Ozono
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| Ozono | |
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Trioxygen | |
| Identificadores | |
| CAS | 10028-15-6 |
| Propiedades | |
| Fórmula molecular | O 3 |
| Masa molar | 47.998 g · mol -1 |
| Apariencia | gas de color azulado |
| Densidad | 2,144 g · L -1 (0 ° C), gas |
| Punto de fusion | 80,7 K, -192,5 ° C |
| Punto de ebullicion | 161,3 K, -111,9 ° C |
| Solubilidad en agua | 0,105 g · 100 ml -1 (0 ° C) |
| Termoquímica | |
| Std entalpía de formación Δ f H | 142.3 kJ · mol -1 |
| Molar estándar entropía S | 237,7 J · K -1 -1 .mol |
| Peligros | |
| Clasificación de la UE | no enlistado |
| Excepto cuando se indique lo contrario, los datos se den materiales en su condiciones normales (25 ° C, 100 kPa) | |
| Exenciones y referencias | |
El ozono (O3) es un triatómica molécula , que consta de tres oxígeno átomos . Es un alótropo de oxígeno que es mucho menos estable que el O diatómico 2. El ozono troposférico es un contaminante del aire con efectos nocivos sobre los sistemas respiratorios de los animales. El ozono en la atmósfera superior filtros potencialmente perjudicial luz ultravioleta llegue a la superficie de la Tierra. Está presente en bajas concentraciones en toda la atmósfera de la Tierra . Tiene muchas aplicaciones industriales y de consumo. El ozono, el primer alótropo de un elemento químico que se reconozca por la ciencia, fue propuesto como un compuesto químico distinto por Christian Schönbein en 1840, que lo nombró después del griego palabra por olor (ozein), desde el olor peculiar en las tormentas eléctricas. La fórmula para el ozono, O 3, no se determinó hasta 1865 por Jacques-Louis Soret y confirmado por Schönbein en 1867. El olor de la caída de un rayo es de iones producidos durante los cambios químicos rápidos, no desde el propio ozono.
Propiedades físicas
El ozono es un gas venenoso azul pálido con una, frío, fuerte olor irritante. La mayoría de la gente puede detectar alrededor de 0,01 ppm en el aire. La exposición a 0,1 a 1 ppm produce dolores de cabeza, ardor en los ojos y la irritación de las vías respiratorias.
A -112 ° C, se forma un color azul oscuro líquido . A temperaturas inferiores a -193 ° C, se forma un negro-violeta sólido .
Estructura
La estructura de la capa de ozono, de acuerdo con la evidencia experimental de espectroscopia de microondas, se dobla, con C 2v simetría (similar al agua molécula), O - O distancia de 127,2 pm y O - O - O ángulo de 116,78 °. El átomo central forma una sp ² hibridación con un par solitario. El ozono es una molécula polar con una momento dipolar de 0,5337 D. La unión es enlace sencillo en un lado y doble enlace en el otro lado, y estos bonos se mezclan a ser conocido como estructuras de resonancia. La orden de enlace es de 1,5 por cada lado.
Química
El ozono es un potente agente oxidante, mucho mejor que dioxígeno. También es inestable a altas concentraciones, en descomposición en oxígeno diatómico ordinario (en alrededor de media hora en condiciones atmosféricas):
- 2 O 3 → 3 O 2.
