Озон просте чи складне. Озон – це газ блакитного кольору

Чим корисний озон?

Озон, будучи сильним окислювачем, широко застосовується в різних областях нашого життя. Його використовують у медицині, у промисловості, у побуті

Що це за газ озон?

Під час грози, коли електричні розряди блискавки "прошивають" атмосферу, озон, що утворюється, ми відчуваємо як свіжість повітря. Озон справді чистить наше повітря! Будучи сильним окислювачем, він розкладає багато токсичних домішок в атмосфері до простих безпечних сполук, тим самим знезаражуючи повітря. Ось тому після грози ми відчуваємо приємну свіжість, нам легко дихається, і ми ясніше бачимо все навколишнє, особливо блакитне небо.

Озон – це газ блакитного кольоруіз характерним запахом, дуже сильний окислювач. Молекулярна формула озону О3. Він важчий від кисню і нашого звичного повітря.

Схема утворення озону така:під впливом електричного розряду частина молекул кисню О2 розпадається на атоми, потім атомарний кисень з'єднується з молекулярним і утворюється озон О3. У природі озон утворюється у стратосфері під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця, і навіть - при електричних розрядах у атмосфері.

Побутові прилади озонування забезпечують безпечну концентрацію озону для людини. За допомогою Ви завжди дихатимете свіжим і чистим повітрям

Де застосовують озон сьогодні?

Найпоширеніше застосування- для очищення води. Озон ефективно знищує бактерії та віруси, усуває органічні забруднення води, знищує запахи, може
бути використаний як відбілюючий реагент.

Особлива роль відводиться озону в харчової промисловості. Будучи сильно дезінфікуючим та хімічно безпечним засобом, він використовується для запобігання біологічному росту небажаних організмів у продуктах харчування.
та на технологічному харчовому устаткуванні. Озон має властивість вбивати мікроорганізми, не створюючи нових шкідливих хімічних речовин.

Усі хімікати, що знаходяться у повітрі, реагуючи з озоном, розпадаються на нешкідливі сполуки: вуглекислий газ, воду та кисень.

Для чого потрібен?

1. Очищення повітря у житлових приміщеннях, у ванних та туалетних кімнатах.
2. Усунення неприємних запахів у холодильнику, шафах, коморах і т.д.
3. Очищення питної води, озонування ванн, акваріумів.
4. Обробка продуктів харчування (овочі, фрукти, яйця, м'ясо, риба).
5. Дезінфекція та усунення забруднень та неприємних запахів при пранні одягу.
6. Косметологічна процедура, догляд за ротовою порожниною, шкірою обличчя, рук і ніг.
7. Усунення запаху тютюнового диму, фарби, лаку

Озон у медицині

Озон у терапевтичних дозах діє як імуномодулюючий, протизапальний, бактерицидний, противірусний, фунгіцидний, цистостатичний, антистресовий та аналгезуючий засіб.

Озонотерапія успішно застосовується практично у всіх галузях медицини:у невідкладній та гнійній хірургії, загальній та інфекційній терапії, гінекології, урології,
дерматології, гепатології, гастроентерології, стоматології, косметології та ін.

Які ефекти виявляються при озонотерапії?

1. Активізація процесів детоксикації. Відбувається пригнічення активності зовнішніх та внутрішніх токсинів.
2. Активізація процесів метаболізму (обмінних процесів).
3. Нормалізація процесу перекисного окиснення ліпідів (жирові обмінні процеси).

Використання озону посилює споживання глюкози тканинами та органами, збільшує насиченість киснем плазми, зменшує ступінь кисневого голодування,
покращує мікроциркуляцію.

Озон надає позитивну дію на метаболізм печінки та нирок, підтримує роботу серцевого м'яза, зменшує частоту дихання та збільшує дихальний об'єм.

Позитивний вплив озону на людей із захворюваннями серцево-судинної системи (знижується рівень холестерину в крові, знижується ризик тромбоутворення, активізується процес "дихання" клітини).

Озонотерапія під час лікування герпесудозволяє значно скоротити курс та дози противірусних препаратів.

При зниження імунітетуозонотерапія стимулює резистентність організму до таких захворювань як грип, ангіна, ГРВІ, ГРЗтак популярні в осінньо-зимовий період.

При захворюванні синдром хронічної втоми, викликаному цитомегаловірусомі вірусом герпесу, озонотерапія допомагає позбутися головного болю, швидкої стомлюваності, підвищує працездатність та загальний життєвий тонус. Такий самий ефект озонотерапія дає при лікуванні звичайної втоми, хронічному недосипанні, перевтомі, майже миттєво знімаючи синдроми.

Озонотерапія (аутогемотерапія з озоном) широко застосовується і в косметологіїдля корекції морщзагального "омолодження" шкіри, лікування проблемної шкіриі прищів, у тому числі і підліткових, вугрової висипки.

За допомогою озону добре йдуть зайві кілограми! Для того, щоб знизити вагу, вилікувати целюліт і прибрати об'єм на животі, стегнах, сідницях рекомендується системне та місцеве застосування озону.

Чи є протипоказання до застосування озонотерапії?

Так, є протипоказання. Тому будьте дуже уважні при призначенні озонотерапії, порадьтеся з лікарем, обговоріть способи та методи впливу, можливі реакціїорганізму.

