주기율표 지정의 오존. 이처럼 다른 오존: 구하고 죽일 수 있는 가스에 대한 5가지 사실
OZONE O3(그리스 오존 냄새)는 세 가지 응집 상태 모두에 존재할 수 있는 산소의 동소체 변형입니다. 오존은 불안정한 화합물이며, 실온천천히 산소 분자로 분해되지만 오존은 라디칼이 아닙니다.
물리적 특성
분자량 = 47.9982g/mol. 기체 오존의 밀도는 1기압 및 29°C에서 2.144×10-3g/cm3입니다.
오존은 특별한 물질입니다. 그것은 극도로 불안정하고 농도가 증가함에 따라 쉽게 불균형해집니다. 일반 계획: 2O3 -\u003e 3O2 기체 형태의 오존은 푸르스름한 색조를 띠며 공기 중 오존 함량이 15-20%일 때 눈에 띄게 나타납니다.
정상적인 조건에서 오존은 매운 냄새가 나는 가스입니다. 매우 낮은 농도에서는 오존의 냄새가 기분 좋은 상쾌함으로 인식되지만 농도가 증가하면 불쾌하게 됩니다. 냉동 세탁물의 냄새는 오존 냄새입니다. 익숙해지기 쉽습니다.
그 주요 양은 고도 15-30km의 소위 "오존 벨트"에 집중되어 있습니다. 지구 표면의 오존 농도는 생명체에게 훨씬 덜하고 절대적으로 안전합니다. 그것의 완전한 부재는 또한 사람의 성과에 부정적인 영향을 미친다는 의견도 있습니다.
약 10 MPC의 농도에서 오존은 매우 잘 느껴지지만 몇 분 후에 느낌이 거의 완전히 사라집니다. 작업할 때 이 점을 염두에 두어야 합니다.
그러나 오존은 또한 지구상의 생명 보존을 보장하기 때문입니다. 오존층은 CO2와 함께 300nm 미만의 파장을 가진 태양의 UV 복사선의 일부를 살아있는 유기체와 식물에 가장 해로운 것으로 유지하여 지구의 적외선 복사를 흡수하여 냉각을 방지합니다.
오존은 물에 있는 산소보다 더 잘 녹습니다. 물에서 오존은 기상보다 훨씬 빠르게 분해되며 불순물, 특히 금속 이온의 존재는 분해 속도에 매우 큰 영향을 미칩니다.
그림1. 오존의 분해 다양한 타입 20 ° C 온도의 물 (1 - bidistillate, 2 - distillate, 3 - 수돗물, 4 - 여과된 호수 물)
오존은 실리카겔과 알루미나겔에 잘 흡착됩니다. 오존의 부분압(예: 20mmHg)에서. Art. 및 0 ° C에서 실리카겔은 중량으로 약 0.19 %의 오존을 흡수합니다. ~에 저온흡착력이 현저히 떨어집니다. 흡착된 상태에서 오존은 매우 안정합니다. 오존의 이온화 포텐셜은 12.8 eV입니다.
오존의 화학적 성질
그들은 불안정성과 산화 능력의 두 가지 주요 기능이 다릅니다. 소량의 공기와 혼합되면 비교적 천천히 분해되지만 온도가 상승함에 따라 분해가 가속화되어 100 ° C 이상의 온도에서 매우 빠르게 분해됩니다.
공기 중 NO2, Cl의 존재와 은, 구리, 철, 망간과 같은 금속 산화물의 촉매 효과는 오존 분해를 가속화합니다. 오존은 산소 원자 중 하나가 분자에서 매우 쉽게 분리되기 때문에 강력한 산화 특성을 가지고 있습니다. 쉽게 산소로 전달됩니다.
오존은 상온에서 대부분의 금속을 산화시킵니다. 오존의 산성 수용액은 매우 안정적이며 알칼리성 용액에서는 오존이 빠르게 파괴됩니다. 가변 원자가 금속(Mn, Co, Fe 등), 많은 산화물, 과산화물 및 수산화물은 오존을 효과적으로 파괴합니다. 다수 금속 표면금속의 가장 높은 원자가 상태(예: PbO2, AgO 또는 Ag2O3, HgO)의 산화막으로 덮여 있습니다.
오존은 금과 백금족 금속을 제외한 모든 금속을 산화시키고, 대부분의 다른 원소와 반응하고, 할로겐화수소(HF 제외)를 분해하고, 낮은 산화물을 높은 것으로 변환하는 등
금, 백금, 이리듐, 75%Fe + 25%Cr 합금을 산화시키지 않습니다. 흑연 황화물 PbS를 백색 황산염 PbSO4로, 무수 비소 As2O3를 비소 As2O5 등으로 변환합니다.
다양한 원자가의 금속 이온(Mn, Cr 및 Co)과 오존의 반응 지난 몇 년발견 실용염료, 비타민 PP(이소니코틴산) 등의 중간체 합성용. 산화성 화합물(예: 메틸피리딘)을 포함하는 산성 용액에서 망간과 크롬염의 혼합물은 오존에 의해 산화됩니다. 이 경우 Cr3+ 이온은 Cr6+로 이동하여 메틸기에서만 메틸피리딘을 산화시킨다. 금속염이 없으면 주로 방향족 핵이 파괴됩니다.
오존은 또한 대기에 존재하는 많은 가스와 반응합니다. 황화수소 H2S는 오존과 결합하면 유리 황을 방출하고 무수 아황산 SO2는 황산 SO3로 변합니다. 아산화질소 N2O - NO로, 산화질소 NO는 NO2로 빠르게 산화되고, 차례로 NO2도 오존과 반응하여 궁극적으로 N2O5가 형성됩니다. 암모니아 NH3 - 질소 암모늄 염 NH4NO3로.
오존과의 가장 중요한 반응 중 하나는 무기물- 요오드화 칼륨의 분해. 이 반응은 오존의 정량적 측정에 널리 사용됩니다.
어떤 경우에는 오존도 고체 물질과 반응하여 오존화물을 형성합니다. 분리된 오조나이드 알칼리 금속, 알칼리 토금속: 스트론튬, 바륨 및 안정화 온도가 표시된 시리즈에서 증가합니다. Ca(O3) 2 는 238 K에서 안정하고 Ba(O3) 2 는 273 K에서 안정합니다. 다양한 오존화물은 또한 오존과 유기 화합물의 반응에서 형성됩니다.
오존은 수많은 유기 물질, 포화, 불포화 및 고리형 탄화수소를 산화시킵니다. 다양한 오존 반응 생성물의 조성 연구에 대한 많은 연구가 발표되었습니다. 방향족 탄화수소: 벤젠, 자일렌, 나프탈렌, 페난트렌, 안트라센, 벤잔트라센, 디페닐아민, 퀴놀린, 아크릴산인디고 및 기타 많은 유기 염료를 표백하기 때문에 직물 표백에도 사용됩니다.
이중 C=C 결합을 가진 오존의 반응 속도는 단일 결합을 가진 오존의 반응 속도보다 100,000배 더 빠릅니다. CC 연결. 따라서 고무와 고무는 주로 오존의 영향을 받습니다. 오존은 이중 결합과 반응하여 중간 착물을 형성합니다.
이 반응은 이미 0°C 미만의 온도에서 상당히 빠르게 진행됩니다. 포화 화합물의 경우 오존은 일반적인 산화 반응의 개시제입니다.
흥미로운 것은 공기 중 오존이 존재할 때 강하게 형광을 발하는 일부 유기 염료와 오존의 상호 작용입니다. 이들은 예를 들어 에이크로신, 리보플라빈 및 루미놀(트리아미노프탈히드라지드), 특히 로다민-B 및 이와 유사한 로다민-C입니다.
높은 산화 특성오존, 파괴 유기 물질 및 금속 (특히 철)을 불용성 형태로 산화, 수용성 기체 화합물을 분해하는 능력, 수용액을 산소로 포화시키는 능력, 물에서 오존의 낮은 잔류성 및 위험한 특성의 자기 파괴 인간 - 이 모든 것이 오존을 가정 용수 준비 및 다양한 폐수 처리에 가장 매력적인 물질로 만듭니다.
오존 합성
산소가 원자로 해리되는 조건이 발생하면 산소를 함유한 기체 매질에서 오존이 형성됩니다. 이것은 글로우, 아크, 스파크, 코로나, 표면, 배리어, 무전극 등 모든 형태의 방전에서 가능합니다. 해리의 주요 원인은 분자 산소와 전기장에서 가속된 전자의 충돌입니다.
방전 외에도 240nm 미만의 파장을 가진 자외선과 다양한 고에너지 입자(알파, 베타, 감마 입자, 엑스레이등. 오존은 또한 물의 전기분해에 의해 생성됩니다.
거의 모든 오존 형성 소스에는 반응 그룹이 있으며 그 결과 오존이 분해됩니다. 그것들은 오존 형성을 방해하지만 실제로 존재하며 반드시 고려해야 합니다. 여기에는 반응기의 체적 및 벽에서의 열분해, 라디칼 및 여기 입자와의 반응, 산소 및 오존과 접촉할 수 있는 첨가제 및 불순물과의 반응이 포함됩니다.
완전한 메커니즘은 상당한 수의 반응으로 구성됩니다. 실제 설치는 작동 원리에 관계없이 오존 생성에 높은 에너지 비용을 보여줍니다. 오존 발생기의 효율은 생성된 오존의 단위 질량당 계산되는 전체 전력 또는 유효 전력에 따라 다릅니다.
장벽 방전
배리어 방전은 두 개의 유전체 또는 유전체와 금속 사이에서 발생하는 방전으로 이해됩니다. 유전체에 의해 전기회로가 끊어지기 때문에 전원만 공급 교류. 지멘스는 1897년 처음으로 현대에 가까운 오존 발생기를 제안했습니다.
저전력에서는 방출된 열이 산소와 오존의 흐름과 함께 운반되기 때문에 오존 발생기를 냉각할 수 없습니다. 산업 생산에서 오존은 아크 오존 발생기(플라즈마 토치), 글로우 오존 발생기(레이저) 및 표면 방전에서도 합성됩니다.
광화학법
지구에서 생성되는 대부분의 오존은 자연계에서 광화학 과정에 의해 생성됩니다. 실제 인간 활동에서 광화학 합성 방법은 장벽 방전에서 합성보다 역할이 적습니다. 주요 사용 영역은 중간 및 낮은 농도의 오존을 얻는 것입니다. 이러한 오존 농도는 예를 들어 대기 오존의 작용 하에서 균열에 대한 저항성을 위해 고무 제품을 테스트할 때 필요합니다. 실제로 이 방법에 의한 오존 생성에는 수은 및 크세논 엑시머 램프가 사용됩니다.
전해 합성법
전해 과정에서 오존 형성에 대한 첫 번째 언급은 1907년으로 거슬러 올라갑니다. 그러나 형성 메커니즘은 아직까지 불분명합니다.
일반적으로 과염소산 또는 황산 수용액은 전해질로 사용되며 전극은 백금으로 만들어집니다. O18로 표시된 산을 사용하면 오존이 형성되는 동안 산소를 포기하지 않는 것으로 나타났습니다. 따라서 총 계획은 물의 분해 만 고려해야합니다.
H2O + O2 -> O3 + 2H+ + e-
이온 또는 라디칼의 가능한 중간 형성.
전리 방사선의 작용으로 오존 형성
오존은 빛이나 빛에 의한 산소 분자의 여기와 함께 여러 과정에서 형성됩니다. 전기장. 산소에 이온화 방사선을 조사하면 여기된 분자도 나타날 수 있으며 오존 형성이 관찰됩니다. 전리 방사선의 작용에 의한 오존의 형성은 아직 오존 합성에 사용되지 않았습니다.
마이크로파 필드에서 오존 형성
산소 제트가 마이크로파 장을 통과할 때 오존의 형성이 관찰되었습니다. 이 현상에 기반한 발전기가 실험실 실습에서 자주 사용되지만 이 프로세스는 거의 연구되지 않았습니다.
일상 생활에서 오존의 사용과 인간에 대한 영향
물, 공기 및 기타 물질의 오존 처리
오존 처리된 물에는 독성 할로메탄이 포함되어 있지 않습니다. 이는 염소를 사용한 물 살균의 일반적인 불순물입니다. 오존 처리는 버블링 욕조 또는 혼합기에서 수행되며, 여기서 현탁액에서 정제된 물은 오존 처리된 공기 또는 산소와 혼합됩니다. 이 공정의 단점은 물에서 O3가 빠르게 파괴된다는 것입니다(반감기 15-30분).
오존 처리도 사용됩니다. 음식 산업냉장고, 창고 살균, 불쾌한 냄새 제거; 의료 관행 - 열린 상처의 소독 및 특정 만성 질환 (영양 궤양, 곰팡이 질병), 정맥혈의 오존 처리, 생리적 용액.
공기 또는 산소 중에서 전기 방전에 의해 오존이 생성되는 현대식 오존 발생기는 오존 발생기와 전원으로 구성되며 다음과 같습니다. 중요한 부분오존 발생기 외에 보조 장치를 포함한 오존 발생기 설비.
오존은 현재 소위 오존 기술에 사용되는 가스입니다. 정화 및 준비 식수, 청소 폐수(국내 및 산업폐수), 폐가스 등
오존 사용 기술에 따라 오존 발생기의 생산성은 시간당 몇 그램에서 수십 킬로그램까지 될 수 있습니다. 특수 오존 발생기는 의료 기기 및 소형 장비의 가스 멸균에 사용됩니다. 살균은 살균 챔버를 채우는 인공적으로 습한 오존-산소 환경에서 수행됩니다. 살균 주기는 살균 챔버의 공기를 습윤된 오존-산소 혼합물로 교체하는 단계, 살균 노출 단계 및 챔버 내의 오존-산소 혼합물을 미생물학적으로 정화된 공기로 교체하는 단계로 구성됩니다.
오존 요법을 위해 의학에서 사용되는 오존 발생기는 오존-산소 혼합물의 농도를 광범위하게 조절합니다. 생성된 오존-산소 혼합물 농도의 보장된 정확도는 오존 발생기 자동화 시스템에 의해 제어되며 자동으로 유지됩니다.
오존의 생물학적 효과
오존의 생물학적 영향은 적용 방법, 용량 및 농도에 따라 다릅니다. 그 효과의 대부분은 농도 범위에 따라 다양한 정도로 나타납니다. 오존 요법의 치료 효과의 기초는 오존-산소 혼합물의 사용입니다. 오존의 높은 산화환원 전위는 전신적(산소 항상성의 회복) 및 국소적(소독제로 발음되는) 치료 효과를 유발합니다.
처음으로 오존 방부제 1915년 A. Wolff가 감염된 상처 치료에 사용했습니다. 최근 몇 년 동안 오존 요법은 응급 및 화농성 수술, 일반 및 감염 요법, 산부인과, 비뇨기과, 위장병학, 피부과, 미용 등 거의 모든 의학 분야에서 성공적으로 사용되었습니다. 오존의 사용은 독특한 스펙트럼 때문입니다 포함하여 신체에 미치는 영향. 면역 조절, 항염, 살균, 항바이러스, 살균 등
그러나 많은 생물학적 지표의 명백한 이점에도 불구하고 의학에서 오존을 사용하는 방법이 아직 널리 사용되지 않았다는 것을 부인할 수 없습니다. 문헌 데이터에 따르면, 고농도의 오존은 거의 모든 미생물 균주에 대해 절대적으로 살균 효과가 있습니다. 따라서 오존은 다양한 병인 및 국소화의 감염 및 염증 병소의 재활에서 보편적인 방부제로 임상 실습에서 사용됩니다.
에 대한 문헌에 데이터가 있습니다. 효율성 증가급성 화농성 외과 질환의 치료에서 오존 처리 후 방부제.
오존의 국내 사용에 관한 결론
우선 오존이 치료제 및 소독제로서 많은 의학분야에서 치유의 실천에 사용된다는 사실을 무조건적으로 확인해야 하지만, 아직까지 광범위하게 사용되는 것에 대해서는 이야기할 수 없다.