Esta reacción procede más rápidamente con el aumento de la temperatura y la disminución de la presión. Deflagración de ozono puede ser desencadenada por una chispa, y puede ocurrir en las concentraciones de ozono de 10% en peso o superior. El ozono se oxida metales (excepto el oro , el platino , y el iridio ) a óxidos de los metales en su más alto estado de oxidación :
- 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3 (g) → 2 Cu 3 + (aq) + 3 H2O (l) + O 2 (g)
El ozono también aumenta el número de oxidación de los óxidos de:
- NO + O 3 → NO 2 + O 2
La reacción anterior se acompaña de quimioluminiscencia. El NO 2 se puede oxidar además:
- NO 2 + O 3 → NO 3 + O 2
El NO 3 formado puede reaccionar con el NO 2 para formar N 2 O 5:
- NO 2 + NO 3 → N 2 O 5
El ozono reacciona con el carbono para formar dióxido de carbono , incluso a temperatura ambiente:
- C + 2 O 3 → CO 2 + 2 O 2
El ozono no reacciona con amonio sales sino que reacciona con amoniaco para formar nitrato de amonio:
- 2 NH 3 + 4 O 3 → NH 4 NO 3 + 4 O 2 + H 2 O
El ozono reacciona con sulfuros para hacer sulfatos :
- PbS + 4 O 3 → PbSO 4 + 4 O 2
El ácido sulfúrico puede ser producido a partir de ozono, bien a partir elemental de azufre o desde dioxido de azufre:
- S + H 2 O + O 3 → H 2 SO 4
- 3 SO 2 + 3 H 2 O + O 3 → 3 H 2 SO 4
Los tres átomos de ozono pueden también reaccionar, como en la reacción con estaño (II) cloruro y ácido clorhídrico y NaCl junto con nitrato de amonio:
- 3 SnCl 2 + 6 HCl + O 3 → 3 SnCl 4 + 3 H 2 O
En la fase gaseosa , el ozono reacciona con sulfuro de hidrógeno para formar dióxido de azufre:
- H 2 S + S 3 → SO 2 + H 2 O
En una solución acuosa, sin embargo, se producen dos reacciones simultáneas que compiten, uno para producir azufre elemental, y uno para producir ácido sulfúrico:
- H 2 S + S 3 → S + O2 + H2O
- 3 H 2 S + 4 O 3 → 3 H 2 SO 4
Yodo perclorato se puede hacer por tratamiento de yodo disuelto en frío anhidro ácido perclórico con ozono:
- I 2 + 6 HClO4 + O 3 → 2 I (ClO 4) 3 + 3 H 2 O
Sólido perclorato nitrilo se puede hacer de NO 2, ClO 2 y O 3 gases:
- 2 NO 2 + 2 ClO 2 + 2 O 3 → 2 NO 2 ClO 4 + O2
El ozono puede ser usado para reacciones de combustión y gases de combustión de en el ozono proporciona temperaturas más altas que la combustión en dioxígeno (O 2). La siguiente es una reacción para la combustión de subnitride carbono que también puede causar temperaturas más bajas:
- 3 C 4 N 2 O 3 + 4 → 12 CO + 3 N 2
El ozono puede reaccionar a temperaturas criogénicas. A 77 K (-196 ° C), atómica de hidrógeno reacciona con el ozono líquido para formar un hidrógeno superóxido radical, que dimeriza:
- H + O 3 → HO 2 + O
- 2 HO 2 → H 2 O 4
Ozónidos se pueden formar, que contienen las anión ozónido, O 3 -. Estos compuestos son explosivos y deben ser almacenados a temperaturas criogénicas. Ozónidos para todos los metales alcalinos son conocidos. KO 3, OCF 3, y CSO 3 pueden prepararse a partir de sus respectivos superóxidos:
- KO 2 + O 3 → KO 3 + O 2
Aunque KO 3 se puede formar como anteriormente, también puede formarse a partir de hidróxido de potasio y el ozono:
- 2 KOH + 5 O 3 → 2 KO 3 + 5 O 2 + H 2 O
NaO 3 y LiO 3 deben ser preparados por acción de CsO 3 en NH 3 líquido en un resina de intercambio iónico que contiene iones Na + o Li +:
- CsO 3 + Na + → Cs + + NaO 3
El tratamiento con ozono de calcio disuelto en amoniaco conduce a amonio ozónido ozónido y no de calcio:
- 3 Ca + 10 NH 3 + 6 O 3 → Ca • 6NH 3 + Ca (OH) 2 + Ca (NO 3) 2 + 2 NH 4 O 3 + 2 O 2 + H 2
El ozono puede ser utilizado para eliminar manganeso desde el agua , formando una precipitado que puede ser filtrado:
- 2 Mn 2+ + 2 O 3 + 4 H 2 2 MnO (OH) 2 (s) + 2 O 2 + 4 H + O →
El ozono también se encenderá cianuros a las mil veces menos tóxicos cianatos:
- NC - + O 3 → CNO - + O2
Finalmente, el ozono también se descompone completamente urea :
- (NH 2) 2 CO + O 3 → N 2 + CO 2 + 2 H 2 O
El ozono en la atmósfera de la Tierra
La manera estándar para expresar los niveles de ozono total (el volumen de ozono en una columna vertical) en la atmósfera es mediante el uso de Unidades Dobson. Las concentraciones en un punto se miden en partes por billón (ppb) o en g / m³.
