ózon

Szerkezeti képlet
Az ózonmolekula mezomer határvonalai
Tábornok
Vezetéknév	ózon
más nevek	"Aktív oxigén" Tri-oxigén Oxigén -dioxid Trioxigén
Molekuláris képlet	O 3
Rövid leírás	színtelen vagy kékes, nagy koncentrációjú mélykék gáz, kellemetlenül csípős, klórszerű "hegyi napszag"
Külső azonosítók / adatbázisok
CAS szám 10028-15-6 EK -szám 233-069-2 ECHA InfoCard 100.030.051 PubChem 24823 DrugBank DB12510 Wikidata Q36933
tulajdonságait
Moláris tömeg	48,00 g mol -1
Fizikai állapot	gáznemű
sűrűség	2,154 kg m −3 (0 ° C)
Olvadáspont	-192,5 ° C
forráspont	-111,9 ° C
oldhatóság	nagyon nehéz vízben (494 ml l -1 0 ° C -on, 570 mg l -1 20 ° C -on)
Dipólmomentum	0,53373 D (1,7803 × 10 -30  C · m )
biztonsági utasítások
GHS veszélyes címkézés veszély H és P mondatok H: 270-314-330-372-410 EUH: 071 P: ?
MAK	nincs megadva, mert rákkeltő Svájc: 0,1 ml m −3 vagy 0,2 mg m −3
Amennyire lehetséges és szokásos, SI egységeket használnak. Eltérő rendelkezés hiányában a megadott adatok a szabványos feltételekre vonatkoznak .

Az ózon (az ókori görög ὄζειν ozein „szag” kifejezésből) egy molekula (O ₃ ) , amely három oxigénatomból (O ) és színtelen vagy kékes, jellegzetes szagú gázból áll, amely színtelen vagy kékes gázból áll, magas koncentrációban . Normál körülmények között a levegőben lévő ózonmolekulák néhány napon belül lebomlanak, és kétatomos oxigént (O ₂ ) képeznek , azaz két oxigénatomból állnak .

Az ózon erős és mérgező oxidálószer , amely emberekben és állatokban irritációt okozhat a légutakban és a szemekben , valamint elősegítheti a légzőszervi megbetegedéseket. A troposzférában az ózon a harmadik legerősebb hajtóereje a globális felmelegedésnek (a szén -dioxid és a metán után ).

Az ózonréteg a sztratoszféra védi élőlények a Földön okozta károsodástól nagy energiájú mutagén ultraibolya sugárzás a napot.

sztori

Christian Friedrich Schönbein 1839 -ben írta le először azt az egyedülálló jelenséget, hogy a gáz formájában lévő kémiai elem két különböző molekuláris formában - ózon és dioxigén - egymás mellett stabil. Eleinte azonban ez a tény túl különösnek tűnt ahhoz, hogy Schönbein egyszerű értelmezése, a gázállapotú allotrópia általános elismerést szerezzen.

Az ózon nitrogén -oxidok általi lebomlási reakcióit először 1970 -ben írta le Paul Josef Crutzen ( kémiai Nobel -díj 1995).

Esemény

Az ózon mennyiségét a légkörben Dobson -egységekben (azaz a föld felszínén) vagy ppm -ben (azaz anyagonkénti levegőmennyiségben) adjuk meg . A legnagyobb, néhány ppm koncentráció az ózonban található a sztratoszférában . Ott keletkezik az ózon-oxigén körforgásban . Az ózon ártalmatlan a sztratoszférában, és részben elnyeli a nap ultraibolya sugárzását . A belélegzett levegőben azonban jóval alacsonyabb koncentrációban már ártalmas az egészségre; különösen az ózon expozíciójának nagyon eltérő helyi szintjei irritálják a légutakat.

Ez a nagyon eltérő kockázatértékelés a különböző légköri rétegekben gyakran zavarokhoz és a kockázatok alulbecsléséhez vezet. Az ózon által a talajhoz közeli légrétegekben jelentett egészségügyi kockázatot a reakcióképessége okozza; Az ózon az egyik legerősebb oxidálószer .

A tiszta levegőjű területeken nyáron gyakran magasabb az ózonkoncentráció, mint a városokban. Ez azért van, mert a nitrogén -oxid (NO) ellensúlyozza az ózonképződést. A városokban a járművek (szárazföldi, vízi és légi járművek) kibocsátásából adódó NO -koncentráció viszonylag magas. A következő reakciók részletesen lejátszódnak:

Az ózon a következőképpen jön létre:

${\ displaystyle \ mathrm {1) \ NO_ {2} \ {\ xrightarrow {UV {-} sugárzás}} \ NO + O}}$

${\ displaystyle \ mathrm {2) \ O + O_ {2} \ longrightarrow O_ {3}}}$

Ugyanakkor az ózon ismét lebomlik a NO -val:

${\ displaystyle \ mathrm {3) \ O_ {3} + NO \ longrightarrow NO_ {2} + O_ {2}}}$

Ha az alsó légrétegben nem lennének más anyagok, úgynevezett illékony szénhidrogének vagy CO , akkor nem keletkezne további ózon, hanem a napsugárzástól függően egyensúly alakul ki az O ₃ , NO és NO _{2 között} . Minél többet süt a nap, annál több ózon és kevesebb NO ₂ van jelen, mivel az utóbbit az UV -sugárzás feldarabolja (1. reakció).

A légkör (szennyezett) bolygóhatár -rétege olyan szénhidrogéneket is tartalmaz, amelyeket az ember ( antropogén ) és a növényzet ( biogén ) is kibocsát. OH gyökök oxidálják , ROO ^· peroxid gyököket képezve . Ezek viszont biztosítják, hogy a NO oxidálódjon NO ₂ -vé , anélkül, hogy O ₃ -ot fogyasztana, például a 3. reakcióban, azaz:

${\ displaystyle \ mathrm {4) \ R {-} O {-} O {\ cdot} + NO \ longrightarrow R {-} O {\ cdot} + NO_ {2}}}$

Ha az 1. és 2. reakció ismét megtörténik, akkor új ózon keletkezik.

