Молярна маса простої речовини озону. Загальні відомості про медичний озон

ОЗОН (О 3) - алотропна модифікація кисню, його молекула складається з трьох атомів кисню і може існувати у всіх трьох агрегатних станах. Молекула озону має кутову структуру у формі рівнобедреного трикутника з вершиною 127 o . Однак замкнутого трикутника не утворюється, а молекула має будову ланцюга з 3 атомів кисню з відстанню між ними 0,224 нм. Відповідно до цієї молекулярної структури дипольний моментскладає 0,55 дебай. В електронній структурі молекули озону є 18 електронів, які утворюють мезомерностабільну систему, що існує у різних прикордонних станах. Прикордонні іонні структури відбивають дипольний характер молекули озону і пояснюють його специфічне реакційне поведінка проти киснем, який утворює радикал із двома неспареними електронами. Молекула озону складається із трьох атомів кисню. Хімічна формула цього газу – O 3 Реакція утворення озону: 3O 2 + 68 ккал/моль (285 кДж/моль) ⇄ 2O 3 Молекулярна маса озону – 48 При кімнатній температурі озон – це безбарвний газ із характерним запахом. Запах озону відчувається при концентрації 10 -7 М. рідкому станіозон - це темно синій колірз температурою плавлення -192,50 С. Твердий озон є кристалами чорного кольору з температурою кипіння -111,9 гр.С. За температури 0 гр. та 1 атм. = 101,3 кПа густина озону становить 2,143 г/л. У газоподібному стані озон діамагнітний і виштовхується з магнітного поля, в рідкому слабопарамагнітний, тобто. має власне магнітним полемта втягується в магнітне поле.

Хімічні властивості озону

Молекула озону нестійка і при достатніх концентраціях у повітрі при нормальних умовахмимовільно перетворюється на двоатомний кисень з виділенням тепла. Підвищення температури та зниження тиску збільшують швидкість розкладання озону. Контакт озону навіть із малими кількостями органічних речовин, деяких металів чи їх оксидів різко прискорює перетворення. Хімічна активність озону дуже велика, це сильний окислювач. Він окислює майже всі метали (за винятком золота, платини та іридію) та багато неметалів. Продуктом реакції переважно є кисень. Озон розчиняється у воді краще, ніж кисень, утворюючи нестійкі розчини, причому швидкість його розкладання в розчині в 5 -8 разів вище, ніж у газовій фазі, ніж у газовій фазі (Розумовський С.Д., 1990). Це зумовлено, мабуть, не специфікою конденсованої фази, яке реакціями з домішками і іоном гідроксилу, оскільки швидкість розпаду дуже чутлива до вмісту домішок і рН. Розчинність озону у розчинах хлориду натрію підпорядковується закону Генрі. Зі збільшенням концентрації NaCl в водному розчинірозчинність озону зменшується (Таруніна В.М. та співавт., 1983). Озон має дуже високу спорідненість до електрону (1,9 еВ), як і зумовлює його властивості сильного окислювача, що перевищує лише фтором (Разумовський С.Д., 1990).

Біологічні властивості озону та його вплив на організм людини

Висока здатність окислювати і те, що в багатьох хімічних реакціях, що протікають за участю озону, утворюються вільні радикали кисню, роблять цей газ вкрай небезпечним для людини. Як газоподібний озон впливає на людину:
  • Дратує та пошкоджує тканини органів дихання;
  • Впливає на холестерин у крові людини, утворюючи нерозчинні форми, що призводить до атеросклерозу;
  • Довге перебування у середовищі з підвищеною концентрацією озону може спричинити чоловіче безпліддя.
У Російської Федераціїозон віднесений до першого, найвищого класу небезпеки шкідливих речовин. Нормативи по озону:
  • Максимальна разова гранично допустима концентрація (ГДК м.р.) в атмосферному повітрі населених місць 0,16 мг/м3
  • Середньодобова гранично допустима концентрація (ГДК с.с.) – 0,03 мг/м 3
  • Гранично допустима концентрація (ГДК) у повітрі робочої зони – 0,1 мг/м 3 (при цьому поріг людського нюху приблизно дорівнює 0,01 мг/м 3 ).
Високу токсичність озону, а саме – його здатність ефективно вбивати плісняву та бактерії, використовують для дезінфекції. Застосування озону замість дезінфекції на основі хлору дозволяє суттєво скоротити забруднення. довкілляхлором, небезпечним, у тому числі, і для стратосферного озону. Стратосферний озон відіграє роль захисного екрану для живого на землі, перешкоджаючи проникненню до поверхні Землю жорсткого ультрафіолетового випромінювання.

Шкідливі та корисні властивості озону

Озон є у двох шарах атмосфери. Тропосферний чи приземний озон, що у найближчому до Землі шарі атмосфери-в тропосфері – небезпечний. Він шкідливий і людини, й інших живих організмів. Він згубно впливає на дерева, посіви сільськогосподарських культур. Крім того, тропосферний озон-один із головних „інгредієнтів“ міського смогу. У той же час стратосферний озон дуже корисний. Руйнування утвореного ним озонового шару (озонового екрану) призводить до того, що потік ультрафіолетового випромінювання на земну поверхню збільшується. Через це зростає кількість захворювань на рак шкіри (у тому числі найбільш небезпечного його виду-меланоми), випадків катаракти. Вплив жорсткого ультрафіолету послаблює імунітет. Надмірне УФ-випромінювання може також стати проблемою для сільського господарства, оскільки посіви деяких культур надзвичайно чутливі до ультрафіолету. У той самий час слід пам'ятати, що озон – отруйний газ, і лише на рівні земної поверхні є шкідливим забруднювачем. Влітку через інтенсивне сонячне випромінювання та спеку в повітрі утворюється особливо багато шкідливого озону.

Взаємодія озону та кисню один з одним. Подібності та відмінності.

Озон – алотропна форма кисню. Алотропія – існування однієї й тієї ж хімічного елемента як двох і простіших речовин. В даному випадку і озон (O3) і кисень (O 2) утворені хімічним елементом О. Отримання озону з кисню Як правило, вихідною речовиною для одержання озону виступає молекулярний кисень (O 2), а сам процес описується рівнянням 3O 2 → 2O 3 . Ця реакція ендотермічна і легко оборотна. Для зміщення рівноваги убік цільового продукту(Озону) застосовуються певні заходи. Один із способів одержання озону – використання дугового розряду. Термічна дисоціація молекул різко зростає із зростанням температури. Так, за Т=3000К - вміст атомарного кисню становить ~10 %. Температуру кілька тисяч градусів можна отримати за допомогою дугового розряду. Однак при високій температурі озон розкладається швидше за молекулярний кисень. Щоб запобігти цьому, можна змістити рівновагу, спочатку нагріваючи газ, а потім різко його охолодивши. Озон у цьому випадку-проміжний продукт при переході суміші O 2 +O до молекулярного кисню. Максимальна концентрація O 3 яку можна отримати при такому способі виробництва досягає 1%. Цього достатньо більшості промислових цілей. Окисні властивості озонуОзон - потужний окислювач, набагато реакційніший порівняно з двоатомним киснем. Окислює майже всі метали та багато неметалів з утворенням кисню: 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3(g) → 2 Cu 3+ (aq) + 3 H 2 O (1) + O 2(g) Озон може брати участь у реакціях горіння, температура горіння при цьому вище, ніж при горінні в атмосфері двоатомного кисню: 3 C 4 N 2 + 4 O 3 → 12 CO + 3 N 2 Стандартний потенціал озону дорівнює 2.07 В, тому молекула озону нестійка і мимоволі перетворюється на кисень із тепла. При невеликих концентраціях озон розкладається повільно, при високих з вибухом, т.к. його молекула має надмірну енергію. Нагрівання та контакт озону з незначною кількістю органічних речовин (гідроокису, перекису, метали змінної валентності, їх окисли) різко прискорює перетворення. Навпаки, присутність невеликих кількостей азотної кислоти стабілізує озон, а в судинах зі скла та деяких пластмас або чистих металів озон при -78 0 C практично розкладається. Спорідненість озону до електрона дорівнює 2 ев. Такою сильною спорідненістю має тільки фтор та його окисли. Озон окислює всі метали (за винятком золота та платинових), а також більшість інших елементів. Хлор бере участь у реакціях з озоном із утворенням гіпохлору ОCL. Реакції озону з атомарним воднем є джерелом утворення гідроксильних радикалів. Озон має максимум поглинання в УФ-області при довжині хвилі 253,7 нм з молярним коефіцієнтом екстинції: E = 2900 На підставі цього УФ-фотометричне визначення концентрації озону разом з йодо-метричним титруванням прийнято за міжнародні стандарти. Кисень, на відміну від озону, реакцію з KI не вступає.

Розчинність озону та його стабільність у водних розчинах

Швидкість розкладання озону в розчині в 5-8 разів вища, ніж у газовій фазі. Розчинність озону у воді у 10 разів вища, ніж кисню. За даними різних авторів величина коефіцієнта розчинності озону у воді коливається від 0,49 до 0,64 мл озону/мл води. У ідеальних термодинамічних умовах рівновага підпорядковується закону Генрі, тобто. концентрація насиченого розчину газу пропорційна його парціальному тиску. C S = B × d × Рі де: С S — концентрація насиченого розчину у воді; d - маса озону; Pi - парціальний тиск озону; B - коефіцієнт розчинення; Виконання закону Генрі для озону як метастабільного газу є умовним. Розпад озону у газовій фазі залежить від парціального тиску. У водному середовищімають місце процеси, що виходять за сферу дії закону Генрі. Замість нього в ідеальних умовах діє закон Gibs-Dukem-Margulesdu. У практиці прийнято виражати розчинність озону у воді через співвідношення концентрації озону в рідкому середовищі до концентрації озону в газовій фазі: Насичення озоном залежить від температури та якості води, оскільки органічні та неорганічні домішки змінюють рН середовища. За однакових умов у водопровідній водіконцентрація озону становить 13 mg/l, у бідистильованій воді – 20 mg/l. Причиною цього є значний розпад озону через різні іонні домішки у питній воді.