Capa de ozono
Los más altos niveles de ozono en la atmósfera están en el estratosfera, en una región conocida también como la capa de ozono entre unos 10 km y 50 km por encima de la superficie (o entre 6,21 y 31,1 millas). Aquí se filtra fotones con longitudes de onda más cortas (menos de 320 nm) de ultravioleta luz, también llamados rayos UV, (270 a 400 nm) del Sol que sería perjudicial para la mayoría de las formas de vida en grandes dosis. Estas mismas longitudes de onda están también entre los responsables de la producción de vitamina D , que es esencial para la salud humana . El ozono en la estratosfera se produce principalmente a partir de los rayos ultravioleta reaccionan con el oxígeno:
- O 2 + fotones (radiación <240 nm) → 2 O
- O + O 2 → O 3
Se destruye por la reacción con oxígeno atómico:
- O 3 + O → 2 O 2
(Ver Ciclo de ozono-oxígeno para obtener más detalles.)
La última reacción está catalizada por la presencia de ciertos radicales libres, de los cuales los más importantes son hidroxilo (OH), óxido nítrico (NO) y el cloro atómico (Cl) y bromo (Br). En las últimas décadas la cantidad de ozono en la estratosfera ha ido disminuyendo debido principalmente a las emisiones de CFC y moléculas orgánicos clorados y bromados, similares, que han aumentado la concentración de catalizadores que agotan el ozono por encima del fondo natural. El ozono sólo representa el 0,00006% de la atmósfera. Ver el agotamiento del ozono para más información.
El ozono a nivel bajo
El ozono a nivel bajo (o el ozono troposférico) es considerado como un contaminante por la Organización Mundial de la Salud . No se emite directamente por motores de automóviles o por las operaciones industriales. Está formado por la reacción de la luz solar en el aire que contiene hidrocarburos y óxidos de nitrógeno que reaccionan para formar ozono directamente en la fuente de la contaminación o muchos kilometros a favor del viento. Para más detalles de las complejas reacciones químicas que producen ozono de bajo nivel ver el ozono troposférico.
El ozono reacciona directamente con algunos hidrocarburos tales como aldehídos y así comienza su eliminación del aire, pero los productos son en sí mismos componentes clave de la niebla con humo . Ozono fotolisis por la luz UV conduce a la producción de la radical hidroxilo OH y esto juega un papel en la eliminación de hidrocarburos desde el aire, sino que también es el primer paso en la creación de componentes del smog, tales como nitratos peroxiacilo que pueden ser potentes irritantes de los ojos. El tiempo de vida atmosférica de ozono troposférico es de unos 22 días y sus principales mecanismos de eliminación se depositan en el suelo, la reacción mencionada anteriormente dando OH, y por reacciones con OH y el radical peroxi HO 2 · (Stevenson et al, 2006).
Además de tener un impacto en la salud humana (ver más abajo) también hay evidencia de una reducción significativa en los rendimientos agrícolas debido al aumento de ozono a nivel del suelo y la contaminación que interfiere con la fotosíntesis y frena el crecimiento general de algunas especies de plantas.
Algunos ejemplos de ciudades con lecturas elevadas de ozono son Houston y la Ciudad de México. Houston tiene una lectura de alrededor de 41 ppb, mientras que la ciudad de México es mucho más peligroso, con una lectura de alrededor de 125 ppb.
El ozono como gas de efecto invernadero
Aunque el ozono estaba presente a nivel del suelo antes de la revolución industrial , las concentraciones máximas eran muy superiores a los niveles pre-industriales e incluso las concentraciones de fondo bien lejos de las fuentes de contaminación son sustancialmente mayores. Este aumento en la capa de ozono es de más preocupación ya que el ozono presente en la parte superior troposfera actúa como un gas de efecto invernadero , que absorben parte de la la energía infrarroja emitida por la tierra. La cuantificación de la potencia de gas de efecto invernadero del ozono es difícil, ya que no está presente en concentraciones uniformes en todo el mundo. Sin embargo, el más reciente revisión científica sobre el cambio climático (el IPCC Tercer Informe de Evaluación) sugiere que la El forzamiento radiativo del ozono troposférico es de aproximadamente 25% de la de dióxido de carbono .
Agrietamiento Ozono
Ataques con gas de ozono cualquier polímero olefínico poseer o dobles enlaces dentro de su estructura de la cadena, incluyendo dichos materiales de caucho natural , caucho nitrilo, y El estireno-butadieno. Los productos hechos usando estos polímeros son especialmente susceptibles al problema, que provoca grietas profundas y peligrosas para crecer lentamente con el tiempo, la tasa de crecimiento de la grieta en función de la carga soportada por el producto y la concentración de ozono en la atmósfera. Tales productos pueden ser protegidos mediante la adición de antiozonantes, tales como ceras que florecen a la superficie y crean una película protectora. Grietas de ozono solían ser un grave problema en los neumáticos de coche, por ejemplo, pero el problema ahora es visto sólo en los neumáticos muy viejos.
El ozono y la salud
El ozono en la contaminación del aire
Hay una gran cantidad de pruebas que demuestran que las altas concentraciones (ppm) de ozono, creadas por las altas concentraciones de contaminación y la luz del día los rayos UV en la superficie de la tierra, puede dañar la función pulmonar e irritar la sistema respiratorio. Una conexión también se ha demostrado que existe entre el aumento de ozono causada por las tormentas eléctricas y los ingresos hospitalarios de asma que sufren. Directrices de calidad del aire, como los de la Organización Mundial de la Salud se basan en estudios detallados de lo que los niveles pueden causar medible efectos en la salud.
Un mito popular británica común que se remonta a la época victoriana sostiene que el olor del mar es causado por el ozono, y que este olor ha "tonificante" beneficios para la salud. Ninguno de estos es cierto. El "olor del mar" característica no es causado por el ozono, sino por la presencia de sulfuro de dimetilo generada por fitoplancton, y sulfuro de dimetilo, como el ozono, es tóxico en altas concentraciones.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha desarrollado un índice de la calidad del aire para ayudar a explicar los niveles de contaminación del aire para el público en general. 8 horas las concentraciones medias de ozono de 85 a 104 ppbv se describen como "saludable para grupos sensibles", 105 ppbv a 124 ppbv como "insalubre" y 125 ppb a 404 ppb como "muy saludable". La EPA ha designado más de 300 condados de los Estados Unidos, agrupados en torno a las zonas más densamente pobladas (especialmente en California y el Noreste), como el incumplimiento de la Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental.
El ozono también puede estar presente en la contaminación del aire interior.
Fisiología de la capa de ozono
Ozono, junto con formas reactivas del oxígeno como superóxido, oxígeno singlete (ver oxígeno ), peróxido de hidrógeno , y iones hipoclorito, se produce naturalmente por células blancas de la sangre y otros sistemas biológicos (tales como las raíces de caléndulas) como un medio para destruir cuerpos extraños. El ozono reacciona directamente con dobles enlaces orgánicos. Además, cuando el ozono se descompone en dioxígeno que da lugar al oxígeno radicales libres, que son altamente reactivos y capaces de dañar muchas moléculas orgánicas . El ozono se ha encontrado para convertir colesterol en el torrente sanguíneo a la placa (que causa el endurecimiento y estrechamiento de las arterias). Por otra parte, se cree que las poderosas propiedades oxidantes de ozono pueden ser un factor que contribuye de inflamación. La relación causa-efecto de cómo se crea la capa de ozono en el cuerpo y lo que hace es todavía bajo consideración y siendo objeto de diversas interpretaciones, ya que otros procesos químicos del cuerpo pueden desencadenar algunas de las mismas reacciones. Un equipo dirigido por el Dr. Paul Wentworth Jr. del Departamento de Química de la Scripps Research Institute ha mostrado evidencia que vincula la vía de oxidación del agua anticuerpo catalizada de la humana respuesta inmune a la producción de ozono. En este sistema, el ozono es producido por la producción de anticuerpos catalizada de Trioxidano de agua y neutrófilos produce- oxígeno singlete. Ver también Trioxidano para más información sobre esta reacción de ozono productoras biológica.
El ozono también se ha demostrado que forma específica, metabolitos de colesterol derivado de que se cree que facilitar la acumulación y la patogénesis de las placas ateroscleróticas (una forma de enfermedad del corazón). Estos metabolitos se han confirmado como algo que ocurre de forma natural en las arterias ateroscleróticas humanas y se clasifican en una clase de secosteroles denominado "Atheronals", generada por ozonólisis de doble enlace de colesterol para formar un 5,6 secosterol, así como un producto de condensación secundaria a través de aldolización.
El ozono se ha implicado a tener un efecto adverso sobre el crecimiento de la planta, "... El ozono reducida concentración total de clorofilas, carotenoides y de hidratos de carbono, y el aumento de ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) contenido y la producción de etileno. En las plantas tratadas, la piscina hoja de ascorbato se disminuyó, mientras que la peroxidación de lípidos y la fuga de solutos fueron significativamente más altos que en los controles libre de ozono. Los datos indicaron que el ozono desencadena mecanismos de protección contra el estrés oxidativo en los cítricos. "
El uso de ozono en la terapia médica
El papel fisiológico recientemente descubierto de la capa de ozono ha llevado a los defensores médicos de ozono para sugerir esto como un mecanismo para el uso de ozono producido artificialmente para matar microbios en la sangre. Ozono inhalado es tóxico para el tejido de pulmón en pequeñas cantidades, pero la capa de ozono parece ser menos tóxico cuando se mezcla directamente con la sangre, ya sea dentro o fuera del cuerpo. Sin embargo, la utilidad de ozono en el tratamiento médico (si existe) es un tema de debate. Ninguna forma de terapia de ozono está actualmente aprobado por la FDA en los EE.UU.
Preparación
El ozono forma a menudo en la naturaleza en condiciones en O 2 no reaccionará. El ozono utilizado en la industria se mide en g / Nm³ o ciento en peso. El régimen de concentraciones aplicadas varía de 1 a 5 por ciento peso en el aire y de 6 a 13 por ciento en peso de oxígeno .
Método de descarga de Corona
Este es el tipo más popular de generador de ozono para la mayoría de los usos industriales y personales. Si bien las variaciones de la "chispa caliente" método de descarga coronal de la producción de ozono existir, incluyendo grado médico y generadores industriales ozono grado, estas unidades trabajan generalmente por medio de una tubo de descarga de corona. Por lo general son muy rentable, y no requieren una fuente de oxígeno que no sea el aire ambiente. Sin embargo, también producen óxidos de nitrógeno como un subproducto. El uso de una secador de aire puede reducir o eliminar la formación de ácido nítrico mediante la eliminación de vapor de agua y aumentar la producción de ozono. El uso de una concentrador de oxígeno puede aumentar aún más la producción de ozono y reducir aún más el riesgo de la formación de ácido nítrico debido a la eliminación no sólo el vapor de agua, sino también la mayor parte del nitrógeno.
Luz ultravioleta
Generadores de ozono UV emplean una fuente de luz que genera la misma banda estrecha ultravioleta luz que es responsable para el sustento de la capa de ozono en la estratosfera de la Tierra. Mientras que los generadores de ozono UV estándar tienden a ser menos caros, por lo general producen ozono con una concentración de aproximadamente 2% o inferior. Otra desventaja de este método es que requiere el aire de estar expuestos a la fuente de UV para una cantidad de tiempo más largo, y cualquier aire que no está expuesta a la fuente de UV no será tratado. Esto hace que los generadores de UV poco práctico para su uso en situaciones que tienen que ver con el rápido movimiento de corrientes de aire o de agua (en el conducto de aire esterilización, por ejemplo).
El plasma frío
En el método de plasma frío, puro oxígeno gas se expone a un plasma creado por descarga de barrera dieléctrica. El oxígeno diatómico se divide en átomos individuales, que luego se recombinan en tríos para formar ozono.
Cold plasma máquinas utilizan oxígeno puro como fuente de entrada, y producen una concentración máxima de alrededor de 5% de ozono. Ellos producen cantidades mucho mayores de ozono en un espacio determinado de tiempo en comparación con la producción ultravioleta. Sin embargo, debido a los generadores de ozono de plasma frío son muy caros, y todavía requieren un mantenimiento de vez en cuando, se encuentran con menos frecuencia que los dos tipos anteriores.
Las descargas se manifiestan como la transferencia de electrones filamentosa (micro descargas) en un hueco entre dos electrodos. Con el fin de distribuir uniformemente las descargas de micro, un dieléctrico aislador debe ser utilizado para separar los electrodos metálicos y para evitar la formación de arcos.