Не слід використовувати озонотерапію при гострому інфаркті міокарда, внутрішніх кровотечах, гіпертиреозі, схильності до судом, тромбоцитопенії.

Озон – це активна форма кисню. Молекула озону складається із трьох атомів кисню. Формула озону – O 3 , молекулярна маса – 48. Озон за своїм бактерицидним впливом у 3-6 разів сильніший за ультрафіолетове випромінювання і в 400-600 разів сильніший за хлор. Озон можна отримати з двоатомного кисню через іонізацію та газовий розряд високої напруги. В наш час озон використовується не тільки для очищення та дезінфекції повітря та води, але й з метою видалення токсинів із продуктів харчування. Світова громадськість вже визнала озон найбільш екологічно чистою, популярною та ефективною бактерицидною речовиною.

Запах озону відчувається після грозового дощу. Також озон становить один із найважливіших шарів земної атмосферипоглинаючи згубне ультрафіолетове випромінювання. Внаслідок нестачі озону з'являються озонові дірки, що загрожує вимиранням усьому живому. Однак, це ще не все.

Синтетично одержуваний озон широко використовується в медицині. Він застосовується у лікуванні широкого спектра захворювань, а також уповільнює процеси старіння. Сьогодні озонотерапія застосовується у багатьох медичних закладах та косметичних салонах.

Усім нам у школі під час уроку хімії пояснювали, що першовідкривачем озону був нідерландський фізик М. ванн Марум (1785г.). Проте отримано цю речовину було лише 1839 року німецьким фізиком К.Ф. Шонбейном шляхом електролізу води. Він же дав речовині назву - озон (від давньогрецької - пахнучий). І назва справді відповідає властивостям озону, т.к. його аромат чітко відчувається вже при 7% вмісту в повітрі.

Озон – це друга за стійкістю молекула кисню. На відміну від звичайного двоатомного кисню, молекула озону складається з трьох атомів, і має велику відстань між атомами (близько 128 ангстрем, тоді як відстань між атомами в двоатомному кисні – 121 ангстрем).

При нормальних умовахозон – це газоподібна речовина блакитного кольору. Його маса більша за масу повітря. Один літр газу важить 2,15 г. Гранично допустима концентрація O 3 повітря – 0,1 мкг/л. Температура переходу в газоподібний стан при 100 КПа -112 градусів за Цельсієм, а температура плавлення за тих самих умов -193 градуси. Спочатку практичного застосування озону не було знайдено. Однак на початку 20 століття вчені виявили антибактеріальні властивості, чим одразу зацікавилися медичні працівники.

Суміш озону та кисню стали застосовувати в терапії туберкульозу, недокрів'я, запалення легень. У 1-й світовій війні – для дезінфекції наривів та гнійних ран. У 30-ті роки цей газ вже широко застосовувався у хірургічній практиці.

З відкриттям антибіотиків спектр застосування озону зменшився. Спочатку здавалося, що антибіотики є найкращими засобами для лікування інфекційних захворювань. Через деякий час було з'ясовано, що антибіотики викликають низку побічних явищ, а згодом мікроорганізми стають толерантними до них. І тоді в медицину повертався озон.

Нові дослідження властивостей озону принесли низку цікавих фактів. З'ясувалося, що при прямому контакті ця речовина знищує всі відомі типи мікроорганізмів (в т.ч. віруси). Причому, на відміну багатьох антисептиків, які завдають шкоди тканинам, озон не пошкоджує епітеліальну тканину, т.к. людські клітини забезпечені системою антиокислювального захисту (на відміну від клітин бактерій та вірусів). Також озон існує у всіх агрегатних станах. Це робить його використання дуже зручним і дає можливість вченим відкривати нові методи його застосування. На сьогоднішній день застосовується не лише суміш озону та кисню, якою впливають на запалення. Розчини озону вводять кров через ін'єкції. Практикується впорскування суміші озону і кисню в суглоби і в точки голковколювання.

Однак період існування озону в нормальних умовах украй нетривалий. Тому речовину використовують безпосередньо після одержання.

Застосування озону з медичною метою починалося з газової суміші озону та кисню. Зараз ця суміш застосовується переважно зовнішньо. Також зовнішньо застосовується озонована вода та озонована олія. Незалежно від того, в якому вигляді застосовується озон, його наносять на уражену інфекцію ділянку епітелію. Газову суміш озону та кисню застосовують і в хірургічній практиці – з метою запобігання зараженню та нагноєнню тканин. Кількість озону у препаратах не фіксована. У суміші озону з киснем концентрація становить 3-80 мкг/мл. Озонокиснева суміш миттєво знищує всі види мікроорганізмів і ефективно зупиняє кровотечі – її використовують для обробки сильно інфікованих ран, що погано затягуються, а також при некрозі м'яких тканин, гангрені та опіках. Невисокі концентрації мають вкрай сприятливий ефект – стимулюють зростання нових клітин епітелію та загоєння ушкоджень.

Разом про те озон застосовують у цілях знищення мікроорганізмів. У невеликій кількості він може впливати на місцевий імунітет людини, стимулюючи лейкоцити до виявлення та знищення чужорідних об'єктів. Озонотерапія стимулює надходження кисню у всі клітини та тканини. Потрапляючи в кров, ця речовина стимулює еритроцити до виробництва особливого ензиму, що забезпечує міцність зв'язку гемоглобіну та двоатомного кисню. Завдяки цьому ензиму гемоглобін ефективно забезпечує киснем клітини та тканини.