Mivel az NO -t az autók és az ipar bocsátja ki, a városokban az ózon gyorsabban bomlik le (a 3. reakció szerint), mint a vidéki területeken. Ezenkívül a vidéki területeken gyakran vannak olyan szénhidrogének, amelyeket az OH gyökök könnyebben megtámadnak, ami azt jelenti, hogy a 4. reakció gyorsabban megy végbe. Az ilyen könnyen lebomló biogén szénhidrogén jól ismert példája az izoprén . A reakciók pontos láncát a nyári szmog című cikk írja le .

Az ózonréteggel kapcsolatban gyakran emlegetett CFC -ket (klór -fluor -szénhidrogéneket) UV -sugárzás hasítja szét, szabad klórgyököket képezve, amelyek viszont sok ózonmolekulát "megsemmisíthetnek" .

oktatás

A reakciónak megfelelően az ózon normál oxigénből keletkezik

${\ displaystyle \ mathrm {3 \; O_ {2} \ longrightarrow 2 \; O_ {3}}; \ \ Delta H = + 286 \; \ mathrm {kJ / mol}}$
ahol Δ H jelöli a moláris entalpiája reakció .

Három fő módja van az ózon képződésének a légkörben:

• A nagy energiájú napsugárzás a sztratoszférában lévő oxigénmolekulákat két külön atomra osztja fel, amelyek mindegyike egy másik oxigénmolekulával egyesülve ózont képez. Ezt a folyamatot, amikor az oxigénmolekulákat nagy energiájú, 242 nm-nél kisebb hullámhosszúságú UV-C sugárzással osztják szét, fotodiszociációnak nevezzük .
• Közel a föld, ózon képződik, ha a nitrogén-oxidok (például NO ₂ ) reagálnak az oxigénnel O ₂ hatása alatt UV-sugárzás . A motor katalizátor bevezetése ellenére a közúti közlekedés közvetett módon felelős a földközeli légrétegekben (elsősorban városokban) az ózonképződés ilyen formáért a szennyező anyagok kibocsátása révén.
• Zivatarok idején : A felhő és a talaj közötti elektromos áram áramlása ózon keletkezik a villámcsapás során ( salétromsav és egyéb anyagok mellett).

Szobatisztító készülékek

A légtisztító berendezések kezelésekor ózon keletkezhet szándékosan vagy akaratlanul. Egyes ionizátorok például ózont hoznak létre a szag által érzékelt molekulák felosztása és megszüntetése érdekében a környezeti levegőben. A nikotin és a cigarettafüst bomlástermékei azonban az ózonon kívül magas egészségügyi kockázatokat hordoznak. B. a Német Lung Alapítvány óva int attól, hogy ózonképző légtisztítókkal távolítsa el a füstös helyiségek rossz szagát. A VDI 6022 iránymutatás 5. lapja "Légkondicionálás, beltéri levegő minősége - Az allergén szennyezés elkerülése - A légző levegőt befolyásoló műszaki eszközök és alkatrészek tesztelésének és értékelésének követelményei" ezért javasolja az ózonkibocsátási arány meghatározását ionizátorok használatakor .

Az ózon a beltéri levegőtisztításhoz használt elektrosztatikus kicsapók ( elektro-szűrők ) működésében is felléphet . Ez különösen akkor fordul elő, ha a permetező elektróda negatív polaritása miatt negatív koronakisülést érnek el. Ezért ezt a csillagképet általában nem használják szellőző- és légkondicionáló rendszerekben.

Ózon keletkezhet olyan műtéti légtisztító készülékek működtetésekor is, amelyek kifejezetten nem termikus plazmát állítanak elő. A keletkező ózon mennyisége a használt eszköz kialakításától és áramfogyasztásától függ.

Fénymásoló

A régebbi fénymásolókkal és lézernyomtatókkal tipikus "ózonszagot" érezhet. Ezt a szagot csak közvetve okozza a készülékben lévő levegő ionizációja által képződött ózon; inkább nitrogéngázok (NO _x ) nyomai okozzák , amelyek az ózonnak a levegőben lévő nitrogénnel való reakciója során keletkeznek. A készülékek működési elve megköveteli a levegő ionizálását 5–15 kV feszültségen. A legtöbb készülék ózonszűrővel rendelkezik, amely a keletkező ózont széndioxiddá alakítja. Ha lehetséges, azonban ezeket az eszközöket nem szabad szellőztetetlen helyiségekben használni. A modern nyomtatók és fénymásolók transzferhenger technológiával dolgoznak, amely megakadályozza az ózonképződést, és nagyrészt felváltotta a régebbi koronahuzalos technológiát.

Kitermelés és bemutatás

Bemutató a laboratóriumban

Ózon nyerhető a kálium -permanganát és tömény kénsav reakciójával. A köztitermékként képződő instabil dimanán -heptoxid Mn ₂ O ₇ szobahőmérsékleten lebomlik, és mangán -dioxidot és ózonban gazdag oxigént képez .

A híg kénsav (kb. 20%) elektrolízise során ózon képződik egy arany- vagy platinaanódon, különösen nagy áramsűrűség mellett. Jó hűtéssel 4–5% ózontartalom érhető el a kapott oxigénben, olyan koncentráció, amely elegendő ahhoz, hogy az ózon minden reakcióját előkészítő léptékben elvégezze. Kifinomult berendezésekkel (pl. Finom platinahuzal tekercsek) és -14 ° C -ra hűtve jelentősen magasabb ózonkoncentráció érhető el.

Ózon is előállítható légköri oxigénből ultraibolya sugárzás vagy csendes elektromos kisülések hatására. A kereskedelemben kaphatók a megfelelő, ózonosítóként ismert eszközök.

Műszaki gyártás

Generálás levegő vagy oxigén ionizálásával

Instabilitása miatt az ózon nem tárolható hosszú ideig, vagy nem vásárolható túlnyomásos palackokban, mint más ipari gázok. Használat előtt (kémiai szintézis, vízkezelés, fehérítőszerként stb.) A helyszínen kell előállítani.