오존은 부작용이 가장 적은 사람이 인식합니다. 알레르기 발현. 그리고 문헌에서 O3에 대한 개인적인 편협성에 대한 언급을 찾을 수 있더라도 이러한 경우는 예를 들어 염소 함유 및 기타 할로겐화 항균 약물과 비교할 수 없습니다.
오존은 삼원자 산소이며 가장 환경 친화적입니다. 뇌우 후 더운 여름날에 "신선함"의 냄새를 모르는 사람이 있습니까?! 지구 대기에 지속적으로 존재하는 것은 모든 살아있는 유기체에 의해 경험됩니다.
리뷰는 인터넷의 자료를 기반으로 합니다.
오존은 가스입니다. 다른 많은 것과 달리 투명하지는 않지만 특징적인 색상그리고 냄새까지. 그것은 우리 대기에 존재하며 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 오존의 밀도, 질량 및 기타 특성은 무엇입니까? 행성의 삶에서 그 역할은 무엇입니까?
블루 가스
화학에서 오존은 주기율표에서 별도의 위치가 없습니다. 요소가 아니기 때문입니다. 오존은 산소의 동소체 변형 또는 변형입니다. O2에서와 같이 분자는 산소 원자로만 구성되어 있지만 2개가 아니라 3개입니다. 그러므로 그것은 화학식 O3처럼 보입니다.
오존은 기체 푸른 색. 농도가 너무 높으면 염소를 연상시키는 독특한 매운 냄새가납니다. 빗속의 상큼한 냄새를 기억하시나요? 이것은 오존입니다. 이 속성 덕분에 고대 그리스 언어 "오존"이 "냄새"이기 때문에 그 이름을 얻었습니다.
기체 분자는 극성이고 그 안의 원자는 116.78°의 각도로 연결되어 있습니다. 오존은 자유 산소 원자가 O2 분자에 부착될 때 형성됩니다. 이것은 인의 산화, 방전 또는 과산화물의 분해와 같은 다양한 반응 중에 발생하며 그 동안 산소 원자가 방출됩니다.
오존 속성
정상적인 조건에서 오존은 거의 48g/mol의 분자량으로 존재합니다. 그것은 반자성체, 즉 은, 금 또는 질소와 마찬가지로 자석에 끌릴 수 없습니다. 오존의 밀도는 2.1445g/dm³입니다.
오존은 고체 상태에서 청흑색, 액체 상태에서 보라색에 가까운 남색을 얻습니다. 끓는점은 섭씨 111.8도입니다. 0도의 온도에서 산소보다 10배 더 나은 물(순수에서만)에 용해됩니다. 질소, 불소, 아르곤, 특정 조건에서는 산소와 잘 섞입니다.
여러 촉매의 작용으로 쉽게 산화되고 자유 산소 원자를 방출합니다. 그것과 연결하면 즉시 점화됩니다. 이 물질은 거의 모든 금속을 산화시킬 수 있습니다. 백금과 금만 그 행동을 할 수 없습니다. 다양한 유기 및 방향족 화합물을 파괴합니다. 암모니아와 접촉하면 아질산 암모늄을 형성하고 이중 탄소 결합을 파괴합니다.
대기 중에 고농도로 존재하는 오존은 자연적으로 분해됩니다. 이 경우 열이 방출되고 O2 분자가 형성됩니다. 농도가 높을수록 열 방출 반응이 더 강해집니다. 오존 함량이 10%를 초과하면 폭발을 동반합니다. 온도가 증가하고 압력이 감소하거나 유기 물질과 접촉하면 O3의 분해가 더 빨리 발생합니다.
발견 이력
화학에서 오존은 18세기까지 알려지지 않았습니다. 1785년 물리학자 Van Marum이 작동하는 정전기 기계 옆에서 들은 냄새 덕분에 발견되었습니다. 또 다른 50년 후에는 과학 실험과 연구에서 어떤 식으로든 나타나지 않았습니다.
과학자 Christian Schönbein은 1840년에 백린의 산화를 연구했습니다. 실험 중에 그는 "오존"이라고 불리는 미지의 물질을 분리하는 데 성공했습니다. 그 화학자는 그 성질에 대한 연구를 이해하고 새로 발견된 기체를 얻는 방법을 설명했습니다.
곧 다른 과학자들이 물질 연구에 합류했습니다. 유명한 물리학자 Nikola Tesla는 19세기 말에 가정에 식수를 공급하기 위한 최초의 설비가 등장하면서 O3를 최초로 산업용으로 사용하기 시작했습니다. 이 물질은 소독에 사용되었습니다.
대기 중의 오존
우리 지구는 보이지 않는 공기 껍질인 대기로 둘러싸여 있습니다. 그것 없이는 지구상의 생명체는 불가능할 것입니다. 구성품 대기: 산소, 오존, 질소, 수소, 메탄 및 기타 가스.
오존은 그 자체로는 존재하지 않으며, 화학 반응. 지구 표면에 가깝고 뇌우 동안 번개의 방전으로 인해 형성됩니다. 부자연스럽게 자동차, 공장, 휘발유 매연, 화력 발전소의 작동으로 인한 배기 가스 배출로 인해 나타납니다.
대기의 하층에 있는 오존을 표면 또는 대류권이라고 합니다. 성층권도 있습니다. 영향을 받아 발생한다 자외선태양에서 오는. 그것은 행성 표면 위 19-20km의 거리에서 형성되고 25-30km의 높이까지 뻗어 있습니다.
