Способы получения озона. Озон (О3) является трехатомной модификацией кислорода (О2). Физические свойства озона. Озон образуется при проведении сварочных работ и при работе ксерокса. Вреден ли этот озон

Замечали ли вы когда-то, как приятно дышится после дождя? Этот освежающий воздух обеспечивает озон в атмосфере, который появляется после дождя. Что это за вещество, каковы его функции, формула, а также действительно ли оно полезно для организма человека? Давайте разберемся.

Что такое озон?

Всем, кто учился в средней школе, известно, что молекула кислорода состоит из двух атомов химического элемента кислорода. Однако этот элемент способен образовывать еще одно химическое соединение - озон. Это название носит вещество, как правило, встречающееся в виде газа (хотя может пребывать во всех трех агрегатных состояниях).

Молекула данного вещества довольно сильно похожа на кислород (О 2), однако она состоит не из двух, а из трех атомов - О 3 .

История открытия озона

Человек, впервые синтезировавший озон - это нидерландский физик Мартин Ван Марум.

Именно он в 1785 г. провел опыт, пропустив через воздух электрический разряд. Получившийся газ не только приобрел специфический запах, но и синеватый оттенок. Помимо этого новое вещество оказалось более сильным окислителем, чем обычный кислород. Так, рассмотрев его влияние на ртуть, Ван Марум обнаружил, что металл немного изменил свои физические свойства, чего с ним не происходило под влиянием кислорода.

Несмотря на свое открытие, нидерландский физик не считал, что озон - это особое вещество. Только через 50 лет после открытия Ван Марума озоном всерьез заинтересовался немецкий ученый Кристиан Фридрих Шенбейн. Именно благодаря ему это вещество получило свое имя - озон (в честь греческого слова, означающего «пахнуть»), а также было более пристально изучено и описано.

Озон: физические свойства

Это вещество имеет ряд свойств. Первым из них является способность озона, как и воды, пребывать в трех агрегатных состояниях.

Нормальное состояние, в котором пребывает озон - газ голубоватого цвета (именно он окрашивает небеса в лазурный цвет) с ощутимым металлическим ароматом. Плотность такого газа - 2,1445 г/дм³.

При снижении температуры молекулы озона образуют сине-фиолетовую жидкость с плотностью 1,59 г/см³ (при температуре -188 °C). Закипает жидкий О 3 при -111,8 °C.

Пребывая в твердом состоянии, озон темнеет, становясь практически черным с отчетливым фиолетово-синим отблеском. Его плотность - 1,73 г/см 3 (при −195,7 °С). Температура, при которой начинает плавиться твердый озон - это −197,2 °С.

Молекулярная масса О 3 - 48 дальтонов.

При температуре в 0 °C озон прекрасно растворяется в воде, причем в десять раз быстрее, чем кислород. Наличие примесей в воде способно еще больше ускорить данную реакцию.

Помимо воды озон растворяется во фреоне, что облегчает его транспортировку.

Среди других веществ, в которых легко растворить О 3 (в жидком агрегатном состоянии) - аргон, азот, фтор, метан, углекислота, тетрахлоруглерод.

Также он неплохо смешивается с жидким кислородом (при температуре от 93 К).

Химические свойства озона

Молекула О 3 является довольно неустойчивой. По этой причине в нормальном состоянии она существует 10-40 минут, после чего разлагается, образуя небольшое количество тепла и кислород О 2 . Эта реакция способно произойти и гораздо быстрее, если в качестве катализаторов выступит повышение температуры окружающей среды или понижение атмосферного давления. Также разложению озона способствует и его контакт с металлами (кроме золота, платины и иридия), окислами или веществами органического происхождения.

Взаимодействие с азотной кислотой останавливает разложение О 3 . Также этому способствует хранение вещества при температуре −78 °С.

Главным химическим свойством озона является его окисляемость. Одним из продуктов окисления всегда является кислород.

При разных условиях О 3 способен взаимодействовать практически со всеми веществами и химическими элементами, уменьшая их токсичность путем превращения их в менее опасные. Например, цианиды окисляются им до цианатов, которые намного безопаснее для биологических организмов.

Как добывают?

Чаще всего для добывания О 3 на кислород воздействуют электрическим током. Чтобы разделить получившуюся смесь кислорода и озона, используют свойство последнего лучше сжижаться, чем О 2 .

В химических лабораториях иногда О 3 добывают с помощью реакции охлажденного концентрата серной кислоты с пероксидом бария.

В медицинских учреждениях, использующих О 3 для оздоровления пациентов, это вещество получают путем облучения О2 ультрафиолетом (кстати, таким же способом образуется данное вещество в атмосфере Земли под действием солнечных лучей).

Использование О3 в медицине и промышленности

Несложное строение озона, доступность исходного материала для его добывания способствует активному использованию данного вещества в промышленности.

Будучи сильным окислителем, он способен дезинфицировать значительно лучше хлора, формальдегида или окиси этилена, при этом являясь не столь токсичным. Поэтому О 3 часто используется для стерилизации медицинских инструментов, оборудования, формы, а также многих препаратов.

В промышленности данное вещество чаще всего используют для очистки или добывания многих химических веществ.

Еще одной отраслью использования является отбеливание бумаги, тканей, минеральных масел.

В химической промышленности О 3 не только помогает стерилизовать оборудование, инструменты и тару, но и применяется для обеззараживания самих продуктов (яиц, зерна, мяса, молока) и увеличения их срока хранения. Фактически он считается одним из лучших консервантов для продуктов, поскольку нетоксичен и неканцерогенен, а также прекрасно убивает споры плесени и других грибков и бактерий.

В хлебопекарнях озон применяется для ускорения процесса брожения дрожжей.

Также с помощью О 3 искусственно старятся коньяки, производится рафинирование жирных масел.

Как влияет озон на организм человека?

Из-за такой схожести с кислородом бытует заблуждение, что озон - это полезное для организма человека вещество. Однако это не так, поскольку О 3 является одним из сильнейших окислителей, способных разрушить легкие и убить каждого, кто чрезмерно вдыхает этого газ. Не зря государственные экологические организации в каждой стране строго следят за концентрацией озона в атмосфере.

Если озон так вреден, то почему же после дождя всегда становится легче дышать?

Дело в том, что одним из свойств О 3 является его способность убивать бактерии и очищать вещества от вредных примесей. Во время дождя из-за грозы начинает образовываться озон. Газ этот влияет на токсические вещества, содержащиеся в воздухе, расщепляя их, и очищает кислород от этих примесей. Именно по этой причине воздух после дождя столь свеж и приятен, а небо обретает красивый лазурный цвет.

Эти химические свойства озона, позволяющие ему очищать воздух, в последнее время активно используют для лечения людей, страдающих от различных респираторных заболеваний, а также для очистки воздуха, воды, различных косметических процедур.

Довольно активно сегодня рекламируются бытовые озонаторы, очищающие воздух в доме с помощью данного газа. Хотя эта методика кажется весьма эффективной, пока что учеными недостаточно изучено влияние большого количества очищенного озоном воздуха на организм. По этой причине чрезмерно увлекаться озонированием не стоит.

Озонатор воздуха – это препарат, который вырабатывает озон с помощью изменения молекулы кислорода О2 на О3 . Трехсоставный кислород назван озоном из-за его особого аромата свежести и дождя (озон в переводе с греческого означает «пахнущий»). Его свойства достаточно богаты, а исследование этого вещества началось с XIX века. За период этих исследований стали известны крайне интересные подробности, горячо обсуждаются свойства озонатора, которые стали использовать в качестве дезинфектора помещений.

Озон в природе

Всем известен приятный запах воздуха, который ощущается перед сильной грозой, когда соединения озона потоками сильного ветра частично опускаются в нижние слои атмосферы.

В лесу у реки, возле водопада, после дождя все чувствуют приятную свежесть, источник которой также является озон. Он появляется в воздухе во время разряда молнии, как источника энергии, образуя реакцию с кислородом. Озон появляется также под действием иных ультрафиолетовых лучей, которые вступают в реакцию с воздухом – например, под действием солнца.

Свойства озона уникальны. Находясь в верхних слоях атмосферы и в стратосфере, он защищает воздух от чрезмерного количества ультрафиолетовых лучей и космической радиации, губительной для здоровья человека и растительного мира .

Озон обладает высокой окисляющей способностью и при многих реакциях выделяет свободные радикалы кислорода – это позволяет обогащенному озоном воздуху обладать обеззараживающими свойствами. Но поэтому он и вреден: высокая окисляющая способность этого элемента делает озон высокотоксичным и опасным для организма. Так, если человек вдыхает высокие концентрации озона, то первым делом раздражаются его органы дыхания. Затем, при длительном воздействии на организм, происходит качественное изменение микроэлементов в составе крови человека и в первую очередь холестерина.

Под воздействием озона образуются нерастворимые формы холестерина, которые приводят к развитию атеросклероза . Вдыхание газа озона приводит также к тому, что подвергшиеся длительному воздействию его высоких концентраций особи мужского пола – как человеческие, так и животные – теряют способность к размножению из-за пагубного воздействия озона на половые клетки. Все это приводит к бесплодию.

В природе опасных доз озона для здоровья человека не концентрируется и его количество даже в самый дождливый день не превышает допустимую норму. Напротив, природный озон обогащает воздух кислородом, увеличивая его процентное соотношение, очищает его от вредных элементов. Этот газ безвреден и крайне полезен для организма при его естественной концентрации.

Но чем опасен озон для человека? Из-за его искусственного неконтролируемого добывания, в России озону присвоена первая, самая высокая категория опасности среди вредных веществ. Согласно закону, концентрация озона не должна превышать установленные нормы его содержания в воздухе до 0,16 мг/м³. Человеческое обоняние способно услышать озон в очень малых концентрациях – начиная с 0.01 мг/м³.
Обладая мощным бактериостатическим, противогрибковым и противоплесневым эффектом озон стал применяться искусственно, и разработка препаратов, вырабатывающих озон, встала на поток.