Algunas unidades de plasma frío también tienen la capacidad de producir alótropos de corta vida de oxígeno que incluyen O 4, O 5, 6 O, O 7, etc. Estos aniones son aún más reactivo que el O 3 ordinaria.
Consideraciones especiales
El ozono no puede ser almacenado y transportado al igual que otros gases industriales (ya que se descompone rápidamente en oxígeno diatómico) y por lo tanto debe ser producido en el lugar. Generadores de ozono disponibles varían en la disposición y el diseño de los electrodos de alta tensión. En las capacidades de producción superiores a 20 kg por hora, un tubo de gas / agua intercambiador de calor se utiliza como electrodo de tierra y montada con electrodos tubulares de alta tensión en el lado del gas. El régimen de presiones de gas típicos es de alrededor de 2 bar absoluta en oxígeno y 3 bar absoluto en el aire . Varios megavatios de la energía eléctrica se puede instalar en grandes instalaciones, aplicado como una fase AC corriente de 600 a 2000 Hz y pico tensiones entre 3.000 y 20.000 voltios.
El parámetro dominante que influye en la eficiencia de la generación de ozono es la temperatura del gas, que es controlada por la temperatura del agua de refrigeración. El enfriador de agua, mejor es la síntesis de ozono. En condiciones industriales típicas, casi el 90 por ciento de la potencia efectiva se disipa en forma de calor y necesita ser eliminado por un flujo de agua de refrigeración suficiente.
Debido a la alta reactividad del ozono, sólo pocos materiales pueden ser utilizados como el acero inoxidable (316L calidad), vidrio, politetrafluoroetileno, o fluoruro de polivinilideno. Viton puede usarse con la restricción de las fuerzas mecánicas constantes y ausencia de humedad.
Producción Incidental
El ozono puede formarse a partir de O 2 por descargas eléctricas y por la acción de alta energía de radiación electromagnética . Cierto equipos eléctricos generar niveles significativos de ozono. Esto es especialmente cierto de los dispositivos que utilizan altos voltajes, como purificadores de aire iónicos, impresoras láser, fotocopiadoras, y soldadores de arco. Los motores eléctricos que utilizan cepillos pueden generar ozono a partir repetida chispas dentro de la unidad. Motores grandes que utilizan cepillos, tales como los utilizados por los ascensores o bombas hidráulicas, generarán más ozono que motores más pequeños.
La producción de Laboratorio
En el laboratorio de ozono puede ser producido por electrólisis utilizando una Batería de 9 voltios, una varilla de grafito lápiz cátodo, un platino alambre ánodo y un 3M ácido sulfúrico electrolito. La reacciones medio de células que tienen lugar son
- 3 H 2 O → O 3 + 6 + 6 H + e -; ? E o = -1,53 V ;
- 6 H + + 6 e - → 3 H 2; ? E o = 0 V ;
- 2 H 2 O → O2 + 4H + + 4 e -; ? E o = -1,23 V ;
de modo que en la reacción neta tres equivalentes de agua se convierten en un equivalente de ozono y tres equivalentes de hidrógeno . Oxygen formación es una reacción competitiva.