Завдяки підвищеній кількості кисню зміцнюються дрібні капіляри. Кровотік у тканинах покращується, загоєння ран прискорюється.

Озон - газоподібна речовина, що є видозміною кисню (складається з трьох його атомів). Він завжди присутній в атмосфері, але вперше був виявлений у 1785 р. під час вивчення дії іскри в повітря голландським фізиком Ван Марумом. У 1840 р. німецький хімік Крістіан Фрідріх Шенбейн підтвердив ці спостереження та запропонував, що їм відкрито новий елемент, якому він дав назву «озон» (від грецького ozon – пахнучий). У 1850 р. було визначено високу активність озону як окислювача та здатність його приєднуватися до подвійних зв'язків у реакціях з багатьма органічними сполуками. Обидві ці властивості озону надалі знайшли широке практичне застосування. Однак значення озону не обмежується лише цими двома властивостями. Було встановлено, що він має низку цінних властивостей як дезінфектанта та дезодоранта.
Вперше озон стали використовувати у санітарії як засіб для знезараження питної води та повітря. Серед перших дослідників процесів озонування були й російські вчені. Ще в 1874 р. творець першої школи (російської) гігієністів професор А. Д. Добре ш вин запропонував озон як найкращий засіб для знезараження питної води та повітря від патогенної мікро флори. Пізніше, в 1886 р. Н. К. Келдиш провів дослідження бактерицидної дії озону і рекомендували його як високоефективний дезінфікуючий засіб, особливо широко розгорнулися дослідження озону в XX ст., і вже в 1911 р. в Петербурзі була пущена в експлуатацію перша в Європі озоноводопровідна станція. метою в медицині, з санітарною метою у харчовій промисловості, в окислювальних процесах хімічної промисловості та ін.
Сфери та масштаби використання озону протягом останнього десятиліття збільшуються швидкими темпами. В даний час найбільш важливі галузі застосування озону такі: очищення та знезараження питної та промислової води, а також господарсько-фекальних та промислових стоків з метою зниження біологічного споживання кисню (БПК), знебарвлення, нейтралізація шкідливих отруйних речовин (ціанідів, фенолів, меркаптан) усунення неприємних запахів, дезодорація та очищення повітря різних виробництв, озонування в системах кондиціювання повітря, зберігання харчових продуктів, стерилізація пакувальних та перев'язувальних матеріалів у фармацевтичній промисловості, терапія та медична профілактика різних захворювань та ін.
У Останніми рокамивстановлено ще одну властивість озону - здатність підвищувати біологічну цінність кормів для тварин та продуктів харчування для людини, що дозволило застосовувати озон у процесах переробки, підготовки та зберігання кормів та різних продуктів. Тому розробка технологій озонування у сільськогосподарському виробництві, і, зокрема, у птахівництві, дуже перспективна

Фізичні властивостіозону

Озон – це високоактивна, алотропна форма кисню; при нормальних температурах - це газ світло-блакитного кольору з характерним гострим запахом (запах органолептично відчувається при концентрації озону 0,015 мг/м3 повітря). У рідкій фазі озон має індиго-блакитний, а в твердій - густий фіолетово-блакитний колір, шар озону завтовшки 1 мм практично світлонепроникний. Озон утворюється з кисню, поглинаючи у своїй тепло і, навпаки, під час розкладання перетворюється на кисень, виділяючи тепло (подібно горінню). Процес цей можна записати у такому вигляді:
Екзотермічна реакція
2Оз = ЗО2 + 68 ккал
Ендотермічна реакція

Швидкості цих реакцій залежать від температури, тиску та концентрації озону. При нормальній температуріі тиск реакції протікають повільно, але при підвищених температурах прискорюється розпад озону.
Утворення озону під впливом енергії різних випромінювань досить складно. Первинні процеси утворення озону з кисню можуть протікати по-різному залежно кількості прикладеної енергії.
Порушення молекули кисню відбувається за енергії електронів 6,1 еВ; утворення молекулярних іонів кисню – при енергії електронів 12,2 еВ; дисоціація в кисні - за енергії електронів 19,2 еВ. Усі вільні електрони захоплюються молекулами кисню, у результаті утворюються негативні іони кисню. Після збудження молекули настає реакція утворення озону.
При енергії електронів 12,2 еВ, коли відбувається утворення молекулярних іонів кисню, виходу озону немає, а за енергії електронів 19,2 еВ, коли беруть участь як атом, і іон кисню, утворюється озон. Поруч із утворюються позитивні і негативні іони кисню. Механізм розпаду озону*, в якому беруть участь гомогенні та гетерогенні системи, складний та залежить від умов. Розкладання озону прискорюється в гомогенних системах газоподібними добавками (оксиди азоту, хлор та інших.), а гетерогенних системах металами (ртуть, срібло, мідь та інших.) і оксидами металів (залізо, мідь, нікель, свинець та інших.). При високих концентраціях озону реакція відбувається із вибухом. При концентрації озону до 10% вибухового розкладання не відбувається. Низькі температурисприяють збереженню озону. При температурах близько - 183 ° С рідкий озон можна зберігати тривалий часбез помітного розкладання. Швидке нагрівання до кипіння (-119°С) або швидке охолодження озону можуть призвести до вибуху. Тому знання властивостей озону та дотримання запобіжних заходів дуже важливо при роботі з ним. У таблиці 1 наведено основні фізичні властивості озону.
При газоподібному стані озон діамагнітний, а в рідкому – слабо парамагнітний. Озон добре розчиняється в ефірних оліях, скипидарі, чотирихлористому вуглеці. Розчинність його у воді вища, ніж кисню, більш ніж у 15 разів.
Молекула озону, як зазначалося, складається з трьох атомів кисню і має несиметричну структуру трикутника, що характеризується тупим кутом при вершині (116,5°) і рівними ядерними відстанями (1,28°А) із середньою енергією зв'язку (78 ккал/моль) і слабовираженої полярністю (0,58).