Розпад озону та період напіврозпаду (т 1/2)

У водному середовищі розпад озону залежить від якості води, температури і рН середовища. Підвищення рН середовища прискорює розпад озону та знижує при цьому концентрацію озону у воді. Аналогічні процеси відбуваються у разі підвищення температури. Період напіврозпаду озону в бідистильованій воді становить 10 годин, демінералізованій воді - 80 хвилин; у дистильованій воді - 120 хвилин. Відомо, що розкладання озону у воді є складним процесом реакцій радикальних кіл: Максимальна кількість озону у водному зразку спостерігається протягом 8-15 хвилин. Через 1 годину у розчині відзначаються лише вільні радикали кисню. Серед них найважливішим є гідроксильний радикал (ОН') (Staehelin G., 1985), і це необхідно брати до уваги при використанні озонованої води з терапевтичною метою. Оскільки у клінічній практиці знаходять застосування озонована вода та озонований фізіологічний розчин, нами проведено оцінку цих озонованих рідин залежно від концентрацій, що використовуються у вітчизняній медицині. Основними методами аналізу стали йодометричне титрування та інтенсивність хемілюмінесценції з використанням приладу біохемілюмінометра БХЛ-06 (виробництво Нижній Новгород) (Конторщикова К. Н., Перетягін С. П., Іванова І. П. 1995). Явище хемілюмінесценції пов'язане з реакціями рекомбінації вільних радикалів, що утворюються під час розкладання озону у воді. При обробці 500 мл бі- або дистильованої води барботуванням озоно-кисневої газової сумішшю з концентрацією озону в межах 1000-1500 мкг/л та швидкістю потоку газу 1 л/хв протягом 20 хвилин хемілюмінесценція виявляється протягом 160 хвилин. Причому в бідистильованій воді інтенсивність свічення істотно вища, ніж у дистильованій, що пояснюється наявністю домішок, що гасять свічення. Розчинність озону у розчинах NaCl підпорядковується закону Генрі, тобто. зменшується із збільшенням концентрації солей. Фізіологічний розчин обробляли озоном з концентрацією 400, 800 та 1000 мкг/л протягом 15 хвилин. Загальна інтенсивність світіння (mv) збільшувалася зі зростанням концентрації озону. Тривалість свічення становить 20 хвилин. Це більш швидкої рекомбінацією вільних радикалів і звідси гасінням світіння з допомогою наявності у фізіологічному розчині домішок. Незважаючи на високий окисний потенціал, озон має високу селективність, яка обумовлена ​​полярною будовою молекули. Миттєво реагують з озоном сполуки, що містять вільні подвійні зв'язки (-=С-). В результаті чутливими до дії озону є ненасичені жирні кислоти, ароматичні амінокислоти та пептиди, що насамперед містять SH-групи. За даними Криге (1953) (цит. за Vieban R. 1994), первинним продуктом взаємодії молекули озону з біоорганічними субстратами є 1-3 диполярна молекула. Ця реакція є основною при взаємодії озону з органічними субстратами при рН< 7,4. Озонолиз проходит в доли секунды. В растворах скорость этой реакции равна 105 г/моль·с. В первом акте реакции образуется пи-комплекс олефинов с озоном. Он относительно стабилен при температуре 140 0 С и затем превращается в первичный озонид (молозонид) 1,2,3-триоксалан. Другое возможное направление реакции — образование эпоксидных соединений. Первичный озонид нестабилен и распадается с образованием карбоксильного соединения и карбонилоксида. В результате взаимодействия карбонилоксида с карбонильным соединением образуется биполярный ион, который затем превращается во вторичный озонид 1,2,3 — триоксалан. Последний при восстановлении распадается с образованием смеси 2-х карбонильных соединений, с дальнейшим образованием пероксида (I) и озонида (II). Озонування ароматичних сполук відбувається з утворенням полімерних озонідів. Приєднання озону порушує ароматичне сполучення в ядрі і потребує витрат енергії, тому швидкість озонування гомологів корелює з енергією сполучення. Озонування насушених вуглеводнів пов'язані з механізмом застосування. Озонування сіро- та азотовмісних органічних сполук протікає наступним чином: Озоніди зазвичай погано розчиняються у воді, але добре в органічних розчинниках. При нагріванні, дії перехідних металів розпадаються радикали. Кількість озонідів в органічному поєднанні визначається йодним числом. Йодне число - маса йоду в грамах, що приєднується до 100 г органічної речовини. У нормі для жирних кислот йодне число становить 100-400, для твердих жирів 35-85, для рідких жирів - 150-200. Вперше озон, як антисептичний засіб, був випробуваний A. Wolff ще в 1915 під час першої світової війни. Наступні роки поступово накопичувалася інформація про успішне застосування озону для лікування різних захворювань. Однак тривалий час використовувалися лише методи озонотерапії, пов'язані з прямими контактами озону із зовнішніми поверхнями та різними порожнинами тіла. Інтерес до озонотерапії посилювався в міру накопичення даних про біологічну дію озону на організм і появи повідомлень з різних клінік світу про успішне використання озону при лікуванні багатьох захворювань. Історія медичного застосування озону починається з ХІХ століття. Піонерами клінічного застосування озону були західні вчені Америки та Європи, зокрема C. J. Kenworthy, B. Lust, I. Aberhart, Е. Payer, E. A. Fisch, Н. Н. Wolff та інші. У Росії про лікувальному застосуванніозону було відомо мало. Тільки у 60-70 роки у вітчизняній літературі з'явилося кілька робіт з інгаляційної озонотерапії та щодо застосування озону в лікуванні деяких шкірних захворювань, а з 80-х років у нашій країні цей метод став інтенсивно розроблятися та набувати більш широкого поширення. Основи для фундаментальних розробок технологій озонотерапії багато в чому були визначені роботами Інституту хімічної фізики АМН СРСР. Книга «Озон та її реакції з органічними речовинами» (С. Д. Разумовський, Р. Є. Зайков, Москва, 1974 р.) стала відправною точкою для обгрунтування механізмів лікувальної діїозону у багатьох розробників. У світі широко діє Міжнародна озонова асоціація (IOA), яка провела 20 міжнародних конгресів, а з 1991 року у роботі цих конгресів беруть участь і наші лікарі та науковці. Цілком по-новому сьогодні розглядаються проблеми прикладного використання озону, а саме в медицині. У терапевтичному діапазоні концентрацій і доз озон виявляє властивості потужного біорегулятора, засоби, здатного багато в чому посилити методи традиційної медицини, а найчастіше виступати як засіб монотерапії. Застосування медичного озону представляє якісно нове рішення актуальних проблемлікування багатьох захворювань Технології озонотерапії використовуються в хірургії, акушерстві та гінекології, стоматології, неврології, при терапевтичній патології, інфекційних хворобах, дерматології та венеричних хворобах та цілій низці інших захворювань. Для озонотерапії характерна простота виконання, висока ефективність, хороша переносимість, практична відсутність побічних процесів, вона економічно вигідна. Лікувальні властивості озону при захворюваннях різної етіології ґрунтуються на його унікальній здатності впливати на організм. Озон у терапевтичних дозах діє як імуномодулюючий, протизапальний, бактерицидний, противірусний, фунгіцидний, цитостатичний, антистресовий та аналгезуючий засіб. Його здатність активно коригувати порушений кисневий гомеостаз організму відкриває великі перспективи для відновлювальної медицини. Широкий спектр методичних можливостей дозволяє з великою ефективністю використовувати лікувальні властивостіозону для місцевої та системної терапії. В останні десятиліття на передній план вийшли методи, пов'язані з парентеральним (внутрішньовенним, внутрішньом'язовим, внутрішньосуглобовим, підшкірним) введенням терапевтичних доз озону, лікувальний ефект яких пов'язаний здебільшого з активізацією різних системжиттєдіяльності організму. Киснево-озонова газова суміш при високих (4000 - 8000 мкг/л) концентраціях в ній озону ефективна при обробці сильно інфікованих ран, що погано гояться, гангрені, пролежнів, опіків, грибкових ураженнях шкіри і т.п. Озон у високих концентраціях можна також використовувати як кровоспинний засіб. Низькі концентрації озону стимулюють репарацію, сприяють епітелізації та загоєнню. У лікуванні колітів, проктитів, свищів та інших захворювань кишечника використовують ректальне введення киснево-озонової газової суміші. Озон, розчинений у фізіологічному розчині, успішно застосовують при перитоніті для санації черевної порожнини, а озоновану дистильовану воду у щелепній хірургії та ін. Для внутрішньовенного введення використовується озон, розчинений у фізіологічному розчині або в крові хворого. Піонерами Європейської школи було висловлено постулююче положення про те, що головною метою озонотерапіїє: «Стимуляція та реактивація кисневого метаболізму без порушення окислювально-відновних систем»,- це означає, що при розрахунку дозувань на сеанс або курс, озонотерапевтична дія повинна знаходитися в межах, в яких ферментативно вирівнюються радикальні кисневі метаболіти або надмірно отриманий пероксид» .Ріллінг, Р. Фібан 1996 у кн. Практика озонотерапії).У зарубіжній медичній практиці для парентерального введення озону використовуються переважно велика і мала аутогемотерапії. При проведенні великої аутогемотерапії, взята у пацієнта кров ретельно поєднується з певним обсягом киснево-озонової газової суміші, і відразу ж краплинно вводиться назад у вену того ж пацієнта. При малій аутогемотерапії озонована кров вводиться внутрішньом'язово. Терапевтична доза озону у разі витримується з допомогою фіксованих обсягів газу та концентрації озону у ньому.

