Lastnosti ozona. Opisali vam bomo tako kemijske kot tudi fizikalne lastnosti



Yüklə 21,51 Kb.
tarix05.03.2018
ölçüsü21,51 Kb.
#29575

OZON

Kaj sploh je ozon? Ozon je triatomska molekula iz treh atomov kisika. Čisti ozon je plin, ki je modre barve, utekočinjen pa je temnomoder. Koncentriran ozon je eksploziven in ima močan neprijeten vonj. Je neobstojen, pri sobni temperaturi počasi, pri višji pa še hitreje razpada na molekulo navadnega kisika in na atomski kisik, zato je zelo močan oksidant. V manjših koncentracijah učinkuje osvežilno, v večjih pa povzroča glavobol.

Čeprav ga je zelo malo, je v ozračju bistven, saj predstavlja naravno zaščito pred najkrajšim ultravijoličnim sevanjem z valovno dolžino 175 nm. Merimo pa ga v Dobsonovih enotah; to so enote za izražanje skupne količine ozona v celotnem ozračju od tal do vesolja.

Lastnosti ozona. Opisali vam bomo tako kemijske kot tudi fizikalne lastnosti.



Kemijske lastnosti

Kot endotermna spojina ima ozon veliko nagnjenje k razpadu, pri čemer nastaja navaden kisik.


Zaradi tega je koncentriran ozon še pri -120 °C zelo eksploziven.

V razredčenem stanju, pri sobni temperaturi razpada le postopoma.

Razpad pospešujemo s katalizatorji kot so mangandioksid (MnO2), svinčevdioksid (PbO2),...

Prav tako se povečuje hitrost razpada razredčenega ozona brez katalizatorja s pomočjo ultravijolične svetlobe ali z povečanjem temperature.

Karakteristična značilnost ozona je njegovo oksidativno delovanje: O3 = O2 + O. Tako npr. že pri sobni temperaturi spreminja črni svinčev-sulfid v beli svinčev sulfat ( PbS + 4O = PbSO4), svinčev(II)-hidroksid v svinčev-dioksid (PbO + O = PbO2), cisto srebro v črni srebrov-peroksid (2Ag + 2O = Ag2O2).

Ce v nevtralno raztopino kalijevega-jodida uvajamo ozon, se izloči jod in pojavi se alkalijska reakcija:


2I- + O + H2O = I2 + OH-

Z ozonom se organske snovi oksidirajo. Zaradi tega ozona ni mogoče voditi preko gumijastih cevi. Oksidira tudi organske barve (indigo in lakmus) in mikroorganizme, v večjih koncentracijah pa tudi dihala v organizmu.



Fizikalne lastnosti

V plinastem stanju je izrazito moder, v tekočem stanju (vrelišče: -111,5°C) je črnomoder, a v trdnem stanju (tališče: -192,5 °C) pa je črn. V vodi se slabo topi. Vonj ozona je karakterističen, začutimo ga že pri koncentraciji 1 del ozona na 500.000 delov zraka.

Ozon je diamagnetičen, kar pomeni, da vzdrži tvorbo magnetnega polja in znižuje zalogo energije polja, ko je to že vzpostavljeno.

Kako nastaja ozon

Ozon nastaja pri učinkovanju ultravijoli

nih in radioaktivnih žarkov na kisik. V višjih plasteh zemeljskega ozra

ja nastaja zaradi delovanja son

nih ultravijoli

nih žarkov na zrak in pri atmosferskem elektri

nem razelektrenju. Neznatne koli

ine ozona nastajajo tudi pri nekaterih kemijskih reakcijah, kot npr. pri počasni oksidaciji vlažnega belega fosforja na zraku. Nekatere elektri

ne naprave povzro

ijo znatne koli

ine ozona. To so naprave, ki uporabljajo visoke napetosti, kot so laserski tiskalniki, fotokopirni aparati in oblo

ni varilni aparati. Elektromotorji, ki uporabljajo krta

ke,lahko povzro

ajo nastanek ozona zaradi ponavljajo

ega se iskrenja v njih. V velikih elektromotorjih, ki se uporabljajo v dvigalih ali hidravli

nih

rpalkah, nastane ve



ozona kot v malih motorjih. Ti viri ozona so nevarni v zaprtih prostorih, za splošno onesnaženost v spodnjih plasten ozra

ja pa niso pomembni. Razen teh virov nih

e ne spuš

a ozona naravnost v zrak. Namesto tega spuš

ajo avtomobili, tovornjaki, industrija in bencinske

rpalke snovi, iz katerih se »skuha« ozon. Imenujemo jih predhodniki ozona.




