วลี "ชั้นโอโซน" ซึ่งโด่งดังในยุค 70 ศตวรรษที่ผ่านมาได้ถูกกำหนดมาอย่างยาวนาน ในขณะเดียวกัน มีเพียงไม่กี่คนที่เข้าใจว่าแนวคิดนี้หมายถึงอะไร และเหตุใดการทำลายชั้นโอโซนจึงเป็นอันตราย ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่กว่าสำหรับหลาย ๆ คนคือโครงสร้างของโมเลกุลโอโซน แต่ก็ยังเกี่ยวข้องโดยตรงกับปัญหาของชั้นโอโซน มาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโอโซน โครงสร้าง และการใช้งานในอุตสาหกรรมกันเถอะ

โอโซนคืออะไร

โอโซนหรือที่เรียกว่าแอคทีฟออกซิเจนเป็นก๊าซสีฟ้าที่มีกลิ่นโลหะฉุน

สารนี้สามารถมีอยู่ในการรวมตัวทั้งสามสถานะ: ก๊าซ ของแข็ง และของเหลว

ในขณะเดียวกัน โอโซนเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของก๊าซเท่านั้น ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นโอโซนที่เรียกว่า เป็นเพราะสีฟ้าทำให้ท้องฟ้ากลายเป็นสีฟ้า

โมเลกุลของโอโซนมีลักษณะอย่างไร?

โอโซนมีชื่อเล่นว่า "แอคทีฟออกซิเจน" เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับออกซิเจน ดังนั้นการแสดงหลัก องค์ประกอบทางเคมีในสารเหล่านี้คือออกซิเจน (O) อย่างไรก็ตามหากโมเลกุลออกซิเจนมี 2 อะตอม โมเลกุล - O 3) ประกอบด้วย 3 อะตอมของธาตุนี้

ด้วยโครงสร้างนี้ คุณสมบัติของโอโซนจึงคล้ายกับออกซิเจน แต่เด่นชัดกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เช่น O 2 , O 3 เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างสารที่ "เกี่ยวข้อง" เหล่านี้ ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับทุกคนที่ต้องจำไว้ ได้แก่ โอโซนไม่สามารถหายใจได้ เป็นพิษ และหากสูดดมเข้าไป อาจทำลายปอดหรือถึงขั้นเสียชีวิตได้ ในขณะเดียวกัน O 3 ก็เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความสะอาดอากาศจากสิ่งเจือปนที่เป็นพิษ อย่างไรก็ตาม เป็นเพราะเหตุนี้หลังฝนตกจึงหายใจได้สะดวก: โอโซนออกซิไดซ์สารอันตรายในอากาศและทำให้บริสุทธิ์

แบบจำลองของโมเลกุลโอโซน (ประกอบด้วยออกซิเจน 3 อะตอม) ดูเหมือนภาพมุมหนึ่ง และขนาดของมันคือ 117° โมเลกุลนี้ไม่มีอิเลคตรอนที่ไม่มีการจับคู่ ดังนั้นจึงเป็นไดอะแมกเนติก นอกจากนี้ยังมีขั้วแม้ว่าจะประกอบด้วยอะตอมของธาตุเดียว

อะตอมสองอะตอมของโมเลกุลหนึ่งๆ แต่การเชื่อมต่อกับบุคคลที่สามมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่า ด้วยเหตุผลนี้ โมเลกุลของโอโซน (รูปแบบจำลองสามารถดูได้ด้านล่าง) จึงเปราะบางมากและหลังจากการก่อตัวไม่นานก็จะแตกตัว ตามกฎแล้วในปฏิกิริยาใด ๆ ของการสลายตัวของ O 3 ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมา

เนื่องจากความไม่เสถียรของโอโซน ทำให้ไม่สามารถเก็บเกี่ยว จัดเก็บ หรือขนส่งได้เหมือนสารอื่นๆ ด้วยเหตุนี้การผลิตจึงมีราคาแพงกว่าสารอื่น ๆ

ในขณะเดียวกัน กิจกรรมที่สูงของโมเลกุล O 3 ช่วยให้สารนี้เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด มีพลังมากกว่าออกซิเจน และปลอดภัยกว่าคลอรีน

หากโมเลกุลของโอโซนถูกทำลายและปล่อย O 2 ปฏิกิริยานี้จะมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานเสมอ ในเวลาเดียวกันเพื่อให้กระบวนการย้อนกลับเกิดขึ้น (การก่อตัวของ O 3 จาก O 2) คุณต้องใช้จ่ายไม่น้อย

ในสถานะก๊าซ โมเลกุลของโอโซนจะสลายตัวที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส หากเพิ่มอุณหภูมิเป็น 100 องศาขึ้นไป ปฏิกิริยาจะเร่งขึ้นอย่างมาก การมีสิ่งเจือปนยังช่วยเร่งระยะเวลาการสลายตัวของโมเลกุลโอโซน

คุณสมบัติของ O3

ไม่ว่าโอโซนจะอยู่ในสถานะใดในสามสถานะนี้ ก็จะยังคงมีสีฟ้า ยิ่งสารมีความแข็งมากเท่าใด เฉดสีนี้ก็จะยิ่งเข้มข้นและเข้มขึ้นเท่านั้น

โอโซนแต่ละโมเลกุลมีน้ำหนัก 48 กรัม/โมล มันหนักกว่าอากาศซึ่งช่วยแยกสารเหล่านี้ออกจากกัน

O 3 สามารถออกซิไดซ์โลหะและอโลหะได้เกือบทั้งหมด (ยกเว้นทองคำ อิริเดียม และแพลทินัม)

นอกจากนี้สารนี้สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการเผาไหม้ แต่ต้องใช้มากกว่านี้ ความร้อนกว่าสำหรับ O 2 .

โอโซนสามารถละลายได้ใน H 2 O และฟรีออน ในสถานะของเหลว สามารถผสมกับออกซิเจนเหลว ไนโตรเจน มีเทน อาร์กอน คาร์บอนเตตระคลอไรด์ และคาร์บอนไดออกไซด์

โมเลกุลของโอโซนเกิดขึ้นได้อย่างไร?

O 3 โมเลกุลเกิดจากการจับอะตอมของออกซิเจนอิสระเข้ากับโมเลกุลของออกซิเจน ในทางกลับกัน พวกมันปรากฏขึ้นเนื่องจากการแตกตัวของโมเลกุล O 2 อื่น ๆ เนื่องจากผลกระทบของการปล่อยไฟฟ้า รังสีอัลตราไวโอเลต อิเล็กตรอนเร็ว และอนุภาคพลังงานสูงอื่น ๆ ด้วยเหตุนี้ จึงสัมผัสกลิ่นเฉพาะของโอโซนได้เมื่ออยู่ใกล้เครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโคมไฟที่เปล่งแสงอัลตราไวโอเลต

ในระดับอุตสาหกรรม O 3 ถูกแยกออกโดยใช้ไฟฟ้าหรือเครื่องสร้างโอโซน ในอุปกรณ์เหล่านี้ กระแสไฟฟ้าแรงสูงจะถูกส่งผ่านกระแสก๊าซซึ่งมี O 2 ตั้งอยู่ ซึ่งอะตอมทำหน้าที่เป็น " วัสดุก่อสร้าง» สำหรับโอโซน

บางครั้งออกซิเจนบริสุทธิ์หรืออากาศธรรมดาก็วิ่งเข้าไปในอุปกรณ์เหล่านี้ คุณภาพของโอโซนที่ได้นั้นขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์เริ่มต้น ดังนั้น O 3 ทางการแพทย์ที่มีไว้สำหรับการรักษาบาดแผลจึงสกัดจาก O 2 บริสุทธิ์ทางเคมีเท่านั้น

ประวัติการค้นพบโอโซน

เมื่อทราบว่าโมเลกุลของโอโซนมีลักษณะอย่างไรและเกิดขึ้นได้อย่างไร ควรทำความคุ้นเคยกับประวัติของสารนี้

มันถูกสังเคราะห์ขึ้นเป็นครั้งแรกโดยนักวิจัยชาวดัตช์ Martin van Marum ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่าหลังจากผ่านประกายไฟฟ้าผ่านภาชนะที่มีอากาศ ก๊าซในนั้นเปลี่ยนคุณสมบัติ ในเวลาเดียวกัน Van Marum ไม่เข้าใจว่าเขาได้แยกโมเลกุลของสารใหม่

แต่เพื่อนร่วมงานชาวเยอรมันของเขาชื่อ Sheinbein พยายามสลาย H 2 O ให้เป็น H และ O 2 ด้วยความช่วยเหลือของไฟฟ้า ดึงความสนใจไปที่การปล่อยก๊าซใหม่ที่มีกลิ่นฉุน หลังจากการวิจัยมากมาย นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายถึงสารที่เขาค้นพบและตั้งชื่อมันว่า "โอโซน" เพื่อเป็นเกียรติแก่มัน คำภาษากรีก"กลิ่น".

นักวิทยาศาสตร์หลายคนสนใจความสามารถในการฆ่าเชื้อราและแบคทีเรียรวมทั้งลดความเป็นพิษของสารประกอบที่เป็นอันตรายซึ่งสารเปิดมีอยู่ 17 ปีหลังจากการค้นพบ O 3 อย่างเป็นทางการ แวร์เนอร์ ฟอน ซีเมนส์ได้ออกแบบเครื่องมือชิ้นแรกที่ทำให้สามารถสังเคราะห์โอโซนในปริมาณเท่าใดก็ได้ และ 39 ปีต่อมา นิโคลา เทสลา ผู้ปราดเปรื่องได้คิดค้นและจดสิทธิบัตรเครื่องกำเนิดโอโซนเครื่องแรกของโลก

เป็นเครื่องมือนี้ที่ใช้เป็นครั้งแรกในฝรั่งเศสในรอบ 2 ปีที่สถานบำบัดสำหรับ น้ำดื่ม. ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ XX ยุโรปกำลังเริ่มเปลี่ยนมาใช้โอโซนของน้ำดื่มเพื่อทำให้บริสุทธิ์

จักรวรรดิรัสเซียใช้เทคนิคนี้เป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2454 และหลังจากนั้น 5 ปี มีการติดตั้งระบบโอโซนสำหรับทำน้ำดื่มเกือบ 4 โหลในประเทศ

ทุกวันนี้ โอโซนของน้ำค่อยๆ เข้ามาแทนที่คลอรีน ดังนั้น 95% ของน้ำดื่มทั้งหมดในยุโรปได้รับการบำบัดด้วย O 3 เทคนิคนี้เป็นที่นิยมอย่างมากในสหรัฐอเมริกา ใน CIS ยังอยู่ระหว่างการศึกษาเพราะแม้ว่าขั้นตอนจะปลอดภัยและสะดวกกว่า แต่ก็มีราคาแพงกว่าคลอรีน

การประยุกต์ใช้โอโซน

นอกจากการทำน้ำให้บริสุทธิ์แล้ว O 3 ยังมีการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย

• โอโซนใช้เป็นสารฟอกขาวในการผลิตกระดาษและสิ่งทอ
• แอคทีฟออกซิเจนใช้ในการฆ่าเชื้อไวน์และเร่งกระบวนการชราของคอนญัก
• ด้วยความช่วยเหลือของ O 3 ทำให้น้ำมันพืชหลายชนิดได้รับการกลั่น
• บ่อยครั้งที่สารนี้ถูกใช้เพื่อแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่เน่าเสียง่าย เช่น เนื้อสัตว์ ไข่ ผลไม้และผัก ขั้นตอนนี้ไม่ทิ้งร่องรอยของสารเคมี เช่นเดียวกับการใช้คลอรีนหรือฟอร์มาลดีไฮด์ และผลิตภัณฑ์สามารถเก็บไว้ได้นานขึ้น
• โอโซนฆ่าเชื้ออุปกรณ์ทางการแพทย์และเสื้อผ้า
• นอกจากนี้ O 3 บริสุทธิ์ยังใช้สำหรับการแพทย์และต่างๆ ขั้นตอนเครื่องสำอาง. โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยความช่วยเหลือด้านทันตกรรมพวกเขาฆ่าเชื้อในช่องปากและเหงือกและรักษาโรคต่างๆ (เปื่อย, เริม, เชื้อราในช่องปาก) ในประเทศแถบยุโรป O 3 เป็นที่นิยมมากในการฆ่าเชื้อบาดแผล
• ใน ปีที่แล้วเครื่องใช้ในบ้านแบบพกพาสำหรับกรองอากาศและน้ำโดยใช้โอโซนกำลังได้รับความนิยมอย่างมาก

ชั้นโอโซน - มันคืออะไร?

ที่ระยะ 15-35 กม. เหนือพื้นผิวโลกคือชั้นโอโซนหรือที่เรียกว่าโอโซนสเฟียร์ ในสถานที่นี้ O 3 เข้มข้นทำหน้าที่เป็นตัวกรองรังสีดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตราย

สารจำนวนดังกล่าวมาจากไหนหากโมเลกุลของสารนั้นไม่เสถียร ไม่ยากที่จะตอบคำถามนี้หากเราจำแบบจำลองของโมเลกุลโอโซนและวิธีการก่อตัวได้ ดังนั้นออกซิเจนประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจน 2 โมเลกุลที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์จึงได้รับความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์ พลังงานนี้เพียงพอที่จะแยก O 2 ออกเป็นอะตอมซึ่ง O 3 จะเกิดขึ้น ในขณะเดียวกัน ชั้นโอโซนไม่เพียงแต่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์บางส่วนเท่านั้น แต่ยังกรองและดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายอีกด้วย

มีการกล่าวไว้ข้างต้นว่าโอโซนถูกละลายโดยฟรีออน สารที่เป็นก๊าซเหล่านี้ (ใช้ในการผลิตสารระงับกลิ่นกาย ถังดับเพลิง และตู้เย็น) เมื่อถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ จะส่งผลต่อโอโซนและทำให้เกิดการสลายตัว ผลที่ตามมาคือรูปรากฏขึ้นในชั้นบรรยากาศโอโซโนสเฟียร์ซึ่งรังสีสุริยะที่ไม่มีการกรองผ่านเข้ามายังดาวเคราะห์ ซึ่งมีผลทำลายล้างสิ่งมีชีวิต