Наукові досягнення вітчизняних вчених стали регулярно доповідатись на міжнародних конгресах та симпозіумах

  • 1991 р. – Куба, Гавана,
  • 1993 р. – США Сан-Франциско,
  • 1995 р. - ФранціяЛілль,
  • 1997 р. – Японія, Кіото,
  • 1998 р. – Австрія, Зальцбург,
  • 1999р. - Німеччина, Баден-Баден,
  • 2001 р. – Англія, Лондон,
  • 2005 р. – Франція,Страсбург,
  • 2009 р. – Японія, Кіото,
  • 2010 р. - Іспанія, Мадрид
  • 2011 р. Туреччина (Стамбул), Франція (Париж), Мексика (Канкун)
  • 2012р. - Іспанія Мадрид
Науковими центрами розробок озонотерапії у Росії стали клініки міст Москви та Нижнього Новгорода. Незабаром до них приєдналися вчені з Воронежа, Смоленська, Кірова, Новгорода, Єкатеринбурга, Саранська, Волгограда, Іжевська та інших міст. Поширенню технологій озонотерапії безумовно сприяло регулярне проведення Всеросійських науково-практичних конференцій з міжнародною участю, що організуються з ініціативи Асоціації російських озонотерапевтів з 1992 року в м. Н. Новгород, які збирають фахівців з усіх куточків країни.

