soudržnost inkoustů,
• věkové gumové vzorky určovat užitečný život skupiny gumy.
• Použitý v povrchových vodních čistírnách odpadních vod vykořenit baktérie takový jak Giardia a Cryptosporidium. Tento proces je známý jako ozonation.

Ozón je činidlo v mnoha organických reakcích v laboratoři a v průmyslu. Ozonolysis je výstřih alkene k carbonyl směsi.

Použití v lékařství

Ozón, spolu s ionty hypochlorite, je přirozeně vytvořený bílými krvinkami a kořeny měsíčků jak prostředky ke zničení cizí tělíska. Když ozón se porouchá to dá svah kyslíku volní radikálové, který být velmi reaktivní a poškozovat nebo ničit většinu organických molekul.

Ozón má množství lékařských použití. To může být používáno ovlivnit antioxidant těla-prooxidant balancují od té doby, co tělo obvykle reaguje na jeho přítomnost výrobními antioxidant enzymy. Mnoho nemocnic v USA a po celém světě používat velké ozónové generátory asanovat operační místnosti mezi chirurgiema. Pokoje jsou uklízel a pak těsnil vzduchotěsný předtím, než je naplněný ozónem, který účinně zabije nebo zneutralizuje všechny zůstávat baktériemi.

Terapie ozónu kvetla do prospívajícího pole alternativní medicíny, a tam být hostitel prohlásených aplikací nahoře a dál co má vlastně been ověřil studii.

Ve Spojených státech terapie ozónu je nezákonná, jako jídlo a administrace drogy (FDA) neschválil jeho použití na lidech. Lékařská ozónová terapie je uznaná v Bulharsku, Kuba, česká republika, Francie, Německo, Izrael, Itálie, Mexiko, Rumunsko a Rusko. To je současně použité legálně v 16 národech. Přinejmenším 12 států v USA (AK, AZ, CO, GA, MN, NY, NC, Oh, schválit, nebo, SC a WA) přijali zákony zajistit, že alternativní terapie jsou dostupné spotřebitelům. Lékaři v těch státech mohou legálně používat ozón jako alternativní léčbu v jejich praxi bez strachu z stíhání.

Přinejmenším jedna smrt byla přičítána aplikaci ozónu přes insufflation v USA “vzduchové filtry” která produkce “aktivovala kyslík”, tj., ozón, být často prodaný v USA nicméně. Viďte ioniser vzduchu.

Jiná použití

Během 1992 amerických prezidentských voleb, George H.W. Bush odkazoval se na jeho oponenty Bill Clinton a Al Gore jako “idiot a ozón”, příslušně, latter ve spojení s Goreovým dobře známým postojem k environmentálním záležitostem.

Ozón je také populárně použitý v lázních nebo vanách místo Chlorine nebo brom pro udržování voda osvobozená od baktérií. Plyn ozónu je vytvořen žárovkou ultrafialového světla nebo čipem korónového výboje a vstřikoval do domovní instalace.