Почему озон лучше кислорода растворяется в воде

Растворение озона в воде

Эффективность массопереноса – важнейший параметр, характеризующий систему растворения озона и выбор требуемой производительности генератора по озону.

• Концентрация озона в газовой фазе с выхода генератора
• Давление воды
• Размер пузырьков газа в воде (определяет площадь раздела фаз)
• Химическая потребность воды в озоне

• диспергирование через специальные пористые насадки – диспергаторы
• эжектирование через вакуумные инжекторы
• интенсивное подмешивание вращающимся лопастным смесителем – турбиной.

• Простоту и надежность вследствие отсутствия движущихся частей
• Высокую эффективность массопереноса озона в глубоких резервуарах (до 90%)

• Необходимость изготовления глубоких резервуаров (глубина не менее 6 м)
• Поверхность диспергаторов в грязной воде быстро засоряется, приводя к увеличению объема пузырьков и соответственно ухудшению массопереноса
• Возможно образование зон – вертикальных каналов – с неоднородной концентрацией озона и различными скоростями движения воды, что может привести к проскоку на выход резервуара недостаточно очищенной или обеззараженной воды
• Давление к трубках, подводящих озон к диспергатору, может служить причиной выхода озона в помещение при повреждениях трубок и их соединений и представляет потенциальную опасность отравления персонала

• Высокая эффективность массопереноса (при правильном выборе коэффициента эжекции, давления на выходе эжектора и использовании дополнительных устройств для интенсификации перемешивания – статических смесителей, специальных насадок), может достигать 99% при растворении высококонцентрированного озона (6-14%)
• Оборудование для растворения озона и контакта с водой имеет значительно меньшие габариты, нежели чем в системах с диспергированием
• Отсутствие механических частей, надежность
• Высокая степень безопасности – при повреждении озоновых трубок и уплотнений вакуум не дает озону выделяться в воздух помещения

Мотор, вал и турбина представляют собой движущиеся части, которые подвержены износу и быстро выходят из строя в агрессивной среде озон-вода. Поэтому турбинная технология растворения озона не нашла широкого применения в промышленности.

Экологически чистая технология обеззараживания без использования реагентов. Увеличение срока хранения продуктов. Рекомендовано для молочной промышленности.

Основные вопросы о технологии финишного озонирования

Передовая технология, обеспечивающая одновременное обеззараживание воды, тары и оборудования

Озонаторы Триотроник® для линий розлива воды

Комплектации “стандарт” и “премиум”. Гарантия до 3 лет!

Кислород. Озон

Озон как аллотропное видоизменение кислорода

Озон — молекулярное простое вещество, его молекулярная масса равна 48. Поскольку молекулярная масса кислорода равна 32, легко посчитать, что молекула озона состоит из трех атомов кислорода — O₃. Она имеет форму равнобедренного треугольника. При обычных условиях озон — газ светло-голубого цвета с характерным запахом, который можно ощутить, гуляя в сосновом бору после грозы. Озон в 1,5 раза тяжелее кислорода.

Растворимость его в воде гораздо больше, чем кислорода: в 1 00 объемах воды при 0°С растворяется 49 объемов озона. При низких концентрациях озон не токсичен, а при высоких — ядовит! Предельно допустимое содержание его в воздухе равно ю-5%.

Озон — газ, который, как и многие молекулярные вещества, можно перевести в другие агрегатные состояния — жидкое и твердое. При сильном охлаждении он конденсируется в темно-синюю жидкость, температура кипения которой — 112 °С, а при температуре ниже -192 °С (это температура плавления озона) он превращается в твердое вещество. В твердом состоянии озон почти черный.

В природе озон образуется из кислорода воздуха во время грозовых разрядов, а также при окислении смолы хвойных деревьев.

Воздух хвойных лесов считается особенно полезным, в нем всегда содержится некоторое количество озона. Небольшое содержание озона в воздухе благоприятно для организма человека, так как он убивает болезнетворные микроорганизмы. В лаборатории озон обычно получают действием тихого разряда (электрического разряда без искр) на газообразный чистый и высушенный кислород. Для этого используют особый прибор — озонатор, схема которого представлена на рисунке (рис. 1 5).

Основную часть озонатора составляют две вставленные одна в другую стеклянные трубки, между которыми пропускают хорошо высушенный ток кислорода (или воздуха).

Через внутреннюю трубку пропущен металлический стержень, а наружная трубка обмотана металлической спиралью. Стержень и спираль присоединяют к полюсам индукционной катушки высокого напряжения. При включении рубильника катушки тихий разряд происходит в пространстве между стенками внешней и внутренней трубок. Выходит из озонатора кислород или воздух, содержащий несколько процентов озона (в озонированном воздухе ≈ 2-3% озона).

Реакцию получения озона можно выразить уравнением:

Из уравнения видно, что эта реакция — эндотермическая.

Из этого уравнения следуют выводы.

1. Реакция превращения кислорода в озон самопроизвольно протекать не может, для ее осуществления требуется затрата энергии.

2. Обратная реакция — распад озона — самопроизвольно протекающая, так как в ходе ее энергия системы уменьшается.

3. Отсюда следует, что озон — эндотермичное и очень неустойчивое вещество, при высоких концентрациях взрывоопасное, легко превращающееся в кислород.

Химические свойства озона. Наиболее характерным химическим свойством озона является его исключительно высокая окислительная активность. Озон — один из сильнейших окислителей, более сильный, чем кислород. Он взаимодействует со многими веществами, в том числе и с теми, с которыми кислород при обычных условиях не реагирует. В ходе большинства из этих реакций молекула озона теряет один атом кислорода, идущий на окисление веществ, и переходит в молекулярный кислород. Так, при пропускании озонированного воздуха через водный раствор иодида калия выделяется свободный иод.

Озон окисляет все металлы, кроме золота и платиновых металлов, и большинство неметаллов. Так, металлическое серебро под действием озона чернеет, образуя на поверхности металла оксид серебра (II):

Озон способен переводить низшие оксиды в высшие, а сульфиды металлов в их сульфаты:

Озон, в отличие от молекулярного кислорода, на холоде окисляет многие органические вещества. Например, резина под его действием разрушается, а спирт, эфир, смоченная скипидаром, керосином и другими органическими жидкостями вата самовоспламеняются.

Применение озона. Как сильный окислитель озон широко используют на водоочистительных станциях для окончательной очистки воды от болезнетворных микробов, а также для обеззараживания воздуха. Озон используют также в научных лабораториях для установления строения молекул некоторых веществ.

В верхних слоях земной атмосферы (в стратосфере) озон получается из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца, образуя озоновый слой, защищающий Землю от проникновения губительной для живых организмов ультрафиолетовой радиации. В настоящее время образовавшиеся над Землей «озоновые дыры» представляют серьезную экологическую проблему. Озон, содержащийся в стратосфере, воздействует и на климат, он — важный фактор формирования средней температуры воздуха, а следовательно, и климата. Поэтому любые виды человеческой деятельности, приводящие к уменьшению среднего содержания озона в стратосфере, имеют весьма серьезные последствия для климата, здоровья людей, состояния всей живой природы (более подробно об этом вы узнаете в 10-1 1 классах).

1. Кислород — самый распространенный элемент на Земле, элемент VIA-группы неметаллов.

2. Электронная формула атома кислорода — ls2₂s₂2p₄.

3. Кислород — сильный окислитель, по величине ОЭО он уступает лишь фтору и образует огромное число соединений с атомами других элементов.

4. Кислород взаимодействует с простыми и сложными веществами с образованием различных оксидов, проявляя в них степень окисления -2.

5. Кислород играет чрезвычайно важную роль в биологических системах, участвуя в процессах дыхания и обмена веществ. Его широко используют в металлургии, химической промышленности, в медицине, авиации и др.

6. Аллотропной формой кислорода является озон, являющийся более сильным окислителем, чем кислород.

Атом кислорода • Строение молекулы кислорода • Степени окисления кислорода в соединениях • Кислород как окислитель • Озон • Окислительная активность озона • Озонатор

Вопросы и задания

1. Чем отличается элемент кислород от других элементов VLA-группы?

2. Чем обусловлена высокая окислительная способность кислорода?

3. Почему озон лучше кислорода растворяется в воде? Объясните причину.

4. Составьте схему строения и укажите свойства пероксида водорода.

5. Охарактеризуйте горение красного фосфора в кислороде, запишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите массовую долю кислорода в составе продукта этой реакции.

6. В кислороде, полученном при нагревании 20 г перманганата калия, сожгли 1,2 г угля. Какова массовая доля (в %) перманганата калия, который подвергся разложению?

7. Составьте краткий схематический обзор, отражающий взаимосвязи состава, строения, свойств и применения озона, используя символико-графические формы описания.

EkoNOW

Заказ обратного звонка

Заказ обратного звонка

Ваш заявка принята. Ожидайте звонка.

• Главная /
• Как выбрать? Вопрос – Ответ /
• Как выбрать
• / FAQ озон и озонирование

FAQ озон и озонирование

Часто задаваемые вопросы по бытовым озонаторам.

1. Какие преимущества озона перед хлором?

Повышен интерес общества к здоровому образу жизни привел к пониманию вреда наносимой здоровью человека при использовании химических реактивов в процессах очистки воды. Озон признан как самый мощный, самый быстрый дезинфектант и окисидант для обработки води. Окислительные реакции с озоном протекают в несколько тысяч раз (3000) быстрее, чем такие же реакции с хлором и уничтожают органические и неорганические загрязнители. Кроме того, в отличие от хлора, озон не оставляет в воде вредные побочные продукты, а неиспользованный озон быстро превращается в кислород.

2. Что делает озоновый очиститель воздуха(озонатор)?

3. Как озонатор очищает воздух?

Он производит и использует те же самые очищающие средства, которые использует природа для очистки воздуха.

4. Как работает озонатор?

Озон создается электрическим разрядом, который мы наблюдаем во время грозы в виде молний. Этот электрический разряд создает приятный свежий запах, который все мы знаем как свежий воздух. Озон также создается окисью азота и солнечными ультрафиолетовыми лучами.

5. Как природа создает озон?

Электрический разряд, использующийся для расщепления молекулы кислорода О2 на отдельные атомы О, которые свободно присоединяются к другим молекулам О2 и превращают их в трехатомный кислород О3, который называется озоном. Озон мощный окислитель. Он окисляет все химические и другие загрязняющие вещества, разрушая их при контакте. Уничтожив загрязнение озон снова превращается в кислород О2.

6. Как узнать, что озонатор работает?

Озон имеет особенный запах. Ваш нос является лучшим индикатором и он должен доложить Вам о чистом и свежем воздухе в доме или офисе.

7. Озон безопасен?

8. Можно ли сравнивать озонатор с воздушным фильтром?

9. Где необходимо установить озонатор?

10. Как долго может работать озонатор?

11. Где еще кроме дома и офису может быть использован озоновый очиститель?

12. В каких случаях используются низкие и высокие концентрации озона?

13. Каково действие озона на вирусы?

14. Могут ли быть опасными соединения, образующиеся в жилых помещениях при озонировании воздуха?

15. Какие соединения образуются в результате озонирования воздуха в закрытых помещениях?

Большинство компонентов, окружающих нас соединений, реагируют с озоном, приводя к образованию безвредных соединений.
Большинство из них распадаются на углекислый газ, воду и свободный кислород. В ряде случаев образуются неактивные (безвредные) соединения (оксиды). Есть еще так называемые нереагентные вещества – оксиды титана, кремния, кальция и т.д. Они в реакцию с озоном не вступают.

16. Надо ли озонировать воздух в помещениях с кондиционерами?

17. Возможна ли дезинфекция кондиционеров?

18. Эффективно ли применение озонирования воздуха для устранения запахов прокуренных помещений и помещений после ремонта (запахи краски, лака)?

19. Проводились ли исследования воздействия озонированного воздуха на людей?

В серии статей, опубликованных в 1976г. в журнале «Природа» (орган академии наук СССР), приводится ряд важных сведений и фактов исследований воздействий озона.
В частности, описан эксперимент, который проводился в течение 5-и месяцев с двумя группами людей – контрольной и тестируемой.
Воздух в помещении тестируемой группы наполнялся озоном с концентрацией 15 частиц озона на 1000000000 частиц воздуха. Все испытуемые отмечали хорошее самочувствие, исчезновение раздражительности. Медики отметили повышение содержания кислорода в крови, укрепление иммунной системы, нормализацию давления, исчезновение многих симптомов стресса.

20. Не является ли озон вредным для клеток организма?

Концентрации озона, создаваемые бытовыми озонаторами, подавляют вирусы и микроорганизмы, но не повреждают клеток организма, т.к. озон не повреждает кожу. Здоровые клетки организма человека имеют естественную защиту от повреждающего действия окисления (антиоксидантную). Иначе говоря, действие озона избирательно по отношению к живым организмам.
Это не исключает применения мер предосторожности. Во время процесса озонирования нахождение в помещении нежелательно, а после проведения озонирования помещение следует проветрить. Озонатор надо поместить в недоступное для детей место или предусмотреть невозможность его включения.

21. Какие концентрации озона в воздухе считаются предельными?

22. Как быстро распадается озон в воздухе?

В воздухе через 10 мин. концентрация озона уменьшается на половину, образуя кислород и воду.
В воде через 20-30 мин. озон распадается на половину, образуя гидроксильную группу и воду.

23. Для чего предназначен бытовой озонатор?

Бытовой озонатор можно использовать для:
• дезинфекции и дезодорации воздуха в жилых помещениях, в ванной и туалетной комнатах, бытовках, шкафах, холодильнике и пр.;
• обработки пищевых продуктов (мясо, рыба, яйца, овощи и фрукты);
• улучшения качества воды (дезинфекция, обогащение кислородом, устранение хлора и др. вредных примесей);
• домашней косметологии (устранение перхоти, угрей, полоскание горла, чистка зубов, устранение грибковых заболеваний, приготовление озонированного масла);
• ухода за домашними животными и рыбками;
• полива комнатных растений и обработка семян;
• отбеливания и придания цветности белью;
• обработки обуви.

24. Каков эффект применения озона в медицинской практике?Озон оказывает антибактериальное, антивирусное действие (инактивация вирусов и уничтожение спор).

Озон оказывает антибактериальное, антивирусное действие (инактивация вирусов и уничтожение спор).
Озон активизирует и нормализует ряд биохимических процессов.
Эффект, получаемый при озонотерапии, характеризуется:
– активизацией процессов детоксикации, происходит подавление
– активности внешних и внутренних токсинов;
– активизацией процессов метаболизма (обменных процессов);
– усилением микроциркуляции (кровообращение в капиллярах)
– улучшением реологических свойств крови (кровь становится подвижной);
– улучшением тканевого дыхания; нормализацией иммунитета;
– нормализацией процесса перекисного окисления липидов (жировые обменные процессы);
– активизацией антиоксидантной защиты организма (восстанавливается динамическое равновесие между перекисным окислением и антиоксидантной защитой);
– снятием воспалительного процесса;
– имеет четко выраженный обезболивающий эффект.

25. Как действует озон на иммунитет человека?

Повышается клеточный и гуморальный иммунитет. Активизируется фагоцитоз, усиливается синтез интерферонов и прочих не специфических систем организма.

26. Как влияет озонирование на процессы метаболизма?

27. Озон образуется при проведении сварочных работ и при работе ксерокса. Вреден ли этот озон?

28. Каковы сравнительные характеристики дезинфекции при использовании ультрафиолетовых установок и озонаторов?

Озон по своим свойствам уничтожения бактерий и вирусов в 2,5 – 6 раз эффективнее ультрафиолетовых лучей и в 300 – 600 раз эффективнее хлора. При этом в отличии от хлора озон уничтожает даже цисты глистов и вируса герпеса и туберкулеза.
Озон удаляет из воды органические и химические вещества, разлагая их до воды, углекислого газа, образуя осадок неактивных элементов.
Озон легко окисляет соли железа и марганца, образуя нерастворимые вещества, которые устраняются отстаиванием или фильтрацией. В результате озонированная вода безопасна, прозрачна и приятна на вкус.

Источники:

http://waterline.ru/rastvorenie-ozona-v-vode
http://xn--24-6kct3an.xn--p1ai/%D0%A5%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%8F_9_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81_%D0%9A%D1%83%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D1%86%D0%BE%D0%B2%D0%B0/16.1.html
http://ekonow.ru/faq/98-kak-vybrat/65-2011-05-30-17-33-49.html