A legtöbb esetben szárított levegőt vagy oxigént (harmatpont legalább -65 ° C) használnak hordozógázként az előállításhoz. Ritka esetekben oxigént kevernek argonhoz, szén -dioxidhoz és hasonlókhoz. Az ózongenerátorban ( ózongenerátor ) az oxigénmolekulák csendes elektromos kisüléssel oxigénatomokká disszociálódnak, majd az ózonszintézis és az ózondúsulás megy végbe a kisülési szálak plazmájában. A tipikus végső koncentrációk a levegőben egy és öt tömegszázalék, az oxigénben hat és tizenhárom tömegszázalék között vannak.

Tiszta, száraz oxigénből 90 g · m ⁻³ -ig , levegőből (hűtéssel) akár 40 g · m − ³ ózonhoz lehet jutni. 1 kg oxigénből származó ózonhoz (1–6 tömeg% tartományban) 7–14 kWh villamos energia és 1,8 m ³ / h hűtővíz kerül felhasználásra.

A gyakorlatban használt technikai eszközök a következő elektróda -konfigurációkon alapulhatnak:

• csövek egymásba tolva (pl. üvegcső fém belső bevonattal acélcsőben)
• párhuzamos lemezek
• huzaltekercses elektródák a felszíni kisülésekhez
• Tipp a tányérra

Azokban a rendszerekben, amelyekben óránként több mint 20 kg ózon található, általában csak cső ózonosítót használnak.

Első közelítésként az ózondúsítás a gázmennyiségre jutó elektromos energia függvénye. A hatékonyság optimalizálása érdekében a következő paraméterek változtathatók:

• Elektróda rés
• Elektródák igazítása
• Dielektromos anyag
• Csúcsfeszültség és frekvencia

Az inhomogén elektromos mező egymásra helyezésével az energiabevitel során ( dielektroforézis ) a kémiai egyensúly, amely néhány tömegszázalék szintézisből és bomlásból származik, eltolható az ózon javára.

Bár az ózon oxigénből képződik hőelnyeléssel , az ipari alkalmazásokban használt ózongenerátoros kazánokat vízhűtéssel látják el, mivel a bevezetett energia csaknem 90 százalékát újra el kell távolítani a nagy bomlási sebesség miatt. A gáz hőmérséklete az ózonszintézis hatékonyságának másik meghatározó tényezője.

Az ózon nagy reakcióképessége miatt csak néhány anyag ellenáll az ózonnak. Ide tartozik a rozsdamentes acél (pl. 316L), az üveg , a politetrafluoretilén (PTFE), a perfluor -alkoxi -polimerek (PFA), a polivinilidén -fluorid (PVDF) és a perfluor -gumi . A Viton , amelyet nem szabad kitenni az ózon alatti váltakozó mechanikai terhelésnek, feltételesen ellenáll .

Generálás víz elektrolízisével

A légköri oxigén vagy tiszta oxigén ionizálásával történő ábrázoláson kívül lehetőség van ózon előállítására a víz elektrolízisével. Általában ólom (IV) -oxid -anódokat használnak, amelyeket a katódoldalról polielektrolit membrán választ el. Az anódon a víz molekuláris oxigénné, vagy túlfeszültség esetén ózongá oxidálódik. Az anódon keletkező protonok a membránon keresztül a katódhoz vándorolnak, ahol molekuláris hidrogénné redukálódnak. A tényleges reakciórendszer azonban összetettebb. Az ózonhozam 20% körüli, ha vízi elektrolízissel képviseli. Ezenkívül az ózon közvetlenül az oldatban keletkezik, és nem kell először feloldani, ha folyékony közegben használják.

tárolás

A folyékony ózon 30-75% -os oldat formájában tárolható folyékony oxigénben -183 ° C -on, stabilizátorok , például CClF ₃ , OF ₂ , SF ₆ vagy mások jelenlétében robbanásveszély nélkül. A gáznemű ózon tiszta állapotban (szerves vegyületekkel, kénnel vagy bizonyos fémekkel nem szennyeződve) tárolható -112 és -50 ° C között, enyhe túlnyomás mellett.

tulajdonságait

Az ózon gáz halmazállapotú, normál körülmények között. Köszönhetően oxidáló hatású, irritálja a légzőrendszert emberekben és állatokban. Szobahőmérsékleten akár ezüstöt is oxidálhat. Az ózonbevitel gyakran súlyos időbeli fejfájáshoz vezethet az emberekben . Nagy koncentrációban a gáz jellegzetes csípős-éles vagy klórszerű szagú, az orrnyálkahártyát oxidáló hatása miatt, míg alacsony koncentrációban szagtalan. A szagküszöb 40 µg / m ³ , de gyorsan megszokja a szagot, majd már nem veszi észre. Pure O ₃ egy allotrop formája dioxigén O ₂ . Szobahőmérsékleten instabil, színtelen vagy kékes, mélykék, nagy koncentrációjú diamágneses gáz, amely -110,5 ° C-on mélykék folyadékká kondenzálódik, és -192,5 ° C-on (80 K) fekete-ibolya szilárd anyaggá szilárdul.

A szögben poláris molekula egy dipólus momentum a 0,5337  D (megfelel 1,780 · 10 ^-30  C  ·  m ) marad a szilárd. Az OO távolság 128  pm , a három oxigénatom közötti szög 117 °.

Az ózon sokkal hatékonyabban tartja fenn az égést, mint a dioxigén: Sok anyag fellobban szobahőmérsékleten, amikor érintkezik tiszta ózonnal. A tiszta oxigén és ózon 11,5% vagy annál nagyobb térfogatarányú keverékei robbanásszerűen lebomlanak légköri nyomáson, ennek megfelelően magas gyújtási energiával. 1% metán vagy NO ₂ hozzáadásával a gyulladási határ körülbelül 5% ózonra csökken.

Az ózon erősebb oxidálószer, mint a dioxigén, és nagyon erős oxidálószer savas oldatban. A standard elektródpotenciál E ° a félreakcióhoz

${\ displaystyle {\ ce {O3 + 2H ^ + + 2e ^ - -> O2 + H2O}}}$

+ 2,07 V. Normál hőmérsékleten az ózon oxidálja a fémeket, például az ezüstöt és a higanyt azok oxidjaivá. Oxidálódik halogenidek a halogének , nitrogén-oxidok, hogy nagyobb a nitrogén-oxidok, kén-dioxid , hogy a kén-trioxid , a vas (II) vas (III) sók és szulfidok a szulfátok . Száraz kálium -hidroxiddal reagálva kálium -ózonidot képez . Ez reagál szerves anyagok és a támadások a legtöbb fajta kettős kötések a telítetlen vegyületek, mint például az olefinek , cikloolefin , pinének , aromások és polibutadiének . Ez reagál a ethine képez ethinozonide , gyűrűs vegyületek, három oxigén atomok.

${\ displaystyle {\ ce {Ag + O3 -> AgO + O2}}}$

${\ displaystyle {\ ce {Hg + O3 -> HgO + O2}}}$

${\ displaystyle {\ ce {PbS + 4 O3 -> PbSO4 + 4 O2}}}$

${\ displaystyle {\ ce {NO + O3 -> NO2 + O2}}}$

Az ózon katalizátor , például mangán -dioxid vagy más fém -oxid jelenlétében könnyen oxigénre bomlik . Klór vagy bróm jelenlétében is bomlik. Ez a bomlás is lassan, nem katalitikusan megy végbe normál hőmérsékleten és vizes oldatban.

használat

Ózon a vízkezelésben

A vízkezelésben az ózont többek között a vas, mangán, szerves anyagok környezetbarát oxidációjára és fertőtlenítésére használják. Az első ózongenerátor az ivóvíz kezelésére volt telepítve a Oudshoorn (Hollandia) 1893-ban , majd a párizsi (Franciaország, 1898), a Schierstein szökőkutak a Wiesbaden (1901) és Paderborn (1902). Ebben a két német városokban így végződött „hirtelen” a tífusz - járvány . Az ózonozás az egyik központi tisztítási szakasz sok ivóvízműben.

A felszíni víz magasabb algákat tartalmazhat a melegebb évszakokban. Ha az ilyen vizet ipari vízben feldolgozóvízzé dolgozzák fel , a szűrőrendszerek tisztító hatása jelentősen javítható a magas ózonosodás révén . Magas oxidációs potenciálja miatt az ózon nagymértékben elpusztítja mind a baktériumokat, mind az algákat, és javítja ezeknek a finoman diszpergált szennyeződéseknek a szűrhetőségét és ezáltal a tisztító hatást.

Az ózont a kommunális és ipari szennyvíz tisztítására is használják ( szennyvíztisztító telep ). Az ózonozást a szokásos mikroorganizmusok által végzett szennyvízkezelés után adják hozzá. Az ózonrendszerű szennyvíztisztító telepek azonban többnyire kísérleti projektek (például a svájci Regensdorf- Wattban), mivel az ózon ilyen nagy mennyiségben történő előállítása drága, energiaigényes, és a mérgező és maró anyag elleni védekezési intézkedések figyelemre méltó. Jelenleg arról folyik a vita, hogy nem biztonságosabb, olcsóbb és környezetbarátabb- e a szennyvízkezelés a nem mérgező aktív szénnel .

A hagyományosan tisztított szennyvíz ózonkezelésének további céljai a következők: a) kórokozó baktériumok elpusztítása ( fertőtlenítés ) a befogadó víz védelme érdekében (pl. A fürdővízről szóló irányelv tekintetében ); b) szervetlen nyomelemek oxidatív eltávolítása / átalakítása vagy csak rosszul biológiailag lebomló (különösen gyógyszermaradványok).

Az ózonozás hátránya, hogy ismeretlen és potenciálisan mérgező termékek keletkeznek, amikor az ózon reagál a vízben lévő szennyező anyagokkal. Rákkeltő nitrozaminok képződését gyanítják. Ezenkívül egyes szennyező anyagokat, például a jódot tartalmazó röntgen -kontrasztanyagot , gyakorlatilag nem bontja le az ózon. Ezért továbbra is bejutnak a környezetbe.

Az ózon nagyon jól alkalmazható folyamatkombinációkban biológiai szűrőrendszerekkel ( biofilterek ), például a kémiai oxigénigény (COD) biológiai oxigénigényre (BOD) történő oxidálásakor , amelyet ezután tovább dolgoznak fel a biofilterben. Az ózont halak ciklusaiban is használják az akvakultúra vagy az akvárium rendszerekben.

A legtöbb „klórmentes” elnevezésű termék vagy eljárás ózont használ, például papírfehérítéskor. Ebben az összefüggésben gyakran használják az „aktív oxigén” kifejezést.

Ózon a kipufogógáz -kezelésben

Az oxidáló gáz súrolásakor az ózont oxidálószerként használják a gázmosókban , hogy kémiailag átalakítsák a súrolófolyadékban oldott anyagokat, és ezáltal növeljék a meghajtó koncentráció gradienst a tisztítandó gáz és a súrolófolyadék között. Ezt az eljárást közömbös szerves anyagokra és gyakran szagos anyagokat tartalmazó heterogén gázkeverékekre használják. Alternatív megoldásként lehetőség van a rosszul vízben oldódó szennyeződések magasabb oxidációs szintre történő átvitelére az ózon segítségével, amelyet a kipufogógáz-áramba vezetnek, és amelyet ezután gázmosóval lehet eltávolítani.

A szagok eltávolítására

Az ózonkezelés alkalmazható szagtalanításra , azaz a kellemetlen szagok eltávolítására. Ezt az ózonkezelést a professzionális gépjármű -előkészítésben végzik , különösen olyan használt autókban, amelyek belső szaga szennyeződött (pl. Korábbi dohányzó járművek). Az ózon oxidáló hatása a szagos anyagokat szagtalan anyaggá alakítja. Hasonlóképpen, a baktériumok és a szagokat okozó baktériumok elpusztulnak - még az egyébként hozzáférhetetlen helyeken is. Ennek eredményeként a jármű fertőtlenített és általában szagtalan a kezelés után.

Textíliák mosása és kezelése

Néhány modern mosógép ózonprogrammal rendelkezik, amely környezeti levegőt használ, és fertőtleníti a ruhaneműt, és ózongenerátor segítségével megszünteti a szagokat. A mosodák is ezt a technológiát használják. A textíliák ózonos kezelése felhasználható színük halványítására, például arra, hogy az új farmer olyan legyen, mintha már viselték és kifakultak volna ( vintage ).

Ózon, mint fehérítő

Az ózont erős fehérítőszerként is használják a modern iparban, azonban kémiai illékonysága és instabilitása miatt a felhasználás helyén kell a legjobban elkészíteni.

Egyéb felhasználások

Ózon volt z. B. a festékek megszilárdulásának felgyorsítására használják . A múltban - és bizonyos esetekben még ma is az alternatív gyógyászatban - az ózonterápiát különböző betegségek, például cukorbetegség és rák elleni kezelésre használták . Az ilyen kezelések gyakran a csalódás részét képezik, és az ózon intravénás alkalmazását 1984 -ben betiltották Németországban az esetleges súlyos mellékhatások miatt.

Az ózon szintén fontos reagens a szintetikus kémiában. Például a vanillint az eugenolból nyerhetjük úgy, hogy ózonnal oxidáljuk. Az ózonolízis , a telítetlen vegyületek ózonos reakciója évtizedekig fontos folyamat volt az ilyen anyagok szerkezetének tisztázásában .

Káros hatások

Ózon a levegőben, amit belélegzünk

Az EU már régóta iránymutatásokat határoz meg az ózonkoncentrációra vonatkozóan . Az EU -irányelv szerint a 110 µg / m ³ szint alatti ózon nem jelent egészségügyi kockázatot . A lakosságot egy órás 180 µg / m ³ átlagérték alapján tájékoztatják , mivel ezen a koncentráción az érzékeny emberek termelékenysége romolhat. Körülbelül 200 µg / m ³ ózon tünetek jelentkezhetnek, mint például könnyezés, a torok , a torok és a hörgők nyálkahártyájának irritációja , fejfájás , fokozott köhögésirritáció , a tüdőfunkció romlása . A figyelmeztetések 360 µg / m ³ egyórás átlagértéktől származnak , mivel e koncentráció felett az emberi egészség veszélye állhat fenn.

Svájcban az egyórás átlaghatár 120 µg / m ³ (kb. 60  ppb ). Ezt az értéket azonban nagyon gyakran túllépik. A forró nyári 2018 , z. Winterthurban például július vége előtt több mint 50 -szer túllépték az ózon határértékét, szemben az előző évi 39 -szer.

A levegőben lévő ózonkoncentráció tartós növekedése a légzőszervi megbetegedések halálának kockázatához vezet . Egy 2018 -ban közzétett tanulmány összefüggést mutat az ózonnak és a részecskéknek való kitettség és az Alzheimer -kór között .

A megnövekedett immissziós értékek mindenekelőtt a nagy ipari területek és autópályák befolyási területén jelentkeznek. A meteorológiai hatások erősen befolyásolják az ózon helyi képződését és szállítását, így több száz kilométeren keresztül térbeli függőségek keletkezhetnek.

A hőhullámok során a koncentráció nő, mert a növények kevesebb ózont tudnak felvenni. Becslések szerint ez a hatás 450 további halálesetért felelős az Egyesült Királyságban, például a 2006 -os forró nyáron.

Hatások a növényekre

Az ózon káros hatással van a növényekre és növekedésükre. A klorofill , a karotinoidok és a szénhidrátok koncentrációja csökken , míg az aminociklopropánkarbonsav növekszik, és több etén keletkezik. Kimutatható volt, hogy a citrusfélék fokozott ózon -expozíciója védő reakciókat váltott ki az oxidatív stressz ellen . A hosszú távon magas ózonszennyezés károsíthatja különösen a lombhullató fákat, cserjéket és növényeket, és csökkentheti azok növekedését, így csökkentve a termést.

Hatások az anyagokra

Az ózon károsíthatja az anyagokat, különösen a különféle elasztomereket és gumikat : ózonrepedések keletkezhetnek. A probléma korábban nagyon gyakori volt a gumiknál . Ózon elleni szereket adtak az elasztomerekhez az 1950-es évek óta . A megelőző intézkedések miatt a probléma ritkán fordul elő.

Az ózon mérése

Elemzés, egységek

Az ózonkoncentrációkat az Egyesült Államokban korábban és még mindig túlnyomórészt ppb -ben (azaz a térfogat, a részecske vagy a parciális nyomás frakciómilliárd része) adták meg, és az SI szerint adják meg µg / m ^{3 -ben} . 1 ppb ózon megfelel 2,15 µg / m ³ -nek (normál körülmények között).

Immunitás mérés

A külső levegőben lévő ózon fotometriai módon rögzíthető. Ebből a célból a folyamatosan beszívott mintalevegőt egy mérő küvettán vezetik át, amelyet egy bizonyos hullámhosszúságú monokromatikus sugárzásnak tesznek ki . Az áthaladó és ezért nem elnyelt sugárzást fotodióda vagy fotomultiplikátor segítségével mérik, és így információt szolgáltatnak a levegő ózonkoncentrációjáról. Ez a mérési módszer a Lambert-Beer törvényen alapul .

Egy másik módszer az ózon mérésére a külső levegőben a kálium -jodid módszer: vizes oldatban az ózon kálium -jodiddal reagál, jódot és oxigént szabadítva fel. A jódoldat kioltása a kálium -jodid -oldaton átvezetett mintalevegő ózonkoncentrációjának mértéke. A folyamat nem szelektív az ózon tekintetében. Muenke mosás palackok kell használni , mint abszorpciós hajók.

A DOAS differenciális optikai abszorpciós spektroszkópia az ózon mérésére is szolgál. Különféle mérési módszerek minőségbiztosítására vonatkozó tanulmányok is rendelkezésre állnak.

Az ózon immissziós mérésével az a probléma, hogy tartós tesztgázok nem képződhetnek. Ezenkívül biztosítani kell, hogy a felhasznált anyagok ne reagáljanak az ózonnal.

Bioindikáció

Az ózon hatása szisztematikusan vizsgálható dohánynövényekkel . A bioindication , a makroszkopikusan felismerhető levél kárt a növényi alkalmazunk műveletparaméter.

irodalom

• Az ózon . In: A pavilon . 6. kötet, 1891., pp. 99 ( teljes szöveg [ Wikiforrás ]). 
• Dietmar Kunath: Ózon. In: Claus Schaefer, Torsten Schröer (Hrsg.): Az akvarisztika nagy lexikona. Eugen Ulmer, Stuttgart 2004, ISBN 3-8001-7497-9 , 734. o.

web Linkek

Légszennyezőként:

• "Az ózon káros!" (Ozon-info.ch)
• Ózon - Esettanulmány (Uni Bielefeld, chemieunterricht.de)
• Nemzetközi kémiai biztonsági kártya (ICSC) az ózonhoz a Nemzeti Munkavédelmi és Egészségügyi Intézetben (NIOSH)

Mérés és előrejelzés:

• Ózon . 3 napos előrejelzés Európa ( WRF / Chem ), az Osztrák Meteorológiai Szolgálat (ZAMG) honlapján: Környezet: Levegőminőség
• Aktuális információk az ózonról - ózonértékek stb. (Szövetségi Környezetvédelmi Ügynökség)

Egyéni bizonyíték

1. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Szervetlen kémia tankönyve . 91. - 100., továbbfejlesztett és jelentősen kibővített kiadás. Walter de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3 , 535. o.
2. ↑ ^{a b c d e f g h} Entry on ózont a GESTIS anyag adatbázisa az IFA , hozzáférhető a január 8, 2021. (JavaScript szükséges)
3. ↑ W. Schröter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrack: Kémia. Tények és törvények. 16. kiadás. Verlag Buch und Zeit, Köln 1992, ISBN 3-8166-0190-1 , 226. o.
4. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Szervetlen kémia tankönyve . 91. - 100., továbbfejlesztett és jelentősen kibővített kiadás. Walter de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3 , 460. o.
5. ↑ David R. Lide (szerk.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. kiadás. (Internet verzió: 2010), CRC Press / Taylor és Francis, Boca Raton, FL, Dipole Moments, 9-51.
6. ↑ Svájci Balesetbiztosítási Alap (Suva): Határértékek-jelenlegi MAK és BAT értékek ( 10028-15-6 vagy ózon keresése ), hozzáférés 2015. november 2-án.
7. ↑ Alfons Ahrens, Michael Becker, Uwe Behmel, Thomas Buscham, Hartmut Evers: Víz az italiparban . Fachverlag Hans Carl, 2016, ISBN 978-3-418-00912-4 ( korlátozott előnézet a Google könyvkeresőjében [hozzáférés: 2019. szeptember 17.]). 
8. ↑ spiegel.de: Az ózonszint emelkedik a légkörben , 2020. augusztus 21.
9. ↑ ^{a b} Ernst Hermann Riesenfeld : Az ózon, kialakulása és felhasználása . In: A természettudományok . szalag 15 , nem. 38. , 1927. szeptember, p. 777-784 , doi : 10.1007 / BF01504659 . 
10. ^ ^{A b} Renate Eberts: A brandenburgi ózonmérési adatok térbeli szerkezetének elemzése . ( Emlékezet 2015. szeptember 25 -én az Internet Archívumban ; PDF) TU Berlin, 1998.
11. ^ Ozone in the Atmosphere (hozzáférés: 2008. május 17.).
12. ^ Szövetségi Környezetvédelmi Hivatal (Svájc): Environmental Series , 179. szám.
13. ↑ Systemadmin_Environment: Ózon. 2011. június 24, hozzáférve 2020. július 5 . 
14. ↑ Figyelmeztetés ózon- vagy ózongenerátoros légtisztítókra a szagok eltávolítására. Szövetségi Tüdőgyógyász Szövetség , 2010. szeptember 10., hozzáférés 2015. december 8 -án . 
15. ↑ VDI 6022 5. lap: 2016 11 Szobalevegő -technológia, helyiséglevegő -minőség; Az allergén expozíció elkerülése; A légző levegőt befolyásoló műszaki eszközök és alkatrészek (szellőztetés és beltéri levegő minősége; az allergén expozíció elkerülése; a beltéri levegőt befolyásoló műszaki termékek és alkatrészek vizsgálatával és értékelésével kapcsolatos követelmények) követelményei. Beuth Verlag, Berlin, 21. o.
16. ↑ Hartmut Finger, Ute Schneiderwind, Christof Asbach: A mobil szoba légtisztító berendezéseinek értékelése. In: Veszélyes anyagok - tisztaság. Levegő . 75., 2015. 11. 12., 497–502.
17. ↑ VDI 3678 2. lap: 2010-12 elektrosztatikus leválasztó; Folyamatos levegő és beltéri levegő tisztítása (Elektrosztatikus kicsapók; Folyamati levegő és beltéri levegő tisztítása) . Beuth Verlag, Berlin, 11. o.
18. ↑ Henning Heberer, Eberhard Nies, Markus Dietschi, Angela Möller, Wolfgang Pflaumbaum, Marco Steinhausen: Megfontolások az NTP légtisztító eszközök hatásáról és toxikológiai relevanciájáról. In: Veszélyes anyagok - tisztaság. Levegő. 65, 2005. 10. szám, 419-424.
19. ↑ Brauer G. (szerk.): A preparatív szervetlen kémia kézikönyve. 2. kiadás. kötet 1, Academic Press, 1963, 337-340.
20. ↑ Bejegyzés az ózonról. In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, hozzáférés 2014. június 16 -án.
21. ^ Yun-Hai Wang, Qing-Yun Chen: Anódos anyagok az elektrokatalitikus ózontermeléshez . In: International Journal of Electrochemistry . szalag 2013 , 2013, ISSN  2090-3529 , p. 1-7 , doi : 10.1155 / 2013/128248 ( hindawi.com [hozzáférés: 2021. szeptember 6.]). 
22. ↑ Google szabadalmi keresés: US3400024 számú szabadalom - Az ózon bomlásának gátlása SF ₆ , CCl ₂ F ₂ vagy CF _{4 használatával} , hozzáférés: 2018. július 1.
23. ↑ В.Н. Зрелов, Е. П. Cím: Жидкие ракетные топлива , "Химия", 1975, 197. o.
24. ↑ Google Patent Search: US3186930 számú szabadalom - Ózontermelési módszer - Google Patent Search , hozzáférés 2018. június 28.
25. ↑ Google Patent Search: US3186930 számú szabadalom - Ózontermelési módszer - Google Patent Search , hozzáférés 2018. június 28.
26. ^ JG Waller, G. McTurk: Sűrített gáznemű ózon tárolása. In: Journal of Applied Chemistry. 15, 1965, 363. o., Doi: 10.1002 / jctb.5010150803 .
27. ↑ CS Stokes, WJ Murphy, TR Flint, AE Potter: Ózon tárolása diklór -difluor -metánban. In: Ipari és mérnöki kémia Termékkutatás és fejlesztés. 4, 1965, 176. o., Doi: 10.1021 / i360015a007 .
28. ^ ^{A b} Hans Rudolf Christen, Gerd Meyer: Az általános és szervetlen kémia alapjai . Diesterweg, 1997, ISBN 3-7935-5493-7 .
29. ↑ Kunihiko Koike, Masaharu Nifuku et al.: Erősen koncentrált ózongáz robbanási tulajdonságai. In: Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2005., 18., 465-468. Oldal, doi: 10.1016 / j.jlp.2005.07.020 .
30. ↑ Karlsruhei Nukleáris Kutatóközpont, Radiokémiai Intézet: Eredményjelentés a kutatási és fejlesztési munkáról 1984 (PDF)
31. ↑ ^{a b} Pradyot Patnaik: Szervetlen vegyi anyagok kézikönyve . P. 684, McGraw-Hill, New York 2002 ISBN 0-07-049439-8
32. ↑ B. Langlais, DAB Reckhow, R. Deborah: Ozone in Water Treatment - Application and Engineering . Lewis Publishers, 1991, ISBN 0-87371-474-1 , 3-4. O. , Doi: 10.1201 / 9780203744635 .
33. ↑ Georg Erlwein: Siemenssche Ozonwasserwerke. Wiesbaden-Schierstein és Paderborn . In: Zeitschrift für Elektrochemie , 8. kötet, 48. szám, 881-887 . Oldal, 1902. november, doi: 10.1002 / bbpc.19020084802 .
34. ↑ Sigfrid von Weiher: Erlwein, Georg in der Deutschen Biographie , megtekintve 2020. december 3 -án. Megjelent: Neue Deutsche Biographie 4, 1959, 597. o.
35. ↑ Dimitriadou Agapi, Komi Evangelia, Lykou Maria: Városi anyagcsere - vízkezelés . az 5. fejezet 5.7.
36. ↑ VDI 3679 4. lap: 2014-10 nedves leválasztó; Hulladékgáz -tisztítás oxidatív gázmosással (nedves elválasztó). Beuth Verlag, Berlin, 3-6.
37. ^ Günter Baumbach: A légszennyezés ellenőrzése. 2. kiadás. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 1992, ISBN 3-540-55078-X , 385. o.
38. ^ Franz Joseph Dreyhaupt (Szerk.): VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1994, ISBN 3-18-400891-6 , 889. o.