성층권 O3는 강력한 태양 복사로부터 행성을 보호하는 오존층을 형성합니다. 암 및 화상을 유발하기에 충분한 파장의 자외선을 약 98% 흡수합니다.
물질 사용
오존은 우수한 산화제이자 파괴자입니다. 이 속성은 오랫동안 식수를 정화하는 데 사용되었습니다. 이 물질은 인간에게 위험한 박테리아와 바이러스에 해로운 영향을 미치며, 산화되면 자체적으로 무해한 산소로 변한다.
염소 저항성 유기체도 죽일 수 있습니다. 또한 유해한 폐수를 정화하는 데 사용됩니다. 환경석유 제품, 황화물, 페놀 등 이러한 관행은 주로 미국과 일부 유럽 국가에서 일반적입니다.
오존은 의학에서 기구의 소독을 위해 사용되며, 산업에서는 종이를 표백하고, 기름을 정화하고, 다양한 물질. 공기, 물 및 건물을 정화하기 위해 O3를 사용하는 것을 오존 처리라고 합니다.
오존과 인간
모든 유용한 특성에도 불구하고 오존은 인간에게 위험할 수 있습니다. 공기 중에 사람이 견딜 수 있는 것보다 더 많은 가스가 있으면 중독을 피할 수 없습니다. 러시아에서는 허용 비율 0.1μg/l입니다.
이 한계를 초과하면 다음과 같은 화학 중독의 전형적인 징후가 나타납니다. 두통, 점막의 자극, 현기증. 오존은 호흡기를 통해 전염되는 감염에 대한 신체의 저항을 감소시키고 혈압도 감소시킵니다. 8-9 μg / l 이상의 가스 농도에서는 폐부종과 사망까지도 가능합니다.
동시에 공기 중의 오존을 인식하는 것은 매우 쉽습니다. "신선함", 염소 또는 "가재"(Mendeleev가 주장한 바와 같이)의 냄새는 물질 함량이 낮더라도 명확하게 들을 수 있습니다.
아래에서 우리는 공기에서 산소를 얻는 것에 대해 이야기 할 것이지만 지금은 전기 모터가 작동하고 환기를 의도적으로 끈 방으로 들어갈 것입니다.
이 엔진은 공기 중에서 아무것도 소비하지 않고 공기 중으로 방출하지 않기 때문에 그 자체로 대기 오염의 원인이 될 수 없습니다. 그러나 여기에서 호흡할 때 목구멍에 약간의 자극이 느껴집니다. 엔진이 시동되기 전에 깨끗했던 공기는 어떻게 되었습니까?
소위 컬렉터 모터가 이 방에서 작동합니다. 모터의 움직이는 접점 - 라멜라 - 스파크가 종종 형성됩니다. 고온의 스파크에서 산소 분자가 서로 결합하여 오존(O3)을 형성합니다.
산소 분자는 항상 두 개의 원자가(0 = 0)를 나타내는 2개의 원자로 구성됩니다.
오존 분자의 구조를 상상하는 방법? 산소의 원자가는 변경할 수 없습니다. 오존의 산소 원자도 이중 결합을 가져야 합니다. 따라서 오존 분자는 일반적으로 삼각형으로 묘사되며 모서리에는 3개의 산소 원자가 있습니다.
오존- 날카로운 특정 냄새가 나는 푸른빛이 도는 기체. 산소로부터 오존의 형성은 많은 열 흡수로 발생합니다.
"오존"이라는 단어는 그리스어 "allos"(다른 사람)와 "tropos"에서 가져왔으며 형성을 의미합니다. 단순 물질같은 요소에서.
오존은 산소의 동소체 변형입니다. 이것은 단순한 물질입니다. 그 분자는 3개의 산소 원자로 구성됩니다. 기술에서 오존은 오존 발생기라는 특수 장치에서 생성됩니다.
이러한 장치에서 산소는 전극이 있는 튜브를 통과하고 고전압 전류 소스에 연결됩니다. 두 번째 전극은 튜브 외부에 감긴 와이어입니다. 전극 사이에 방전이 발생하여 산소로부터 오존이 형성됩니다. 오존 발생기에서 나오는 산소에는 약 15%의 오존이 포함되어 있습니다.
산소가 방사성 원소 라듐의 광선이나 강한 자외선의 흐름에 노출될 때도 오존이 형성됩니다. 의학에서 널리 사용되는 석영 램프는 자외선. 그래서 오랫동안 일했던 방에서 석영 램프공기가 답답해집니다.
오존은 또한 과망간산칼륨에 대한 진한 황산의 작용 또는 젖은 인의 산화에 의해 화학적으로 얻을 수 있습니다.
오존 분자는 매우 불안정하고 쉽게 분해되어 분자 및 원자 산소(O 3 = O 2 + O)를 형성합니다. 원자 산소는 다양한 화합물을 매우 쉽게 산화시키기 때문에 오존은 강력한 산화제입니다. 실온에서는 산소 분위기에서 상당히 안정한 수은과 은을 쉽게 산화시킵니다.
오존의 영향으로 유기 염료가 무색이되고 고무 제품이 파괴되고 가볍게 압축되면 탄성과 균열이 생깁니다.
에테르, 알코올, 조명 가스와 같은 가연성 물질은 고도로 오존화된 공기와 접촉하면 발화합니다. 오존 처리된 공기가 통과하는 면모도 발화합니다.
오존의 강력한 산화 특성은 공기와 물을 소독하는 데 사용됩니다. 물을 통과한 오존 공기는 그 안에 있는 병원성 박테리아를 파괴하고 맛과 색을 다소 향상시킵니다.
효과적인 공기 정화를 위해서는 상당한 농도의 오존이 필요하고 고농도에서는 인체 건강에 해롭기 때문에 유해한 박테리아를 파괴하기위한 공기 오존 처리는 널리 사용되지 않습니다. 심각한 질식을 유발합니다.
작은 농도에서는 오존도 쾌적합니다. 이것은 예를 들어 뇌우가 지나간 후 번쩍이는 번개의 거대한 전기 스파크에서 공기의 산소로부터 오존이 형성될 때 발생하며, 이는 점차적으로 대기에 분포되어 호흡할 때 가볍고 쾌적한 느낌을 유발합니다. 우리는 숲, 특히 울창한 소나무 숲에서 같은 것을 경험합니다. 이곳에서는 산소의 영향으로 다양한 유기 수지가 오존 방출과 함께 산화됩니다. 수지의 일부인 테레빈유 침엽수, 특히 쉽게 산화됩니다. 그렇기 때문에 침엽수림공기에는 항상 일정량의 오존이 포함되어 있습니다.
~에 건강한 사람소나무 숲의 공기가 기분을 좋게 합니다. 그리고 폐가 아픈 사람에게 이 공기는 유용하고 치료에 필요합니다. 소비에트 국가는 우리 나라의 여러 지역에서 풍부한 소나무 숲을 사용하고 거기에 의료 요양원을 만듭니다.
오존(Oz)은 자극적이고 자극적인 냄새가 나는 무색 기체입니다. 분자량 48g/mol, 공기에 대한 밀도 1.657kg/m. 냄새 역치에서 공기 중의 오존 농도는 1mg/m에 도달합니다. 0.01-0.02 mg/m 수준의 낮은 농도(인간의 최대 허용 농도보다 5배 낮음)에서 오존은 공기에 신선함과 순수함의 특징적인 냄새를 줍니다. 예를 들어, 뇌우 후에 오존의 미묘한 냄새는 항상 깨끗한 공기와 관련이 있습니다.
산소 분자는 2개의 원자로 구성되어 있는 것으로 알려져 있습니다: 0 2 . 특정 조건에서 산소 분자는 해리될 수 있습니다. 2개의 개별 원자로 분해됩니다. 자연에서 이러한 조건은 다음과 같습니다. 상층태양(지구의 오존층)으로부터의 자외선 복사의 영향으로 대기. 그러나 산소 원자는 따로 존재할 수 없으며 재결합하는 경향이 있습니다. 이러한 재배열 과정에서 3개의 원자 분자가 형성됩니다.
오존 또는 활성산소라고 하는 3개의 산소 원자로 구성된 분자는 동소체 변형산소가 있고 분자식 0 3 (d = 1.28A, q = 11.6.5°).
오존 분자에서 세 번째 원자의 결합은 상대적으로 약하여 분자 전체의 불안정성과 자체 붕괴 경향을 유발한다는 점에 유의해야 합니다. 오존이 강력한 산화제이자 매우 효과적인 소독제인 것은 이러한 특성 때문입니다.
오존은 자연계에 널리 분포되어 있습니다. 뇌우시 대기중의 전기에 의해 항상 대기중에서 형성되며, 방사성물질의 자연붕괴과정에서 단파복사 및 빠른 입자류의 영향을 받아 생성된다. 핵반응, 우주 방사선 등. 오존의 형성은 또한 넓은 표면에서 물이 증발하는 동안 발생합니다. 특히 눈이 녹고 수지 물질이 산화되고 불포화 탄화수소와 알코올이 광화학적으로 산화됩니다. 침엽수림의 공기와 해변에서 증가된 오존 형성은 나무 수지와 해조류의 산화로 설명됩니다. 상층 대기에서 형성되는 소위 오존권은 보호층오존이 태양의 생물학적 활성 UV 복사(파장 290nm 미만)를 집중적으로 흡수한다는 사실 때문에 육상 생물권.
오존은 성층권 하부에서 대기의 표층으로 유입됩니다. 대기 중 오존 농도 범위는 0.08-0.12 mg/m입니다. 그러나 적운 구름이 성숙하기 전에 대기의 이온화가 증가하여 오존 형성이 크게 증가하여 대기 중 농도가 1.3 mg/m3를 초과할 수 있습니다.
오존은 매우 활동적인 동소체 형태의 산소입니다. 산소로부터 오존의 형성은 다음 방정식으로 표현됩니다.
3O2 \u003d 20 3 - 285kJ / 몰, (1)
이로부터 오존 형성의 표준 엔탈피는 양수이고 142.5kJ/mol과 같습니다. 또한 방정식의 계수에서 알 수 있듯이 이 반응 과정에서 3개의 기체 분자에서 2개의 분자가 얻어집니다. 즉, 시스템의 엔트로피가 감소합니다. 결과적으로 고려된 반응에서 Gibbs 에너지의 표준 편차도 양수(163kJ/mol)입니다. 따라서 산소가 오존으로 전환되는 반응은 자발적으로 진행될 수 없으며 이를 수행하는 데 에너지가 필요합니다. 역 반응 - 이 과정에서 시스템의 Gibbs 에너지가 감소하기 때문에 오존의 붕괴가 자발적으로 진행됩니다. 즉, 오존은 빠르게 재결합하여 분자 산소로 변하는 불안정한 물질입니다.