Основні фізичні властивості озону

Оптичні властивості озону характеризуються його нестійкістю до випромінювань різного спектрального складу. Випромінювання можуть не тільки поглинатися озоном, руйнуючи його, а й утворювати озон. Освіта в атмосфері відбувається під впливом ультрафіолетового випромінювання сонця в короткохвильовій ділянці спектра 210-220 і 175 нм. При цьому на поглинений квант світла утворюються дві молекули озону. Спектральні властивості озону, його утворення та розпад під впливом сонячної радіаціїзабезпечують оптимальні параметри клімату у біосфері Землі.



гольника, що характеризується тупим кутом при вершині (116,5 °) і рівними ядерними відстанями (1,28 ° А) з середньою енергією зв'язку (78 ккал / моль) і слабовираженої полярністю (0,58).
Оптичні властивості озону характеризуються його нестійкістю до випромінювань різного спектрального складу. Випромінювання можуть не тільки поглинатися озоном, руйнуючи його, а й утворювати озон. Освіта в атмосфері відбувається під впливом ультрафіолетового випромінювання сонця в короткохвильовій ділянці спектра 210-220 і 175 нм. При цьому на поглинений квант світла утворюються дві молекули озону. Спектральні властивості озону, його утворення та розпад під впливом сонячної радіації забезпечують оптимальні параметри клімату у біосфері Землі.
Озон має хорошу здатність адсорбуватися силікагелем і алюмогелем, що дозволяє використовувати це явище для вилучення озону з газових сумішей та розчинів, а також для безпечного поводження з ним при високих концентраціях. У Останнім часомдля безпечної роботи з високими концентраціями озону широко використовують фреони. Концентрований озон, розчинений у фреоні, може зберігатися тривалий час.
При синтезі озону, зазвичай, утворюються газові суміші (O3+O2 чи Оз + повітря), у яких вміст озону вбирається у 2-5% за обсягом. Отримання чистого озону - технічно складне завдання і досі ще невирішене. Існує спосіб відокремлення кисню від сумішей шляхом низькотемпературної ректифікації газових сумішей. Однак поки що не вдалося виключити небезпеку вибуху озону під час ректифікації. У дослідній практиці часто використовують прийом подвійного наморожування озону. рідким азотомдозволяє отримати концентрований озон. Більш безпечним є метод отримання концентрованого озону шляхом адсорбції - десорбції, коли потік газової суміші продувають через шар охолодженого (-80°С) силікагелю, а потім адсорбент продують інертним газом (азотом або гелієм). Таким способом можна отримати співвідношення озон: кисень =9:1, т. е. висококонцентрований озон.
Використання в промислових цілях концентрованого озону як окисного компонента незначне.

Хімічні властивостіозону

Характерними хімічними властивостями озону в першу чергу слід вважати його нестійкість, здатність швидко розкладатися та високу окисну активність.
Для озону встановлено окисне число І, яке характеризує число атомів кисню, що віддаються озоном речовині, що окислюється. Як показали досліди, воно може дорівнювати 0,1, 3. У першому випадку озон розкладається зі збільшенням обсягу: 2Оз-->ЗО2, у другому він віддає окислюваної речовини один атом кисню: О3 ->О2+О (при цьому, обсяг не збільшується), і в третьому випадку відбувається приєднання озону до речовини, що окислюється: О3->ЗО (при цьому обсяг його зменшується) .
Окислювальними властивостями характеризуються хімічні реакціїозону з неорганічними речовинами.
Озон окислює всі метали, крім золота і групи платини. Сірчисті сполуки окислюються ним до сірчанокислих, нітрити - у нітрати. У реакціях із сполуками йоду та брому озон виявляє відновлювальні властивості, і на цьому ґрунтується ряд методів його кількісного визначення. У реакцію з озоном вступають азот, вуглець та його оксиди. У реакції озону з воднем утворюються гідроксильні радикали: Н+О3-> HO+O2. Окиси азоту реагують з озоном швидко, утворюючи вищі оксиди:
NO+Оз->NO2+O2;
NO2+O3----->NO3+O2;
NO2+O3->N2O5.
Аміак окислюється озоном азотнокислий амоній.
Озон розкладає галогеноводи і переводить нижчі оксиди у вищі. Галогени, що у ролі активаторів процесу, також утворюють вищі оксиди.
Відновлювальний потенціал озон - кисень досить високий і в кислому середовищі визначений величиною 2,07 В, а в лужному розчині - 1,24 В. Спорідненість озону з електроном визначено величиною в 2 ев, і тільки фтор, його оксиди і вільні радикали мають сильніший спорідненістю до електрона.
Висока окисна дія озону була використана для перекладу ряду трансуранових елементів у семи валентний стан, хоча вищий валентний стан їх дорівнює 6. Реакція озону з металами змінної валентності(Сг, Сог та ін.) знаходить практичне застосування при отриманні вихідної сировини у виробництві барвників та вітаміну PP.
Лужні та лужноземельні метали під дією озону окислюються, а їх гідроокиси утворюють озоніди (триоксиди). Відомі озоніди давно, про них згадував ще 1886 р. французький хімік-органік Шарль Адольф Вюрц. Вони є кристалічна речовиначервоно-коричневого кольору, в решітку молекул якого входять одноразово негативні іони озону (O3-), чим обумовлені їх парамагнітні властивості. Межа термічної стійкості озонідів -60±2°, вміст активного кисню - 46% за вагою. Як багато перекисних сполук озоніди лужних металів знайшли широке застосування в регенеративних процесах.
Озоніди утворюються в реакціях озону з натрієм, калієм, рубідієм, цезієм, які йдуть через проміжний нестійкий комплекс типу М+О-Н+O3-з подальшою реакцією з озоном, внаслідок чого утворюється суміш озоніду та водного гідрату окису лужного металу.
Озон активно вступає у хімічну взаємодію з багатьма органічними сполуками. Так, первинним продуктом взаємодії озону з подвійним зв'язком ненасичених сполук є малозоїд, який нестійкий і розпадається на біполярний іон та карбонільні сполуки (альдегід або кетон). Проміжні продукти, які утворюються в цій реакції, знову з'єднуються в іншій послідовності, утворюючи озонид. У присутності речовин, здатних вступати в реакцію з біполярним іоном (спирти, кислоти), замість озонидів утворюються різні перекисні сполуки.
Озон активно входить у реакцію з ароматичними сполуками, у своїй реакція йде як із руйнуванням ароматичного ядра, і його руйнації.
У реакціях з насиченими вуглеводнями озон спочатку розпадається з утворенням атомарного кисню, який ініціює ланцюгове окиснення, причому вихід продуктів окиснення відповідає витраті озону. Взаємодія озону з насиченими вуглеводнями протікає як у газовій фазі, і у розчинах.
З озоном легко реагують феноли, при цьому відбувається руйнування останніх до сполук з порушеним ароматичним ядром (типу хіноїну), а також похідних малотоксичних ненасичених альдегідів і кислот.
Взаємодія озону з органічними сполуками знаходить широке застосування в хімічній промисловості та суміжних галузях. Використання реакції озону з ненасиченими сполуками дозволяє отримувати штучним шляхом різні жирні кислоти, амінокислоти, гормони, вітаміни та полімерні матеріали; реакції озону з ароматичними вуглеводнями - дифенілову кислоту, фталевий діальдегід та фталеву кислоту, гліоксалеву кислоту та ін.
Реакції озону з ароматичними вуглеводнями лягли в основу розробки методів дезодорації різних середовищ, приміщень, стічних вод, абгазів, а з сірковмісними сполуками - в основу розробки методів очищення стічних вод і газів, що відходять різних виробництв, включаючи сільське господарство, від сірковмісних шкідливих сполук (сірководень, меркаптани, сірчистий ангідрид).

Нижче ми ще зупинимося на одержанні кисню з повітря, а поки що зайдемо до приміщення, де працюють електродвигуни і в якому ми навмисне вимкнули вентиляцію.

Самі собою ці двигуни що неспроможні бути джерелом забруднення повітря, оскільки вони з повітря не споживають і нічого повітря не віддають. Однак при диханні тут відчувається деяке роздратування у горлі. Що сталося з повітрям, яке було чисте до пуску двигунів?

У цьому приміщенні працюють так звані колекторні двигуни. На рухомих контактах мотора – ламелях – часто утворюється іскра. В іскрі при високій температурі молекули кисню з'єднуються між собою, утворюючи озон (O 3).

Молекула кисню складається з двох атомів, які завжди виявляють дві валентності (0 = 0).

Як уявити будову молекули озону? Валентність кисню змінитися не може: атоми кисню в озоні повинні мати подвійний зв'язок. Тому молекулу озону зазвичай зображують у вигляді трикутника, в кутах якого розташовані 3 атоми кисню.

Озон- газ блакитного кольору з різким специфічним запахом. Освіта з кисню відбувається з великим поглинанням тепла.

Слово «озон» взято з грецького «алос» – інший та «тропос» – поворот і означає освіту простих речовинз одного й того самого елемента.

Озон є алотропічним видозміною кисню. Це проста речовина. Його молекула складається з трьох атомів кисню. У техніці озон отримують у спеціальних приладахзваних озонаторами.

У цих приладах кисень пропускають через трубку, в якій розміщений електрод, підключений до джерела високої напруги струму. Другим електродом служить дріт, намотаний на зовнішній частині трубки. Між електродами створюється електричний розряд, у якому з кисню утворюється озон. Кисень, що виходить із озонатора, містить близько 15 відсотків озону.

Озон утворюється також при дії на кисень радіоактивного променів елемента радію або сильного потоку ультрафіолетових променів. Кварцові лампи, які широко застосовуються в медицині, випромінюють ультрафіолетові промені. Ось чому в приміщенні, де довго працювала кварцова лампа, повітря стає задушливим.

Можна одержати озон і хімічним шляхом - дією концентрованої сірчаної кислоти на марганцевокислий калій або окисленням вологого фосфору.

Молекули озону дуже нестійкі та легко розпадаються з утворенням молекулярного та атомарного кисню (О 3 = O 2 + O). Оскільки атомарний кисень дуже легко окислює різні сполуки, озон є сильним окислювачем. При кімнатній температурі він легко окислює ртуть і срібло, які у атмосфері кисню досить стійкі.

Під дією озону органічні барвники знебарвлюються, а вироби каучукові руйнуються, втрачають еластичність і тріскаються при легкому стисканні.

Такі горючі речовини, як ефір, спирт, світильний газ, спалахують при зіткненні з сильно озонованим повітрям. Вата, через яку пропускають озоноване повітря, також спалахує.

Сильні окисні властивості озону застосовуються для знезараження повітря та води. Озоноване повітря, пропущене через воду, знищує в ній хвороботворні бактерії та дещо покращує її смак та колір.

Озонування повітря з метою знищення шкідливих бактерій не знаходить широкого застосування, тому що для ефективного очищення повітря необхідна значна концентрація озону, а у великій концентрації він шкідливий для здоров'я людини – викликає сильну ядуху.

У малих концентраціях озон навіть приємний. Так буває, наприклад, після грози, коли у величезній електричній істрі блискавки, що блиснула, з кисню повітря утворюється озон, який поступово розподіляється в атмосфері, викликаючи легке, приємне відчуття при диханні. Те саме ми відчуваємо в лісі, особливо в густому сосновому лісі, де під впливом кисню відбувається окислення різних органічних смол з виділенням озону. Скипидар, який входить до складу смоли хвойного дерева, особливо легко окислюється. Ось чому в хвойних лісах повітря завжди містить кілька озону.

У здорової людиниповітря соснового бору викликає приємне відчуття. А для людини з хворими на легені це повітря корисне і необхідне для лікування. Радянська держава використовує багаті соснові ліси у різних районах нашої батьківщини та створює там лікувальні санаторії.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ.

Озон - О3, алотропна форма кисню, що є потужним окислювачем хімічних та інших забруднюючих речовин, що руйнуються при контакті. На відміну від молекули кисню, молекула озону складається з трьох атомів і має довші зв'язки між атомами кисню. За своєю реакційною здатністю озон посідає друге місце, поступаючись лише фтору.

Історія відкриття
У 1785 р. голландський фізик Ван Марум, проводячи досліди з електрикою, звернув увагу на запах при утворенні іскор в електричній машині і на окислювальні здібності повітря після пропускання через нього електричних іскор.
У 1840 р. німецький вчений Шейнбейн, займаючись гідролізом води, намагався за допомогою. електричної дугирозкласти її на кисень та водень. І тоді він виявив, що утворився новий, досі не відомий науці газ із специфічним запахом. Ім'я "озон" було присвоєно газу Шейнбейном через характерний запах і походить від грецького слова "озієн", що означає "пахнути".
22 вересня 1896 р. винахідник Н. Тесла запатентував перший генератор озону.

Фізичні властивості озону.
Озон може існувати у всіх трьох агрегатних станах. За нормальних умов озон - газ блакитного кольору. Температура кипіння озону – 1120С, а температура плавлення становить – 1920С.
Завдяки своїй хімічній активності озон має дуже низьку гранично-допустиму концентрацію в повітрі (порівняну з ГДК бойових отруйних речовин) 5·10-8 % або 0,1 мг/м3, що у 10 разів більше за нюховий поріг для людини.

Хімічні властивості озону.
Слід зазначити передусім дві основні властивості озону:

Озон на відміну атомарного кисню є відносно стійким з'єднанням. Він мимоволі розкладається при високих концентраціях, причому чим вища концентрація, тим вища швидкість реакції розкладання. При концентраціях озону 12-15% озон може розкладатися із вибухом. Слід також зазначити, що процес розкладання озону пришвидшується зі зростанням температури, а сама реакція розкладання 2О3>3О2 + 68 ккал екзотермічна та супроводжується виділенням великої кількості тепла.

O3 -> Про + Про 2
О3 + О -> 2 О2
О2 + E- -> О2-

Озон є одним із найсильніших природних окислювачів. Окислювальний потенціал озону становить 2,07 (для порівняння у фтору 2,4 В, а у хлору 1,7 В).

Озон окислює всі метали за винятком золота та групи платини, доокислює оксиди сірки та азоту, окислює аміак з утворенням нітриту амонію.
Озон активно входить у реакцію з ароматичними сполуками з руйнуванням ароматичного ядра. Зокрема озон реагує з фенолом із руйнуванням ядра. Озон активно взаємодіє з насиченими вуглеводнями із руйнуванням подвійних вуглецевих зв'язків.
Взаємодія озону з органічними сполуками знаходить широке застосування в хімічній промисловості та суміжних галузях. Реакції озону з ароматичними сполуками лягли в основу технологій дезодорації різних середовищ, приміщень та стічних вод.