39. ↑ VDI 2441: 2016-05 Folyamatos gáz- és kipufogógáz-tisztítás hideg plazma módszerekkel; Akadálymentesítés, koronakisülés, UV -sugárzás (Folyamati gáz- és füstgáz -tisztítás hideg plazmával - Gátkisülés, koronakisülés, UV -sugárzás). Beuth Verlag, Berlin, 12. o.
40. ↑ Chi-wai Kan, Hing-fu Cheung, Queenie Chan: A plazma által kiváltott ózonkezelés vizsgálata a festett pamut színének elhalványulásáról . In: Journal of Cleaner Production . szalag 112. , 2016. január, p. 3514-3524 , doi : 10.1016 / j.jclepro.2015.10.100 . 
41. ↑ Lizhu Hu, Xinyi Zhou, Juanfen Chen, Xiuling Zhang, Guoqiang Chen: A színek elhalványulásának vizsgálata és a farmer textilérintési vizsgálata ózonozáson keresztül . In: Ozone: Science & Engineering . 2020. augusztus 11., ISSN  0191-9512 , p. 1–8 , doi : 10.1080 / 01919512.2020.1796584 . 
42. ↑ Aktív klórmentes cellulóz fehérítő Leibnitz Tudományos és Technológiai Információs Központ. Letöltve: 2020. október 16.
43. ↑ Ózonszóró . Letöltve: 2020. október 16.
44. ↑ Velio Alvaro Bocci: Az ózonterápia tudományos és orvosi vonatkozásai. A technika állása . In: Orvosi kutatások archívuma . szalag 37 , nem. 4. , 2006. május, pp. 425-435 , doi : 10.1016 / j.arcmed.2005.08.006 . 
45. ^ Élelmiszer -ellenőrzési és környezetvédelmi hivatal Schaffhausen kantonban: A levegőben lévő ózon jelentősége az egészség szempontjából. Tájékoztató 2001. június.
46. ^ Szövetségi Statisztikai Hivatal és Szövetségi Környezetvédelmi Hivatal : Levegőminőség . (PDF, kb. 6 MB) 7. fejezet: In: Environment Switzerland 2007 .
47. ↑ Mi az ózon? → Áttekintés az ozon-info.ch oldalon .
48. ↑ Túl magas ózonszennyezés - A város felülvizsgálja a cselekvési tervet. In: landbote.ch , 2018. július 19., hozzáférés 2018. augusztus 2 -án.
49. ↑ Michael Jerrett, Richard T. Burnett et al.: Long-Term Ozone Exposure and Mortality. In: New England Journal of Medicine . 360, 2009, 1085-1095 , doi: 10.1056 / NEJMoa0803894 .
50. ↑ Lilian Calderón-Garcidueñas, Angélica Gónzalez-Maciel és mások: Az Alzheimer-kór jellegzetességei könyörtelenül fejlődnek Mexikóváros nagyvárosi csecsemőiben, gyermekeiben és fiatal felnőtteiben. Az APOE4 hordozóknak nagyobb az öngyilkossági kockázata, és nagyobb az esélyük arra, hogy ≤ 40 éves korukban elérjék az NFT V. stádiumát. In: Környezetkutatás. 164., 2018., 475. o., Doi: 10.1016 / j.envres.2018.03.023 .
51. ↑ Ez nem csak a hőség, hanem az ózon is: A tanulmány kiemeli a rejtett veszélyeket. University of York, hozzáférés: 2014. január 14 . 
52. ↑ Domingo J. Iglesias, Ángeles Calatayuda, Eva Barrenob, Eduardo Primo-Milloa, Manuel Talon: A citrusfélék növényeinek ózonra adott válaszai : levélbiokémia , antioxidáns mechanizmusok és lipidperoxidáció . In: Növényélettan és biokémia . szalag 44 , nem. 2–3 , 2006, pp. 125-131 , doi : 10.1016 / j.plaphy.2006.03.007 , PMID 16644230 . 
53. ↑ Az ózonszint csökken, de az erdők szennyezettsége továbbra is magas. In: wsl.ch. Szövetségi Erdészeti, Hó- és Tájkutató Intézet , 2018. december 18., hozzáférés: 2019. február 6 . 
54. ↑ Madeleine S. Günthardt-Goerg: Ózonos tünetek a lombhullató fákon a kelet-svájci kiválasztott helyeken 2008/2009/2011 . (PDF) In: Ostluft , 2010. június, frissítve: 2013. február.
55. ^ A növekvő ózonszintek kihívást jelentenek az amerikai szójabab -termelés számára - állítják a tudósok. NASA Earth Observatory, 2003. július 31., hozzáférés: 2006. május 10 . 
56. ↑ Randall Mutters: Állami potenciális terméshozam -veszteségek az ózonnak való kitettség miatt. (Már nem érhető el online.) California Air Resources Board, 1999. március, archiválva az eredetiből 2004. február 17 -én ; Letöltve: 2006. május 10 . 
57. ^ Robert W. Layer, Robert P. Lattimer: A gumi védelme az ózon ellen . In: Gumi kémia és technológia . szalag 63 , nem. 3 , 1990. július 1., ISSN  1943-4804 , pp. 426-450 , doi : 10.5254 / 1.3538264 ( allenpress.com ). 
58. ↑ Tájékoztató ózon. (PDF) In: Bajor Környezetvédelmi Hivatal (LfU), Augsburg, lfu.bayern.de. 2018. október, hozzáférés: 2019. november 20 . 
59. ↑ DIN EN 14625: 2012-12 külső levegő; Mérési módszer az ózon koncentrációjának meghatározására ultraibolya fotometria segítségével; Német verzió EN 14625: 2012. Beuth Verlag, Berlin, 11. o.
60. ↑ VDI 2468 6. ​​lap: 1979-07 gázhalmazállapotú mérések mérése; Ózonkoncentráció mérése; Közvetlen UV fotometriai módszer (alapmódszer). VDI Verlag, Düsseldorf, 2. o.
61. ↑ VDI 2468 1. lap: 1978-05 gázhalmazállapotú mérések mérése; Az ózon és a peroxid koncentrációjának mérése; Kézi fotometriai módszer; Kálium -jodid módszer (alapmódszer). VDI Verlag, Düsseldorf, 2. o.
62. ^ Franz Joseph Dreyhaupt (Szerk.): VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1994, ISBN 3-18-400891-6 , 663. o.
63. ↑ A. Nawahda: Ózonfelügyelet differenciális optikai abszorpciós spektroszkópiával (DOAS) és UV fotometriai műszerekkel Soharban, Ománban. I: Environ Monit Assess. 187. (8), 2015. aug., 485. o. PMID 26138853
64. ↑ JA Adame, A. Notario, F. Villanueva, J. Albaladejo: A klaszteranalízis alkalmazása a felszíni ózon, NO ₂ és SO ₂ napi mintákhoz DOAS rendszerrel mért ipari területen Közép-Dél-Spanyolországban. In: Sci Total Environ. 429., 2012. július 1., 281-291. PMID 22591990
65. ^ EJ Williams, FC Fehsenfeld, BT Jobson, WC Kuster, PD Goldan, J. Stutz, WA McClenny: Az ultraibolya abszorbancia, a kemilumineszcencia és a DOAS műszerek összehasonlítása a környezeti ózonfigyeléshez . In: Environ Sci Technol. 40., 18. szám, 2006. szeptember 15., 5755-5762. PMID 17007137
66. ^ Franz Joseph Dreyhaupt (Szerk.): VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1994, ISBN 3-18-400891-6 , 892. o.
67. ↑ Jutta Köhler, Joachim Nittka, Michael Außenendorf, Ludwig Peichl: Az immissziós hatások hosszú távú megfigyelése - 30 éves bioindikáció Bajorországban. In: Veszélyes anyagok - tisztaság. Levegő . 68., 2008. 6. szám, ISSN  0949-8036 , 227-234.
68. ↑ VDI 3957 6. lap: 2003-04 Biológiai mérési módszerek a légszennyezés növényekre gyakorolt ​​hatásának meghatározására és értékelésére (bioindikáció); Az ózon és más fotooxidánsok fitotoxikus hatásainak meghatározása és értékelése; A szabványos dohányzásnak való kitettség módszere (Biológiai mérési technikák a légszennyező anyagok növényekre gyakorolt ​​hatásának meghatározására és értékelésére (bioindikáció); A fotooxidánsok fitotoxikus hatásának meghatározása és értékelése; A standardizált dohányzási módszer). Beuth Verlag, Berlin, 6. o.