20z = 302 + 285kJ/mol. (2)
반응 속도는 온도, 혼합물의 압력 및 혼합물의 오존 농도에 따라 다릅니다. 상온 및 상압에서는 반응이 천천히 진행되고 고온에서는 오존 분해가 가속화됩니다. 정상적인 조건에서 낮은 농도(외부 불순물 없음)에서 오존은 다소 천천히 분해됩니다. 온도가 100°C 이상으로 증가하면 분해 속도가 크게 증가합니다. 균질 및 이질 시스템을 포함하는 오존 붕괴의 메커니즘은 매우 복잡하고 외부 조건에 따라 다릅니다.
오존의 주요 물리적 특성은 표 1에 나와 있습니다.
오존의 물리적 특성에 대한 지식은 비폭발성 농도의 기술적 공정에서의 올바른 사용, 최적의 안전 모드에서의 오존 합성 및 분해, 다양한 매체에서의 오존 활성 평가에 필요합니다.
오존의 특성은 스펙트럼 구성이 다른 방사선에 대한 활동이 특징입니다. 오존은 마이크로파, 적외선 및 자외선을 강력하게 흡수합니다.
오존은 화학적으로 공격적이며 쉽게 화학 반응에 들어갑니다. 유기물과 반응하여 비교적 낮은 온도에서 다양한 산화반응을 일으킨다. 이것은 특히 물을 소독하는 데 사용되는 오존의 살균 효과를 기반으로 합니다. 오존에 의해 시작된 산화 과정은 종종 연쇄적입니다.
오존의 화학적 활성은 분자의 해리가 더 크다는 사실에 기인합니다.
0 3 ->0 2 + O (3)
1 eV보다 약간 더 많은 에너지 소비가 필요합니다. 오존은 활성이 높은 산소 원자를 쉽게 제공합니다. 어떤 경우에는 오존 분자가 유기 분자에 완전히 부착되어 불안정한 화합물을 형성하여 온도나 빛의 영향으로 쉽게 분해되어 다양한 산소 함유 화합물을 형성할 수 있습니다.
오존과 유기 물질의 반응에 대한 많은 연구가 산화 과정에서 산소의 관여에 기여하고 시약이 오존 처리된 산소로 처리될 때 일부 산화 반응이 더 낮은 온도에서 시작된다는 것이 밝혀졌습니다. .
오존은 방향족 화합물과 활발하게 반응하는데, 이 경우 방향족 핵의 파괴 여부에 관계없이 반응이 진행될 수 있습니다.
오존과 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘과 반응하면 불안정한 중간 복합체 M + Oˉ H + O3ˉ를 거쳐 오존과 반응하여 오존화물이 생성됩니다. Оˉ 3 이온은 유기 화합물과의 반응에서도 형성될 수 있습니다.
산업 목적을 위해 오존은 특수 장치인 오존 발생기에서 대기 또는 산소를 처리하여 얻습니다. 증가된 전류 주파수(500-2000Hz)에서 작동하는 오조나이저 및 예비 공기 준비(청소, 건조) 및 전극 냉각이 필요하지 않은 캐스케이드 방전이 있는 오존 발생기의 설계가 개발되었습니다. 오존의 에너지 생산량은 20-40g/kWh에 이릅니다.
다른 산화제와 비교하여 오존의 장점은 대기 중 산소로부터 소비 장소에서 오존을 얻을 수 있다는 것입니다. 이는 시약, 원료 등의 전달을 필요로 하지 않습니다. 오존의 생산은 방출을 동반하지 않습니다. 누적 유해 물질. 오존은 중화하기 쉽습니다. 오존 비용은 비교적 저렴합니다.
알려진 모든 산화제 중에서 오직 산소와 제한된 범위의 과산화물 화합물만이 자연 생물 공정에 참여합니다.
오존의 공식은 무엇입니까? 이 화학 물질의 독특한 특성을 확인하기 위해 함께 노력합시다.
산소의 동소체 변형
화학에서 오존의 분자식 O 3 . 그것의 상대 분자량은 48입니다.화합물의 구성에는 3개의 O 원자가 있습니다.산소와 오존의 공식은 같은 것을 포함하기 때문에 화학 원소, 화학에서는 동소 변형이라고 합니다.
물리적 특성
정상적인 조건에서 오존의 화학식은 특정 냄새와 밝은 파란색을 가진 기체 물질입니다. 자연에서 주어진 화합물소나무 숲을 통해 뇌우 후 산책 중에 느낄 수 있습니다. 오존의 공식은 O3이므로 산소보다 1.5배 무겁습니다. O2에 비해 오존의 용해도는 훨씬 높습니다. 0도에서 49부피의 물은 100부피의 물에 쉽게 용해됩니다. 작은 농도에서는 물질에 독성이 없으며 오존은 상당한 양의 독입니다. 최대 허용 농도는 공기 중 O 3 양의 5%로 간주됩니다. 강한 냉각의 경우 쉽게 액화되며 온도가 -192도까지 떨어지면 고체가 됩니다.
자연 속에서
위에 제시된 공식인 오존 분자는 자연에서 산소로부터 번개가 방전되는 동안 형성됩니다. 또한 침엽수 수지의 산화 과정에서 생성되는 O3는 유해 미생물을 파괴하여 인체에 유익한 것으로 여겨진다.