Біологічні властивостіозону.
Незважаючи на велика кількістьдосліджень механізм недостатньо розкритий. Відомо, що при високих концентраціях озону спостерігаються ураження дихальних шляхів, легень та слизової оболонки. Тривале вплив озону призводить до розвитку хронічних захворювань легких та верхніх дихальних шляхів.
Вплив малими дозами озону надає профілактичний та терапевтичний вплив і починає активно використовуватися в медицині – насамперед для дерматології та косметології.
Крім великої здатності знищення бактерій озон має високу ефективність у знищенні спор, цист (щільні оболонки, що утворюються навколо одноклітинних організмів, наприклад, джгутикових і корененіжок, при їх розмноженні, а також у несприятливих для них умовах) та багатьох інших патогенних мікробів.

Технологічне застосування озону
В останні 20 років галузі застосування озону значно розширилися і в усьому світі ведуться нові розробки. Настільки бурхливому розвитку технологій з використанням озону сприяє його екологічна чистота. На відміну з інших окислювачів озон у процесі реакцій розкладається на молекулярний і атомарний кисень і граничні оксиди. Всі ці продукти, як правило, не забруднюють навколишнє середовищеі не призводять до утворення канцерогенних речовин, наприклад, при окисленні хлором або фтором.

Вода:
У 1857 р. за допомогою створеної Вернером фон Сіменсом "досконалої трубки магнітної індукції" вдалося збудувати першу технічну озонову установку. У 1901 р. фірмою "Сіменс" побудовано першу гідростанцію з озонаторною установкою у Вісбанді.
Історично застосування озону почалося з установок з підготовки питної води, коли 1898 року у місті Сан Мор (Франція) пройшли випробування першої дослідно-промислової установки. Вже в 1907 році було збудовано перший завод із озонування води в місті Бон Вуаяж (Франція) для потреб міста Ніцци. У 1911 році було пущено в експлуатацію станцію озонування питної води в Санкт-Петербурзі.
Нині 95% питної води у Європі проходить озонну підготовку. У США йде процес переведення з хлорування на озонування. У Росії діють кілька великих станцій (у Москві, Нижньому Новгородіта інших містах).

Повітря:
Застосування озону в системах очищення води доведено вищого ступеняефективним, проте досі не створено таких же ефективних та доведено безпечних повітроочисних систем. Озонування вважається нехімічним способом очищення і тому популярне серед населення. Разом з тим, хронічний вплив мікроконцентрацій озону на організм людини досить не вивчений.
При дуже незначній концентрації озону повітря у приміщенні відчувається приємним та свіжим, а неприємні запахи відчуваються набагато слабше. На противагу поширеній думці про сприятливий вплив цього газу, який приписують у деяких проспектах багатому на озон лісового повітря, насправді озон навіть при великому розведенні є дуже токсичним і небезпечним дратівливим газом. Навіть малі концентрації озону можуть чинити подразнюючу дію на слизові оболонки та викликати порушення центральної. нервової системи, що веде до появи бронхіту та головного болю.

Медичне застосування озону
У 1873 р. Фоке спостерігав знищення мікроорганізмів під впливом озону і це унікальна властивість озону привернула увагу медиків.
Історія використання озону з медичною метою бере свій початок у 1885 р., коли Чарлі Кенворф вперше опублікував свою доповідь у Медичній Асоціації Флориди, США. Короткі відомості про застосування озону в медицині виявлено до цієї дати.
У 1911 р. М. Eberhart використовував озон при лікуванні туберкульозу, анемії, пневмонії, діабету та інших захворювань. А. Вольф (1916) у період першої світової війни застосовує киснево-озонову суміш у поранених при складних переломах, флегмонах, абсцесах, гнійних ранах. Н. Kleinmann (1921) застосував озон для загального лікування порожнин тіла. У 30-х роках. 20 століття Є.А. Фіш, зубний лікар, починає лікування озоном практично.
У заявці на винахід першого лабораторного приладу Фішем був запропонований термін "CYTOZON", який і сьогодні значиться на генераторах озону, що використовуються в практиці зуболікарської. Йоахім Хензлер (1908-1981) створив перший медичний генератор озону, який дозволяв точно дозувати озоно-кисневу суміш, і цим дав можливість широко застосовувати озонотерапію.
Р. Auborg (1936) виявив ефект рубцювання виразок товстої кишки під дією озону та звернув увагу на характер його загального впливу на організм. Роботи з вивчення лікувальної дії озону під час Другої світової війни активно продовжувалися в Німеччині, німці успішно застосовували озон для місцевого лікування ран та опіків. Однак після війни практично на два десятиліття дослідження були перервані, що обумовлено появою антибіотиків, відсутністю надійних, компактних генераторів озону та озоностійких матеріалів. Великі та систематичні дослідження в галузі озонотерапії розпочалися в середині 70-х рр., коли у повсякденній медичній практиці з'явилися стійкі до озону полімерні матеріали та зручні для роботи озонаторні установки.
Дослідження in vitro , тобто в ідеальних лабораторних умовах, показали, що при взаємодії з клітинами організму озон окислює жири і утворює пероксиди - речовини, згубні для всіх відомих вірусів, бактерій та грибків. По дії озон можна порівняти з антибіотиками, з тією різницею, що він не садить печінку і нирки, не має побічних явищ. Але на жаль, in vivo - в реальних умовах все набагато складніше.
Озонотерапія у свій час була дуже популярна - багато хто вважав озон чи не панацеєю від усіх недуг. Але детальне вивчення впливу озону показало, що разом із хворими озон вражає і здорові клітини шкіри, легень. В результаті в живих клітинах починаються непередбачені та непрогнозовані мутації. Озонотерапія так і не прижилася в Європі, а в США та Канаді офіційне медичне застосування озону не легалізоване, за винятком альтернативної медицини.
У Росії, на жаль, офіційна медицина так і не відмовилася від настільки небезпечного та недостатньо перевіреного способу терапії. В даний час повітряні озонатори та озонаторні установки набули широкого поширення. Малі генератори озону використовують у присутності людей.