เมื่อพิจารณาคุณสมบัติและโครงสร้างของโมเลกุลโอโซนแล้ว เราสามารถสรุปได้ว่าสารนี้แม้ว่าจะเป็นอันตราย แต่ก็มีประโยชน์อย่างมากต่อมนุษยชาติหากใช้อย่างถูกต้อง

การแนะนำ

โอโซนเป็นสารธรรมดาซึ่งเป็นการดัดแปลงแบบ allotropic ของออกซิเจน โมเลกุลของโอโซนประกอบด้วยอะตอม 3 อะตอม ซึ่งแตกต่างจากออกซิเจน ภายใต้สภาวะปกติ จะเป็นก๊าซที่มีกลิ่นฉุน สีฟ้าและมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่รุนแรง

โอโซนเป็นองค์ประกอบถาวรของชั้นบรรยากาศโลกและมีบทบาทสำคัญในการดำรงชีวิตบนนั้น ในชั้นผิวของชั้นบรรยากาศโลก ความเข้มข้นของโอโซนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว สภาพโดยรวมของโอโซนในชั้นบรรยากาศมีความแปรปรวนและผันผวนตามฤดูกาล โอโซนในชั้นบรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการดำรงชีวิตบนโลก ช่วยปกป้องโลกจากผลเสียหายของรังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งมีส่วนช่วยในการอนุรักษ์สิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องค้นหาว่าโอโซนมีผลอย่างไรต่อเนื้อเยื่อชีวภาพ

คุณสมบัติทั่วไปของโอโซน

โอโซนเป็นการดัดแปลงออกซิเจนแบบ allotropic ซึ่งประกอบด้วยโมเลกุล triatomic O 3 โมเลกุลของมันคือไดอะแมกเนติกและมีรูปร่างเชิงมุม พันธะในโมเลกุลถูกแยกออกเป็นสามส่วน

ข้าว. 1 โครงสร้างของโอโซน

ทั้งคู่ o-o การเชื่อมต่อในโมเลกุลของโอโซนมีความยาวเท่ากันคือ 1.272 อังสตรอม มุมระหว่างพันธะคือ 116.78° อะตอมออกซิเจนกลาง sp²-hybridized มีอิเล็กตรอนคู่เดียว โมเลกุลมีขั้ว โมเมนต์ไดโพลคือ 0.5337 D.

ธรรมชาติของพันธะเคมีในโอโซนเป็นตัวกำหนดความไม่เสถียรของมัน (หลังจากเวลาหนึ่ง โอโซนจะเปลี่ยนเป็นออกซิเจนโดยธรรมชาติ: 2O3 -> 3O2) และความสามารถในการออกซิไดซ์สูง (โอโซนมีปฏิกิริยาหลายอย่างที่ออกซิเจนระดับโมเลกุลไม่สามารถเข้าไปได้) ผลออกซิไดซ์ของโอโซนต่อสารอินทรีย์เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของอนุมูล: RH + O3 RO2 + OH

อนุมูลเหล่านี้เริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ที่รุนแรงกับโมเลกุลอินทรีย์ชีวภาพ (ไขมัน โปรตีน กรดนิวคลีอิก) ซึ่งนำไปสู่การตายของเซลล์ การใช้โอโซนฆ่าเชื้อโรคในน้ำดื่มขึ้นอยู่กับความสามารถในการฆ่าเชื้อโรค โอโซนไม่แยแสต่อสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้นเช่นกัน การสัมผัสกับบรรยากาศที่มีโอโซนเป็นเวลานาน (เช่น ห้องกายภาพบำบัดและห้องฉายรังสีควอทซ์) อาจทำให้เกิดความบกพร่องอย่างรุนแรงได้ ระบบประสาท. ดังนั้นโอโซนในปริมาณมากจึงเป็นก๊าซพิษ ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตในอากาศในพื้นที่ทำงานคือ 0.0001 มก. / ลิตร มลพิษโอโซนในอากาศเกิดขึ้นระหว่างการทำโอโซนของน้ำ เนื่องจากความสามารถในการละลายต่ำ

ประวัติการค้นพบ

โอโซนถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2328 โดยนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ M. van Marum โดยกลิ่นที่มีลักษณะเฉพาะและคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่อากาศได้รับหลังจากประกายไฟฟ้าผ่านเข้าไป เช่นเดียวกับความสามารถในการกระทำต่อปรอทที่อุณหภูมิปกติ อันเป็นผลมาจาก ซึ่งมันจะสูญเสียความมันวาวและเริ่มติดกระจก อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้ถูกอธิบายว่าเป็นสารใหม่ Van Marum เชื่อว่ามี "สสารไฟฟ้า" พิเศษก่อตัวขึ้น

ภาคเรียน โอโซนถูกเสนอโดยนักเคมีชาวเยอรมัน X. F. Schönbein ในปี 1840 สำหรับกลิ่นของมัน เข้าสู่พจนานุกรมใน XIX ปลายศตวรรษ. แหล่งข้อมูลหลายแห่งให้ความสำคัญกับการค้นพบโอโซนในปี พ.ศ. 2382 สำหรับเขา ในปี 1840 Schonbein ได้แสดงความสามารถของโอโซนในการแทนที่ไอโอดีนจากโพแทสเซียมไอโอไดด์:

ข้อเท็จจริงของการลดลงของปริมาตรของก๊าซในระหว่างการเปลี่ยนออกซิเจนเป็นโอโซนได้รับการพิสูจน์โดยการทดลองโดย Andrews และ Tet โดยใช้หลอดแก้วที่มีมาตรวัดความดันซึ่งเต็มไปด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์ โดยมีลวดทองคำขาวบัดกรีเข้าไปเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

คุณสมบัติทางกายภาพ

โอโซนเป็นก๊าซสีน้ำเงินที่สามารถมองเห็นได้เมื่อมองผ่านชั้นออกซิเจนที่มีนัยสำคัญซึ่งมีความหนาถึง 1 เมตร ในสถานะของแข็ง โอโซนจะมีสีดำปนม่วง โอโซนเหลวมีสีน้ำเงินเข้ม โปร่งใสในชั้นไม่เกิน 2 มม. ความหนา; สวยทนทาน

คุณสมบัติ:

§ น้ำหนักโมเลกุล - 48 a.m.u.

§ ความหนาแน่นของก๊าซที่ สภาวะปกติ- 2.1445 ก./ลบ.ม. ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซสำหรับออกซิเจน 1.5; ทางอากาศ - 1.62

§ ความหนาแน่นของของเหลวที่ −183 °C - 1.71 g/cm³

§ จุดเดือด - -111.9 °C (โอโซนเหลวมีอุณหภูมิ 106 °C.)