Nastanek ozona z ultravijoličnim sevanjem 

Energijo za razpad molekule kisika dovedemo s svetlobnim sevanjem, to lahko naredimo samo s kratkovalovno ultravijolicno svetlobo valovne dolzine < 2500Ĺ . Tako nastaja ozon z obsevanjem kisika z ultravijolicnimi zarki valovne dolzine 2090Ĺ . Na ta nacin si tudi lahko razlagamo pojav ozona (10-6 vol.%) v višjih slojih atmosfere, ki so izpostavljeni izrazito močnemu ultravijoličnem sevanju s sonca, tako tudi vonj ozona, katerega srečamo v gorah (višinsko sonce), ali pa v bližini nekega radioaktivnega preparata.




Ozon v stratosferi in ozonska luknja

Na skrajnem robu naše atmosfere se je pod vplivom ultravijolicnega sevanja ustvarila tanka plast ozona, ki obenem tudi sluzi kot ultravijolicni filter in je življenjskega pomena za življenje na Zemlji. Ta plast se nahaja nekje na višini 40 km in je zelo tanka. Raziskave so pokazale, da se plast tanjša kot posledica človekove uporabe CFS-jev (klorofluoroogljikov).




CFC mehanizem 

Klorofluoroogljiki so indutrijsko uporabljane spojine. Uporablja se jih v hladilni tehniki, klimatskih napravah, cistilnih topilih, embalaznih materialih in kot potisni plin v aerosolnih sprejih.


Klor kot kemijiski ostanek pri razpadu CFC-ja reagira z ozonom na kataliticen nacin. Tako lahko ena sama molekula klora unici vec tisoc molekul ozona.

Potek reakcije: klor reagira z ozonom tako, da mu odvzame en atom kisika. Tako nastane klorov monoksid, ki s prostimi atomi kisika ponovno reagira in odda kisik, tako ponovno nastane klorova molekula, ki ponovno reagira z ozonom.

Posledica naslednjih reakcij je ozonska luknja skozi katero nemoteno prehajajo škodljivi ultravijolicni zarki.
Ozonska luknja je najbolj razširjena nad severnim in juznim tecajem. Njena velikost se spreminja glede na letne čase in vremenske pogoje. Tako je največja v mesecu Oktobru.

-začela se bo krčiti nekje v dvajsetih letih naslednjega stoletja in se bo dokončno skrčila nekje v petdesetih letih naslednjega stoletja.

Kako ozon vpliva na naše zdravje?

Glede vpliva na zdravje ljudi sta najpomembnejša dejavnika raven koncentracije ozona in

trajanje izpostavljenosti. Številne epidemiološke študije kažejo povezavo med ucinki na

zdravje in izpostavljenosti organizma ozonu. Ozon je seveda škodljiv tudi za živali in rastline.

Rastline so razlicno odporne na visoke koncentracije ozona. Med bolj obcutljivimi vrstami so

iglavci in nekatere poljšcine. Visoke koncentracije ozona lahko vplivajo na manjši prirast biomase in tudi poškodujejo rastline. To pa pomeni tudi gospodarsko škodo.

Obstaja veliko dokazov, da ozon, ki ga ustvarjajo visoke koncentracije onesnaženja in UV žarki na površini Zemlje, lahko škodijo delovanju pljuč in dražijo dihala.

Dolgotrajna izpostavljenost ozonu dokazano povečuje tveganje za smrt zaradi bolezni dihal. Študija, ki je vključevala 450.000 ljudi živečih v mestih, v Združenih državah Amerike, je pokazala povezanost med ozonskimi luknjami in boleznimi dihal. Raziskava je potekala 18 let. Študija je pokazala, da ljudje, ki živijo v mestih z visoko ravnjo ozona, kot so Houston in Los Angeles je več kot 30 % večje tveganje smrti zaradi bolezni pljuč.

