Ozone

Ozone
Nom IUPAC Trioxygen
Identificateurs
Numéro CAS	10028-15-6
Propriétés
Formule moléculaire	O 3
Masse molaire	47,998 g · mol -1
Apparence	gaz bleuâtre
Densité	2,144 g · L -1 (0 ° C), le gaz
Point de fusion	80,7 K, -192,5 ° C
Point d'ébullition	161,3 K, -111,9 ° C
Solubilité dans l'eau	0,105 g · 100 ml -1 (0 ° C)
Thermochimie
Std enthalpie de formation Δ f H o 298	142,3 kJ · mol -1
Molaire standard entropie S o 298	237,7 J · K -1 -1 .mol
Risques
Classification UE	non listé
Sauf indication contraire, les données sont données pour le matériel dans leur état standard (à 25 ° C, 100 kPa)
Références d'Infobox

L'ozone (O ₃₎ est un triatomique molécule , composé de trois oxygène atomes . Ce est une forme allotropique de l'oxygène qui est beaucoup moins stable que le O diatomic _2. ozone troposphérique est un polluant de l'air avec des effets nocifs sur les systèmes respiratoires des animaux. Ozone dans la haute atmosphère filtres potentiellement endommager la lumière ultraviolette d'atteindre la surface de la Terre. Il est présent en faibles concentrations dans l'ensemble du l'atmosphère terrestre . Il a de nombreuses applications industrielles et grand public. Ozone, le premier allotrope d'un élément chimique d'être reconnu par la science, a été proposé comme un composé chimique distincte par Christian Schönbein en 1840, qui a nommé après le grec mot pour l'odorat (ozein), de l'odeur particulière dans les orages. La formule pour l'ozone, O _3, n'a pas été déterminée jusqu'en 1865 par Jacques-Louis Soret et confirmé par Schönbein en 1867. L'odeur d'un coup de foudre est d'ions produits lors des changements chimiques rapides, pas de la couche d'ozone elle-même.

Propriétés physiques

L'ozone est un bleu, gaz toxique pâle avec un, le froid, l'odeur très irritante. La plupart des gens peuvent détecter environ 0,01 ppm dans l'air. L'exposition à de 0,1 à 1 ppm produit des maux de tête, les yeux brûlants, et une irritation des voies respiratoires.

A -112 ° C, il forme un bleu foncé liquide . A des températures inférieures -193 ° C, il forme un noir-violet solide .

Structure

La structure de l'ozone, selon la preuve expérimentale de spectroscopie micro-ondes, est plié, avec C _2v symétrie (similaire à l' eau molécule), O - O distance de 127,2 h et O - O - O angle de 116,78 °. L'atome central forme une hybridation sp ² avec une seule paire. L'ozone est une molécule polaire ayant une de 0,5337 instant dipôle La liaison est D. une liaison simple sur un côté et double liaison de l'autre côté, et ces obligations sont mélangés à devenir connu sous le nom structures de résonance. Le ordre de liaison est de 1,5 pour chaque côté.

Chimie

L'ozone est un puissant agent oxydant, beaucoup mieux que le dioxygène. Il est également instable à des concentrations élevées, se désintégrant en dioxygène ordinaire (dans environ une demi-heure dans des conditions atmosphériques):

2 O ₃ → 3 O _2.

Cette réaction se déroule plus rapidement avec l'augmentation de température et diminution de la pression. Déflagration de l'ozone peut être déclenché par une étincelle, et peut se produire dans les concentrations d'ozone de 10% en poids ou plus. L'ozone oxyde des métaux (à l'exception de l'or , du platine et iridium ) à oxydes des métaux à leur plus haut degré d'oxydation :

2 Cu ²⁺ _(aq) + 2 H ₃ O ⁺ _(aq) + O _{3 (g)} → 2 Cu ^{3 +} _(aq) + 3 H ₂ O _(l) + O _{2 (g)}

L'ozone augmente également le nombre d'oxydation des oxydes:

NO + O ₃ → NO ₂ + O ₂

La réaction ci-dessus se accompagne d'une la chimioluminescence. Le NO ₂ peut encore être oxydé:

NO ₂ + O ₃ → NO ₃ + O ₂

Le NO ₃ formé peut réagir avec le NO ₂ pour former N ₂ O _5:

NO ₂ + NO ₃ → N ₂ O ₅

L'ozone réagit avec le carbone pour former du dioxyde de carbone , même à température ambiante:

C + 2 O ₃ → CO ₂ + 2 O ₂

Ozone ne réagit pas avec d'ammonium sels mais il réagit avec l'ammoniac pour former du nitrate d'ammonium:

2 NH ₃ + 4 O ₃ → NH ₄ NO ₃ + 4 + H ₂ O ₂ O

L'ozone réagit avec sulfures de faire sulfates :

PBS + 4 O ₃ → PbSO ₄ + 4 O ₂

L'acide sulfurique peut être produit à partir de l'ozone, soit en partant élémentaire de soufre ou de le dioxyde de soufre:

S + H ₂ O + O ₃ → H ₂ SO ₄

3 SO ₂ + 3 H ₂ O + O ₃ → 3 H ₂ SO ₄

Tous les trois atomes d'ozone peuvent aussi réagir, comme dans la réaction avec de l'étain (II) et le chlorure de l'acide chlorhydrique et du NaCl avec le nitrate d'ammonium:

3 SnCl ₂ + 6 + HCl O ₃ → 3 SnCl ₄ + 3 H ₂ O

Dans la phase gazeuse , l'ozone réagit avec le sulfure d'hydrogène pour former du dioxyde de soufre:

H ₂ S + ₃ O → SO ₂ + H ₂ O

Dans un solution aqueuse, cependant, deux réactions simultanées se produisent en compétition, une pour produire du soufre élémentaire, et à produire un acide sulfurique:

H ₂ S + S → O ₃ + O ₂ + H ₂ O

3 H ₂ S + ₃ O 4 → 3 H ₂ SO ₄

Iode Perchlorate peut être effectué par traitement de l'iode dissous dans du froid anhydre acide perchlorique avec l'ozone:

I ₂ + 6 + HClO ₄ O ₃ → 2 I (ClO _{4) 3} + 3 H ₂ O

Solide perchlorate nitrile peut être faite de NO _2, ClO _2, O ₃ et des gaz:

2 NO ₂ + 2 + ₂ ClO 2 O ₃ → 2 NO ₂ ClO ₄ + O ₂

L'ozone peut être utilisé pour réactions de combustion et les gaz brûlant de l'ozone prévoit des températures plus élevées que la combustion dans dioxygène (O _2). Voici une réaction pour la combustion de subnitride de carbone qui peut également causer des températures plus basses:

C 3 N ₄ O 4 + ₂ → ₃ CO + 3 12 N ₂

L'ozone peut réagir à des températures cryogéniques. A 77 K (-196 ° C), atomique hydrogène réagit avec l'ozone pour former un liquide hydrogène superoxyde radical, qui se dimérise:

H + O ₃ → HO ₂ + O

2 HO ₂ → H ₂ O ₄

Ozonides peuvent être formés, qui contiennent le anion ozonide, O ₃ ^-. Ces composés sont explosifs et doivent être conservés à des températures cryogéniques. Ozonides pour tous les métaux alcalins sont connus. KO _3, RBO _3, et CSO ₃ peuvent être préparés à partir de leurs superoxydes respectifs:

KO ₂ + O ₃ → KO ₃ + O ₂

Bien KO ₃ peut être formé comme ci-dessus, il peut également être formé à partir l'hydroxyde de potassium et de l'ozone:

2 KOH + 5 O 2 → ₃ KO ₃ + 5 O ₂ + H ₂ O

NaO ₃ et LiO ₃ doivent être préparés par action de CsO ₃ NH ₃ liquide sur un résine échangeuse d'ions contenant des ions Na ⁺ ou Li ^+:

CsO ₃ + → Na ^{+ +} Cs + NaO ₃

Traitement à l'ozone de calcium dissous dans l'ammoniac conduit à ammonium ozonide ozonide et pas de calcium:

3 Ca + 10 + 6 NH ₃ O ₃ → Ca • 6NH ₃ + Ca (OH) ₂ + Ca (NO _{3) 2} + 2 NH ₄ + 2 O ₃ + H ₂ O ₂

L'ozone peut être utilisé pour enlever le manganèse de l' eau , formant un précipité qui peut être filtré:

2 Mn ²⁺ + 2 O ₃ + 4 H ₂ O 2 → MnO (OH) _{2 (s)} + 2 O ₂ + 4 H ⁺

Ozone sera également tourner cyanures aux mille fois moins toxiques cyanates:

CN ^- + O ₃ → CNO ^- + O ₂

Enfin, l'ozone va également se décomposer complètement l'urée :

(NH _{2) 2} CO + O ₃ → N ₂ + CO ₂ + H 2 O ₂

Ozone dans l'atmosphère de la Terre

La répartition de l'ozone atmosphérique de la pression partielle en fonction de l'altitude.

La concentration d'ozone mesurée par le Nimbus-7 satellite.

Concentration d'ozone total en Juin 2000 en tant que mesurée par EP-TOMS instrument satellitaire.

La méthode standard pour exprimer des niveaux d'ozone total (le volume de l'ozone dans une colonne verticale) dans l'atmosphère est à l'aide Unités Dobson. Les concentrations à un point sont mesurées en parties par milliard (ppb) ou en g / m³.

La couche d'ozone

Les plus hauts niveaux d'ozone dans l'atmosphère sont dans le stratosphère, dans une région appelée aussi couche d'ozone entre environ 10 km et 50 km au-dessus de la surface (ou entre 6,21 et 31,1 miles). Ici, il filtre les photons de longueurs d'onde plus courtes (moins de 320 nm) d' ultraviolet lumière, rayons également appelés UV, (270-400 nm) de la Sun qui seraient nuisibles à la plupart des formes de vie dans les grandes doses. Ces mêmes longueurs d'onde sont aussi parmi les responsables de la production de vitamine D , qui est essentiel pour la santé humaine . Ozone dans la stratosphère est principalement produite à partir de rayons ultraviolets réagissant avec l'oxygène:

O ₂ + photons (rayonnement <240 nm) → 2 O

O + O ₂ O ₃ →

Elle est détruite par la réaction avec l'oxygène atomique:

O ₃ + O 2 O ₂ →

(Voir Cycle de l'ozone et d'oxygène pour plus de détails.)

Cette dernière réaction est catalysée par la présence de certains radicaux libres, dont les plus importantes sont un groupe hydroxyle (OH), l'oxyde nitrique (NO) et le chlore atomique (Cl) et le brome (Br). Au cours des dernières décennies, la quantité d'ozone dans la stratosphère a diminué principalement en raison des émissions de CFC et des molécules organiques chlorés et bromés similaires, qui ont augmenté la concentration de catalyseurs de la couche d'ozone au-dessus du bruit de fond naturel. L'ozone ne représente 0,00006% de l'atmosphère. Voir appauvrissement de l'ozone pour plus d'informations.

Ozone troposphérique

Ozone au niveau bas (ou de l'ozone troposphérique) est considéré comme un polluant par le Organisation mondiale de la Santé . Il ne est pas émis directement par les moteurs de voiture ou par des activités industrielles. Il est formé par la réaction de la lumière du soleil sur l'air contenant hydrocarbures et oxydes d'azote qui réagissent pour former l'ozone directement à la source de la pollution ou de nombreux kilomètres sous le vent. Pour plus de détails sur les réactions chimiques complexes qui produisent de l'ozone à basse altitude voir ozone troposphérique.

L'ozone réagit directement avec certains hydrocarbures tels que aldéhydes et commence ainsi leur élimination de l'air, mais les produits sont eux-mêmes des éléments clés de smog . Ozone photolyse par la lumière UV conduit à la production de la radical hydroxyle OH et cela joue un rôle dans l'élimination des hydrocarbures de l'air, mais ce est aussi la première étape dans la création de composants du smog tels que peroxyacyl nitrates qui peuvent être de puissants irritants oculaires. La durée de vie atmosphérique de l'ozone troposphérique est d'environ 22 jours et ses principaux mécanismes d'élimination sont déposés au sol, la réaction mentionnée ci-dessus donnant OH, et par réaction avec le radical OH et HO peroxy ₂ · (Stevenson et al, 2006).

En plus d'avoir un impact sur la santé humaine (voir ci-dessous), il ya également des preuves de la réduction significative des rendements agricoles due à l'augmentation de l'ozone au niveau du sol et la pollution qui interfère avec la photosynthèse et cascades croissance globale de certaines espèces végétales.

Certains exemples de villes avec des lectures élevées d'ozone sont Houston et Mexico. Houston a une lecture d'environ 41 ppb, tandis que Mexico est beaucoup plus dangereux, avec une lecture d'environ 125 ppb.