Всеросійські науково-практичні конференції з Міжнародною участю з озонотерапії

I – «ОЗОН В БІОЛОГІЇ І МЕДИЦІНІ» – 1992 р., Н.Новгород II – «ОЗОН В БІОЛОГІЇ І МЕДИЦІНІ» – 1995 р., Н.Новгород III – «ОЗОН І МЕТОДИ ЕФЕРЕНТНОЇ ТЕРАПІЇ» – 1998 р., Н.Новгород IV – «ОЗОН І МЕТОДИ ЕФЕРЕНТНОЇ ТЕРАПІЇ» – 2000 р., Н.Новгород V – «ОЗОН В БІОЛОГІЇ І МЕДИЦІНІ» – 2003 р., Н.Новгород VI – «ОЗОН У БІОЛОГІЇ І МЕДИЦІНІ» – 2005 р., Н.Новгород«I Конференція з озонотерапії Азіатсько-Європейського союзу озонотерапевтів та виробників медобладнання» – 2006 р., Велике Болдине, Нижегородська область VII – «ОЗОН В БІОЛОГІЇ І МЕДИЦІНІ» – 2007 р., Н.НовгородУ111 – «Озон, активні форми кисню та методи інтенсивної терапії в медицині» - 2009, м.Н.Новгород До 2000 р. Російська школа озонотерапії остаточно сформувала свій, який відрізняється від Європейського, підхід до застосування озону як лікувального засобу. Головні відмінності — широке використання фізіологічного розчину як носій озону, застосування значно нижчих концентрацій та доз озону, розроблені технології екстракорпоральної обробки великих об'ємів крові (озонований штучний кровообіг), індивідуальний вибірдоз та концентрацій озону при системній озонотерапії. У прагненні більшості російських лікарів використовувати найменші з ефективних концентрацій озону знайшов свій відбиток основний принцип медицини — «не нашкодь». Безпека та ефективність Російських методик озонотерапії багаторазово обґрунтована та доведена стосовно різних областей медицини. В результаті багаторічних фундаментально-клінічних досліджень нижегородськими вченими була «Встановлена ​​невідома закономірність формування адаптаційних механізмів організму ссавців при системному впливі низькими терапевтичними дозами озону, яка полягає в тому, що пусковим механізмом є вплив озону на про- і антиоксидантний баланс організму і обумовлена ​​помірною ін. радикальних реакцій, що, у свою чергу, збільшує активність ферментативної та неферментативної ланок антиоксидантної системи захисту» (Конторщикова К. Н., Перетягін С. П.), на яку автори отримали відкриття (Диплом № 309 від 16 травня 2006 р.). У роботах вітчизняних вчених знайшли розвиток нові технології та аспекти використання озону з лікувальною метою:
  • Широке використання як носій розчиненого озону фізіологічного розчину (0,9% розчин NaCl)
  • Застосування порівняно малих концентрацій та доз озону при системному впливі (внутрішньосудинне та внутрішньокишкове введення)
  • Внутрішньокісткові вливання озонованих розчинів
  • Внутрішньокоронарне введення озонованих кардіоплегічних розчинів
  • Тотальна екстракорпоральна обробка озоном великих об'ємів крові при штучному кровообігу
  • Низькопотокова озонокиснева терапія
  • Внутрішньопортальне введення озонованих розчинів
  • Застосування озону на театрі бойових дій
  • Супровід системної озонотерапії методами біохімічного контролю
У 2005-2007 роках. вперше у світовій практиці в Росії озонотерапія отримала офіційний статус на державному рівні у вигляді затвердження МОЗ та соціального розвитку РФ нових медичних технологій використання озону в дерматології та косметології, акушерстві та гінекології, травматології. Нині нашій країні ведуться активні роботи з поширенню та впровадження методу озонотерапії. Аналіз Російського та Європейського досвіду озонотерапії дозволяє зробити важливі висновки:
  1. Озонотерапія - немедикаментозний метод лікувального впливу, що дозволяє отримувати позитивні результатипри патології різного генезу.
  2. Біологічна діяпарентерально введеного озону проявляється на рівні низьких концентрацій та доз, що супроводжується клінічно вираженими позитивними лікувальними ефектами, що мають чітко виражену дозозалежність.
  3. Досвід Російської та Європейської шкіл озонотерапії свідчить про те, що використання озону як лікувальний засіб значно підвищує ефективність лікарської терапії, дозволяє у ряді випадків замінити або зменшити фармакологічне навантаження на пацієнта. На тлі озонотерапії відновлюються власні кисневилежні реакції та процеси хворого організму.
  4. Технічні можливості сучасних медичних озонаторів, що мають можливості надточного дозування, дозволяють застосовувати озон у діапазоні низьких терапевтичних концентрацій аналогічно до загальноприйнятих фармакологічних засобів.

Озон – це газ природного походження, який, перебуваючи у стратосфері, оберігає населення планети від негативного впливу ультрафіолетових променів. У медицині цю речовину часто використовують для стимуляції кровотворення та підвищення імунітету. У той же час при природному утворенні озону в тропосфері внаслідок взаємодії прямих сонячних променівта вихлопних газів його вплив на людський організм протилежний. Вдихання повітря з підвищеною концентрацією газу може призвести не тільки до загострення алергічних реакцій, а й до розвитку неврологічних порушень.

Характеристики озону

Озон є газ, що складається з трьох атомів кисню. У природі він утворюється внаслідок прямих променів сонця на атомарний кисень.

Залежно від форми і температури колір озону може змінюватись від світло-блакитного до темно-синього. З'єднання молекул у цьому газі дуже нестійке – через кілька хвилин після утворення речовина розпадається на атоми кисню.