§ จุดหลอมเหลว - -197.2 ± 0.2 ° C (โดยปกติจะให้ mp -251.4 ° C นั้นผิดพลาด เนื่องจากการกำหนดไม่ได้คำนึงถึงความสามารถที่ยอดเยี่ยมของโอโซนในการทำความเย็นยิ่งยวด)

§ ความสามารถในการละลายน้ำที่ 0 °C - 0.394 กก. / ลบ.ม. (0.494 ลิตร / กก.) ซึ่งสูงกว่าออกซิเจน 10 เท่า

§ ในสถานะก๊าซ โอโซนเป็นแม่เหล็กแบบไดอะแมกเนติก ส่วนในสถานะของเหลวจะเป็นแบบพาราแมกเนติกอย่างอ่อน

§ กลิ่นนั้นคมเฉพาะ "โลหะ" (ตาม Mendeleev - "กลิ่นของกั้ง") ที่ความเข้มข้นสูงจะมีกลิ่นเหมือนคลอรีน กลิ่นจะสังเกตเห็นได้แม้ในการเจือจาง 1: 100,000

คุณสมบัติทางเคมี.

คุณสมบัติทางเคมีโอโซนถูกกำหนดโดยความสามารถในการออกซิไดซ์ที่ยอดเยี่ยม

โมเลกุล O 3 ไม่เสถียรและที่ความเข้มข้นเพียงพอในอากาศภายใต้สภาวะปกติ จะกลายเป็น O 2 เองในเวลาไม่กี่สิบนาทีด้วยการปลดปล่อยความร้อน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความดันที่ลดลงจะเพิ่มอัตราการเปลี่ยนสถานะเป็นไดอะตอมมิก ที่ความเข้มข้นสูง การเปลี่ยนแปลงสามารถระเบิดได้

คุณสมบัติ:

§ การเกิดออกซิเดชันของโลหะ

§ การเกิดออกซิเดชันของอโลหะ

§ การโต้ตอบกับออกไซด์

§ การเผาไหม้

§ การก่อตัวของโอโซน

วิธีการได้รับโอโซน

โอโซนเกิดขึ้นจากหลายกระบวนการพร้อมกับการปล่อยออกซิเจนอะตอม เช่น ระหว่างการสลายตัวของเปอร์ออกไซด์ ปฏิกิริยาออกซิเดชันของฟอสฟอรัส เป็นต้น ในอุตสาหกรรม โอโซนได้มาจากอากาศหรือออกซิเจนในเครื่องสร้างโอโซนโดยการกระทำของการปล่อยไฟฟ้า O3 ทำให้เป็นของเหลวได้ง่ายกว่า O2 ดังนั้นจึงแยกออกได้ง่าย โอโซนสำหรับการบำบัดด้วยโอโซนในทางการแพทย์นั้นได้มาจากออกซิเจนบริสุทธิ์เท่านั้น เมื่ออากาศถูกฉายรังสีอัลตราไวโอเลตอย่างหนัก จะเกิดโอโซนขึ้น กระบวนการเดียวกันนี้เกิดขึ้นในชั้นบนของชั้นบรรยากาศ ซึ่งชั้นโอโซนถูกสร้างขึ้นและคงไว้ภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์

โอโซนเป็นคำที่มาจากภาษากรีกซึ่งแปลว่า "มีกลิ่น" โอโซนคืออะไร? ที่แกนกลาง O3 โอโซนเป็นก๊าซสีน้ำเงินที่มีกลิ่นเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับกลิ่นของอากาศหลังพายุฝนฟ้าคะนอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งรู้สึกใกล้แหล่งที่มา กระแสไฟฟ้า.

ประวัติการค้นพบโอโซนของนักวิทยาศาสตร์

โอโซนคืออะไร? มันเปิดได้อย่างไร? ในปี ค.ศ. 1785 Martin van Marum นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ได้ทำการทดลองหลายอย่างเพื่อศึกษาผลกระทบของกระแสไฟฟ้าต่อออกซิเจน จากผลการวิจัย นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบลักษณะที่ปรากฏของ "สสารไฟฟ้า" ที่เฉพาะเจาะจง การทำงานในทิศทางนี้อย่างต่อเนื่อง ในปี 1850 เขาสามารถระบุความสามารถของโอโซนในการทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์และคุณสมบัติของมันในฐานะตัวออกซิไดซ์

คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อโรคของโอโซนถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2441 ในประเทศฝรั่งเศส ในเมือง Bon Voyage มีการสร้างโรงงานเพื่อฆ่าเชื้อและฆ่าเชื้อโรคในน้ำจากแม่น้ำ Vasyubi ในรัสเซีย โรงงานโอโซนแห่งแรกเปิดตัวในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในปี พ.ศ. 2454

โอโซนถูกใช้อย่างแพร่หลายในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเพื่อใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อ ส่วนผสมของโอโซนกับออกซิเจนถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคเกี่ยวกับลำไส้ โรคปอดบวม โรคตับอักเสบ และถูกนำมาใช้กับแผลติดเชื้อหลังการผ่าตัด การใช้งานโอโซนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเริ่มขึ้นในปี 1980 แรงผลักดันสำหรับสิ่งนี้คือการปรากฏตัวในตลาดที่น่าเชื่อถือและประหยัดพลังงาน ปัจจุบัน โอโซนใช้ในการทำให้น้ำบริสุทธิ์ประมาณ 95% ในสหรัฐอเมริกาและทั่วยุโรป

เทคโนโลยีการสร้างโอโซน

โอโซนคืออะไร? มันเกิดขึ้นได้อย่างไร? ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ โอโซนพบได้ในชั้นบรรยากาศโลกที่ระดับความสูง 25 กม. ในความเป็นจริงมันเป็นก๊าซที่เกิดขึ้นจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ บนพื้นผิวนั้นก่อตัวเป็นชั้นหนา 19-35 กม. ซึ่งปกป้องโลกจากการทะลุทะลวงของรังสีดวงอาทิตย์ ตามการตีความของนักเคมี โอโซนคือออกซิเจนที่ใช้งานอยู่ (สารประกอบของออกซิเจนสามอะตอม) ในสถานะก๊าซจะมีสีน้ำเงิน ในสถานะของเหลวจะมีสีคราม และในสถานะของแข็งจะมีผลึกสีน้ำเงินเข้ม O3 คือสูตรโมเลกุลของมัน

อันตรายของโอโซนคืออะไร? มันอยู่ในกลุ่มอันตรายสูงสุด - เป็นก๊าซพิษมากซึ่งความเป็นพิษนั้นเทียบได้กับประเภทของตัวแทนสงครามเคมี สาเหตุของการปรากฏตัวของมันคือการปล่อยกระแสไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศ (3O2 = 2O3) ในธรรมชาติ คุณจะรู้สึกได้หลังจากฟ้าแลบรุนแรง โอโซนทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นๆ ได้ดี และถือเป็นหนึ่งในสาเหตุที่ทำให้โอโซนใช้ในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ไวรัส จุลินทรีย์ เพื่อทำให้น้ำและอากาศบริสุทธิ์

ผลกระทบด้านลบของโอโซน

โอโซนทำอะไรได้บ้าง? คุณลักษณะเฉพาะของก๊าซนี้คือความสามารถในการโต้ตอบกับสารอื่นได้อย่างรวดเร็ว หากในธรรมชาติมีตัวบ่งชี้เชิงบรรทัดฐานมากเกินไปเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อของมนุษย์สารอันตรายและโรคอาจเกิดขึ้นได้ โอโซนเป็นสารออกซิไดซ์ที่ทรงพลัง เมื่อทำปฏิกิริยากับสิ่งต่อไปนี้จะถูกทำลายอย่างรวดเร็ว:

• ยางธรรมชาติ;
• โลหะที่ไม่ใช่ทองคำ แพลทินัม และอิริเดียม
• เครื่องใช้ไฟฟ้า;
• อิเล็กทรอนิกส์.

ที่ความเข้มข้นสูงของโอโซนในอากาศ สุขภาพและความเป็นอยู่ของมนุษย์จะเสื่อมโทรมลง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:

• เยื่อเมือกของดวงตาระคายเคือง
• การทำงานของระบบทางเดินหายใจหยุดชะงักซึ่งจะนำไปสู่การเป็นอัมพาตของปอด
• มีความเหนื่อยล้าของร่างกายโดยทั่วไป
• อาการปวดหัวปรากฏขึ้น
• อาจเกิดอาการแพ้;
• แสบร้อนในลำคอและคลื่นไส้
• กำลังเกิดขึ้น อิทธิพลเชิงลบต่อระบบประสาท

คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของโอโซน

โอโซนทำให้อากาศบริสุทธิ์หรือไม่? ใช่ แม้ว่าก๊าซของมันจะมีประโยชน์ต่อมนุษย์มากก็ตาม ในระดับความเข้มข้นเล็กน้อย มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อโรคและกำจัดกลิ่นที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีผลเสียต่อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายและทำให้ถูกทำลาย:

• ไวรัส;
• จุลินทรีย์ประเภทต่างๆ
• แบคทีเรีย;
• เชื้อรา;
• จุลินทรีย์

ส่วนใหญ่แล้วโอโซนจะถูกใช้ในช่วงที่มีการระบาดของโรคไข้หวัดใหญ่และการระบาดของโรคติดเชื้อที่เป็นอันตราย ด้วยความช่วยเหลือของมัน น้ำจะถูกทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนและสารประกอบเหล็กหลายชนิด ในขณะเดียวกันก็เพิ่มคุณค่าด้วยออกซิเจนและแร่ธาตุ

ข้อมูลน่ารู้เกี่ยวกับโอโซน ขอบเขตของโอโซน

คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อที่ดีเยี่ยมและเลขที่ ผลข้างเคียงทำให้เกิดความต้องการใช้โอโซนอย่างแพร่หลายในภาคส่วนต่าง ๆ ของเศรษฐกิจ วันนี้โอโซนถูกนำมาใช้เพื่อ:

• ตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมยา
• การทำน้ำให้บริสุทธิ์ในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำและฟาร์มเลี้ยงปลา
• การฆ่าเชื้อโรคในสระ
• วัตถุประสงค์ทางการแพทย์
• ขั้นตอนเครื่องสำอาง

ในอุตสาหกรรมการแพทย์ มีการใช้โอโซนสำหรับแผลพุพอง แผลไฟไหม้ กลาก เส้นเลือดขอด บาดแผล และโรคผิวหนัง ในด้านความงาม โอโซนใช้ในการต่อสู้กับความชราของผิว เซลลูไลท์ และน้ำหนักส่วนเกิน

ผลของโอโซนต่อกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต

โอโซนคืออะไร? มีผลกระทบต่อชีวิตบนโลกอย่างไร? ตามที่นักวิทยาศาสตร์ 10% ของโอโซนอยู่ในโทรโพสเฟียร์ โอโซนนี้เป็นองค์ประกอบสำคัญของหมอกควันและทำหน้าที่เป็นสารก่อมลพิษ ส่งผลเสียต่อระบบทางเดินหายใจของคน สัตว์ และชะลอการเจริญเติบโตของพืช อย่างไรก็ตาม ปริมาณของมันน้อยมากจนเป็นอันตรายต่อสุขภาพ ส่วนสำคัญของโอโซนที่เป็นอันตรายในองค์ประกอบของหมอกควันคือผลิตภัณฑ์จากการทำงานของรถยนต์และโรงไฟฟ้า

โอโซนจำนวนมาก (ประมาณ 90%) อยู่ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ สารนี้ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายทางชีวภาพจากดวงอาทิตย์ จึงช่วยปกป้องผู้คน พืช และสัตว์จากผลกระทบด้านลบ

ในปี ค.ศ. 1785 Van Marum นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ได้ดึงความสนใจไปที่กลิ่นระหว่างการก่อตัวของประกายไฟในเครื่องไฟฟ้าและความสามารถในการออกซิไดซ์ของอากาศหลังจากผ่านประกายไฟผ่านเข้าไปในอากาศ

ในปี 1840 Sheinbein นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันซึ่งมีส่วนร่วมในการไฮโดรไลซิสของน้ำพยายามย่อยสลายเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนโดยใช้อาร์คไฟฟ้า จากนั้นเขาก็ค้นพบว่ามีก๊าซใหม่ที่มีกลิ่นเฉพาะซึ่งไม่เคยรู้มาก่อนมาก่อนทางวิทยาศาสตร์ ชื่อ "โอโซน" ถูกกำหนดให้กับก๊าซโดย Sheinbein เนื่องจากมีกลิ่นเฉพาะตัว และมาจากคำภาษากรีก "osien" ซึ่งแปลว่า "กลิ่น"

ในปี 1857 ด้วยความช่วยเหลือของ "ท่อที่สมบูรณ์แบบของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก" ที่สร้างขึ้นโดย Werner von Siemens การติดตั้งโอโซนทางเทคนิคครั้งแรกถูกสร้างขึ้น ในปี 1901 ซีเมนส์ได้สร้างสถานีไฟฟ้าพลังน้ำแห่งแรกที่มีเครื่องกำเนิดโอโซนในวีสแบนด์

ในอดีต การใช้โอโซนเริ่มต้นจากการติดตั้งเพื่อเตรียมน้ำดื่ม เมื่อในปี พ.ศ. 2441 โรงงานนำร่องแห่งแรกได้รับการทดสอบในเมือง Saint Maur (ฝรั่งเศส) ในปีพ. ศ. 2450 โรงงานโอโซนน้ำแห่งแรกถูกสร้างขึ้นในเมือง Bon Voyage (ฝรั่งเศส) เพื่อตอบสนองความต้องการของเมืองนีซ ในปีพ. ศ. 2454 สถานีผลิตโอโซนน้ำดื่มได้เริ่มดำเนินการในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก (ปัจจุบันไม่ได้ใช้งาน) ในปี พ.ศ. 2459 มีการติดตั้งระบบโอโซนของน้ำดื่มแล้ว 49 แห่ง

ภายในปี 1977 มีการติดตั้งมากกว่า 1,000 แห่งทั่วโลก โอโซนเป็นที่แพร่หลายในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาเท่านั้น เนื่องจากการเกิดขึ้นของอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้และกะทัดรัดสำหรับการสังเคราะห์ - ozonizers (เครื่องกำเนิดโอโซน)

ปัจจุบัน 95% ของน้ำดื่มในยุโรปได้รับการบำบัดด้วยโอโซน สหรัฐอเมริกากำลังอยู่ในกระบวนการเปลี่ยนจากการใช้คลอรีนเป็นโอโซน มีสถานีขนาดใหญ่หลายแห่งในรัสเซีย (ในมอสโก, Nizhny Novgorod และเมืองอื่น ๆ )

2. โอโซนและคุณสมบัติของมัน

กลไกการเกิดและสูตรโมเลกุลของโอโซน

เป็นที่ทราบกันว่าโมเลกุลของออกซิเจนประกอบด้วย 2 อะตอม คือ O2 ภายใต้เงื่อนไขบางประการ โมเลกุลออกซิเจนสามารถแยกตัวออกจากกันได้ นั่นคือ แตกตัวออกเป็น 2 อะตอมแยกกัน ในธรรมชาติ สภาวะเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นระหว่างพายุฝนฟ้าคะนองระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าในบรรยากาศ และในบรรยากาศชั้นบนภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ (ชั้นโอโซนของโลก) กลไกการเกิดและสูตรโมเลกุลของโอโซน อย่างไรก็ตาม อะตอมของออกซิเจนไม่สามารถอยู่แยกกันได้และมีแนวโน้มที่จะจัดกลุ่มใหม่ ในระหว่างการจัดเรียงใหม่ โมเลกุล 3 อะตอมจะก่อตัวขึ้น

โมเลกุลของโอโซน โมเลกุลที่ประกอบด้วยออกซิเจน 3 อะตอม เรียกว่า โอโซน หรือ ออกซิเจนกัมมันต์ เป็นการดัดแปลงแบบ allotropic ของออกซิเจน และมีสูตรโมเลกุล O3 (d = 1.28 A, q = 116.5°)

ควรสังเกตว่าพันธะของอะตอมที่สามในโมเลกุลของโอโซนนั้นค่อนข้างอ่อนแอ ซึ่งทำให้เกิดความไม่เสถียรของโมเลกุลโดยรวมและมีแนวโน้มที่จะสลายตัวเอง

คุณสมบัติของโอโซน

โอโซน O3 เป็นก๊าซสีน้ำเงิน มีกลิ่นฉุน ลักษณะเฉพาะ น้ำหนักโมเลกุล 48 กรัม/โมล; ความหนาแน่นสัมพัทธ์กับอากาศ 1.657 (โอโซนหนักกว่าอากาศ); ความหนาแน่นที่ 0°C และความดัน 0.1 MPa 2.143 กก./ลบ.ม. รับโอโซน

ในความเข้มข้นต่ำที่ระดับ 0.01-0.02 มก./ลบ.ม. (ต่ำกว่าความเข้มข้นสูงสุดที่มนุษย์อนุญาตถึงห้าเท่า) โอโซนทำให้อากาศมีกลิ่นสดชื่นและบริสุทธิ์ ตัวอย่างเช่น หลังจากเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง กลิ่นอ่อนๆ ของโอโซนจะสัมพันธ์กับอากาศบริสุทธิ์อย่างสม่ำเสมอ

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น โมเลกุลของโอโซนไม่เสถียรและมีคุณสมบัติในการสลายตัวเอง เป็นเพราะคุณสมบัตินี้ทำให้โอโซนเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงและเป็นสารฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ

ศักยภาพออกซิเดชันของโอโซน

การวัดประสิทธิภาพของตัวออกซิไดเซอร์คือศักยภาพทางเคมีไฟฟ้า (ออกซิเดชัน) ซึ่งแสดงเป็นโวลต์ ด้านล่างนี้คือค่าของศักย์ไฟฟ้าเคมีของตัวออกซิไดซ์ต่างๆ เมื่อเปรียบเทียบกับโอโซน:

ตารางแสดงให้เห็นว่าโอโซนเป็นสารออกซิไดเซอร์ที่แข็งแกร่งที่สุดในการบำบัดน้ำ

แอปพลิเคชันนอกสถานที่

ความไม่เสถียรของโอโซนทำให้จำเป็นต้องใช้โดยตรงที่สถานที่ผลิต โอโซนไม่อยู่ภายใต้บรรจุภัณฑ์ การจัดเก็บ และการขนส่ง

ความสามารถในการละลายน้ำของโอโซน

ตามกฎของ Henry ความเข้มข้นของโอโซนในน้ำจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของโอโซนเพิ่มขึ้นในเฟสของก๊าซที่ผสมกับน้ำ นอกจากนี้ ยิ่งอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น ความเข้มข้นของโอโซนในน้ำก็จะยิ่งลดลง

ความสามารถในการละลายของโอโซนในน้ำสูงกว่าออกซิเจน แต่ต่ำกว่าคลอรีน 12 เท่า ถ้าเราพิจารณาโอโซน 100% ความเข้มข้นที่จำกัดในน้ำคือ 570 มก./ล. ที่อุณหภูมิน้ำ 20C ความเข้มข้นของโอโซนในก๊าซที่ผลผลิตของโรงงานโอโซนสมัยใหม่สูงถึง 14% โดยน้ำหนัก ด้านล่างเป็นการพึ่งพาความเข้มข้นของโอโซนที่ละลายในน้ำกลั่นกับความเข้มข้นของโอโซนในก๊าซและอุณหภูมิของน้ำ

การสลายตัวของโอโซนในน้ำและอากาศ

อัตราการสลายตัวของโอโซนในอากาศหรือน้ำประมาณโดยใช้ครึ่งชีวิต เช่น เวลาที่ความเข้มข้นของโอโซนลดลงครึ่งหนึ่ง

การสลายตัวของโอโซนในน้ำ (pH 7)

การสลายตัวของโอโซนในอากาศ

ดังจะเห็นได้จากตารางว่าสารละลายโอโซนที่เป็นน้ำมีความเสถียรน้อยกว่าก๊าซโอโซนมาก มีการให้ข้อมูลเกี่ยวกับการสลายตัวของโอโซนในน้ำ น้ำสะอาดไม่มีสิ่งเจือปนที่ละลายหรือแขวนลอย อัตราการสลายตัวของโอโซนในน้ำเพิ่มขึ้นหลายเท่าในกรณีต่อไปนี้:

1. ในที่ที่มีสิ่งเจือปนในน้ำ ออกซิไดซ์โดยโอโซน (ความต้องการทางเคมีของน้ำในโอโซน)
2. มีความขุ่นของน้ำเพิ่มขึ้นเพราะ ที่ส่วนต่อประสานระหว่างอนุภาคและน้ำ ปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนจะดำเนินการเร็วขึ้น (การเร่งปฏิกิริยา)
3. เมื่อสัมผัสกับน้ำรังสียูวี

3. วิธีการผลิตโอโซน

ปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย 2 วิธีในการสร้างโอโซน:

* การฉายรังสียูวี

* ภายใต้อิทธิพลของการปล่อยโคโรนาแบบเงียบ (เช่น กระจาย โดยไม่มีการก่อตัวของประกายไฟ)