También se puede preparar haciendo pasar 10.000-20.000 voltios DC a través de O 2 seco. Esto se puede hacer con un aparato que consiste en dos tubos concéntricos de vidrio selladas juntas en la parte superior, con en y fuera y espigas en la parte superior y la parte inferior del tubo exterior. El núcleo interno debe tener una longitud de hoja de metal insertado en él conectado a un lado de la fuente de alimentación. El otro lado de la fuente de alimentación debe ser conectada a otra pieza de papel de aluminio envuelto alrededor del tubo exterior. O Dry 2 se debe ejecutar a través del tubo en una espita. A medida que el O 2 se ejecuta a través de una espiga en el aparato y 10.000-20.000 voltios DC se aplican a los conductores de papel de aluminio, la electricidad se descargará entre el dioxígeno seco en el medio y la forma en O 3 O 2 por el otro grifo. La reacción se puede resumir como sigue:
- 3 O 2 - electricidad → 2 O 3
Aplicaciones
Aplicaciones industriales
En la actualidad, el uso de ozono como un producto químico industrial son algo limitadas. El mayor uso de ozono es en la preparación de productos farmacéuticos, lubricantes sintéticos, así como muchas otras comercialmente útiles compuestos orgánicos , donde se utiliza para cortar de carbono - carbono bonos. También se puede utilizar para blanquear sustancias y para la eliminación de microorganismos en las fuentes de agua y aire. Muchos de los sistemas municipales de agua potable matan a las bacterias con ozono en lugar de los más comunes el cloro . El ozono tiene un muy alto potencial de oxidación. El ozono no forman compuestos organoclorados, ni permanecen en el agua después del tratamiento, por lo que algunos sistemas introducen una pequeña cantidad de cloro para evitar el crecimiento de bacterias en las tuberías, o puede utilizar el cloro de forma intermitente, con base en los resultados de las pruebas periódicas. Donde energía eléctrica es abundante, el ozono es un método rentable de tratamiento de agua, ya que se produce en la demanda y no requiere el transporte y almacenamiento de productos químicos peligrosos. Una vez que se ha desintegrado, no deja sabor u olor en el agua potable. Los bajos niveles de ozono se han anunciado para ser de alguna utilidad desinfectante en residencias, sin embargo, la concentración de ozono se requiere para tener un efecto sustancial sobre patógenos en el aire excede en gran medida los niveles de seguridad recomendadas por los EE.UU. Administración de Seguridad y Salud y Agencia De Protección Medioambiental.
Industrialmente, el ozono se utiliza para:
- Desinfectar la ropa en hospitales, fábricas de alimentos, hogares de cuidado, etc;
- Desinfectante de agua en lugar de cloro
- Desodorizar el aire y objetos, como después de un incendio. Este proceso se utiliza ampliamente en Restauración Tela;
- Mata a las bacterias en los alimentos o en las superficies de contacto;
- Ozono piscina y saneamiento spa
- Levadura Scrub y esporas de moho en el aire en las plantas de procesamiento de alimentos;
- Lave las frutas y verduras para matar la levadura, el moho y las bacterias frescas;
- Contaminantes reaccionan químicamente en el agua ( hierro , arsénico , sulfuro de hidrógeno, nitritos y complejos orgánicos agrupados como "color");
- Proporcionar una ayuda para floculación (aglomeración de moléculas, que ayuda en la filtración, donde se eliminan el hierro y arsénico);
- Fabricación compuestos químicos a través de síntesis química
- Telas limpias y lejía (el uso anterior se utiliza en Restauración Tela) (este último uso está patentado);
- Ayudar en el procesamiento de plásticos para permitir la adhesión de las tintas;
- Muestras de caucho edad para determinar la vida útil de un lote de caucho;
- Hospital de habitaciones donde el aire tiene que ser estéril funcionamiento;
- Erradicar parásitos transmitidas por el agua como Giardia y Cryptosporidium en las plantas de tratamiento de aguas superficiales.
El ozono es un reactivo en muchas reacciones orgánicas en el laboratorio y en la industria. La ozonólisis es la escisión de un alqueno a compuestos de carbonilo.
Muchos hospitales en los EE.UU. y en todo el mundo utilizan grandes generadores de ozono para descontaminar quirófanos entre cirugías. Las habitaciones se limpian y luego se sellan herméticamente antes de llenarse con ozono que mata o neutraliza todas las bacterias restantes eficacia.
El ozono se utiliza como una alternativa a cloro o dióxido de cloro en el blanqueo de la pulpa de madera. Se utiliza a menudo en combinación con oxígeno y peróxido de hidrógeno para eliminar completamente la necesidad de compuestos que contienen cloro en la fabricación de alta calidad, blanco papel
El ozono puede ser utilizado para desintoxicar residuos de cianuro (por ejemplo, de oro y de plata minería ) por oxidación de cianuro para cianato y, finalmente, a dióxido de carbono .
Aplicaciones para el consumidor
Dispositivos que generan altos niveles de ozono, algunos de los cuales utilizan la ionización, se utilizan para desinfectar y desodorizar los edificios deshabitados, habitaciones, conductos, leñeras, y los barcos y otros vehículos.