Озон є сильним окислювачем, завдяки чому часто використовується у промисловості, ракетобудуванні, медицині. В умовах виробництва цей газ присутній при зварювальних роботах, процедури електролізу води, виготовлення пероксиду водню.

Відповідаючи на питання отруйний озон чи ні, фахівці дають ствердну відповідь. Цей газ відноситься до найвищого класу токсичності, якому відповідають багато бойових отруйних речовин, у тому числі синильна кислота.

Вплив газу на людину

У ході численних досліджень вчені дійшли висновку, що вплив озону на організм людини залежить від того, скільки газу проникає в легені разом з повітрям. Всесвітньою організацією охорони здоров'я було встановлено такі гранично допустимі концентрації озону:

  • у житловій зоні – до 30 мкг/м 3 ;
  • у промисловій зоні – не більше 100 мкг/м3.

Одноразове максимальне дозування речовини не повинно перевищувати 0,16 мг/м 3 .

Негативний вплив

Негативний вплив озону на організм часто спостерігається у людей, яким доводиться стикатися з цим газом у виробничих умовах: фахівцям ракетобудівної галузі, працівникам, які використовують озонатори та ультрафіолетові лампи.

Тривалий та регулярний вплив озону на людину призводить до таких наслідків:

  • подразнення органів дихальної системи;
  • розвиток астми;
  • пригнічення дихальної функції;
  • підвищення ризику алергічних реакцій;
  • збільшення можливості розвитку чоловічої безплідності;
  • зниження імунітету;
  • зростання канцерогенних клітин.

Найактивніше озон впливає на чотири групи людей: дітей, осіб з підвищеною чутливістю, спортсменів, які проводять тренування поза приміщеннями, та людей похилого віку. Крім того, до зони ризику входять пацієнти з хронічними патологіями дихальної та серцево-судинної систем.

В результаті контакту у виробничих умовах з рідким озоном, кристалізація якого настає при температурі -200 градусів Цельсія, можливе настання глибокого обмороження.

Позитивний вплив

Максимальна кількість озону знаходиться у стратосферному шарі повітряної оболонки планети. Озоновий пласт, що знаходиться там, сприяє поглинанню найшкідливішої частини ультрафіолетових променів сонячного спектру.

У ретельно вивірених дозуваннях медичний озон або киснево-озонова суміш має на організм людини сприятливий вплив, завдяки чому часто використовується з лікувальною метою.

Під контролем лікаря використання цієї речовини дозволяє досягти наступних результатів:

Історії наших читачів


Володимир
61 рік

  • усунути кисневу недостатність;
  • посилити окислювально-відновні процеси, що протікають в організмі;
  • знизити наслідки інтоксикації за рахунок виведення токсинів;
  • усунути больовий синдром;
  • покращити кровотік та забезпечити постачання кров'ю всіх органів;
  • відновити правильне функціонування печінки при її різних захворюваннях, у тому числі гепатиті.

Крім цього, використання у медичній практиці озонотерапії дозволяє покращити загальний станпацієнта: стабілізувати сон, зменшити знервованість, підвищити імунітет, усунути хронічну втому.

Завдяки здатності до окислення інших хімічних елементів озон часто використовується як засіб для дезінфекції. Ця речовина дозволяє ефективно боротися з грибками, вірусами та бактеріями.

Застосування озонаторів

Описані позитивні властивості, що надаються озоном, призвели до виробництва та використання в промислових та побутових умовах озонаторів – пристроїв, що продукують тривалентний кисень.

Використання таких приладів у промисловості дозволяє здійснити такі заходи:

  • продезінфікувати повітря у приміщенні;
  • знищити плісняву та грибки;
  • знезаразити воду та каналізаційні стоки;

У медичних закладах озонатори використовуються для дезінфекції приміщень, стерилізації інструментарію та витратних матеріалів.

Використання озонаторів поширене й у домашніх умовах. Такі прилади часто застосовуються для збагачення повітря киснем, дезінфекції води та усунення вірусів та бактерій з посуду або предметів побуту, які використовуються людиною з інфекційним захворюванням.

При використанні озонатора в побуті необхідно дотримуватись усіх умов, вказаних виробником приладу. Категорично заборонено перебувати в приміщенні при включеному пристрої, а також відразу ж вживати очищену за його допомогою воду.

Симптоматика отруєння

Проникнення високої концентрації озону в організм людини через органи дихання або тривалу взаємодію з цією речовиною здатне викликати важку інтоксикацію. Симптоми отруєння озоном можуть проявитися різко – при одноразовому вдиханні. великої кількостіцієї речовини, і виявлятися поступово – при хронічної інтоксикації внаслідок недотримання умов праці чи правил використання побутових озонаторів.

Першими виявляються ознаки отруєння з боку дихальної системи:

  • першіння та печіння у горлі;
  • утруднене дихання, задишка;
  • неможливість зробити глибокий вдих;
  • поява частого та переривчастого дихання;
  • біль у загрудинній ділянці.

При дії газу на очі може спостерігатися їх сльозогінність, виникнення різі, почервоніння слизової оболонки, розширення судин. У деяких випадках відбувається погіршення чи повна втрата зору.

При систематичному контакті озон може проводити організм людини так:

  • відбуваються структурні перетворення бронхів;
  • розвиваються та загострюються різні захворювання дихальних шляхів: пневмонії, бронхіти, астми, емфіземи;
  • зниження обсягу дихання призводить до нападів задухи та повного припинення дихальної функції.