Kakovost zraka, ki so ga predpisale Svetovna zdravstvena organizacija, United States Environmental Protection Agency (EPA) in Evropska Unija so na podlagi dolgoletnih študij opredelile nivo kakovosti zraka, ki vpliva na zdravstveno stanje prebivalstva.

Ozon je prisoten tudi v zaprtih prostorih, kar je deloma posledica elektronske opreme, kot so na primer fotokopirni stroji. Znano je tudi, da obstajajo povezava med povečanim cvetnim prahom, sporami gliv in ozonom, ki jih povzročajo nevihte in sprejem bolnikov z astmo v bolnišnico.

Nevarno ultravijolicno sevanje, ki ga prepušča ozonska luknja lahko povzroča tudikožnega raka, zmanjšuje imunsko odpornost organizma itd. Ima tudi velik upliv na oči - poškoduje očesno mreno... Vpliva pa tudi na rastline in živali. Zaradi tega so se “vse” dezele sveta zavezale, da bodo zmanjšale uporabo CFC-jev in jo tudi dokoncno ukinile. 


  • Razporeditev ozona po višini ni enakomerna.

  • Največ ozona je v stratosferi, približno 90%. Ta ozon nas ščiti pred ultravijoličnim sevanjem, ki prihaja na Zemljo s sonca. Sevanje je zelo nevarno za ves živi svet na Zemlji. Če Zemlja ne bi imela tega ščita, življenje na njej ne bi bilo možno.

Kako se lahko zaščitimo pred visokimi koncentracijami ozona?

Predvsem se je treba izogibati naporu na prostem, kadar so koncentracije visoke. Informacije o višini

koncentracij so na razpolago na internetu in na teletekstu TV Slovenija. Ce nimamo na

razpolago teh informacij, je dobro vedeti, da se visoke koncentracije pojavljajo v

popoldanskem casu ob jasnem vremenu. Kadar piha zmeren do mocan severni ali vzhodni

veter, so koncentracije nižje. Vedeti moramo, da so koncentracije visoke do najvišjih vrhov v

Sloveniji, zato lahko ob velikih naporih predvsem v popoldanskem in vecernem casu pride do

pojavov, opisanih pri vplivu visokih koncentracij ozona na zdravje. Veliki napori poleti

popoldne že tako niso priporocljivi zaradi visokih temperatur. Koncentracije v zaprtih

prostorih so nižje kot zunaj, zato je za obcutljivejše skupine ljudi – otroke in bolnike z

boleznimi dihal in krvnega obtoka priporocljivo, da takrat ostanejo v zaprtih prostorih. Za

zračenje prostorov pa so najprimernejše jutranje ure in del dopoldneva.

Ozon v industriji

Ozon se v industriji lahko uporablja v več namenov. Z njim lahko steriliziramo preparate, čistimo vodo ipd.



Ozon se v industriji lahko uporablja v več namenov. Z njim lahko steriliziramo preparate, čistimo vodo ipd.
Ozon je zelo primeren za čiščenje - razkuževanje vode. Za razliko od klora nima nikakršnih stranskih ucinkov. Klor z organskimi spojinami tvori organske kloride, ki so pogosto kancerogeni.
Za industrisko uporabo ozona moramo seveda imeti tudi ucinkovite nacine za njegovo pridobivanje. Največ ga pridobimo s pomočjo ionizatorjev, ki temeljijo na razelektritvi skoti zrak, obogaten s kisikom. 
Za to uporabljamo ionizator. Ker vemo, da je ozon nestabilen pri višjih temperaturah, naš izkoristek s pomočjo hlajenja povečamo. Zato so takšni ionizatorji močno hlajeni.

V principu je ionizator sestavljen iz dveh steklenih cevi od katerih je ena v drugi. Zunanja in notranja cev sta hlajeni z vodo. Cevi so na konceh spojene z induktorjem, pri velikih napravah pa z visokonapetostnim transformatorjem. V prostor med obema cevema vezemo visoko napetost (vec tisoc voltov), tako da med cevema pride do medsebojnega praznjenja naboja. V celico dovajamo cisti kisik ali pa zmes z zrakom. Na izstopu dobimo v najboljšem primeru 15% ozona.
Yüklə 21,51 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə