ओजोन की रासायनिक गतिविधि. ओजोन अणु: संरचना, सूत्र, मॉडल
वाक्यांश "ओजोन परत", जो 70 के दशक में प्रसिद्ध हुआ। पिछली शताब्दी, लंबे समय से किनारे पर स्थापित है। साथ ही, कम ही लोग वास्तव में समझते हैं कि इस अवधारणा का क्या अर्थ है और ओजोन परत का विनाश खतरनाक क्यों है। कई लोगों के लिए इससे भी बड़ा रहस्य ओजोन अणु की संरचना है, और फिर भी इसका ओजोन परत की समस्याओं से सीधा संबंध है। आइए ओजोन, इसकी संरचना और औद्योगिक अनुप्रयोगों के बारे में और जानें।
ओजोन क्या है
ओजोन, या, जैसा कि इसे सक्रिय ऑक्सीजन भी कहा जाता है, तीखी धात्विक गंध वाली एक नीला गैस है।
यह पदार्थ एकत्रीकरण की तीनों अवस्थाओं में मौजूद हो सकता है: गैसीय, ठोस और तरल।
इसी समय, ओजोन प्रकृति में केवल गैस के रूप में होता है, जो तथाकथित ओजोन परत का निर्माण करता है। इसके नीले रंग के कारण ही आकाश नीला दिखाई देता है।
ओजोन अणु कैसा दिखता है?
ऑक्सीजन से समानता के कारण ओजोन को इसका उपनाम "सक्रिय ऑक्सीजन" मिला। तो मुख्य अभिनय रासायनिक तत्वइन पदार्थों में ऑक्सीजन (O) होती है। हालाँकि, यदि किसी ऑक्सीजन अणु में इसके 2 परमाणु होते हैं, तो अणु - O 3) में इस तत्व के 3 परमाणु होते हैं।
इस संरचना के कारण, ओजोन के गुण ऑक्सीजन के समान हैं, लेकिन अधिक स्पष्ट हैं। विशेष रूप से, O2 की तरह, O3 सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।
इन "संबंधित" पदार्थों के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर, जो हर किसी के लिए याद रखना महत्वपूर्ण है, निम्नलिखित है: ओजोन को सांस नहीं लिया जा सकता है, यह विषाक्त है और, यदि साँस लिया जाता है, तो फेफड़ों को नुकसान पहुंचा सकता है या किसी व्यक्ति की जान भी ले सकता है। वहीं, O 3 जहरीली अशुद्धियों से हवा को साफ करने के लिए एकदम सही है। वैसे, इसकी वजह यह है कि बारिश के बाद सांस लेना इतना आसान होता है: ओजोन हवा में मौजूद हानिकारक पदार्थों को ऑक्सीकरण करता है, और इसे शुद्ध करता है।
ओजोन अणु का मॉडल (3 ऑक्सीजन परमाणुओं से युक्त) एक कोण की छवि जैसा दिखता है, और इसका आकार 117° है। इस अणु में कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है और इसलिए यह प्रतिचुंबकीय है। इसके अलावा, इसमें ध्रुवता है, हालांकि इसमें एक तत्व के परमाणु होते हैं।
किसी दिए गए अणु के दो परमाणु एक दूसरे से मजबूती से बंधे होते हैं। लेकिन तीसरे के साथ कनेक्शन कम विश्वसनीय है. इस कारण से, ओजोन अणु (मॉडल का फोटो नीचे देखा जा सकता है) बहुत नाजुक होता है और बनने के तुरंत बाद टूट जाता है। एक नियम के रूप में, O3 के अपघटन की किसी भी प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन निकलती है।
ओजोन की अस्थिरता के कारण, इसे अन्य पदार्थों की तरह काटा, संग्रहीत या परिवहन नहीं किया जा सकता है। इस कारण इसका उत्पादन अन्य पदार्थों की तुलना में अधिक महंगा है।
साथ ही, O 3 अणुओं की उच्च गतिविधि इस पदार्थ को सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट, ऑक्सीजन से अधिक शक्तिशाली और क्लोरीन से अधिक सुरक्षित बनाती है।
यदि ओजोन अणु नष्ट हो जाता है और O2 निकलता है, तो यह प्रतिक्रिया हमेशा ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है। साथ ही, विपरीत प्रक्रिया (O 2 से O 3 का निर्माण) होने के लिए, इसे कम से कम खर्च करना आवश्यक है।
गैसीय अवस्था में, ओजोन अणु 70 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर विघटित हो जाता है। यदि इसे 100 डिग्री या उससे अधिक तक बढ़ाया जाता है, तो प्रतिक्रिया में काफी तेजी आएगी। अशुद्धियों की उपस्थिति ओजोन अणुओं की क्षय अवधि को भी तेज कर देती है।
O3 गुण
ओजोन इन तीन अवस्थाओं में से जिस भी अवस्था में हो, वह अपना नीला रंग बरकरार रखती है। पदार्थ जितना कठोर होगा, यह रंग उतना ही समृद्ध और गहरा होगा।
प्रत्येक ओजोन अणु का वजन 48 ग्राम/मोल है। यह हवा से भारी है, जो इन पदार्थों को एक दूसरे से अलग करने में मदद करता है।
O3 लगभग सभी धातुओं और अधातुओं (सोने, इरिडियम और प्लैटिनम को छोड़कर) को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है।
साथ ही, यह पदार्थ दहन प्रतिक्रिया में भाग ले सकता है, लेकिन इसके लिए अधिक की आवश्यकता होती है गर्मी O 2 की तुलना में।
ओजोन एच 2 ओ और फ्रीऑन में घुलने में सक्षम है। तरल अवस्था में इसे तरल ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, मीथेन, आर्गन, कार्बन टेट्राक्लोराइड और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ मिलाया जा सकता है।
ओजोन अणु कैसे बनता है?
O 3 अणु मुक्त ऑक्सीजन परमाणुओं को ऑक्सीजन अणुओं से जोड़कर बनते हैं। वे, बदले में, विद्युत निर्वहन, पराबैंगनी किरणों, तेज़ इलेक्ट्रॉनों और अन्य उच्च ऊर्जा कणों के प्रभाव के कारण अन्य ओ 2 अणुओं के विभाजन के कारण प्रकट होते हैं। इस कारण से, ओजोन की विशिष्ट गंध को स्पार्किंग विद्युत उपकरणों या पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जित लैंप के पास महसूस किया जा सकता है।
औद्योगिक पैमाने पर, O3 को इलेक्ट्रिक या ओजोनाइज़र का उपयोग करके पृथक किया जाता है। इन उपकरणों में, एक उच्च वोल्टेज विद्युत धारा को गैस धारा के माध्यम से पारित किया जाता है जिसमें O 2 स्थित होता है, जिसके परमाणु "के रूप में कार्य करते हैं" निर्माण सामग्री»ओजोन के लिए.
कभी-कभी इन उपकरणों में शुद्ध ऑक्सीजन या साधारण हवा चलायी जाती है। परिणामी ओजोन की गुणवत्ता प्रारंभिक उत्पाद की शुद्धता पर निर्भर करती है। तो, घावों के इलाज के लिए बनाया गया मेडिकल O 3, केवल रासायनिक रूप से शुद्ध O 2 से निकाला जाता है।
ओजोन की खोज का इतिहास
यह पता लगाने के बाद कि ओजोन अणु कैसा दिखता है और यह कैसे बनता है, इस पदार्थ के इतिहास से परिचित होना उचित है।
इसे पहली बार 18वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में डच शोधकर्ता मार्टिन वैन मारुम द्वारा संश्लेषित किया गया था। वैज्ञानिक ने देखा कि हवा के साथ एक कंटेनर के माध्यम से बिजली की चिंगारी गुजारने के बाद, उसमें मौजूद गैस ने अपने गुण बदल दिए। उसी समय, वान मैरम को यह समझ में नहीं आया कि उन्होंने एक नए पदार्थ के अणुओं को अलग कर दिया है।
लेकिन शीनबीन नाम के उनके जर्मन सहयोगी ने बिजली की मदद से H2O को H और O2 में विघटित करने की कोशिश करते हुए तीखी गंध वाली एक नई गैस के निकलने की ओर ध्यान आकर्षित किया। बहुत शोध के बाद, वैज्ञानिक ने अपने द्वारा खोजे गए पदार्थ का वर्णन किया और उसके सम्मान में इसे "ओजोन" नाम दिया ग्रीक शब्द"गंध"।
कवक और बैक्टीरिया को मारने की क्षमता, साथ ही खुले पदार्थ में मौजूद हानिकारक यौगिकों की विषाक्तता को कम करने की क्षमता में कई वैज्ञानिकों की दिलचस्पी थी। O3 की आधिकारिक खोज के 17 साल बाद, वर्नर वॉन सीमेंस ने पहला उपकरण डिज़ाइन किया जिससे किसी भी मात्रा में ओजोन को संश्लेषित करना संभव हो गया। और 39 साल बाद, प्रतिभाशाली निकोला टेस्ला ने दुनिया के पहले ओजोन जनरेटर का आविष्कार किया और उसका पेटेंट कराया।
यह वह उपकरण था जिसका उपयोग फ्रांस में 2 वर्षों में पहली बार उपचार सुविधाओं में किया गया था पेय जल. XX सदी की शुरुआत से। यूरोप अपने शुद्धिकरण के लिए पीने के पानी के ओजोनेशन पर स्विच करना शुरू कर रहा है।
रूसी साम्राज्य ने पहली बार इस तकनीक का उपयोग 1911 में किया था, और 5 वर्षों के बाद, देश में ओजोन का उपयोग करके पेयजल शुद्धिकरण के लिए लगभग 4 दर्जन प्रतिष्ठान सुसज्जित किए गए थे।
आज, पानी का ओजोनेशन धीरे-धीरे क्लोरीनीकरण की जगह ले रहा है। इस प्रकार, यूरोप में 95% पीने का पानी O3 से उपचारित किया जाता है। यह तकनीक अमेरिका में भी काफी लोकप्रिय है. सीआईएस में, इसका अभी भी अध्ययन चल रहा है, क्योंकि यद्यपि यह प्रक्रिया अधिक सुरक्षित और सुविधाजनक है, लेकिन यह क्लोरीनीकरण की तुलना में अधिक महंगी है।
ओजोन के अनुप्रयोग
जल शुद्धिकरण के अलावा, O3 के कई अन्य अनुप्रयोग भी हैं।
- ओजोन का उपयोग कागज और वस्त्रों के निर्माण में ब्लीच के रूप में किया जाता है।
- सक्रिय ऑक्सीजन का उपयोग वाइन को कीटाणुरहित करने के साथ-साथ कॉन्यैक की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को तेज करने के लिए किया जाता है।
- O3 की सहायता से विभिन्न वनस्पति तेलों को परिष्कृत किया जाता है।
- अक्सर, इस पदार्थ का उपयोग मांस, अंडे, फल और सब्जियों जैसे खराब होने वाले उत्पादों को संसाधित करने के लिए किया जाता है। यह प्रक्रिया क्लोरीन या फॉर्मेल्डिहाइड के उपयोग की तरह रासायनिक निशान नहीं छोड़ती है, और उत्पादों को अधिक समय तक संग्रहीत किया जा सकता है।
- ओजोन चिकित्सा उपकरणों और कपड़ों को रोगाणुरहित करता है।
- इसके अलावा, शुद्ध O 3 का उपयोग विभिन्न चिकित्सा के लिए किया जाता है कॉस्मेटिक प्रक्रियाएं. विशेष रूप से, दंत चिकित्सा में इसकी मदद से, वे मौखिक गुहा और मसूड़ों को कीटाणुरहित करते हैं, और विभिन्न रोगों (स्टामाटाइटिस, दाद, मौखिक कैंडिडिआसिस) का भी इलाज करते हैं। यूरोपीय देशों में घाव कीटाणुशोधन के लिए O3 बहुत लोकप्रिय है।
- में पिछले साल काओजोन का उपयोग करके हवा और पानी को फ़िल्टर करने के लिए पोर्टेबल घरेलू उपकरण अत्यधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं।
ओजोन परत - यह क्या है?
पृथ्वी की सतह से 15-35 किमी की दूरी पर ओजोन परत है, या, जैसा कि इसे ओजोनोस्फीयर भी कहा जाता है। इस स्थान पर, संकेंद्रित O 3 हानिकारक सौर विकिरण के लिए एक प्रकार के फ़िल्टर के रूप में कार्य करता है।
यदि किसी पदार्थ के अणु अस्थिर हैं तो उसकी इतनी मात्रा कहाँ से आती है? यदि हम ओजोन अणु के मॉडल और इसके निर्माण की विधि को याद करें तो इस प्रश्न का उत्तर देना कठिन नहीं है। तो, ऑक्सीजन, 2 ऑक्सीजन अणुओं से मिलकर, समताप मंडल में प्रवेश करती है, वहां सूर्य की किरणों से गर्म होती है। यह ऊर्जा O2 को परमाणुओं में विभाजित करने के लिए पर्याप्त है, जिससे O3 बनता है। इसी समय, ओजोन परत न केवल सौर ऊर्जा के हिस्से का उपयोग करती है, बल्कि इसे फ़िल्टर भी करती है, खतरनाक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है।
ऊपर कहा गया था कि ओजोन फ़्रीऑन द्वारा विघटित होता है। ये गैसीय पदार्थ (डिओडोरेंट, अग्निशामक यंत्र और रेफ्रिजरेटर के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं), एक बार वायुमंडल में छोड़े जाने के बाद, ओजोन को प्रभावित करते हैं और इसके अपघटन में योगदान करते हैं। परिणामस्वरूप, ओजोनोस्फीयर में छिद्र दिखाई देते हैं जिसके माध्यम से अनफ़िल्टर्ड सौर किरणें ग्रह में प्रवेश करती हैं, जिसका जीवित जीवों पर विनाशकारी प्रभाव पड़ता है।
ओजोन अणुओं की विशेषताओं और संरचना पर विचार करने के बाद, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह पदार्थ, हालांकि खतरनाक है, अगर इसका सही तरीके से उपयोग किया जाए तो यह मानव जाति के लिए बहुत उपयोगी है।
परिचय
ओजोन एक साधारण पदार्थ है, जो ऑक्सीजन का एक एलोट्रोपिक संशोधन है। ऑक्सीजन के विपरीत, ओजोन अणु में तीन परमाणु होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, यह एक तेज़ गंध वाली विस्फोटक गैस है नीले रंग का, और इसमें मजबूत ऑक्सीकरण गुण हैं।
ओजोन पृथ्वी के वायुमंडल का एक स्थायी घटक है और इस पर जीवन को बनाए रखने में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। पृथ्वी के वायुमंडल की सतही परतों में ओजोन की सांद्रता तेजी से बढ़ती है। वायुमंडल में ओजोन की समग्र स्थिति परिवर्तनशील है और मौसम के साथ इसमें उतार-चढ़ाव होता रहता है। वायुमंडलीय ओजोन पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह पृथ्वी को सौर विकिरण की एक निश्चित भूमिका के हानिकारक प्रभावों से बचाता है, जिससे ग्रह पर जीवन के संरक्षण में योगदान मिलता है।
इस प्रकार, यह पता लगाना आवश्यक है कि ओजोन का जैविक ऊतकों पर क्या प्रभाव पड़ सकता है।
ओजोन के सामान्य गुण
ओजोन ऑक्सीजन का एक एलोट्रोपिक संशोधन है जिसमें ट्राइएटोमिक ओ 3 अणु शामिल हैं। इसका अणु प्रतिचुंबकीय है और इसका आकार कोणीय है। अणु में बंधन तीन-केंद्रीय है।
चावल। 1 ओजोन की संरचना
दोनों ओ-ओ कनेक्शनएक ओजोन अणु की लंबाई 1.272 एंगस्ट्रॉम के समान होती है। बंधों के बीच का कोण 116.78° है। केंद्रीय ऑक्सीजन परमाणु एसपी²-संकरित, इसमें इलेक्ट्रॉनों का एक अकेला जोड़ा होता है। अणु ध्रुवीय है, द्विध्रुव आघूर्ण 0.5337 D है।
ओजोन में रासायनिक बंधों की प्रकृति इसकी अस्थिरता निर्धारित करती है (एक निश्चित समय के बाद, ओजोन अनायास ऑक्सीजन में बदल जाती है: 2O3 -> 3O2) और उच्च ऑक्सीकरण क्षमता (ओजोन कई प्रतिक्रियाओं में सक्षम है जिसमें आणविक ऑक्सीजन प्रवेश नहीं करती है)। कार्बनिक पदार्थों पर ओजोन का ऑक्सीकरण प्रभाव रेडिकल्स के निर्माण से जुड़ा है: RH + O3 RO2 + OH
ये रेडिकल बायोऑर्गेनिक अणुओं (लिपिड, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड) के साथ रेडिकल श्रृंखला प्रतिक्रियाएं शुरू करते हैं, जिससे कोशिका मृत्यु हो जाती है। पीने के पानी को कीटाणुरहित करने के लिए ओजोन का उपयोग इसकी कीटाणुओं को मारने की क्षमता पर आधारित है। ओजोन उच्च जीवों के प्रति भी उदासीन नहीं है। ओजोन युक्त वातावरण (उदाहरण के लिए, फिजियोथेरेपी और क्वार्ट्ज विकिरण कक्ष) में लंबे समय तक रहने से गंभीर हानि हो सकती है। तंत्रिका तंत्र. इसलिए, बड़ी मात्रा में ओजोन एक जहरीली गैस है। कार्य क्षेत्र की हवा में इसकी अधिकतम अनुमेय सांद्रता 0.0001 मिलीग्राम/लीटर है। हवा में ओजोन प्रदूषण पानी के ओजोनीकरण के दौरान होता है, इसकी कम घुलनशीलता के कारण।
खोज का इतिहास.
ओजोन की खोज सबसे पहले 1785 में डच भौतिक विज्ञानी एम. वैन मैरम द्वारा की गई थी, इसकी विशिष्ट गंध और ऑक्सीकरण गुणों के कारण जो हवा में बिजली की चिंगारी प्रवाहित होने के बाद प्राप्त होती है, साथ ही सामान्य तापमान पर पारे पर कार्य करने की क्षमता के परिणामस्वरूप। जिससे वह अपनी चमक खो देता है और कांच से चिपकने लगता है। हालाँकि, इसे एक नए पदार्थ के रूप में वर्णित नहीं किया गया था; वैन मैरम का मानना था कि एक विशेष "विद्युत पदार्थ" का निर्माण हुआ था।
अवधि ओजोनइसकी गंध के लिए 1840 में जर्मन रसायनज्ञ एक्स.एफ. शॉनबीन द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जो शब्दकोशों में दर्ज हुआ। देर से XIXशतक। कई स्रोत 1839 में ओजोन की खोज को प्राथमिकता देते हैं। 1840 में शॉनबीन ने पोटेशियम आयोडाइड से आयोडीन को विस्थापित करने की ओजोन की क्षमता दिखाई:
ओजोन में ऑक्सीजन के रूपांतरण के दौरान गैस की मात्रा में कमी का तथ्य प्रयोगात्मक रूप से एंड्रयूज और टेट द्वारा शुद्ध ऑक्सीजन से भरे दबाव गेज के साथ एक ग्लास ट्यूब का उपयोग करके सिद्ध किया गया था, जिसमें इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज उत्पन्न करने के लिए प्लैटिनम तारों को मिलाया गया था।
भौतिक गुण।
ओजोन एक नीली गैस है जिसे ओजोनीकृत ऑक्सीजन की 1 मीटर मोटी तक की एक महत्वपूर्ण परत के माध्यम से देखने पर देखा जा सकता है। ठोस अवस्था में, ओजोन बैंगनी रंग के साथ काला होता है। तरल ओजोन का रंग गहरा नीला होता है; 2 मिमी से अधिक नहीं की परत में पारदर्शी। मोटाई; काफी टिकाऊ.
गुण:
§ आणविक भार - 48 a.m.u.
§ गैस घनत्व पर सामान्य स्थितियाँ- 2.1445 ग्राम/डीएम³। ऑक्सीजन के लिए गैस का सापेक्ष घनत्व 1.5; हवाई मार्ग से - 1.62
§ -183 डिग्री सेल्सियस पर तरल घनत्व - 1.71 ग्राम/सेमी³
§ क्वथनांक - -111.9 डिग्री सेल्सियस. (तरल ओजोन का तापमान 106°C होता है।)
§ गलनांक - -197.2 ± 0.2 डिग्री सेल्सियस (आमतौर पर दिया गया एमपी -251.4 डिग्री सेल्सियस गलत है, क्योंकि इसके निर्धारण में ओजोन की सुपरकूल करने की महान क्षमता को ध्यान में नहीं रखा गया है)।
§ 0°C पर पानी में घुलनशीलता - 0.394 kg/m³ (0.494 l/kg), यह ऑक्सीजन की तुलना में 10 गुना अधिक है।
§ गैसीय अवस्था में, ओजोन प्रतिचुंबकीय है, तरल अवस्था में यह कमजोर रूप से अनुचुंबकीय है।
§ गंध तेज, विशिष्ट "धात्विक" है (मेंडेलीव के अनुसार - "क्रेफ़िश की गंध")। उच्च सांद्रता में इसकी गंध क्लोरीन जैसी होती है। 1:100,000 के तनुकरण पर भी गंध ध्यान देने योग्य है।
रासायनिक गुण।
रासायनिक गुणओजोन इसकी ऑक्सीकरण करने की महान क्षमता से निर्धारित होता है।
O 3 अणु अस्थिर है और, सामान्य परिस्थितियों में हवा में पर्याप्त सांद्रता में, गर्मी निकलने के साथ कुछ दसियों मिनटों में अनायास ही O 2 में बदल जाता है। तापमान में वृद्धि और दबाव में कमी से द्विपरमाणुक अवस्था में संक्रमण की दर बढ़ जाती है। उच्च सांद्रता पर, संक्रमण विस्फोटक हो सकता है।
गुण:
§ धातुओं का ऑक्सीकरण
§ अधातुओं का ऑक्सीकरण
§ ऑक्साइड के साथ अन्योन्यक्रिया
§ जलता हुआ
§ ओजोनाइड्स का निर्माण
ओजोन प्राप्त करने की विधियाँ
ओजोन परमाणु ऑक्सीजन की रिहाई के साथ कई प्रक्रियाओं में बनता है, उदाहरण के लिए, पेरोक्साइड के अपघटन के दौरान, फॉस्फोरस का ऑक्सीकरण, आदि। उद्योग में, यह विद्युत निर्वहन की क्रिया द्वारा ओजोनाइज़र में हवा या ऑक्सीजन से प्राप्त किया जाता है। O3, O2 की तुलना में अधिक आसानी से द्रवित हो जाता है और इसलिए इसे अलग करना आसान होता है। चिकित्सा में ओजोन थेरेपी के लिए ओजोन केवल शुद्ध ऑक्सीजन से प्राप्त किया जाता है। जब हवा को कठोर पराबैंगनी विकिरण से विकिरणित किया जाता है, तो ओजोन बनता है। यही प्रक्रिया वायुमंडल की ऊपरी परतों में भी होती है, जहां सौर विकिरण के प्रभाव में ओजोन परत बनती और कायम रहती है।
ओजोन ग्रीक मूल का शब्द है, जिसका अनुवाद में अर्थ है "गंधयुक्त"। ओजोन क्या है? इसके मूल में, O3 ओजोन एक नीली गैस है जिसमें एक विशिष्ट गंध होती है जो आंधी के बाद हवा की गंध से जुड़ी होती है। विशेष रूप से स्रोतों के पास महसूस किया गया विद्युत प्रवाह.
वैज्ञानिकों द्वारा ओजोन की खोज का इतिहास
ओजोन क्या है? इसे कैसे खोला गया? 1785 में, डच भौतिक विज्ञानी मार्टिन वैन मारुम ने ऑक्सीजन पर विद्युत प्रवाह के प्रभाव का अध्ययन करने के उद्देश्य से कई प्रयोग किए। उनके परिणामों के अनुसार, वैज्ञानिक ने एक विशिष्ट "विद्युत पदार्थ" की उपस्थिति की जांच की। इस दिशा में काम करना जारी रखते हुए, 1850 में वह कार्बनिक यौगिकों के साथ बातचीत करने के लिए ओजोन की क्षमता और ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में इसकी संपत्ति निर्धारित करने में कामयाब रहे।
ओजोन के कीटाणुनाशक गुणों का उपयोग पहली बार 1898 में फ्रांस में किया गया था। बॉन वॉयेज शहर में, एक संयंत्र बनाया गया था जो वासुबी नदी के पानी को कीटाणुरहित और कीटाणुरहित करता था। रूस में, पहला ओजोनेशन संयंत्र 1911 में सेंट पीटर्सबर्ग में लॉन्च किया गया था।
प्रथम विश्व युद्ध के दौरान एंटीसेप्टिक के रूप में ओजोन का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। ओजोन-ऑक्सीजन मिश्रण का उपयोग आंतों के रोगों, निमोनिया, हेपेटाइटिस के इलाज के लिए किया जाता था और सर्जरी के बाद संक्रामक घावों के लिए इसका अभ्यास किया जाता था। ओजोनेशन में विशेष रूप से सक्रियता 1980 में शुरू हुई, इसके लिए प्रेरणा विश्वसनीय और ऊर्जा-बचत वाले बाजार में उपस्थिति थी। वर्तमान में, ओजोन का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका और पूरे यूरोप में लगभग 95% पानी को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
ओजोन उत्पादन प्रौद्योगिकी
ओजोन क्या है? यह कैसे बनता है? प्राकृतिक वातावरण में ओजोन पृथ्वी के वायुमंडल में 25 किमी की ऊंचाई पर पाया जाता है। दरअसल, यह एक गैस है जो सूर्य से आने वाली पराबैंगनी विकिरण के परिणामस्वरूप बनती है। सतह पर यह 19-35 किमी मोटी परत बनाती है, जो पृथ्वी को सौर विकिरण के प्रवेश से बचाती है। रसायनज्ञों की व्याख्या के अनुसार ओजोन सक्रिय ऑक्सीजन (तीन ऑक्सीजन परमाणुओं का एक यौगिक) है। गैसीय अवस्था में यह नीला होता है, तरल अवस्था में इसका रंग नीला होता है और ठोस अवस्था में यह गहरे नीले रंग का क्रिस्टल होता है। O3 इसका आणविक सूत्र है।
ओजोन से क्या हानि है? यह उच्चतम खतरा वर्ग से संबंधित है - यह एक बहुत ही जहरीली गैस है, जिसकी विषाक्तता रासायनिक युद्ध एजेंटों की श्रेणी के बराबर है। इसके प्रकट होने का कारण वायुमंडल में विद्युत निर्वहन (3O2 = 2O3) है। प्रकृति में आप इसे तेज़ बिजली चमकने के बाद महसूस कर सकते हैं। ओजोन अन्य यौगिकों के साथ अच्छी तरह से संपर्क करता है और इसे एक कारण माना जाता है कि इसका उपयोग बैक्टीरिया, वायरस, सूक्ष्मजीवों को मारने, पानी और हवा को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
ओजोन का नकारात्मक प्रभाव
ओजोन क्या करता है? इस गैस की एक विशिष्ट विशेषता अन्य पदार्थों के साथ शीघ्रता से संपर्क करने की क्षमता है। यदि प्रकृति में मानक संकेतकों की अधिकता है, तो मानव ऊतकों के साथ इसकी बातचीत के परिणामस्वरूप खतरनाक पदार्थ और बीमारियाँ उत्पन्न हो सकती हैं। ओजोन एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट है, जिसके साथ संपर्क करने पर निम्नलिखित तेजी से नष्ट हो जाते हैं:
- प्राकृतिक रबर;
- सोना, प्लैटिनम और इरिडियम के अलावा अन्य धातुएँ;
- उपकरण;
- इलेक्ट्रॉनिक्स.
हवा में ओजोन की उच्च सांद्रता पर, मानव स्वास्थ्य और कल्याण में गिरावट होती है, विशेष रूप से:
- आँखों की श्लेष्मा झिल्ली चिढ़ जाती है;
- श्वसन तंत्र की कार्यप्रणाली बाधित हो जाती है, जिससे फेफड़ों का पक्षाघात हो जाएगा;
- शरीर में सामान्य थकान होती है;
- सिरदर्द प्रकट होता है;
- संभावित एलर्जी प्रतिक्रियाएं;
- गले में जलन और मतली;
- चल रहा नकारात्मक प्रभावतंत्रिका तंत्र को.
ओजोन के उपयोगी गुण
क्या ओजोन हवा को शुद्ध करता है? जी हां, बावजूद इसके गैस इंसानों के लिए बहुत फायदेमंद है। छोटी सांद्रता में, यह अपने उत्कृष्ट कीटाणुनाशक और दुर्गंधनाशक गुणों के लिए जाना जाता है। विशेष रूप से, यह हानिकारक सूक्ष्मजीवों पर हानिकारक प्रभाव डालता है और नष्ट होने का कारण बनता है:
- वायरस;
- विभिन्न प्रकार के रोगाणु;
- बैक्टीरिया;
- कवक;
- सूक्ष्मजीव.
अधिकतर, ओजोन का उपयोग इन्फ्लूएंजा महामारी और खतरनाक संक्रामक रोगों के फैलने के दौरान किया जाता है। इसकी मदद से पानी को विभिन्न प्रकार की अशुद्धियों और लौह यौगिकों से शुद्ध किया जाता है, साथ ही इसे ऑक्सीजन और खनिजों से समृद्ध किया जाता है।
ओजोन, इसके दायरे के बारे में रोचक जानकारी
उत्कृष्ट कीटाणुनाशक गुण और नहीं दुष्प्रभावओजोन की मांग उभरने और अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में इसके व्यापक उपयोग के कारण। आज, ओजोन का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है:
- फार्मास्युटिकल उद्योग की जरूरतों को पूरा करना;
- एक्वैरियम और मछली फार्मों में जल शुद्धिकरण;
- पूल कीटाणुशोधन;
- चिकित्सीय प्रयोजन;
- कॉस्मेटिक प्रक्रियाएं.
चिकित्सा उद्योग में, अल्सर, जलन, एक्जिमा, वैरिकाज़ नसों, घावों और त्वचा संबंधी रोगों के लिए ओजोनेशन का अभ्यास किया जाता है। कॉस्मेटोलॉजी में, ओजोन का उपयोग त्वचा की उम्र बढ़ने, सेल्युलाईट और अतिरिक्त वजन से निपटने के लिए किया जाता है।
जीवित प्राणियों की महत्वपूर्ण गतिविधि पर ओजोन का प्रभाव
ओजोन क्या है? यह पृथ्वी पर जीवन को कैसे प्रभावित करता है? वैज्ञानिकों के अनुसार ओजोन का 10% भाग क्षोभमंडल में है। यह ओजोन स्मॉग का एक अभिन्न घटक है और प्रदूषक के रूप में कार्य करता है। यह लोगों, जानवरों के श्वसन अंगों पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है और पौधों के विकास को धीमा कर देता है। हालाँकि, स्वास्थ्य को महत्वपूर्ण नुकसान पहुँचाने के लिए इसकी मात्रा बहुत कम है। स्मॉग की संरचना में हानिकारक ओजोन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा कारों और बिजली संयंत्रों के कामकाज के उत्पाद हैं।
समताप मंडल में बहुत अधिक ओजोन (लगभग 90%) है। यह सूर्य से जैविक रूप से हानिकारक पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करता है, जिससे लोगों, वनस्पतियों और जीवों को नकारात्मक परिणामों से बचाया जाता है।
1785 में, डच भौतिक विज्ञानी वान मारुम ने बिजली के साथ प्रयोग करते समय, एक इलेक्ट्रिक मशीन में चिंगारी बनने के दौरान गंध और उसमें से बिजली की चिंगारी गुजारने के बाद हवा की ऑक्सीकरण क्षमता की ओर ध्यान आकर्षित किया।
1840 में, पानी के जल-अपघटन में लगे जर्मन वैज्ञानिक शीनबीन ने विद्युत चाप का उपयोग करके इसे ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विघटित करने का प्रयास किया। और फिर उन्हें पता चला कि एक नई, अब तक विज्ञान के लिए अज्ञात, एक विशिष्ट गंध वाली गैस का निर्माण हुआ था। गैस को "ओजोन" नाम इसकी विशिष्ट गंध के कारण शीनबीन द्वारा दिया गया था, और यह ग्रीक शब्द "ओसिएन" से आया है, जिसका अर्थ है "गंध"।
1857 में, वर्नर वॉन सीमेंस द्वारा बनाई गई "चुंबकीय प्रेरण की सही ट्यूब" की मदद से, पहली तकनीकी ओजोन स्थापना का निर्माण किया गया था। 1901 में, सीमेंस ने विज़बैंड में ओजोन जनरेटर के साथ पहला जलविद्युत स्टेशन बनाया।
ऐतिहासिक रूप से, ओजोन का उपयोग पीने के पानी की तैयारी के लिए प्रतिष्ठानों के साथ शुरू हुआ, जब 1898 में सेंट मौर (फ्रांस) शहर में पहले पायलट संयंत्र का परीक्षण किया गया था। पहले से ही 1907 में, नीस शहर की जरूरतों के लिए पहला जल ओजोनेशन संयंत्र बॉन वॉयेज (फ्रांस) शहर में बनाया गया था। 1911 में, सेंट पीटर्सबर्ग में एक पेयजल ओजोनेशन स्टेशन चालू किया गया था (वर्तमान में यह काम नहीं कर रहा है)। 1916 में, पीने के पानी के ओजोनेशन के लिए पहले से ही 49 प्रतिष्ठान मौजूद थे।
1977 तक, दुनिया भर में 1,000 से अधिक इंस्टालेशन चालू थे। ओजोन पिछले 30 वर्षों में ही व्यापक हो गया है, इसके संश्लेषण के लिए विश्वसनीय और कॉम्पैक्ट उपकरणों - ओजोनाइज़र (ओजोन जनरेटर) के उद्भव के कारण।
वर्तमान में, यूरोप में 95% पीने का पानी ओजोन से उपचारित किया जाता है। अमेरिका क्लोरीनीकरण से ओजोनेशन पर स्विच करने की प्रक्रिया में है। रूस में (मास्को, निज़नी नोवगोरोड और अन्य शहरों में) कई बड़े स्टेशन हैं।
2. ओजोन और उसके गुण
ओजोन का निर्माण तंत्र और आणविक सूत्र
यह ज्ञात है कि ऑक्सीजन अणु में 2 परमाणु होते हैं: O2। कुछ शर्तों के तहत, एक ऑक्सीजन अणु अलग हो सकता है, यानी। 2 अलग-अलग परमाणुओं में टूटना। प्रकृति में, ये स्थितियाँ तूफान के दौरान वायुमंडलीय बिजली के निर्वहन के दौरान और ऊपरी वायुमंडल में, सूर्य से पराबैंगनी विकिरण (पृथ्वी की ओजोन परत) के प्रभाव में बनती हैं। ओजोन के गठन का तंत्र और आणविक सूत्र। हालाँकि, ऑक्सीजन परमाणु अलग-अलग मौजूद नहीं हो सकता है और पुन: एकत्रित हो जाता है। ऐसी पुनर्व्यवस्था के दौरान, 3-परमाणु अणु बनते हैं।
ओजोन अणु 3 ऑक्सीजन परमाणुओं से युक्त एक अणु, जिसे ओजोन या सक्रिय ऑक्सीजन कहा जाता है, ऑक्सीजन का एक एलोट्रोपिक संशोधन है और इसका आणविक सूत्र O3 (d = 1.28 A, q = 116.5°) है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ओजोन अणु में तीसरे परमाणु का बंधन अपेक्षाकृत कमजोर है, जो समग्र रूप से अणु की अस्थिरता और स्वयं-क्षय की प्रवृत्ति का कारण बनता है।
ओजोन गुण
ओजोन O3 एक विशिष्ट तीखी गंध वाली नीली गैस है, जिसका आणविक भार 48 ग्राम/मोल है; हवा के सापेक्ष घनत्व 1.657 (ओजोन हवा से भारी है); 0°C पर घनत्व और दबाव 0.1 MPa 2.143 kg/m3। ओजोन प्राप्त करना
0.01-0.02 मिलीग्राम/घन मीटर (मनुष्यों के लिए अधिकतम अनुमेय सांद्रता से पांच गुना कम) के स्तर पर कम सांद्रता में, ओजोन हवा को ताजगी और शुद्धता की एक विशिष्ट गंध देता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, तूफान के बाद, ओजोन की सूक्ष्म गंध हमेशा स्वच्छ हवा से जुड़ी होती है।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ओजोन अणु अस्थिर है और इसमें स्व-क्षय का गुण है। यह इस गुण के कारण है कि ओजोन एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट और एक असाधारण प्रभावी कीटाणुनाशक है।
ओजोन की ऑक्सीकरण क्षमता
ऑक्सीडाइज़र की प्रभावशीलता का एक माप इसकी विद्युत रासायनिक (ऑक्सीकरण) क्षमता है, जिसे वोल्ट में व्यक्त किया जाता है। ओजोन की तुलना में विभिन्न ऑक्सीकरण एजेंटों की विद्युत रासायनिक क्षमता के मान नीचे दिए गए हैं:
| आक्सीकारक | क्षमता, वी | ओजोन क्षमता के % में | जल उपचार में ऑक्सीकरण एजेंट का उपयोग |
| फ्लोरीन (F2) | 2,87 | 139 | — |
| ओजोन (O3) | 2,07 | 100 | + |
| हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) | 1,78 | 86 | + |
| पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO4) | 1,7 | 82 | + |
| हाइपोब्रोमिक एसिड (HOBr) | 1,59 | 77 | + |
| हाइपोक्लोरिक एसिड (HOCl) | 1,49 | 72 | + |
| क्लोरीन (Cl2) | 1,36 | 66 | + |
| क्लोरीन डाइऑक्साइड (ClO2) | 1,27 | 61 | + |
| ऑक्सीजन (O2) | 1,23 | 59 | + |
| क्रोमिक एसिड (H2CrO2) | 1,21 | 58 | — |
| ब्रोमीन (Br2) | 1,09 | 53 | + |
| नाइट्रिक एसिड (HNO3) | 0,94 | 45 | — |
| आयोडीन (I2) | 0,54 | 26 | — |
तालिका से पता चलता है कि जल उपचार में उपयोग किए जाने वाले सभी ऑक्सीडाइज़र में ओजोन सबसे मजबूत है।
ऑनसाइट आवेदन
ओजोन की अस्थिरता के कारण सीधे उत्पादन के स्थान पर इसका उपयोग आवश्यक हो जाता है। ओजोन पैकेजिंग, भंडारण और परिवहन के अधीन नहीं है।
पानी में ओजोन की घुलनशीलता
हेनरी के नियम के अनुसार, पानी के साथ मिश्रित गैस चरण में ओजोन की सांद्रता में वृद्धि के साथ पानी में ओजोन की सांद्रता बढ़ जाती है। इसके अलावा, पानी का तापमान जितना अधिक होगा, पानी में ओजोन की सांद्रता उतनी ही कम होगी।
पानी में ओजोन की घुलनशीलता ऑक्सीजन की तुलना में अधिक है, लेकिन क्लोरीन की तुलना में 12 गुना कम है। यदि हम 100% ओजोन पर विचार करें, तो 20C के पानी के तापमान पर पानी में इसकी सीमित सांद्रता 570 mg/l है। आधुनिक ओजोनेशन संयंत्रों के उत्पादन में गैस में ओजोन की सांद्रता वजन के हिसाब से 14% तक पहुँच जाती है। आसुत जल में घुली ओजोन की सांद्रता की गैस में ओजोन की सांद्रता और पानी के तापमान पर निर्भरता नीचे दी गई है।
| गैस मिश्रण में ओजोन सांद्रता | पानी में ओजोन की घुलनशीलता, मिलीग्राम/लीटर | |||
| 5°से | 10°से | 15°से | 20°से | |
| 1.5% | 11.09 | 9.75 | 8.40 | 6.43 |
| 2% | 14.79 | 13.00 | 11.19 | 8.57 |
| 3% | 22.18 | 19.50 | 16.79 | 12.86 |
पानी और हवा में ओजोन का स्व-अपघटन
हवा या पानी में ओजोन अपघटन की दर का अनुमान आधे जीवन का उपयोग करके लगाया जाता है, अर्थात। ओजोन की सांद्रता आधी होने में लगने वाला समय।
पानी में ओजोन का स्व-अपघटन (पीएच 7)
| पानी का तापमान, °С | हाफ लाइफ |
| 15 | 30 मिनट |
| 20 | 20 मिनट |
| 25 | 15 मिनटों |
| 30 | 12 मिनट |
| 35 | 8 मिनट |
हवा में ओजोन का स्व-अपघटन
| हवा का तापमान, डिग्री सेल्सियस | हाफ लाइफ |
| -50 | 3 महीने |
| -35 | 18 दिन |
| -25 | 8 दिन |
| 20 | 3 दिन |
| 120 | 1.5 घंटे |
| 250 | 1.5 सेकंड |
तालिकाओं से देखा जा सकता है कि ओजोन के जलीय घोल गैसीय ओजोन की तुलना में बहुत कम स्थिर होते हैं। पानी में ओजोन क्षय पर डेटा दिया गया है शुद्ध पानीजिसमें कोई घुली हुई या निलंबित अशुद्धियाँ न हों। निम्नलिखित मामलों में पानी में ओजोन क्षय की दर कई गुना बढ़ जाती है:
1. पानी में अशुद्धियों की उपस्थिति में, ओजोन द्वारा ऑक्सीकरण (ओजोन में पानी की रासायनिक मांग)
2. पानी की बढ़ी हुई मैलापन के साथ, क्योंकि कणों और पानी के बीच इंटरफेस पर, ओजोन स्व-अपघटन प्रतिक्रियाएं तेजी से आगे बढ़ती हैं (उत्प्रेरक)
3. पानी के संपर्क में आने पर यूवी विकिरण
3. ओजोन उत्पादन की विधियाँ
वर्तमान में, ओजोन उत्पन्न करने की 2 विधियाँ व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं:
*यूवी विकिरण
* शांत (अर्थात् फैला हुआ, बिना चिंगारी बने) कोरोना प्रकार के निर्वहन के प्रभाव में
1. यूवी विकिरण
ओजोन यूवी लैंप के आसपास बन सकता है, लेकिन केवल छोटी सांद्रता में (वजन के अनुसार 0.1%)।
2. कोरोना डिस्चार्ज
उसी प्रकार जैसे तूफान के दौरान विद्युत् निर्वहन से ओजोन उत्पन्न होता है, एक बड़ी संख्या कीओजोन का उत्पादन आधुनिक विद्युत ओजोन जनरेटर में किया जाता है। इस विधि को कोरोना डिस्चार्ज कहा जाता है। ऑक्सीजन युक्त गैस धारा के माध्यम से एक उच्च वोल्टेज पारित किया जाता है। उच्च वोल्टेज ऊर्जा O2 ऑक्सीजन अणु को 2 O परमाणुओं में विभाजित करती है, जो O2 अणु के साथ मिलकर O3 ओजोन बनाते हैं।
ओजोन जनरेटर में प्रवेश करने वाली शुद्ध ऑक्सीजन को परिवेशी वायु युक्त द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है एक बड़ा प्रतिशतऑक्सीजन.