Крім впливу на органи дихання, хронічне отруєння озоном спричиняє патологічні процеси у функціонуванні інших систем організму:

  • розвиток неврологічних порушень – зниження рівня концентрації та уваги, поява головного болю, порушення координації рухів;
  • загострення хронічних захворювань;
  • порушення згортання крові, розвиток анемій, виникнення кровотеч;
  • загострення алергічних реакцій;
  • порушення в організмі окисних процесів, в результаті якого відбувається поширення вільних радикалів та руйнування здорових клітин;
  • розвиток атеросклерозу;
  • погіршення секреторної функціональності шлунка

Перша допомога при отруєнні озоном

Гостре отруєння озоном може призвести до тяжких наслідків, аж до смертельного наслідку, тому при виникненні підозри на інтоксикацію потерпілому має бути негайно надано долікарську допомогу. До приїзду фахівців необхідно здійснити такі заходи:

  1. Винести потерпілого із зони ураження токсичною речовиною або забезпечити приплив у приміщення свіжого повітря.
  2. Розстебнути тісний одяг, надати людині напівсидяче становище, не допускаючи закидання голови.
  3. У разі припинення самостійного дихання та зупинки серця провести реанімаційні заходи – штучне дихання з рота до рота та непрямий масаж серця.

При контакті озону з очима необхідно зробити промивання великою кількістю проточної води.

У разі впливу на людину рідкого озону в жодному разі не можна намагатися видалити з постраждалого одяг у місці його зіткнення з тілом. До приїзду фахівців варто промивати уражену ділянку великою кількістю води.

Окрім надання постраждалому першої допомоги, необхідно негайно доставити його до лікувального закладу або викликати карету швидкої допомоги, оскільки подальші заходи щодо інтоксикації можуть бути проведені лише кваліфікованим медичним персоналом.

Лікування отруєння

Для усунення отруєння озоном в умовах медичного стаціонару вживаються такі заходи:

  • виконують лужні інгаляції для усунення подразнення верхніх дихальних шляхів;
  • призначають лікарські препарати для припинення кашлю та відновлення функцій дихання;
  • при гострій дихальній недостатності пацієнта підключають до апарату штучної вентиляції легень;
  • при ураженні очей призначаються судинозвужувальні та знезаражувальні препарати;
  • у разі тяжкого отруєння проводиться терапія щодо нормалізації функцій серцево-судинної системи;
  • здійснюється антиоксидантна терапія.

Наслідки

Тривале вплив озону на організм людини за неправильних умов праці чи порушенні правил використання озонатора призводить до хронічного отруєння. Цей стан часто спричиняє розвиток таких наслідків:

  • Утворення пухлин. Причина цього явища полягає в канцерогенній дії озону, внаслідок якого відбувається пошкодження геному клітин та розвиток їхньої мутації.
  • Розвиток чоловічої безплідності. При систематичному вдиханні озону відбувається порушення сперматогенезу, внаслідок якого втрачається можливість продовження роду.
  • Неврологічні патології. У людини відбувається порушення уваги, погіршення сну, загальна слабкість, регулярне виникнення головного болю.

Профілактика

Щоб уникнути отруєння озоном, фахівці рекомендують дотримуватися наступних рекомендацій:

  • Відмовитися від занять спортом поза приміщеннями у спеку, особливо влітку. Бажано виконувати фізичні вправиу приміщеннях або на місцевості, віддаленій від великих промислових підприємств та широких автомобільних доріг, у ранкові та вечірні години.
  • У спеку необхідно якомога рідше перебувати поза приміщеннями, особливо в місцевості з підвищеною загазованістю.
  • При контакті з озоном у промислових умовах приміщення має бути обладнане витяжною вентиляцією. Крім цього, під час виробничого процесу необхідно використовувати пристрої захисту, а також спеціальні датчики, що відображають рівень газу в приміщенні. Час безпосереднього контакту з озоном має бути максимально скороченим.

При виборі побутового озонатора важливо звернути увагу на його технічні характеристики та відповідний сертифікат. Придбання несертифікованого приладу може призвести до виникнення інтоксикації тривалентним киснем. Перед використанням приладу необхідно ознайомитися з правилами його експлуатації та запобіжними засобами.

Інтоксикація озоном – досить тяжкий стан, який потребує негайного втручання медичних працівників. Тому варто пам'ятати, що при роботі з цим газом або застосуванні побутових озонаторів варто дотримуватися техніки безпеки, а за найменшої підозри на отруєння – звертатися до лікувального закладу.

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 - газ блакитного кольору з 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?

Він настільки сильний окислювач, що може стимулювати окислювально-відновні процеси в організмі людини, а це суть життя. Він у два-чотири рази посилює функцію імунної системи. ОЗОН – природний антибіотик! При взаємодії з клітинами організму він окислює жири та утворює пероксиди – речовини згубні для всіх відомих вірусів, бактерій та грибків.

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, які перебувають 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 чудово 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.

ВИЗНАЧЕННЯ

Озонє алотропною модифікацією кисню. У звичайному стані він є світло-синім газом, у рідкому - темно-блакитний, а в твердому - темно-фіолетовий (до чорного).

Може залишатися у стані переохолодженої рідини до температури (-250 o C). погано розчиняється у воді, краще в тетрахлориді вуглецю та різних фторхлорвуглеців. Дуже сильний окисник.

Хімічна формула озону

Хімічна формула озону- O 3 . Вона показує, що у складі молекули цієї речовини є три атоми кисню (Ar = 16 а.е.м.). За хімічною формулою можна обчислити молекулярну масу озону:

Mr(O 3) = 3×Ar(O) = 3×16 = 48

Структурна (графічна) формула озону

Наочніший є структурна (графічна) формула озону. Вона показує, як пов'язані атоми між собою всередині молекули (рис. 1).

Рис. 1. Будова молекули озону.

Електронна формула , Що показує розподіл електронів в атомі за енергетичними рівнями показано нижче:

16 O 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

Вона також показує, що кисень, з якого складається озон, відноситься до елементів р-родини, а також кількість валентних електронів - на зовнішньому енергетичному рівні знаходиться 6 електронів (3s 2 3p 4).

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Завдання Масова часткаводню у його поєднанні з кремнієм дорівнює 12,5%. Виведіть емпіричну формулу сполуки та розрахуйте її молярну масу.
Рішення

Обчислимо масову частку кремнію в поєднанні:

ω(Si) = 100% - ω(H) = 100% - 12,5% = 87,5%

Позначимо кількість моль елементів, що входять до складу сполуки за «х» (кремній) та «у» (водень). Тоді мольне ставлення буде виглядати наступним чином (значення відносних атомних мас, взятих з Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва, округлим до цілих чисел):

x:y = ω(Si)/Ar(Si) : ω(H)/Ar(H);

x: y = 87,5/28: 12,5/1;

x: y = 3,125: 12,5 = 1: 4

Значить формула сполуки кремнію з воднем матиме вигляд SiH 4 . Це гідрид кремнію.
Відповідь SiH 4

ПРИКЛАД 2

Завдання У поєднанні калію, хлору та кисню масові частки елементів відповідно дорівнюють 31,8%, 29%, 39,2%. Встановіть найпростішу формулу з'єднання.
Рішення Масова частка елемента Х у молекулі складу НХ розраховується за такою формулою:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Позначимо кількість моль елементів, що входять до складу сполуки за «х» (калій), «у» (хлор) та «z» (кисень). Тоді мольне ставлення буде виглядати наступним чином (значення відносних атомних мас, взятих з Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва, округлим до цілих чисел):

x:y:z = ω(K)/Ar(K) : ω(Cl)/Ar(Cl) : ω(O)/Ar(O);

x: y: z = 31,8/39: 29/35,5: 39,2/16;

x:y:z= 0,82: 0,82: 2,45 = 1: 1: 3

Значить формула сполуки калію, хлору та кисню матиме вигляд KClO 3 . Це бертолетова сіль.
Відповідь KClO 3

Озон - хімічна газоподібна речовина, яка є сильним окислювачем. Які властивості має газ, і для яких цілей його отримують?

Загальна інформація

Озон вперше було виявлено 1785 року голландським фізиком М. ван Марумом. Він зауважив, що при пропусканні через повітря електричних розрядів повітря набуває специфічного запаху. Однак термін «озон» було введено пізніше німецьким хімікомХ. Ф. Шенбейном у 1840 році.

Рис. 1. Х. Ф. Шенбейн.

Формула озону - Про 3, тобто озон складається з трьох молекул кисню. Озон – це алотропна видозміна кисню. О 3 – газ світло-синього кольору, з характерним запахом, нестійкий, токсичний. За температури -111,9 градусів цей газ зріджується. Розчинність озону у воді більша, ніж у кисню: 100 об'ємів води розчиняють 49 об'ємів озону.

Рис. 2. Формула озону.

Ця речовина утворюється в атмосфері за електричних розрядів. Озоновий шар у стратосфері (25 км. від поверхні) поглинає ультрафіолетове випромінювання, небезпечне всім живих організмів.

Озон – сильний окислювач, навіть сильніший, ніж кисень. Він здатний окислювати такі метали, як золото та платина.

Особлива хімічна активність озону пояснюється тим, що його молекула легко розпадається на молекулу кисню та атомарний кисень. Атомарний кисень, що утворився, більш активно реагує з речовинами, ніж молекулярний.

Озон здатний із розчину йодистого калію виділяти йод:

2Kl+2H 2 O+O 3 =I 2 +2KOH+O 2

Папір, змочений йодистим калієм та крохмалем у повітрі, що містить озон, синіє. Ця реакція використовується виявлення озону.

У 1860 році вчені Ендрюс і Тет експериментально довели за допомогою скляної трубки з манометром, наповненої чистим киснем, що при перетворенні кисню на озон відбувається зменшення обсягу газу

Отримання та застосування озону

Отримують озон за впливу електричних розрядів на кисень в озонаторах.

Озон застосовують для знезараження питної води, для знешкодження промислових стічних вод, в медицині - як дезінфікуючий засіб. Також як і хлорування, озонування має знезаражуючий ефект, але його плюсом є те, що при використанні озону в обробленій воді не утворюється токсинів. Озон також ефективно бореться з пліснявою та бактеріями.

Рис. 3. Озонування.

При гострому отруєнні озон вражає органи дихання, дратує слизові оболонки, викликає головну біль. Токсичність озону різко зростає за одночасного впливу оксидів азоту.

Що ми дізналися?

Озон – газ, виявлений наприкінці XVIII століття, а своє сучасна назваотримав лише у середині XIX століття. На відміну від кисню, цей газ має характерний запах і відрізняється світло-синім кольором.

Подібні публікації