Ozone, un gaz à effet de serre

Bien que l'ozone était présent au niveau du sol avant la révolution industrielle , les concentrations maximales étaient de loin supérieurs aux niveaux pré-industriels et même des concentrations de fond bien loin des sources de pollution sont beaucoup plus élevés. Cette augmentation de l'ozone est d'autre préoccupation que l'ozone présent dans la partie supérieure troposphère agit comme un gaz à effet de serre , en absorbant une partie de la l'énergie infrarouge émise par la terre. Quantifier la puissance de gaz à effet de serre de l'ozone est difficile car il ne est pas présent à des concentrations uniformes à travers le monde. Cependant, l'examen scientifique le plus récent sur le changement climatique (la GIEC Troisième rapport d'évaluation) suggère que la Le forçage radiatif de l'ozone troposphérique est d'environ 25% de celle de dioxyde de carbone .

craquage d'ozone

attaques au gaz d'ozone tout polymère oléfinique possession ou doubles liaisons dans sa structure de la chaîne, ces matériaux, y compris le caoutchouc naturel , caoutchouc nitrile, et Caoutchouc styrène-butadiène. Les produits fabriqués à l'aide de ces polymères sont particulièrement sensibles à ce problème, ce qui provoque des fissures profondes et dangereuses se développent lentement au cours du temps, le taux de croissance de fissure en fonction de la charge portée par le produit et la concentration d'ozone dans l'atmosphère. De tels produits peuvent être protégées par l'addition d'anti-ozonants, tels que des cires qui se épanouissent vers la surface et créer un film protecteur. fissures d'ozone utilisées pour être un grave problème dans les pneus de voiture par exemple, mais le problème est désormais considérée seulement dans de très vieux pneus.

Ozone et la santé

Ozone dans la pollution de l'air

Il ya beaucoup de preuves pour montrer que des concentrations élevées (ppm) de l'ozone, créées par des concentrations élevées de rayons UV pollution et la lumière à la surface de la terre, peut nuire à la fonction pulmonaire et irriter la système respiratoire. Une connexion a également été montré à exister entre l'ozone accrue causée par des orages et des admissions de l'hôpital asthme malades. normes de qualité de l'air, tels que ceux de l' Organisation mondiale de la santé reposent sur des études détaillées de ce qui peut provoquer des niveaux mesurables effets sur la santé.

Un mythe de folk britannique commune datant de l'époque victorienne détient que l'odeur de la mer est causée par l'ozone, et que cette odeur a "contreventement" avantages pour la santé. Aucun de ceux-ci est vrai. Le "odeur de la mer" caractéristique ne est pas causée par l'ozone, mais par la présence de le sulfure de diméthyle générée par phytoplancton, et le sulfure de diméthyle, comme l'ozone, est toxique à forte concentration.

Le Environmental Protection Agency des États-Unis a mis au point un indice de qualité de l'air pour aider à expliquer les niveaux de pollution de l'air pour le grand public. Concentrations moyennes d'ozone de 8 heures de 85 à 104 ppbv sont décrits comme "malsain pour les groupes sensibles", 105 ppbv à 124 ppbv comme «malsaine» et 125 ppb à 404 ppb comme "très malsain". L'EPA a désigné plus de 300 comtés des États-Unis, regroupés autour des régions les plus peuplées (surtout en Californie et dans le Nord-Est), comme ne se conformant pas à la Normes nationales de l'air ambiant de qualité.

L'ozone peut également être présent dans la pollution de l'air intérieur.

Physiologie de l'ozone

Ozone, avec des formes réactives de l'oxygène telles que dismutase, l'oxygène singulet (voir oxygène ), le peroxyde d'hydrogène , et ions hypochlorite, est produite naturellement par des globules blancs et d'autres systèmes biologiques (telles que les racines de tagètes) comme moyen de destruction des corps étrangers. L'ozone réagit directement avec doubles liaisons organiques. En outre, lorsque l'ozone se décompose en dioxygène il donne lieu à l'oxygène Les radicaux libres, qui sont très réactifs et capable d'endommager plusieurs molécules organiques . L'ozone a été trouvé pour convertir cholestérol dans la circulation sanguine à la plaque (ce qui provoque le durcissement et le rétrécissement des artères). En outre, on pense que les propriétés oxydantes puissantes de l'ozone peuvent être un facteur contribuant de l'inflammation. La relation et de cause à effet de la façon dont l'ozone est créé dans le corps et ce qu'il fait est toujours à l'étude et encore soumis à diverses interprétations, puisque d'autres processus chimiques du corps peuvent déclencher certains des mêmes réactions. Une équipe dirigée par le Dr Paul Wentworth Jr. du Département de chimie de l' Scripps Research Institute a montré des preuves de liaison de la voie d'eau oxydation catalysée par un anticorps humain de la réponse immunitaire pour la production d'ozone. Dans ce système, l'ozone est produit par la production d'anticorps catalysée par Trioxyde d'hydrogène à partir d'eau et de neutrophiles produit l'oxygène singulet. Voir également Trioxyde d'hydrogène pour en savoir plus sur cette réaction de production d'ozone biologique.

Ozone a également été prouvé pour former spécifique, métabolites dérivés du cholestérol qui sont censés faciliter l'accumulation et la pathogenèse de plaques d'athérosclérose (une forme de les maladies du cœur). Ces métabolites ont été confirmés dans leur état naturel dans les artères athéroscléreuses humaines et sont classés en une classe de secosterols appelé "Atheronals", générée par ozonolyse de double liaison de cholestérol pour former un 5,6 secosterol ainsi que d'un produit de condensation secondaire par l'intermédiaire d'aldolisation.

L'ozone a été impliquée à avoir un effet négatif sur la croissance des plantes, "... ozone réduit chlorophylles, des caroténoïdes et des glucides concentration totale, et une augmentation de l'acide 1-aminocyclopropane-1-carboxylique (ACC) du contenu et de la production d'éthylène. Dans les plantes traitées, la piscine ascorbate de feuilles a diminué, tandis que la peroxydation des lipides et les fuites de soluté étaient significativement plus élevés que chez les témoins sans ozone. Les données indiquent que l'ozone déclenché les mécanismes de protection contre le stress oxydatif dans les agrumes ".

L'utilisation de l'ozone dans un traitement médical

Le rôle physiologique récemment découvert de l'ozone a conduit ozone défenseurs médicaux de suggérer cela comme un mécanisme pour l'utilisation de l'ozone artificiellement produit pour tuer les microbes dans le sang. Ozone inhalé est toxique pour les tissus pulmonaires en petites quantités, mais l'ozone semble être moins toxique lorsqu'il est directement mêlés de sang, soit à l'intérieur ou à l'extérieur du corps. Cependant, l'utilité de l'ozone dans le traitement médical (le cas échéant) est un sujet de débat. Aucune forme de thérapie d'ozone est actuellement approuvé par la FDA aux États-Unis

Préparation

Ozone se forme souvent dans la nature dans des conditions où O ₂ ne sera pas réagir. L'ozone utilisé dans l'industrie est mesurée en g / Nm³ ou pour cent en poids. Le régime de concentrations appliquée varie de 1 à 5 pour cent en poids dans l'air et de 6 à 13 pour cent en poids en oxygène .

Procédé de décharge de Corona

Ce est le type de générateur d'ozone le plus populaire pour la plupart des utilisations industrielles et personnelles. Bien que les variations de la "bougie chaude" Procédé de décharge coronaire de production d'ozone exister, notamment industriels générateurs d'ozone de qualité médicale et de qualité, ces unités travaillent habituellement au moyen d'un tube à décharge corona. Ils sont généralement très rentable, et ne nécessitent pas une source d'oxygène autres que l'air ambiant. Cependant, ils produisent aussi les oxydes d'azote en tant que sous-produit. Utilisation d'un Sèche-linge peut réduire ou éliminer la formation d'acide nitrique en éliminant la vapeur d'eau et augmenter la production d'ozone. Utilisation d'un Concentrateur d'oxygène peut en outre augmenter la production d'ozone et de réduire encore le risque de la formation d'acide nitrique en raison de l'élimination non seulement de la vapeur d'eau, mais également la majeure partie de l'azote.

La lumière ultraviolette

générateurs d'ozone UV utilisent une source de lumière qui génère la même bande étroite ultraviolet lumière qui est responsable de la subsistance de la couche d'ozone dans la stratosphère de la terre. Bien UV norme générateurs d'ozone ont tendance à être moins coûteux, ils produisent généralement ozone avec une concentration d'environ 2% ou moins. Un autre inconvénient de ce procédé est qu'il nécessite l'air d'être exposés à la source d'UV pour une quantité de temps plus longue, et l'air qui ne est pas exposée à la source d'UV ne sera pas traité. Cela rend générateurs UV pratiques pour une utilisation dans des situations qui traitent de déplacer rapidement des courants d'air ou d'eau (en conduit d'air la stérilisation, par exemple).

Plasma froid

Dans le procédé par plasma froid, pur oxygène gazeux est exposé à un plasma créé par décharge à barrière diélectrique. Le dioxygène est divisé en atomes simples, qui se recombinent alors en triplets pour former l'ozone.

Froid plasma machines utilisent de l'oxygène pur comme source d'entrée, et de produire une concentration maximale d'environ 5% d'ozone. Ils produisent des quantités beaucoup plus importantes de l'ozone dans un espace de temps par rapport à la production ultraviolet. Toutefois, en raison plasma froid générateurs d'ozone sont très coûteux, et nécessitent encore un entretien occasionnel, ils se trouvent moins fréquemment que les deux types précédents.

Les rejets manifestes que le transfert d'électrons filamentaire (micro des décharges) dans un espace entre deux électrodes. Afin de répartir uniformément les micro rejets, un diélectrique isolant doit être utilisé pour séparer les électrodes métalliques et pour éviter un arc électrique.

Certaines unités de plasma froid ont aussi la capacité de produire allotropes courte durée de vie de l'oxygène qui comprennent O _4, O _{5, 6} O, O _7, etc. Ces anions sont encore plus réactifs que O ₃ ordinaire.

Considérations particulières

Ozone ne peut être stocké et transporté comme les autres gaz industriels (parce qu'il se désintègre rapidement en dioxygène) et doit donc être produit sur place. Générateurs d'ozone disponibles varient dans la disposition et la conception des électrodes à haute tension. Au capacités de production supérieures à 20 kg par heure, un échangeur de chaleur à tubes gaz / eau est utilisée comme électrode de masse et assemblé avec tubulaires électrodes à haute tension sur le côté gaz. Le régime des pressions de gaz typiques est d'environ 2 bar absolu dans l'oxygène et 3 bar absolu dans l'air . Plusieurs de mégawatts l'énergie électrique peut être installé dans les grandes installations, appliqué comme une phase AC actuelle au 600-2000 Hz et le pic tensions entre 3000 et 20 000 volts.

Le paramètre dominant influençant l'efficacité de la production d'ozone est la température du gaz, qui est commandée par la température de l'eau de refroidissement. Le refroidisseur de l'eau, meilleure est la synthèse d'ozone. Dans des conditions industrielles typiques, près de 90 pour cent de la puissance efficace est dissipée sous forme de chaleur et doit être enlevée par un débit suffisant d'eau de refroidissement.

En raison de la forte réactivité de l'ozone, à seulement quelques matériaux peuvent être utilisés comme l'acier inoxydable (316L de qualité), le verre, polytétrafluoréthylène, ou polyfluorure de vinylidène. Viton peut être utilisé avec la restriction de forces mécaniques constantes et l'absence d'humidité.

Production fortuite

L'ozone peut être formé à partir de O ₂ par des décharges électriques et par l'action d'énergie élevée rayonnement électromagnétique . Certain équipements électriques générer des niveaux importants d'ozone. Cela est particulièrement vrai des dispositifs utilisant des tensions élevées, tels que purificateurs d'air ioniques, imprimantes laser, photocopieurs, et soudeurs arc. Moteurs électriques utilisant des brosses peuvent générer de l'ozone répétée étincelles dans l'appareil. Gros moteurs qui utilisent des brosses, tels que ceux utilisés par des ascenseurs ou des pompes hydrauliques, va générer plus d'ozone que les petits moteurs.

production de laboratoire

Dans le laboratoire de l'ozone peut être produit par électrolyse en utilisant un Pile de 9 volts, une tige crayon graphite cathode, une platine fil et une anode 3M d'acide sulfurique électrolyte. Le réactions moitié cellulaires qui ont lieu sont

3 H ₂ O → O ₃ + 6 + 6 ⁺ H e ^-; AE ^o = -1,53 V ;

6 H ⁺ 6 + e ^- → 3 H _2; AE ^o = 0 V ;

2 H ₂ O → O ₂ + 4 H ^{+ +} 4 e ^-; AE ^o = -1,23 V ;

de sorte que la réaction nette dans trois équivalents d'eau sont convertis en un équivalent d'ozone et trois équivalents d' hydrogène . L'oxygène est une réaction de formation concurrente.

Il peut également être préparé en faisant passer 10.000-20.000 volts DC par O ₂ sec. Cela peut se faire avec un appareil constitué de deux tubes concentriques en verre scellées ensemble au sommet, avec et dans et hors des ergots situés en haut et en bas du tube extérieur. Le noyau interne devrait avoir une longueur de feuille métallique inséré dans le connecté à un côté de la source d'alimentation. L'autre côté de la source d'alimentation doit être connectée à un autre morceau de feuille enroulé autour du tube extérieur. O ₂ sec doit être exécuté à travers le tube en un robinet. Comme l'O ₂ est exécuté par un tourillon dans l'appareil et 10.000-20.000 volts DC sont appliqués aux fils d'aluminium, l'électricité se décharge entre le dioxygène sec dans le milieu O ₃ et la forme en O ₂ sur l'autre embout. La réaction peut être résumée comme suit:

3 O ₂ - électricité → 2 O ₃

Applications

Applications industrielles

À l'heure actuelle, les utilisations de l'ozone comme un produit chimique industriel sont quelque peu limitées. La plus grande utilisation de l'ozone se trouve dans la préparation de les produits pharmaceutiques, lubrifiants synthétiques, ainsi que beaucoup d'autres commercialement utiles composés organiques , où il est utilisé pour sectionner carbone - carbone obligations. Il peut également être utilisé pour blanchiment substances et pour tuer les micro-organismes dans les sources d'air et d'eau. Beaucoup de systèmes d'eau potable municipaux tuent les bactéries avec de l'ozone à la place de la plus fréquente de chlore . L'ozone a une très haute potentiel d'oxydation. Ozone ne fait pas composés organochlorés, ni ne restent dans l'eau après le traitement, de sorte que certains systèmes introduisent une petite quantité de chlore pour éviter la croissance bactérienne dans les tuyaux, ou peut utiliser du chlore par intermittence, sur la base de résultats de tests périodiques. Où la puissance électrique est abondante, l'ozone est un procédé rentable de traitement de l'eau, telle qu'elle est produite à la demande et ne nécessite pas le transport et le stockage de produits chimiques dangereux. Une fois qu'il se est désintégré, il ne laisse pas de goût ou d'odeur dans l'eau potable. Les faibles niveaux d'ozone ont été annoncés pour être de quelque utilité désinfectant dans les résidences, cependant, la concentration d'ozone nécessaire d'avoir un effet substantiel sur les agents pathogènes aéroportés dépasse largement les niveaux de sécurité recommandées par les Etats-Unis Occupational Safety and Health Administration et Agence De Protection De L'Environnement.

Industriellement, l'ozone est utilisé pour:

• Désinfecter buanderie dans les hôpitaux, les usines alimentaires, les foyers de soins, etc;
• désinfectant de l'eau à la place du chlore
• Désodoriser l'air et objets, comme après un incendie. Ce procédé est largement utilisé dans Restauration Tissu;
• Tuer les bactéries sur les aliments ou sur des surfaces de contact;
• Ozone piscine et spa assainissement
• Gommage levures et moisissures spores de l'air dans les usines de transformation des aliments;
• Lavez les fruits et légumes pour tuer la levure, les moisissures et les bactéries fraîches;
• Contaminants d'attaque chimiquement dans l'eau ( fer , arsenic , sulfure d'hydrogène, nitrites, organiques et complexes regroupés en "couleur");
• Fournir une aide à la floculation (agglomération de molécules, ce qui facilite la filtration, où le fer et l'arsenic sont éliminés);
• Fabrication des composés chimiques par synthèse chimique
• Tissus propres et l'eau de Javel (l'utilisation antérieure est utilisé dans Restauration de tissu) (la dernière utilisation est breveté);
• Aider dans le traitement des matières plastiques pour permettre l'adhérence des encres;
• échantillons de caoutchouc d'âge pour déterminer la durée de vie utile d'un lot de caoutchouc;
• Hôpital chambres où l'air doit être stérile exploitation;
• Éradiquer les parasites d'origine hydrique comme Giardia et Cryptosporidium dans les usines de traitement des eaux de surface.

L'ozone est un réactif dans de nombreux réactions organiques en laboratoire et dans l'industrie. L'ozonolyse est le clivage d'un alcène à composés carbonylés.

De nombreux hôpitaux aux États-Unis et dans le monde utilisent de grandes générateurs d'ozone pour décontaminer les salles d'opération entre chirurgies. Les chambres sont nettoyées puis étanches à l'air avant d'être rempli avec de l'ozone qui tue ou neutralise toutes les bactéries restantes efficacement.

L'ozone est utilisé comme une alternative à chlore ou du dioxyde de chlore dans la blanchiment de la pâte de bois. Il est souvent utilisé en combinaison avec de l'oxygène et du peroxyde d'hydrogène pour éliminer complètement le besoin de composés contenant du chlore dans la fabrication de haute qualité, blanc papier

L'ozone peut être utilisé pour détoxifier déchets de cyanure (par exemple de l'or et de l'argent extraction ) par oxydation du cyanure de cyanate et, éventuellement, de dioxyde de carbone .

Les applications grand public

Appareils produisant des niveaux élevés d'ozone, dont certains utilisent l'ionisation, sont utilisés pour désinfecter et désodoriser bâtiments inhabités, chambres, conduits, bûchers, et des bateaux et d'autres véhicules.

Aux États-Unis, purificateurs d'air émettant des niveaux inférieurs de l'ozone ont été vendus. Ce type de purificateur d'air est parfois prétendu imiter la façon de purifier l'air sans filtres de la nature et à désinfecter et celui de surfaces ménagères. Le Environmental Protection Agency des États-Unis a déclaré qu'il ya «des preuves pour montrer que, à des concentrations qui ne dépassent pas les normes de santé publique, l'ozone ne est pas efficace pour éliminer de nombreux produits chimiques qui causent les odeurs" ou "les virus, les bactéries, les moisissures, ou d'autres polluants biologiques. " En outre, son rapport indique que «les résultats de certaines études contrôlées montrent que les concentrations d'ozone considérablement plus élevés que ces [sécurité humaine] normes sont possibles même lorsque l'utilisateur suit les instructions d'utilisation du fabricant." Le gouvernement a poursuivi avec succès une entreprise en 1995, lui ordonnant de cesser de répéter les allégations de santé sans soutenir les études scientifiques.

L'eau ozonée est utilisé pour blanchir les vêtements et pour désinfecter les aliments, l'eau potable, et des surfaces dans la maison. Selon le FDA, il est "modifiant les la réglementation sur les additifs alimentaires à fournir pour l'utilisation sûre de l'ozone dans les phases aqueuses et gazeuses comme un agent antimicrobien sur les denrées alimentaires, y compris la viande et de la volaille. "études à l'Université polytechnique de Californie ont démontré que 0,3 ppm niveaux d'ozone dissous dans l'eau du robinet filtrée peuvent produire une réduction de plus de 99,99% dans ces micro-organismes d'origine alimentaire comme la salmonelle, E. coli 0157: H7, Campylobacter et. L'ozone peut être utilisé pour enlever les résidus de pesticides de fruits et légumes .

Nouvelle technologie brevetée utilise l'ozone pour désinfecter et désodoriser des engins de sport de protection pour le football, le hockey et la crosse en soufflant directement dans l'équipement pour détruire les bactéries dans le rembourrage. Cela se est avéré particulièrement utile dans la lutte contre la propagation du SARM.

L'ozone est utilisé dans les spas et bains à remous pour tuer les bactéries dans l'eau et de réduire la quantité de chlore ou de brome requis par les réactiver à leur état libre. L'ozone ne reste pas dans l'eau assez longtemps, l'ozone en soi est inefficace à prévenir la contamination croisée entre les baigneurs et doit être utilisé en conjonction avec ces halogènes. L'ozone gazeux créé par la lumière ultraviolette ou par décharge corona est injecté dans l'eau.

L'ozone est également largement utilisé dans le traitement de l'eau dans les aquariums et les étangs de poissons. Son utilisation peut réduire au minimum la croissance des bactéries, des parasites de commande, éliminer la transmission de certaines maladies, et réduire ou éliminer "jaunissement" de l'eau. Ozone ne doit pas entrer en contact avec les structures maillants de poissons. Eau salée naturelle (avec les formes de vie) fournit suffisamment «demande instantanée» que des quantités contrôlées d'ozone activer ions bromure l'acide hypobromeux et l'ozone se décompose entièrement en quelques secondes à quelques minutes. Si l'oxygène ozone introduit est utilisé, l'eau sera plus élevé de l'oxygène dissous, les structures maillants de poissons se atrophient et ils deviendront dépendants des niveaux plus élevés d'oxygène dissous. Les niveaux d'oxygène dissous supérieur tendent à minimiser la croissance des algues.

Thérapie à l'ozone

Thérapie à l'ozone a été utilisé dans la médecine alternative comme un traitement médical dans un certain nombre de pays différents. Sa base de preuves, mais a été interrogé par la médecine occidentale.

Les États Unis Food and Drug Administration (FDA) sur la base des effets toxiques connus de l'ozone et le manque de preuves scientifiques des effets bénéfiques aux niveaux non toxiques, a une politique établie de longue date interdisant générateurs d'ozone ou de gaz d'ozone d'être commercialisé comme traitement pour toute thérapie conditions d'ozone médical est une thérapie alternative et complémentaire bien établie dans la plupart des pays du continent européen où les autorités sanitaires ont toléré sa pratique. La Coopération européenne des sociétés de la couche d'ozone médicaux, fondée en 1972 publie des lignes directrices sur les indications et contre-indications médicales de l'ozone et de formation des hôtes séminaires.

Un nombre important de recherches a ces dernières années été publiée dans des revues évaluées par les pairs de sociétés médicales internationales qui confits avec les vues de la FDA. Applications médicales modernes de l'ozonation de sang en dehors du corps, menées par Celacade et EBOO ont été récemment trouvé la thérapie essais cliniques pour être sûr et efficace.