실험실에서 얻기
어떻게 오존을 얻을 수 있습니까? 화학식이 O 3 인 물질은 건조한 산소에 방전을 통과시켜 형성됩니다. 이 과정은 오존 발생기라는 특수 장치에서 수행됩니다. 하나를 다른 유리관에 삽입하는 두 개의 유리관을 기반으로 합니다. 내부에는 금속 막대가 있고 외부에는 나선형이 있습니다. 고압코일에 연결하면 외관과 내관 사이에 방전이 일어나 산소가 오존으로 변한다. 화학식이 공유 극성 결합을 가진 화합물로 표시되는 원소는 산소의 동소체를 확인합니다.
산소를 오존으로 전환하는 과정은 상당한 에너지 비용을 수반하는 흡열 반응입니다. 이 변환의 가역성으로 인해 시스템의 에너지 감소와 함께 오존 분해가 관찰됩니다.
화학적 특성
오존 공식은 산화력을 설명합니다. 그는 상호 작용할 수 있습니다 다른 물질산소 원자를 잃으면서. 예를 들어, 수성 매질에서 요오드화 칼륨과의 반응에서 산소가 방출되고 유리 요오드가 형성됩니다.
오존의 분자식은 거의 모든 금속과 반응하는 능력을 설명합니다. 예외는 금과 백금입니다. 예를 들어, 금속 은을 오존에 통과시킨 후 흑화 현상이 관찰됩니다(산화물이 형성됨). 이 강한 산화제의 작용으로 고무의 파괴가 관찰됩니다.
성층권에서는 태양으로부터 오는 자외선의 작용으로 오존이 형성되어 오존층을 형성합니다. 이 껍질은 행성의 표면을 보호합니다. 부정적인 영향태양 복사.
신체에 대한 생물학적 영향
이 증가된 산화력 기체 물질, 자유 산소 라디칼의 형성은 인체에 대한 위험을 나타냅니다. 오존이 사람에게 어떤 해를 끼칠 수 있습니까? 호흡기 조직을 손상시키고 자극합니다.
오존은 혈액에 포함된 콜레스테롤에 작용하여 죽상동맥경화증을 유발합니다. 오존 농도가 증가된 환경에 사람이 오래 있으면 남성 불임이 발생합니다.
우리나라에서이 산화제는 유해 물질의 첫 번째 (위험한) 등급에 속합니다. 평균 일일 MPC는 입방 미터당 0.03mg을 초과해서는 안됩니다.
오존의 독성, 박테리아 및 곰팡이의 파괴에 대한 사용 가능성은 소독에 적극적으로 사용됩니다. 성층권 오존은 훌륭하다 보호 스크린자외선으로 인한 지상 생활.
오존의 이점과 해악에 대해
이 물질은 지구 대기의 두 층에서 발견됩니다. 대류권 오존은 생명체에게 위험하고 작물, 나무에 부정적인 영향을 미치며 도시 스모그의 구성 요소입니다. 성층권 오존은 사람에게 특정 이점을 제공합니다. 수용액에서의 분해는 pH, 온도 및 매체의 품질에 따라 다릅니다. 의료 실습에서는 다양한 농도의 오존수가 사용됩니다. 오존 요법은 이 물질과 인체의 직접적인 접촉을 포함합니다. 이 기술은 19세기에 처음 사용되었습니다. 미국 연구원들은 해로운 미생물을 산화시키는 오존의 능력을 분석하고 의사들이 감기 치료에 이 물질을 사용할 것을 권장했습니다.
우리나라에서는 지난 세기 말에만 오존 요법이 사용되기 시작했습니다. 에 치료 목적이 산화제는 강력한 생물학적 조절제의 특성을 나타내어 전통적인 방법의 효과를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 효과적인 독립적인 약제임을 입증할 수 있습니다. 오존 요법 기술의 발달로 의사들은 많은 질병을 효과적으로 치료할 수 있는 기회를 갖게 되었습니다. 신경과, 치과, 산부인과, 치료에서 전문가들은 이 물질을 사용하여 다양한 감염과 싸우고 있습니다. 오존 요법은 방법의 단순성, 효과, 우수한 내약성, 부작용, 저렴한 비용.
결론
오존은 유해한 미생물과 싸울 수 있는 강력한 산화제입니다. 이 속성은 현대 의학에서 널리 사용됩니다. 가정 요법에서 오존은 항염증제, 면역 조절제, 항 바이러스제, 살균제, 항 스트레스제, 세포 증식 억제제로 사용됩니다. 산소 대사 장애를 회복시키는 능력으로 인해 치료 및 예방 의학에 탁월한 기회를 제공합니다.
이 화합물의 산화 능력에 기반한 혁신적인 방법 중 이 물질의 근육내, 정맥내, 피하 투여를 선별합니다. 예를 들어, 산소와 오존을 혼합하여 욕창, 진균 피부 병변, 화상을 치료하는 것이 효과적인 기술로 인식되고 있습니다.
고농도에서 오존은 지혈제로 사용될 수 있습니다. 낮은 농도에서는 복구, 치유, 상피화를 촉진합니다. 식염수에 용해된 이 물질은 턱의 재활을 위한 훌륭한 도구입니다. 현대 유럽 의학에서 폭넓은 사용경미한 자가혈액요법을 받았다. 두 가지 방법 모두 산화 능력을 사용하여 신체에 오존을 도입하는 것과 관련이 있습니다.
대규모 자가혈액요법의 경우 환자의 정맥에 일정 농도의 오존 용액을 주입합니다. 소규모 자가혈액요법은 오존화된 혈액을 근육내 주사하는 것이 특징입니다. 의약외에도 이 강한 산화제는 화학제품 생산에서 수요가 있습니다.
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