यह विधि ओजोन सामग्री को 10-15 wt.% तक बढ़ा देती है।
ऊर्जा खपत: हवा के लिए 20 - 30 W/g O3 ऑक्सीजन के लिए 10 - 15 W/g O3
4. जल शुद्धिकरण और कीटाणुशोधन के लिए ओजोन का उपयोग
जल कीटाणुशोधन
ओजोन सभी ज्ञात सूक्ष्मजीवों को नष्ट कर देता है: बैक्टीरिया, वायरस, प्रोटोजोआ, उनके बीजाणु, सिस्ट, आदि; जबकि ओजोन क्लोरीन से 51% अधिक मजबूत है और 15-20 गुना तेजी से कार्य करता है। पोलियो वायरस 0.45 मिलीग्राम/लीटर की ओजोन सांद्रता पर 2 मिनट के बाद मर जाता है, और क्लोरीन से - 1 मिलीग्राम/लीटर पर केवल 3 घंटे में मर जाता है।
ओजोन बैक्टीरिया के बीजाणु रूपों पर क्लोरीन से 300-600 गुना अधिक मजबूत कार्य करता है।
ओजोन बैक्टीरिया के रेडॉक्स सिस्टम और उनके प्रोटोप्लाज्म को नष्ट कर देता है।
विभिन्न कीटाणुनाशकों का उपयोग करते समय जैविक घातक गुणांक (बीएल*)।
| निस्संक्रामक | एंटरोबैक्टीरिया | वायरस | विवाद | अल्सर |
| ओजोन O3 | 500 | 5 | 2 | 0.5 |
| हाइपोक्लोरस एसिड HOCL | 20 | 1 | 0.05 | 0.05 |
| हाइपोक्लोराइट OCl- | 0.2 | <0.02 | <0.0005 | 0.0005 |
| क्लोरैमाइन NH2Cl | 0.1 | 0.0005 | 0.001 | 0.02 |
*बीएलसी जितना अधिक होगा, कीटाणुनाशक उतना ही अधिक शक्तिशाली होगा
कीटाणुनाशकों की तुलना
| ओजोन | यूवी | क्लोरीन | |
| ई कोलाई | हाँ | हाँ | हाँ |
| साल्मोनेला | हाँ | हाँ | हाँ |
| giardia | हाँ | हाँ | हाँ |
| लीजन का फ़ौज | हाँ | नहीं | नहीं |
| क्रिप्टो-स्पोरिडियम | हाँ | नहीं | नहीं |
| वाइरस | हाँ | नहीं | नहीं |
| सूक्ष्म शैवाल | हाँ | नहीं | नहीं |
| ट्राइहेलोमीथेन्स के बनने का खतरा | नहीं | नहीं | हाँ |
जल दुर्गन्ध
ओजोनेशन कार्बनिक और खनिज अशुद्धियों को ऑक्सीकरण करता है, जो गंध और स्वाद का स्रोत हैं। ओजोन से उपचारित पानी में अधिक ऑक्सीजन होती है और इसका स्वाद ताजे झरने के पानी जैसा होता है।
बोतलबंद लाइनों पर पीने के पानी की अंतिम तैयारी
बोतलबंद लाइन पर ओजोनेशन। बोतलबंद पानी के लिए शुद्ध और तैयार, ओजोन से संतृप्त, पूरी तरह से कीटाणुरहित और अपेक्षाकृत कम समय के लिए 
कीटाणुनाशक गुण प्राप्त कर लेता है। इससे बॉटलिंग प्रक्रिया की सूक्ष्मजीवविज्ञानी सुरक्षा बढ़ जाती है, ओजोनीकृत पानी विश्वसनीय रूप से कंटेनर की दीवारों, कॉर्क और कॉर्क के नीचे हवा के अंतराल को निष्फल कर देता है। ओजोनेशन के बाद पानी का शेल्फ जीवन कई गुना बढ़ जाता है। कंटेनर को धोने के साथ ओजोन के साथ पानी का संयुक्त उपचार विशेष रूप से प्रभावी है।
लौह, मैंगनीज, हाइड्रोजन सल्फाइड का ऑक्सीकरण
आयरन, मैंगनीज और हाइड्रोजन सल्फाइड ओजोन द्वारा आसानी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं। इस मामले में, लोहा अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड में बदल जाता है, जिसे बाद में फिल्टर में आसानी से बरकरार रखा जाता है। मैंगनीज को परमैंगनेट आयन में ऑक्सीकृत किया जाता है, जिसे कार्बन फिल्टर पर आसानी से हटा दिया जाता है। हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फाइड और हाइड्रोसल्फाइड हानिरहित सल्फेट में परिवर्तित हो जाते हैं। ओजोनेशन के दौरान ऑक्सीकरण और फ़िल्टर करने योग्य तलछट के गठन की प्रक्रिया वातन के दौरान औसतन 250 गुना तेजी से आगे बढ़ती है। लौह-कार्बनिक परिसरों और लौह, मैंगनीज और हाइड्रोजन सल्फाइड के जीवाणु रूपों वाले पानी के डीफ़्रीज़ीकरण के लिए ओजोन का उपयोग विशेष रूप से प्रभावी है।
मानवजनित अशुद्धियों से सतही जल का शुद्धिकरण
सक्रिय कार्बन के माध्यम से निस्पंदन के बाद पूर्व-स्पष्ट पानी का ओजोनेशन फिनोल, तेल उत्पादों, कीटनाशकों और भारी धातुओं (ऑक्सीकरण-शोषण उपचार) से सतह के पानी को शुद्ध करने का एक विश्वसनीय तरीका है।
पोल्ट्री फार्मों और फार्मों में पानी का शुद्धिकरण और कीटाणुशोधन
पोल्ट्री फार्म में ओजोनेशन। मुर्गीपालन और जानवरों के पीने वालों को ओजोन से कीटाणुरहित पानी की आपूर्ति न केवल बड़े पैमाने पर महामारी की घटनाओं और जोखिम को कम करने में मदद करती है, बल्कि पक्षियों और जानवरों में तेजी से वजन बढ़ने का कारण भी बनती है।
अपशिष्ट जल उपचार और कीटाणुशोधन
ओजोन अपशिष्ट जल को ब्लीच करता है।
ओजोनेशन की मदद से, अपशिष्ट जल को फिनोल, तेल उत्पादों और सर्फेक्टेंट की सामग्री के साथ-साथ सूक्ष्मजीवविज्ञानी संकेतकों के लिए मत्स्य जलाशयों की कठोर आवश्यकताओं के अनुरूप लाया जा सकता है।
भोजन और उपकरण स्वच्छता के लिए जल ओजोनेशन
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, बोतलबंद प्रक्रिया के दौरान ओजोनीकृत पानी का शेल्फ जीवन इस तथ्य के कारण काफी बढ़ जाता है कि उत्पाद का पानी एक कीटाणुनाशक समाधान के गुणों को प्राप्त कर लेता है।
खाद्य प्रसंस्करण के दौरान, दूषित उपकरण बैक्टीरिया पैदा करते हैं, जो सड़न और सड़न की तेज़ गंध का स्रोत होते हैं। बड़ी मात्रा में दूषित पदार्थों को हटाने के बाद उपकरण को ओजोनाइज्ड पानी से धोने से सतहों का कीटाणुशोधन होता है, कमरे में हवा पर एक ताज़ा प्रभाव पड़ता है और उत्पादन की सामान्य स्वच्छता और स्वच्छ स्थिति में सुधार होता है।
स्वच्छता के लिए ओजोनेशन। उपकरण स्वच्छता पानी, बोतलबंद करने से पहले पानी के ओजोनेशन के विपरीत, ओजोन की उच्च सांद्रता बनाता है।
इसी तरह, मछली और समुद्री भोजन, पोल्ट्री शवों और सब्जियों को पैकेजिंग से पहले ओजोनाइज्ड पानी से उपचारित किया जा सकता है। भंडारण से पहले प्रसंस्कृत उत्पादों का सेवा जीवन बढ़ जाता है, और भंडारण के बाद उनकी उपस्थिति ताजा उत्पादों से बहुत कम भिन्न होती है।
5. ओजोन उपकरण के संचालन में सुरक्षा पहलू
गैसीय ओजोन विषाक्त है और ऊपरी श्वसन पथ में जलन और विषाक्तता (किसी भी अन्य मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट की तरह) का कारण बन सकता है।
कार्य क्षेत्र की हवा में ओजोन की अधिकतम अनुमेय सांद्रता (MAC) GOST 12.1.005 "कार्य क्षेत्र की हवा के लिए सामान्य स्वच्छता और स्वास्थ्यकर आवश्यकताएं" द्वारा नियंत्रित होती है, जिसके अनुसार यह 0.1 mg/m3 है।
ओजोन की गंध एक व्यक्ति द्वारा 0.01-0.02 mg/m3 की सांद्रता में तय की जाती है, जो कि एमपीसी से 5-10 गुना कम है, इसलिए कमरे में ओजोन की हल्की गंध की उपस्थिति एक अलार्म संकेत नहीं है। उत्पादन कक्ष में ओजोन सामग्री का विश्वसनीय नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए, गैस विश्लेषक स्थापित किए जाने चाहिए जो ओजोन एकाग्रता की निगरानी करने की अनुमति देते हैं और, यदि एमपीसी पार हो जाती है, तो इसे सुरक्षित स्तर तक कम करने के लिए समय पर उपाय करें।
ओजोन उपकरण युक्त किसी भी तकनीकी योजना को गैस विभाजक से सुसज्जित किया जाना चाहिए, जिसके माध्यम से अतिरिक्त (अघुलनशील) ओजोन उत्प्रेरक विनाशक में प्रवेश करता है, जहां यह ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। ऐसी प्रणाली उत्पादन कक्ष की हवा में ओजोन के प्रवाह को समाप्त कर देती है।
क्योंकि ओजोन सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, सभी गैस पाइपलाइनें ओजोन प्रतिरोधी सामग्री जैसे स्टेनलेस स्टील और फ्लोरोप्लास्टिक से बनी होनी चाहिए।
ओजोन को पहली बार 1840 में शेनबीन द्वारा प्राप्त और अध्ययन किया गया था। ओजोन एक तेज विशिष्ट गंध वाली नीली गैस है;
तरलीकृत ओजोन एक गहरे नीले रंग का तरल पदार्थ है, ठोस ओजोन एक गहरे बैंगनी रंग का क्रिस्टलीय द्रव्यमान है। ओजोन कार्बन टेट्राक्लोराइड, ग्लेशियल एसिटिक एसिड, तरल नाइट्रोजन और पानी में घुलनशील है। यह तब बनता है जब एक शांत विद्युत निर्वहन हवा या ऑक्सीजन के माध्यम से पारित किया जाता है (तूफान के बाद ताजा गंध वातावरण में ओजोन की थोड़ी मात्रा की उपस्थिति के कारण होती है), गीले फास्फोरस का ऑक्सीकरण, रेडियम किरणों की क्रिया, पराबैंगनी या हवा में ऑक्सीजन पर कैथोड किरणें, हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन, सल्फ्यूरिक एसिड का इलेक्ट्रोलिसिस (आदि)।
ऑक्सीजन युक्त एसिड), पानी पर फ्लोरीन का प्रभाव, आदि। पृथ्वी के वायुमंडल में सामग्री नगण्य है; पृथ्वी की सतह के पास हवा की परतों में वायुमंडल की ऊपरी परतों की तुलना में कम ओजोन होता है; 1.050 की ऊंचाई पर एम(मोंट ब्लांक क्षेत्र में) लेवी को 0-3.7 मिला एमजी, 3.000 की ऊंचाई पर एम—9,4 एमजी.ओजोन प्रति 100 मी घनवायु। ओजोन जनरेटर का उपयोग इंजीनियरिंग और प्रयोगशालाओं में ओजोन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। ओजोनेशन के लिए, ऑक्सीजन या हवा को उच्च वोल्टेज वर्तमान स्रोत से जुड़े दो इलेक्ट्रोडों के बीच पारित किया जाता है।
ओजोन अपने शुद्ध रूप में तरल हवा के साथ ठंडा होने पर ऑक्सीजन के साथ ओजोन के मिश्रण से निकलती है। ओजोन आसानी से विघटित हो जाता है, और मैंगनीज डाइऑक्साइड, सीसा, नाइट्रोजन ऑक्साइड की उपस्थिति में शुद्ध ओजोन का अपघटन तेज हो जाता है। पानी की उपस्थिति में, ओजोन का अपघटन धीमा हो जाता है; 0° पर शुष्क ओजोन 20.4° पर गीले ओजोन की तुलना में 30 गुना तेजी से विघटित होता है। ओजोन में अत्यंत प्रबल ऑक्सीकरण प्रभाव होता है। यह पोटेशियम आयोडाइड से आयोडीन मुक्त करता है, पारे को ऑक्सीकृत करता है, सल्फ्यूरस धातुओं को सल्फेट लवण में परिवर्तित करता है, कार्बनिक रंगों को रंगहीन करता है, आदि। ओजोन रबर ट्यूबों को नष्ट कर देता है। अत्यधिक ओजोनीकृत ऑक्सीजन के संपर्क में आने पर ईथर, अल्कोहल, प्रकाश गैस, रूई प्रज्वलित हो जाती है। असंतृप्त कार्बनिक यौगिकों पर ओजोन की क्रिया के तहत, ओजोनाइड्स के अतिरिक्त उत्पाद बनते हैं। ओजोन का उपयोग जल निर्जमीकरण के लिए, गंधहरण के लिए - दुर्गंध को नष्ट करने के लिए, प्रारंभिक जैविक अभ्यास में किया जाता है।
भौतिक गुण
रासायनिक गुण और तैयारी के तरीके
प्रयुक्त साहित्य की सूची
- वोल्कोव, ए.आई., ज़ारस्की, आई.एम.बड़ी रासायनिक संदर्भ पुस्तक / ए.आई. वोल्कोव, आई.एम. ज़ारस्की। - मिन्स्क: मॉडर्न स्कूल, 2005। - आईएसबीएन 985-6751-04-7 के साथ 608।