ПРИНЦИП ДІЇ.
Озон утворюється із кисню. Існує кілька способів одержання озону, серед яких найбільш поширеними є: електролітичний, фотохімічний та електросинтез у плазмі газового розряду. Щоб уникнути небажаних оксидів, краще отримувати озон з чистого медичного кисню використовуючи електросинтез. Концентрацію одержуваної озоно-кисневої суміші в таких апаратах легко варіювати - або задаючи певну потужність електричного розряду, або регулюючи потік кисню, що входить (чим швидше кисень проходить через озонатор, тим менше озону утворюється).

Електролітичний метод синтезу озону здійснюється у спеціальних електролітичних осередках. Як електролітів використовуються розчини різних кислот та їх солі (H2SO4, HClO4, NaClO4, KClO4). Утворення озону відбувається за рахунок розкладання води та утворення атомарного кисню, який приєднуючись до молекули кисню утворює озон та молекулу водню. Цей метод дозволяє отримати концентрований озон, проте він дуже енергоємний, і тому не знайшов широкого поширення.
Фотохімічний Метод отримання озону є найбільш поширений у природі спосіб. Утворення озону відбувається при дисоціації молекули кисню під впливом короткохвильового УФ випромінювання. Цей метод не дозволяє одержувати озон високої концентрації. Прилади, засновані на цьому методі, набули поширення для лабораторних цілей, в медицині та харчовій промисловості.
Електросинтез озону набув найбільшого поширення. Цей метод поєднує можливість отримання озону високих концентрацій з великою продуктивністю і щодо невисокими енерговитратами.
В результаті численних досліджень щодо використання різних видів газового розряду для електросинтезу озону поширення набули апарати, що використовують три форми розряду:

1. Бар'єрний розряд - який отримав найбільше поширення, представляє собою велику сукупність імпульсних мікророзрядів в газовому проміжку довжиною 1-3 мм між двома електродами, розділеними одним або двома діелектричними бар'єрами при живленні електродів змінним високою напругоючастотою від 50 Гц до кількох кілогерц. Продуктивність однієї установки може становити від грамів до 150 кг озону на годину.
2. Поверхневий розряд - близький за формою до бар'єрного розряду, що набув поширення в останнє десятиліття завдяки своїй простоті та надійності. Так само є сукупністю мікророзрядів, що розвиваються вздовж поверхні твердого діелектрика при живленні електродів змінною напругою частотою від 50 Гц до 15-40 кГц.
3. Імпульсний розряд - як правило, стримерний коронний розряд, що виникає в проміжку між двома електродами при живленні електродів імпульсною напругою тривалістю від сотень наносекунд до одиниць мікросекунд.

• Ефективні при очищенні повітря приміщень.
• Чи не виробляють шкідливих побічних продуктів.
• Полегшують умови для алергіків, астматиків та ін.

У 1997 р. компанії-виробники озонаторів Living Air Corporation, Alpine Industries Inc. (нині Ecoguest), Quantum Electronics Corp. та інші, які порушили розпорядження ФТК США, рішенням судів було покарано в адміністративному порядку, включаючи заборону на подальшу діяльність деяких з них на території США. У той же час приватні підприємці, які продавали генератори озону з рекомендаціями використовувати їх у приміщеннях з людьми, отримали ув'язнення від 1 до 6 років.
Нині деякі з цих західних компаній успішно розвивають активну діяльність із реалізації своєї продукції Росії.

Недоліки озонаторів:
Будь-яка система стерилізації, що використовує озон, вимагає ретельного контролю техніки безпеки, тестування константи концентрації озону газоаналізаторами, а також аварійного керування надмірною концентрацією озону.
Озонатор не розрахований для роботи в:

• середовищі, насиченим електропровідним пилом і водяними парами,
• місцях, що містять активні гази та пари, що руйнують метал,
• місцях із відносною вологістю понад 95 %,
• у вибухо- та пожежонебезпечних приміщеннях.

Застосування озонаторів для стерилізації повітря у приміщеннях:

• подовжує за часом процес стерилізації,
• збільшує токсичність та окислення повітряного середовища,
• призводить до небезпеки вибуху,
• повернення людей у ​​продезінфіковане приміщення можливе лише після повного розкладання озону.

Резюме.
Озонування є високоефективним для стерилізації поверхонь та повітряного середовища приміщення, проте ефект очищення повітря від механічних домішок відсутній. Неможливість використання методу у присутності людей та необхідність проводити знезараження у герметичному приміщенні серйозно обмежує сферу його професійного застосування.