En los EE.UU., purificadores de aire que emiten niveles más bajos de ozono se han vendido. Este tipo de purificador de aire a veces se afirma que imita la manera natural de purificar el aire sin filtros y para desinfectar tanto ella como las superficies del hogar. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha declarado que hay "pruebas que demuestran que en concentraciones que no exceden las normas de salud pública, el ozono no es eficaz en la eliminación de muchos productos químicos que causan mal olor" o "virus, bacterias, moho u otros contaminantes biológicos. " Por otra parte, el informe señala que "los resultados de algunos estudios controlados muestran que son posibles concentraciones de ozono considerablemente más altas que estas normas de seguridad [humana] incluso cuando un usuario sigue las instrucciones de operación del fabricante." El gobierno demandó con éxito una empresa en 1995, que le ordena dejar de repetir afirmaciones de salud sin apoyar los estudios científicos.
El agua ozonizada se utiliza para lavar la ropa y para desinfectar los alimentos, el agua potable, y las superficies en el hogar. De acuerdo con la FDA, se "modifica la reglamentos sobre aditivos alimentarios para proporcionar para la utilización segura del ozono en fases gaseosas y acuosas como agente antimicrobiano en los alimentos, incluida la carne y aves de corral. "Los estudios de la Universidad Politécnica de California demostraron que 0,3 niveles de ppm de ozono disuelto en agua del grifo filtrada pueden producir una reducción de más del 99,99% en este tipo de microorganismos transmitidos por los alimentos como la salmonella, E. coli 0157: H7, y Campylobacter. El ozono puede ser utilizado para eliminar residuos de plaguicidas de frutas y verduras .
, La nueva tecnología patentada utiliza el ozono para desinfectar y desodorizar material deportivo de protección para el fútbol, hockey y lacrosse soplando directamente en el equipo para destruir las bacterias dentro del relleno. Esto ha demostrado ser particularmente útil en la lucha contra la propagación del MRSA.
El ozono se utiliza en los balnearios y bañeras de hidromasaje para matar bacterias en el agua y para reducir la cantidad de cloro o bromo requerido por la reactivación de ellos a su estado libre. Dado que el ozono no permanece en el agua el tiempo suficiente, el ozono por sí mismo es ineficaz para prevenir la contaminación cruzada entre los bañistas y debe ser usado en conjunción con estos halógenos. El ozono gaseoso creado por luz ultravioleta o por descarga de corona se inyecta en el agua.
El ozono también es ampliamente utilizado en el tratamiento del agua en acuarios y estanques de peces. Su uso puede minimizar el crecimiento de bacterias, parásitos de control, eliminar la transmisión de algunas enfermedades, y reducir o eliminar el "amarilleamiento" del agua. El ozono no debe entrar en contacto con las estructuras branquiales de peces. El agua natural sal (con formas de vida) proporciona suficiente "demanda instantánea" que cantidades controladas de ozono activan ion bromuro de ácido hipobromoso, y el ozono se descompone completamente en unos segundos a minutos. Si se utiliza oxígeno ozono alimentados, el agua será mayor en el oxígeno disuelto, estructuras branquiales de peces pueden atrofiarse y pasarán a depender de los niveles más altos de oxígeno disuelto. Los niveles de oxígeno disuelto superior tienden a minimizar el crecimiento de algas.
Ozonoterapia
La terapia de ozono se ha utilizado en medicina alternativa como un tratamiento médico en un número de diferentes países. Su base de pruebas, sin embargo, ha sido cuestionada por la medicina occidental.
Los Estados Unidos Food and Drug Administration (FDA) sobre la base de los efectos tóxicos conocidos de la capa de ozono y la falta de evidencia científica de ningún efecto beneficioso en niveles no tóxicos, tiene una política de larga data de la prohibición de los generadores de ozono o el gas ozono se comercialice como un tratamiento para cualquier terapia condiciones ozono médico es una terapia alternativa y complementaria bien establecido en la mayoría de los países del continente europeo, donde las autoridades sanitarias han tolerado su práctica. La Cooperación Europea de Sociedades de ozono médico, fundada en 1972, publica directrices sobre las indicaciones y contraindicaciones médicas de los seminarios de formación de ozono y los ejércitos.
Una cantidad significativa de investigación en los últimos años ha publicado en revistas revisadas por pares de Sociedades Médicas Internacionales que confictos con las opiniones de la FDA. Aplicaciones médicas modernas de ozonización sangre fuera del cuerpo, realizados por Celacade y EBOO se han encontrado recientemente en la terapia ensayos clínicos que sean seguros y efectivos.