1. การฉายรังสียูวี

โอโซนสามารถก่อตัวขึ้นในบริเวณใกล้เคียงกับหลอด UV แต่มีความเข้มข้นเล็กน้อยเท่านั้น (0.1% โดยน้ำหนัก)

2. การปล่อยโคโรนา

เช่นเดียวกับที่โอโซนผลิตโดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง จำนวนมากโอโซนผลิตด้วยเครื่องผลิตโอโซนไฟฟ้าที่ทันสมัย วิธีนี้เรียกว่าการปล่อยโคโรนา ไฟฟ้าแรงสูงส่งผ่านกระแสก๊าซที่มีออกซิเจน พลังงานไฟฟ้าแรงสูงจะแยกโมเลกุลออกซิเจน O2 ออกเป็นอะตอม O 2 อะตอม ซึ่งรวมกับโมเลกุล O2 และเกิดเป็น O3 โอโซน

ออกซิเจนบริสุทธิ์ที่เข้าสู่เครื่องกำเนิดโอโซนสามารถถูกแทนที่ด้วยอากาศแวดล้อมที่มี เปอร์เซ็นต์มากออกซิเจน

วิธีนี้จะเพิ่มปริมาณโอโซนเป็น 10-15 wt.%

การใช้พลังงาน: 20 - 30 W/g O3 สำหรับอากาศ 10 - 15 W/g O3 สำหรับออกซิเจน

4. การใช้โอโซนสำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์และฆ่าเชื้อโรค

การฆ่าเชื้อโรคในน้ำ

โอโซนทำลายจุลินทรีย์ที่รู้จักทั้งหมด: แบคทีเรีย ไวรัส โปรโตซัว สปอร์ ซีสต์ ฯลฯ ในขณะที่โอโซนแรงกว่าคลอรีน 51% และออกฤทธิ์เร็วกว่า 15-20 เท่า ไวรัสโปลิโอตายที่ความเข้มข้นของโอโซน 0.45 มก. / ล. หลังจาก 2 นาที และจากคลอรีน - เพียง 3 ชั่วโมงที่ 1 มก. / ล.

โอโซนทำหน้าที่สร้างสปอร์ของแบคทีเรียได้แรงกว่าคลอรีน 300-600 เท่า

โอโซนทำลายระบบรีดอกซ์ของแบคทีเรียและโปรโตพลาสซึม

ค่าสัมประสิทธิ์การตายทางชีวภาพ (BL*) เมื่อใช้สารฆ่าเชื้อต่างๆ

*ยิ่งค่า BLC สูง แสดงว่าสารฆ่าเชื้อมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การเปรียบเทียบน้ำยาฆ่าเชื้อ

ดับกลิ่นน้ำ

โอโซนออกซิไดซ์สิ่งสกปรกอินทรีย์และแร่ธาตุซึ่งเป็นที่มาของกลิ่นและรสชาติ น้ำที่ผ่านการบำบัดด้วยโอโซนจะมีออกซิเจนมากขึ้นและมีรสชาติเหมือนน้ำพุสด

การเตรียมน้ำดื่มขั้นสุดท้ายบนสายการบรรจุขวด
โอโซนในสายการบรรจุขวด ทำให้บริสุทธิ์และเตรียมไว้สำหรับการบรรจุขวด อิ่มตัวด้วยโอโซน ฆ่าเชื้ออย่างสมบูรณ์และใช้เวลาค่อนข้างสั้น ได้รับคุณสมบัติของยาฆ่าเชื้อ สิ่งนี้จะเพิ่มความปลอดภัยทางจุลชีววิทยาของกระบวนการบรรจุขวด น้ำโอโซนสามารถฆ่าเชื้อที่ผนังของภาชนะ จุกไม้ก๊อก และช่องว่างอากาศใต้จุกก๊อกได้อย่างน่าเชื่อถือ อายุการเก็บรักษาของน้ำหลังจากโอโซนเพิ่มขึ้นหลายเท่า ประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือการบำบัดน้ำด้วยโอโซนร่วมกับการล้างภาชนะ

ออกซิเดชันของเหล็ก แมงกานีส ไฮโดรเจนซัลไฟด์

เหล็ก แมงกานีส และไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายด้วยโอโซน ในกรณีนี้ เหล็กจะผ่านเข้าไปในไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งจะถูกกักเก็บไว้ในตัวกรองได้ง่าย แมงกานีสถูกออกซิไดซ์เป็นไอออนของเปอร์แมงกาเนต ซึ่งถูกกำจัดออกได้ง่ายบนตัวกรองคาร์บอน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซัลไฟด์และไฮโดรซัลไฟด์จะถูกเปลี่ยนเป็นซัลเฟตที่ไม่เป็นอันตราย กระบวนการออกซิเดชั่นและการก่อตัวของตะกอนที่กรองได้ในระหว่างการเติมโอโซนนั้นเร็วกว่าระหว่างการเติมอากาศโดยเฉลี่ย 250 เท่า การใช้โอโซนมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในการทำให้น้ำมีองค์ประกอบเชิงซ้อนอินทรีย์เหล็กและแบคทีเรียในรูปของเหล็ก แมงกานีส และไฮโดรเจนซัลไฟด์

การทำให้น้ำผิวดินบริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนของมนุษย์

โอโซนของน้ำที่ผ่านการกรองแล้วตามด้วยการกรองผ่านถ่านกัมมันต์เป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการทำให้น้ำผิวดินบริสุทธิ์จากฟีนอล ผลิตภัณฑ์น้ำมัน ยาฆ่าแมลง และโลหะหนัก (การบำบัดด้วยออกซิเดชัน-การดูดซับ)

การทำให้บริสุทธิ์และการฆ่าเชื้อโรคของน้ำในฟาร์มสัตว์ปีกและฟาร์ม

โอโซนในฟาร์มสัตว์ปีก การจัดหาน้ำฆ่าเชื้อด้วยโอโซนให้กับผู้ดื่มสำหรับสัตว์ปีกและสัตว์ต่างๆ ไม่เพียงแต่ช่วยลดอุบัติการณ์และความเสี่ยงของการแพร่ระบาดจำนวนมากเท่านั้น แต่ยังทำให้นกและสัตว์มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอีกด้วย

การบำบัดน้ำเสียและการฆ่าเชื้อโรค

โอโซนฟอกน้ำเสีย

ด้วยความช่วยเหลือของโอโซน น้ำเสียสามารถถูกทำให้สอดคล้องกับข้อกำหนดที่เข้มงวดของอ่างเก็บน้ำประมงสำหรับเนื้อหาของฟีนอล ผลิตภัณฑ์น้ำมัน และสารลดแรงตึงผิว ตลอดจนตัวชี้วัดทางจุลชีววิทยา

โอโซนในน้ำสำหรับการฆ่าเชื้ออาหารและอุปกรณ์

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น อายุการเก็บรักษาของน้ำที่เติมโอโซนในระหว่างกระบวนการบรรจุขวดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำของผลิตภัณฑ์ได้รับคุณสมบัติของน้ำยาฆ่าเชื้อ

ในระหว่างการแปรรูปอาหาร อุปกรณ์ที่ปนเปื้อนจะเพาะเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งเป็นที่มาของกลิ่นเน่าเหม็นรุนแรง การล้างอุปกรณ์ด้วยน้ำที่มีโอโซนหลังจากกำจัดสิ่งปนเปื้อนจำนวนมากจะนำไปสู่การฆ่าเชื้อที่พื้นผิว ส่งผลต่ออากาศในห้องที่สดชื่น และการปรับปรุงสถานะด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยโดยทั่วไปของการผลิต

โอโซนเพื่อสุขอนามัย น้ำฆ่าเชื้ออุปกรณ์ ตรงกันข้ามกับการเติมโอโซนของน้ำก่อนบรรจุขวด จะสร้างความเข้มข้นของโอโซนที่สูงขึ้น

ในทำนองเดียวกัน ปลาและอาหารทะเล ซากสัตว์ปีก และผักสามารถบำบัดด้วยน้ำที่มีโอโซนก่อนบรรจุภัณฑ์ อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์แปรรูปก่อนการจัดเก็บเพิ่มขึ้น และรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์หลังการจัดเก็บแตกต่างจากผลิตภัณฑ์สดเพียงเล็กน้อย

5. ด้านความปลอดภัยในการทำงานของอุปกรณ์โอโซน

แก๊สโอโซนเป็นพิษและอาจทำให้ระบบทางเดินหายใจส่วนบนไหม้และเป็นพิษได้ (เช่นเดียวกับตัวออกซิไดซ์ที่แรงอื่นๆ)

ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต (MAC) ของโอโซนในอากาศของพื้นที่ทำงานถูกควบคุมโดย GOST 12.1.005 "ข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยทั่วไปสำหรับอากาศในพื้นที่ทำงาน" ซึ่งเท่ากับ 0.1 มก./ลบ.ม.

กลิ่นของโอโซนได้รับการแก้ไขโดยบุคคลในระดับความเข้มข้น 0.01-0.02 มก./ลบ.ม. ซึ่งน้อยกว่า MPC 5-10 เท่า ดังนั้นการมีกลิ่นโอโซนเล็กน้อยในห้องจึงไม่ใช่สัญญาณเตือนภัย เพื่อให้มั่นใจถึงการควบคุมปริมาณโอโซนในห้องผลิตที่เชื่อถือได้ ควรติดตั้งเครื่องวิเคราะห์ก๊าซที่สามารถตรวจสอบความเข้มข้นของโอโซนได้ และหากเกินค่า MPC ให้ใช้มาตรการที่ทันท่วงทีเพื่อลดให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย

รูปแบบเทคโนโลยีใด ๆ ที่มีอุปกรณ์โอโซนจะต้องติดตั้งเครื่องแยกก๊าซ ซึ่งโอโซนส่วนเกิน (ที่ไม่ละลายน้ำ) จะเข้าสู่ตัวเร่งปฏิกิริยาทำลายล้าง ซึ่งจะสลายตัวเป็นออกซิเจน ระบบดังกล่าวจะกำจัดการไหลของโอโซนในอากาศของห้องผลิต

เพราะ โอโซนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด ท่อส่งก๊าซทั้งหมดต้องทำจากวัสดุที่ทนต่อโอโซน เช่น สแตนเลสและฟลูออโรเรซิ่น

โอโซนได้รับและศึกษาครั้งแรกโดย Shenbein ในปี พ.ศ. 2383 โอโซนเป็นก๊าซสีน้ำเงินที่มีกลิ่นเฉพาะตัว

โอโซนเหลวเป็นของเหลวสีน้ำเงินเข้ม โอโซนแข็งเป็นมวลผลึกสีม่วงเข้ม โอโซนละลายได้ในคาร์บอนเตตระคลอไรด์ กรดกลาเซียลอะซิติก ไนโตรเจนเหลว และน้ำ มันเกิดขึ้นเมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าอย่างเงียบ ๆ ผ่านอากาศหรือออกซิเจน (กลิ่นสดชื่นหลังพายุฝนฟ้าคะนองเกิดจากการมีโอโซนจำนวนเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศ) ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของฟอสฟอรัสเปียก การกระทำของรังสีเรเดียม อัลตราไวโอเลตหรือ รังสีแคโทดบนออกซิเจนในอากาศ การสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ อิเล็กโทรลิซิสของกรดซัลฟิวริก (ฯลฯ .
กรดที่มีออกซิเจน) ผลกระทบของฟลูออรีนในน้ำ ฯลฯ เนื้อหาในชั้นบรรยากาศของโลกนั้นเล็กน้อย ชั้นอากาศใกล้พื้นผิวโลกมีโอโซนน้อยกว่าบรรยากาศชั้นบน ที่ความสูง 1.050 ม(ในภูมิภาคมงต์บลองค์) เลวี่พบ 0-3.7 มก.ที่ระดับความสูง 3,000 ม—9,4 มก.โอโซนต่อ 100 ลูกบาศก์เมตรอากาศ. เครื่องกำเนิดโอโซนใช้ในงานวิศวกรรมและห้องปฏิบัติการเพื่อผลิตโอโซน สำหรับโอโซน ออกซิเจนหรืออากาศจะถูกส่งผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่เชื่อมต่อกับแหล่งกระแสไฟฟ้าแรงสูง
โอโซนในรูปบริสุทธิ์ถูกปล่อยออกมาจากส่วนผสมของโอโซนกับออกซิเจนเมื่อทำให้เย็นลงด้วยอากาศเหลว โอโซนถูกย่อยสลายได้ง่าย และการสลายตัวของโอโซนบริสุทธิ์จะถูกเร่งขึ้นเมื่อมีแมงกานีสไดออกไซด์ ตะกั่ว ไนโตรเจนออกไซด์ เมื่อมีน้ำ การสลายตัวของโอโซนจะช้าลง โอโซนแห้งที่อุณหภูมิ 0° จะสลายตัวเร็วกว่าโอโซนเปียกที่อุณหภูมิ 20.4° ถึง 30 เท่า โอโซนมีฤทธิ์ออกซิไดซ์ที่รุนแรงมาก มันปล่อยไอโอดีนจากโพแทสเซียมไอโอไดด์ ออกซิไดซ์ปรอท เปลี่ยนโลหะกำมะถันให้เป็นเกลือซัลเฟต เปลี่ยนสีย้อมอินทรีย์ ฯลฯ โอโซนทำลายท่อยาง อีเทอร์ แอลกอฮอล์ แก๊สให้แสงสว่าง สำลีจะติดไฟเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนที่มีโอโซนสูง ภายใต้การกระทำของโอโซนกับสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่อิ่มตัว จะเกิดผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมของโอโซน โอโซนใช้สำหรับฆ่าเชื้อในน้ำ เพื่อดับกลิ่น - ทำลายกลิ่นเหม็น ในการเตรียมสารอินทรีย์

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติทางเคมีและวิธีการเตรียม

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้

1. Volkov, A.I. , Zharsky, I.M.หนังสืออ้างอิงสารเคมีเล่มใหญ่ / A.I. วอลคอฟ, ไอ.เอ็ม. Zharsky - มินสค์: โรงเรียนสมัยใหม่ 2548 - 608 พร้อม ISBN 985-6751-04-7