70年代に有名になった「オゾン層」という言葉。 前世紀、長い間危機にさらされてきました。 同時に、この概念が何を意味するのか、そしてオゾン層の破壊がなぜ危険なのかを実際に理解している人はほとんどいません。 多くの人にとってさらに大きな謎はオゾン分子の構造ですが、それはオゾン層の問題に直接関係しています。 オゾン、その構造、産業上の応用について詳しく学びましょう。

オゾンとは

オゾン、または活性酸素とも呼ばれるは、刺激的な金属臭を持つ紺碧の気体です。

この物質は、気体、固体、液体という 3 つの凝集状態すべてで存在できます。

同時に、オゾンは自然界では気体の形でのみ存在し、いわゆるオゾン層を形成します。 空が青く見えるのは、その紺碧の色のおかげです。

オゾン分子はどのようなものですか?

オゾンは酸素に似ていることから「活性酸素」というニックネームが付けられました。 それで主な演技は 化学元素これらの物質には酸素（O）が含まれています。 ただし、酸素分子にその原子が 2 つ含まれている場合、分子 - O 3) はこの元素の 3 つの原子で構成されます。

この構造により、オゾンの特性は酸素の特性に似ていますが、より顕著になります。 特に、O 2 と同様に、O 3 は最も強い酸化剤です。

これらの「関連」物質の最も重要な違いは、誰もが覚えておくべき重要な点ですが、オゾンは呼吸できず、有毒であり、吸入すると肺を損傷したり、場合によっては死亡する可能性があるということです。 同時に、O 3 は有害な不純物から空気を浄化するのに最適です。 ちなみに、雨が降った後は呼吸がしやすいのは、空気中に含まれる有害物質をオゾンが酸化して浄化するためです。

オゾン分子 (3 つの酸素原子で構成) のモデルは角度の画像のように見え、そのサイズは 117°です。 この分子には不対電子がないため、反磁性があります。 また、一つの元素の原子で構成されていますが、極性を持っています。

特定の分子の 2 つの原子は互いにしっかりと結合しています。 ただし、3 番目の接続の信頼性は低くなります。 このため、オゾン分子 (モデルの写真は下にあります) は非常にもろく、生成後すぐに分解されます。 一般に、O 3 の分解反応では酸素が放出されます。

オゾンは不安定であるため、他の物質のように採取、保管、輸送することができません。 このため、その生産は他の物質よりも高価です。

同時に、O 3 分子の高い活性により、この物質は最も強力な酸化剤となり、酸素よりも強力で、塩素よりも安全です。

オゾン分子が破壊されて O 2 が放出される場合、この反応には常にエネルギーの放出が伴います。 同時に、逆のプロセス（O 2 からO 3 の形成）が起こるためには、少なくともそれを費やす必要があります。

オゾン分子は気体状態では70℃の温度で分解します。100℃以上に上げると反応が著しく加速します。 不純物の存在により、オゾン分子の崩壊期間も加速されます。

O3 特性

オゾンが 3 つの状態のいずれにある場合でも、オゾンはその青色を保ちます。 物質が硬ければ硬いほど、この色合いはより豊かで暗くなります。

各オゾン分子の重さは 48 g/mol です。 空気より重いため、これらの物質を互いに分離するのに役立ちます。

O 3 は、ほぼすべての金属および非金属 (金、イリジウム、プラチナを除く) を酸化することができます。

また、この物質は燃焼反応に参加することができますが、これにはさらに多くの反応が必要です。 熱 O 2 よりも。

オゾンは、H 2 O およびフレオンに溶解できます。 液体状態では、液体酸素、窒素、メタン、アルゴン、四塩化炭素、二酸化炭素と混合できます。

オゾン分子はどのようにして形成されるのでしょうか?

O 3 分子は、酸素分子に遊離酸素原子が結合することによって形成されます。 これらは、放電、紫外線、高速電子、その他の高エネルギー粒子の影響による他の O 2 分子の分裂によって現れます。 そのため、火花の出る電化製品や紫外線を発するランプの近くでは、オゾン特有の臭いを感じることがあります。

工業規模では、O 3 は電気またはオゾン発生器を使用して分離されます。 これらの装置では、O 2 が位置するガス流に高電圧電流が流され、その原子は「」として機能します。 建材» オゾンについて。

場合によっては、純粋な酸素または通常の空気がこれらの装置に流入します。 生成されるオゾンの品質は、最初の製品の純度によって決まります。 したがって、創傷の治療を目的とした医療用 O 3 は、化学的に純粋な O 2 からのみ抽出されます。

オゾン発見の歴史

オゾン分子がどのようなもので、どのように形成されるかを理解したら、この物質の歴史を知る価値があります。

18世紀後半にオランダの研究者マルティン・ファン・マルムによって初めて合成されました。 科学者は、空気の入った容器に電気火花を通すと、中のガスの性質が変化することに気づきました。 同時に、ヴァン・マルム氏は、自分が新しい物質の分子を単離したことを理解していませんでした。

しかし、シャインバインという名前のドイツ人の同僚は、電気の助けを借りてH 2 OをHとO 2 に分解しようとして、刺激臭のある新たなガスの放出に注目を集めました。 多くの研究を行った後、科学者は発見した物質を説明し、それに敬意を表して「オゾン」という名前を付けました。 ギリシャ語"匂い"。

開いた物質が持つ真菌や細菌を殺し、有害な化合物の毒性を軽減する能力は、多くの科学者に興味を持った。 O 3 の公式発見から 17 年後、ヴェルナー・フォン・シーメンスは、任意の量のオゾンを合成できる最初の装置を設計しました。 そして 39 年後、天才ニコラ テスラが世界初のオゾン発生器を発明し、特許を取得しました。

フランスの治療施設で2年ぶりにこの装置が使用された。 水を飲んでいる。 XX世紀の初め以来。 ヨーロッパでは、飲料水の浄化のためにオゾン処理を導入し始めています。

ロシア帝国は 1911 年にこの技術を初めて使用し、5 年後には国内にオゾンを使用した飲料水浄化施設が約 40 か所設置されました。

今日、水のオゾン処理が徐々に塩素処理に取って代わりつつあります。 したがって、ヨーロッパのすべての飲料水の 95% が O 3 で処理されています。 このテクニックはアメリカでも非常に人気があります。 この手順は塩素処理よりも安全で便利ではあるものの、費用がかかるため、CIS ではまだ研究中です。

オゾンの応用

水の浄化に加えて、O 3 には他にも多くの用途があります。

• オゾンは紙や繊維の製造において漂白剤として使用されます。
• 活性酸素は、ワインの消毒やコニャックの熟成プロセスの促進に使用されます。
• O 3 の助けを借りて、さまざまな植物油が精製されます。
• 非常に多くの場合、この物質は肉、卵、果物、野菜などの生鮮食品を加工するために使用されます。 この手順では、塩素やホルムアルデヒドを使用した場合のように化学的痕跡が残らず、製品をより長期間保存できます。
• オゾンは医療機器や衣類を滅菌します。
• また、精製されたO 3 はさまざまな医療や用途に使用されます。 美容整形。 特に歯科の助けを借りて、口腔と歯茎を消毒し、さまざまな病気（口内炎、ヘルペス、口腔カンジダ症）も治療します。 ヨーロッパ諸国では​​、O 3 は傷の消毒に非常に人気があります。
• の ここ数年オゾンを使用して空気や水をろ過するポータブル家電製品が非常に人気を集めています。

オゾン層とは何ですか?

地球の表面から 15 ～ 35 km の距離にオゾン層、またはオゾン層とも呼ばれます。 この場所では、濃縮されたO 3 が有害な太陽放射に対する一種のフィルターとして機能します。

分子が不安定であれば、そのような量の物質はどこから来るのでしょうか? オゾン分子のモデルとその形成方法を思い出せば、この質問に答えるのは難しくありません。 したがって、2つの酸素分子からなる酸素は成層圏に入り、そこで太陽光線によって加熱されます。 このエネルギーは、O 2 を原子に分割し、そこから O 3 が形成されるのに十分です。 同時に、オゾン層は太陽エネルギーの一部を使用するだけでなく、それを濾過し、危険な紫外線を吸収します。

オゾンはフロンによって溶解されると上で述べました。 これらのガス状物質（消臭剤、消火器、冷蔵庫の製造に使用される）は、大気中に放出されるとオゾンに影響を与え、オゾンの分解に寄与します。 その結果、オゾン層に穴が生じ、そこから濾過されていない太陽光線が地球に侵入し、生物に破壊的な影響を及ぼします。

オゾン分子の特徴と構造を考慮すると、この物質は危険ではあるものの、正しく使用すれば人類にとって非常に有益であると結論付けることができます。

序章

オゾンは単体の物質であり、酸素の同素体修飾物です。 酸素とは異なり、オゾン分子は 3 つの原子で構成されています。 通常の状態では、鋭い臭いの爆発性ガスです。 青い色の、強い酸化力を持っています。

オゾンは地球の大気の恒久的な成分であり、地球上の生命の維持に重要な役割を果たしています。 地球の大気の表層では、オゾンの濃度が急激に増加します。 大気中のオゾンの全体的な状態は変化しやすく、季節によって変動します。 大気中のオゾンは地球上の生命の維持に重要な役割を果たしています。 太陽放射の特定の役割による有害な影響から地球を守り、それによって地球上の生命の保存に貢献します。

したがって、オゾンが生体組織にどのような影響を与えるかを調べる必要があります。

オゾンの一般的な性質

オゾンは、三原子の O 3 分子からなる酸素の同素体修飾です。 その分子は反磁性があり、角張った形状をしています。 分子内の結合は非局在化した三中心結合です。

米。 1 オゾンの構造

両方 ああ、つながりオゾン分子の は同じ 1.272 オングストロームの長さを持っています。 結合間の角度は 116.78°です。 中心酸素原子 sp² ハイブリッド化されており、孤立電子対が 1 つあります。 分子は極性であり、双極子モーメントは 0.5337 D です。

オゾンの化学結合の性質は、オゾンの不安定性 (一定時間が経過すると、オゾンは自発的に酸素に変化します: 2O3 -> 3O2) と高い酸化能力 (オゾンは分子状酸素が入らない多くの反応が可能です) を決定します。 有機物質に対するオゾンの酸化作用は、ラジカルの生成に関連しています: RH + O3 RO2 + OH

これらのラジカルは生体有機分子 (脂質、タンパク質、核酸) とのラジカル連鎖反応を開始し、細胞死につながります。 飲料水を殺菌するためのオゾンの使用は、細菌を殺す能力に基づいています。 オゾンは高等生物に対しても無関心ではありません。 オゾンを含む雰囲気（理学療法室や石英照射室など）に長時間さらされると、重篤な障害を引き起こす可能性があります。 神経系。 したがって、大量のオゾンは有毒ガスです。 作業エリアの空気中の最大許容濃度は 0.0001 mg / リットルです。 空気のオゾン汚染は、水の溶解度が低いため、水のオゾン化中に発生します。

発見の歴史。

オゾンは、1785 年にオランダの物理学者 M. van Malum によって、空気が電気火花を通過した後に得られる特有の臭気と酸化特性、および常温で水銀に作用し、その結果光沢を失いガラスに付着し始める能力によって初めて発見されました。 しかし、それは新しい物質としては記載されておらず、ファン・マルムは特別な「電気物質」が形成されたと信じていた。

学期 オゾン 1840年にドイツの化学者X.F.シェーンバインによってその匂いについて提案され、2015年の辞書に載った。 19 年後半世紀。 多くの情報源は、1839 年のオゾン発見を彼に優先させています。 1840 年にシェーンバインは、オゾンがヨウ化カリウムからヨウ素を置き換える能力を示しました。

酸素がオゾンに変換される際にガスの体積が減少するという事実は、アンドリュースとテットによって、純酸素で満たされた圧力計を備えたガラス管を使用し、その中に白金線をはんだ付けして放電を発生させることを使用して実験的に証明されました。

物理的特性。

オゾンは、最大 1 メートルの厚さのオゾン化酸素の層を通して見ると見える青い気体です。 固体状態では、オゾンは紫がかった黒色です。 液体オゾンは深い青色をしています。 2mmを超えない層で透明であること。 厚さ; かなり耐久性があります。

プロパティ：

§ 分子量 - 48 a.m.u.

§ でのガス密度 通常の状態- 2.1445 g/dm3。 酸素に対するガスの相対密度 1.5。 飛行機 - 1.62

§ -183 °C での液体密度 - 1.71 g/cm3

§ 沸点 - -111.9 °C。 （液体オゾンの温度は106℃です。）

§ 融点 - -197.2 ± 0.2 °C (通常、与えられる融点 -251.4 °C は、オゾンの過冷却能力が考慮されていないため、誤りです)。

§ 0 °C における水への溶解度 - 0.394 kg / m3 (0.494 l / kg)、酸素と比較して 10 倍高い。

§ オゾンは気体状態では反磁性を持ち、液体状態では弱い常磁性を持ちます。

§ 匂いは鋭い、特定の「金属的な」です（メンデレーエフによると、「ザリガニの匂い」）。 濃度が高いと塩素のような臭いがします。 1:100,000の希釈でも臭いが目立ちます。

化学的特性。

化学的特性オゾンはその優れた酸化能力によって決まります。

O 3 分子は不安定で、通常の条件下で空気中に十分な濃度があると、熱を放出して数十分以内に自然に O 2 に変わります。 温度の上昇と圧力の低下により、二原子状態への遷移速度が増加します。 高濃度では、転移が爆発的に起こる可能性があります。

プロパティ：

§ 金属の酸化

§ 非金属の酸化

§ 酸化物との相互作用

§ 燃焼

§ オゾニドの形成

オゾンの入手方法

オゾンは、過酸化物の分解やリンの酸化など、原子状酸素の放出を伴う多くのプロセスで生成されます。工業では、オゾン発生器内で放電の作用により空気または酸素からオゾンが得られます。 O3 は O2 よりも液化しやすいため、分離しやすいです。 医療におけるオゾン療法のオゾンは、純粋な酸素からのみ得られます。 空気が硬紫外線で照射されると、オゾンが生成されます。 同じプロセスが大気の上層でも起こり、そこではオゾン層が形成され、太陽放射の影響下で維持されます。

オゾンはギリシャ語起源の言葉で、翻訳すると「臭気」を意味します。 オゾンとは何ですか? O3 オゾンの核心は、雷雨の後の空気の匂いに関連する特有の匂いを持つ青いガスです。 特に発生源の近くで感じられる 電流.

科学者によるオゾン発見の歴史

オゾンとは何ですか? どうやって開けたんですか？ 1785 年、オランダの物理学者マーティン ファン マルムは、酸素に対する電流の影響を研究することを目的としたいくつかの実験を実施しました。 彼らの結果によると、科学者は特定の「電気物質」の出現を調査しました。 この方向で研究を続け、1850 年に、オゾンが有機化合物と相互作用する能力と、酸化剤としてのオゾンの性質を決定することに成功しました。

オゾンの殺菌作用は、1898 年にフランスで初めて使用されました。 ボン・ヴォヤージュの町には、ヴァシュビ川の水を消毒・消毒する工場が建設された。 ロシアでは、1911 年にサンクトペテルブルクで最初のオゾン処理プラントが稼働しました。

オゾンは第一次世界大戦中に消毒剤として広く使用されました。 オゾンと酸素の混合物は、腸疾患、肺炎、肝炎の治療に使用され、手術後の感染性病変に対しても実施されました。 特にオゾン処理は1980年に始まり、信頼性と省エネ性の高い製品が市場に登場したことがきっかけで、現在、米国およびヨーロッパ全土で水の約95％の浄化にオゾンが使用されています。

オゾン発生技術

オゾンとは何ですか? どのように形成されるのでしょうか？ 自然環境では、オゾンは高度 25 km の地球の大気中に存在します。 実際、それは太陽からの紫外線放射の結果として形成されるガスです。 表面では厚さ19〜35kmの層を形成し、地球を太陽放射の侵入から守っています。 化学者の解釈によれば、オゾンは活性酸素（3つの酸素原子の化合物）です。 気体状態では青色、液体状態では藍色、固体状態では濃い青色の結晶になります。 O3 はその分子式です。

オゾンの害は何ですか? これは最も危険なクラスに属し、非常に有毒なガスであり、その毒性は化学兵器のカテゴリーに相当します。 その出現の理由は、大気中での放電（3O2 = 2O3）です。 自然界では、強い稲妻が光った後にそれを感じることができます。 オゾンは他の化合物とよく相互作用するため、バクテリア、ウイルス、微生物を殺し、水や空気を浄化するためにオゾンが使用される理由の 1 つと考えられています。

オゾンの悪影響

オゾンは何をするのですか？ このガスの特徴は、他の物質と迅速に相互作用する能力です。 自然界に基準指標が過剰に存在する場合、人間の組織との相互作用の結果、有害物質や病気が発生する可能性があります。 オゾンは強力な酸化剤であり、相互作用すると以下のものは急速に破壊されます。

• 天然ゴム;
• 金、プラチナ、イリジウム以外の金属。
• 家電製品;
• エレクトロニクス。

空気中のオゾン濃度が高いと、特に以下のような人間の健康と福祉の悪化が発生します。

• 目の粘膜が炎症を起こしている。
• 呼吸器系の機能が混乱し、肺の麻痺につながります。
• 全身に疲労感がある。
• 頭痛が現れる。
• アレルギー反応の可能性;
• 喉の灼熱感と吐き気。
• 続いている 悪影響神経系に。

オゾンの有用な性質

オゾンは空気を浄化しますか？ はい、ガスにもかかわらず、人間にとって非常に有益です。 低濃度でも優れた殺菌作用と消臭作用があることで知られています。 特に、有害な微生物に悪影響を及ぼし、以下のものを破壊します。

• ウイルス。
• さまざまな種類の微生物。
• 細菌。
• 菌類;
• 微生物。

ほとんどの場合、オゾンはインフルエンザの流行時や危険な感染症の発生時に使用されます。 その助けを借りて、水は酸素とミネラルを豊富にしながら、さまざまな種類の不純物や鉄化合物から浄化されます。

オゾンとその範囲に関する興味深い情報

優れた消毒特性と 副作用オゾンの需要が出現し、経済のさまざまな分野でオゾンが広く使用されるようになりました。 現在、オゾンは次の目的でうまく利用されています。

• 製薬業界のニーズを満たす。
• 水族館や養魚場の水の浄化。
• プールの消毒。
• 医療目的。
• 美容上の手順。

医療業界では、潰瘍、火傷、湿疹、静脈瘤、創傷、皮膚科疾患に対してオゾン処理が行われています。 美容学では、オゾンは皮膚の老化、セルライト、過剰体重に対処するために使用されます。

オゾンが生物の生命活動に及ぼす影響

オゾンとは何ですか? それは地球上の生命にどのような影響を与えるのでしょうか? 科学者によると、オゾンの 10% は対流圏に存在します。 このオゾンはスモッグの不可欠な成分であり、汚染物質として作用します。 人や動物の呼吸器に悪影響を及ぼし、植物の成長を遅らせます。 しかし、その量はごく微量であり、健康に重大な悪影響を及ぼします。 スモッグの成分に含まれる有害なオゾンのかなりの部分は、自動車や発電所の機能によって生成されます。

成層圏にはさらに多くのオゾン (約 90%) が存在します。 これは、太陽からの生物学的に有害な紫外線を吸収し、それによって人々、動植物を悪影響から守ります。

1785 年、オランダの物理学者ヴァン マルムは、電気の実験を行っているときに、電気機械内で火花が発生する際の臭いと、電気火花を通過させた後の空気の酸化能力に注目しました。

1840 年、ドイツの科学者シャインバインは水の加水分解に従事し、電気アークを使用して水を酸素と水素に分解しようとしました。 そして彼は、これまで科学では知られていなかった、特定の匂いを持つ新しいガスが生成されることを発見しました。 「オゾン」という名前は、その特徴的な匂いのためにシャインバインによってこのガスに付けられました。その名前は、「匂い」を意味するギリシャ語の「オシエン」に由来しています。

1857 年、ヴェルナー フォン シーメンスによって作成された「完璧な磁気誘導管」の助けを借りて、最初の技術的なオゾン施設が建設されました。 1901 年、シーメンスはヴィースバンドにオゾン発生器を備えた最初の水力発電所を建設しました。

歴史的に、オゾンの使用は、1898 年にサンモール市 (フランス) で最初のパイロットプラントがテストされたとき、飲料水を準備するための設備から始まりました。 すでに 1907 年に、ニース市のニーズに応えて、最初の水オゾン処理プラントがボン ヴォヤージュ (フランス) 市に建設されました。 1911 年、サンクトペテルブルクで飲料水オゾンステーションが稼働しました (現在は稼働していません)。 1916 年には、飲料水のオゾン処理のための設備がすでに 49 か所ありました。

1977 年までに、世界中で 1,000 を超える設備が稼働しました。 オゾンが普及したのは、信頼性が高くコンパクトなオゾン合成装置、オゾン発生器（オゾン発生器）の出現のおかげで、ここ 30 年間です。

現在、ヨーロッパの飲料水の 95% はオゾン処理されています。 米国は塩素処理からオゾン処理への切り替えを進めているところです。 ロシアには大きな駅がいくつかあります（モスクワ、ニジニ・ノヴゴロド、その他の都市）。

2. オゾンとその性質

オゾンの生成機構と分子式

酸素分子は 2 つの原子、O2 で構成されていることが知られています。 特定の条件下では、酸素分子が解離する可能性があります。 2つの別々の原子に分解されます。 自然界では、これらの状態は、大気中の電気の放電中の雷雨中、および太陽からの紫外線放射（地球のオゾン層）の影響下で高層大気中に生成されます。 オゾンの生成メカニズムと分子式。 ただし、酸素原子は単独では存在できず、再集合する傾向があります。 このような再配置の過程で、3原子の分子が形成されます。

オゾン分子 オゾンまたは活性酸素と呼ばれる 3 つの酸素原子からなる分子は、酸素の同素体修飾であり、分子式 O3 (d = 1.28 Å、q = 116.5°) を持ちます。

オゾン分子の 3 番目の原子の結合は比較的弱いため、分子全体が不安定になり、自己崩壊する傾向があることに注意してください。

オゾンの性質

オゾン O3 は特有の刺激臭を持つ青みがかったガスで、分子量は 48 g/mol です。 空気に対する密度 1.657 (オゾンは空気より重い)。 0℃、圧力0.1MPaでの密度は2.143kg/m3。 オゾンの取得

0.01 ～ 0.02 mg/m3 (人間の最大許容濃度の 5 倍低い) レベルの低濃度では、オゾンは空気に新鮮さと純粋さの特徴的な匂いを与えます。 したがって、たとえば、雷雨の後、オゾンの微妙な匂いは常にきれいな空気と関連付けられます。

前述したように、オゾン分子は不安定であり、自己崩壊する性質を持っています。 オゾンが強力な酸化剤であり、非常に効果的な消毒剤であるのは、この特性のためです。

オゾンの酸化電位

酸化剤の有効性の尺度は、ボルトで表される電気化学 (酸化) 電位です。 以下は、オゾンと比較したさまざまな酸化剤の電気化学電位の値です。

この表は、水処理に使用されるすべての酸化剤の中でオゾンが最も強いことを示しています。

現場での申請

オゾンは不安定であるため、生産場所で直接オゾンを使用する必要があります。 オゾンは梱包、保管、輸送の対象ではありません。

オゾンの水への溶解度

ヘンリーの法則に従って、水と混合した気相中のオゾン濃度が増加すると、水中のオゾン濃度も増加します。 また、水温が高くなると水中のオゾン濃度は低くなります。

オゾンの水への溶解度は酸素よりも高いですが、塩素よりは 12 倍低いです。 オゾンを 100% とすると、水中のオゾンの限界濃度は、水温 20℃ で 570 mg/l になります。 最新のオゾン化プラントの出力ガス中のオゾン濃度は重量で 14% に達します。 以下は、蒸留水に溶解しているオゾン濃度の、ガス中のオゾン濃度と水の温度への依存性です。

水および空気中のオゾンの自己分解

空気または水中のオゾン分解速度は、半減期を使用して推定されます。 オゾン濃度が半分になるまでの時間。

水中でのオゾンの自己分解（pH 7）

空気中のオゾンが自己分解する

表から、オゾン水溶液は気体オゾンよりもはるかに不安定であることがわかります。 水中でのオゾン崩壊に関するデータは次のとおりです。 純水溶解または懸濁した不純物を含まないこと。 次の場合、水中のオゾン崩壊速度は何倍にも増加します。

1. 水中に不純物が存在し、オゾンによって酸化される（オゾン中の水の化学的要求）
2. 水の濁りが増加するため、 粒子と水の界面でオゾンの自己分解反応がより早く進行します（触媒作用）
3.水にさらされた場合 UV照射

3. オゾンの生成方法

現在、オゾンを生成する 2 つの方法が広く使用されています。

※紫外線照射

* 静かな（つまり、火花が発生せずに拡散する）コロナ型放電の影響下で

1.紫外線照射

オゾンは UV ランプの近くで形成されることがありますが、その濃度は低濃度 (0.1 重量%) に限られます。

2. コロナ放電

雷雨の際の放電によってオゾンが生成されるのと同じように、 たくさんのオゾンは最新の電気オゾン発生器で生成されます。 この方法をコロナ放電といいます。 酸素を含むガス流に高電圧がかけられます。 高電圧エネルギーは O2 酸素分子を 2 つの O 原子に分割し、O2 分子と結合して O3 オゾンを形成します。

オゾン発生器に入る純粋な酸素は、 大きな割合空気。

この方法では、オゾン含有量が 10 ～ 15 wt.% に増加します。

エネルギー消費量: 空気の場合は 20 ～ 30 W/g O3、酸素の場合は 10 ～ 15 W/g O3

4. 水の浄化と消毒のためのオゾンの使用

水の消毒

オゾンは、細菌、ウイルス、原生動物、その胞子、嚢胞など、既知の微生物をすべて破壊します。 一方、オゾンは塩素より 51% 強力で、15 ～ 20 倍速く作用します。 ポリオウイルスは、オゾン濃度0.45mg/lでは2分後に死滅し、塩素では1mg/lではわずか3時間で死滅します。

オゾンは、塩素よりも 300 ～ 600 倍強力に細菌の芽胞に作用します。

オゾンは細菌の酸化還元系とその原形質を破壊します。

各種消毒剤使用時の生物学的致死係数（BL*）

※BLC値が高いほど消毒力が強くなります。

消毒剤の比較

水の消臭

オゾン処理により、臭いや味の原因となる有機不純物や無機不純物が酸化されます。 オゾン処理された水は酸素を多く含み、新鮮な湧き水のような味わいになります。

瓶詰めラインでの飲料水の最終準備
瓶詰めラインでのオゾン処理。 精製され、ボトリング用の水として準備され、オゾンで飽和され、完全に消毒され、比較的短時間で消毒されます。 消毒特性を獲得します。 これにより、瓶詰めプロセスの微生物学的安全性が高まり、オゾン水が容器の壁、コルク、コルクの下の空隙を確実に滅菌します。 オゾン処理後の水の保存寿命は何倍にも長くなります。 特に効果的なのは、容器のすすぎと組み合わせた水とオゾンの組み合わせ処理です。

鉄、マンガン、硫化水素の酸化

鉄、マンガン、硫化水素はオゾンによって容易に酸化されます。 この場合、鉄は不溶性水酸化物に入り、フィルター内に容易に保持されます。 マンガンは過マンガン酸イオンに酸化され、カーボンフィルターで簡単に除去されます。 硫化水素、硫化物、水硫化物は無害な硫酸塩に変換されます。 オゾン処理中の酸化と濾過可能な沈殿物の形成のプロセスは、曝気中の場合よりも平均して 250 倍の速度で進行します。 特に効果的なのは、鉄有機錯体やバクテリア形態の鉄、マンガン、硫化水素を含む水の脱鉄にオゾンを使用することです。

人為的不純物からの地表水の浄化

事前に浄化した水をオゾン処理し、続いて活性炭で濾過することは、地表水をフェノール、石油製品、農薬、重金属から浄化する信頼性の高い方法です (酸化吸着浄化)。

養鶏場や農場の水の浄化と消毒

養鶏場でのオゾン処理。 家禽や動物の飲用者にオゾンで消毒された水を供給することは、集団伝染病の発生率とリスクを減らすのに役立つだけでなく、鳥や動物の体重増加の加速を引き起こします。

廃水処理と消毒

オゾンは廃水を漂白します。

オゾン処理の助けを借りて、廃水をフェノール、石油製品、界面活性剤の含有量、微生物学的指標などについての漁業貯水池の厳しい要件に合わせることができます。

食品や設備の消毒のための水オゾン処理

上で述べたように、製品水が消毒液の特性を獲得するという事実により、瓶詰めプロセス中にオゾン化された水の保存寿命は大幅に延長されます。

食品加工中、汚染された設備は細菌を繁殖させ、強い腐敗臭の原因となります。 汚染物質の大部分を除去した後、機器をオゾン水ですすぐと、表面が消毒され、室内の空気がリフレッシュされ、生産の一般的な衛生状態が改善されます。

衛生のためのオゾン処理。 機器の消毒用水は、瓶詰め前の水のオゾン処理とは対照的に、より高濃度のオゾンを生成します。

同様に、魚介類、家禽の枝肉、野菜も包装前にオゾン水で処理できます。 保管前の加工品の耐用年数は長くなり、保管後の外観は生の製品とほとんど変わりません。

5. オゾン装置の操作における安全面

ガス状オゾンは有毒であり、（他の強力な酸化剤と同様に）上気道の火傷や中毒を引き起こす可能性があります。

作業エリアの空気中のオゾンの最大許容濃度（MAC）は、GOST 12.1.005「作業エリアの空気に対する一般衛生および衛生要件」によって規制されており、それによると、0.1 mg/m3 です。

オゾンの臭いは人によって0.01〜0.02 mg/m3の濃度に固定されており、これはMPCの5〜10分の1であるため、室内にわずかなオゾンの臭いが現れても警報信号ではありません。 生産室内のオゾン含有量を確実に制御するには、オゾン濃度を監視できるガス分析装置を設置し、MPC を超えた場合には安全なレベルまで下げるための適切な措置を講じる必要があります。

オゾン装置を含む技術スキームには、ガス分離装置が装備されている必要があります。ガス分離装置を介して、過剰な（未溶解の）オゾンが触媒破壊装置に入り、そこで酸素に分解されます。 このようなシステムは、生産室の空気へのオゾンの流れを排除します。

なぜなら オゾンは最も強力な酸化剤であるため、すべてのガスパイプラインはステンレス鋼やフッ素樹脂などの耐オゾン性材料で作られている必要があります。

オゾンは、1840 年にシェンバインによって初めて入手され、研究されました。オゾンは、鋭い特徴的な臭気を持つ青みがかったガスです。

液化オゾンは濃い青色の液体で、固体オゾンは濃い紫色の結晶の塊で​​す。 オゾンは四塩化炭素、氷酢酸、液体窒素、水に溶けます。 これは、静かな放電が空気または酸素（雷雨の後の新鮮な臭いは、大気中の少量のオゾンの存在によるものです）、湿ったリンの酸化、空気中の酸素に対するラジウム線、紫外線または陰極線の作用、過酸化水素の分解、硫酸の電気分解（など）を通過するときに形成されます。
酸素含有酸）、フッ素の水への影響など。地球の大気中の含有量はごくわずかです。 地表近くの空気層には、大気の上層に比べてオゾンが少なくなります。 高さ1.050で メートル(モンブラン地域) レビーは 0 ～ 3.7 でした mg、標高3,000度で メートル—9,4 mg。オゾン100あたり メートル立方体空気。 オゾン発生器は、工学や研究室でオゾンを生成するために使用されます。 オゾン化の場合、高電圧電流源に接続された 2 つの電極間に酸素または空気が流されます。
純粋な形のオゾンは、液体空気で冷却されると、オゾンと酸素の混合物から放出されます。 オゾンは分解しやすく、二酸化マンガン、鉛、窒素酸化物の存在下では純粋なオゾンの分解が促進されます。 水の存在下ではオゾンの分解が遅くなり、0°の乾燥オゾンは 20.4°の湿潤オゾンよりも 30 倍速く分解します。 オゾンは非常に強い酸化作用を持っています。 ヨウ化カリウムからヨウ素を放出し、水銀を酸化し、硫黄金属を硫酸塩に変換し、有機染料を脱色します。オゾンはゴムチューブを破壊します。 エーテル、アルコール、照明用ガス、脱脂綿は、高度にオゾン化された酸素と接触すると発火します。 不飽和有機化合物に対するオゾンの作用により、オゾニドの付加生成物が形成されます。 オゾンは水の殺菌、消臭、つまり悪臭の破壊、有機調理の準備に使用されます。

物理的特性

化学的性質と製造方法

中古文献リスト

1. ヴォルコフ、A.I.、ジャースキー、I.M.大きな化学参考書 / A.I. ヴォルコフ、I.M. ザルスキー。 - ミンスク: 現代学校、2005。 - 608、ISBN 985-6751-04-7。