Открытые чудесные свойства озона и его добыча искусственным путем еще в XIX веке были направлены учеными в первую очередь на очищение воды. И сегодня вся Европа очищает свою водопроводную воду именно с помощью озонаторов. Со временем сфера его применения расширилась, так как стали известны новые сферы, где озон может принести пользу. Так, уже в Первую мировую войну озон применялся в роли антисептика при гнойных ранах, различных инфекциях и даже при туберкулезе .

Для добычи искусственного озона используют озонаторы, которые генерируют его с помощью электрического разряда. Его можно получить как из воздуха, так и из чистого кислорода. Добывание озона из кислорода используется не только в медицине, но и в косметологии.

Свойства искусственного озона позволяют применять его в качестве окисляющего реагента, им отбеливает бумагу, стерилизуют медицинские инструменты, используют в лабораторных условиях для получения целого ряда веществ. Озоном очищают масла, используют в качестве дезинфектора воды, воздуха, продуктов, предметов быта, одежды и проч. В медицине также используется озонирование растворов, которые применяются затем в медицинской практике как в инъекциях, так и наружно.

Повсеместное применение бытовых озонаторов стало комфортным решением в деле борьбы в загрязненных помещениях с грибком, плесенью и иными микроорганизмами, а также обработка одежды и предметов быта . В отличие от хлорирования обработка среды с помощью озона не вырабатывает токсины, однако вред озона таков, что даже незначительное превышение максимально возможной концентрации этого вещества становится крайне опасным для здоровья и может привести к преждевременной смерти. Поэтому при обработке помещений после вирусной и бактериальной инфекции, а также в других целях при использовании озонаторов следует тщательно соблюдать технику безопасности.

Если природный озон образуется при действии солнечных лучей на воздух и кислород в нем, то искусственные приборы чаще всего работают на электрическом разряде, который происходит в замкнутом пространстве. В зависимости от основного назначения прибора бывает медицинский, промышленный и бытовой озонатор. Предназначение каждого из них рассмотрим подробно.

Применение медицинского озонатора

Авторы озонотерапии убеждены, что большинство современных болезней формируется из-за нехватки в клетках кислорода, что является причиной ослабления иммунитета. Они нашли способ, как обогатить их своевременным питанием.

Для того чтобы выжить, здоровым клеткам необходим кислород в достаточном количестве, который питает их и обеспечивает существование . При неправильном образе жизни, когда отсутствует или блокируется нормальное поступление кислорода в клетки тканей – при малоподвижном образе жизни, неправильном питании, плохой экологии – развивается анаэробная инфекция. Анаэробы – это те микробы и вирусы, которые развиваются в условиях недостатка кислорода и могут существовать только в клетках и тканях, не насыщенных в достаточном количестве кислородом. Таким образом, попав в благоприятную среду, микроорганизмы начинают активно размножаться, что приводит к быстро развивающемуся поражению тканей. В клетках же в это время происходят необратимые процессы – они мутируют и погибают.

Истории наших читателей

Владимир
61 год

По версии лауреата Нобелевской премии доктора Варбурга, развитие рака может быть связано именно с таким нарушением дыхания клеток, при котором происходит их ферментация сахаром, вызванная анаэробными процессами.

По мнению некоторых исследователей, применение озонотерапии способствует заживлению даже очень сложных ран – в том числе после анаэробной инфекции, а также борьбе с онкологией.

Озонотерапия – физиотерапевтическое использование озона с помощью специальных приборов медицинского назначения – озонаторов. Приборы используются как дезинфицирующие средства. Их используют наружно, внутривенно, внутримышечно. При введении под кожу или в суставы его используют в чистом виде, но так как газ озон крайне токсичен, при других видах контакта с кровью его смешивают в физрастворами.

Медицинские озонаторы используют исключительно концентрированный кислород, добывая озон для лечебных целей. Специфическим лечебным свойством озона является его бактерицидное действие, которое действует на вирус всех групп герпеса, гепатита, СПИДа.

Но нужный эффект достигается только очень высокой концентрацией озона, которая для человека может стать опасной и даже существенно навредить – окислительная способность этого газа наносит организму непоправимый вред, а сверхсильный бактерицидный эффект способен привести к фатальному исходу. Поэтому концентрация и методы этой практики формулируются только опытными специалистами.

Применение промышленных озонаторов

Являясь в природе вторым по мощности после фтора окислителем, газ озон применяется не только в медицине, но и в промышленности.

Способность этого прибора обеззараживать широко используется, чтобы чистить воздух от микроорганизмов, содержать в чистоте оборудование и помещения. Такой озонатор отличается от бытового только своими размерами и мощностью . В зависимости от метража и уровня дезинфекции должны применяться определенные модели озонаторов.

Озонатор применяется, чтобы убрать неприятный запах и обогатить воздух кислородом. Он позволяет обеззаразить склады для продуктов питания и сами продукты, так как убивает плесень и бактерии. Это хорошая альтернатива обработке хлором, который достаточно ядовит и непригоден во многих отраслях пищевой промышленности. К тому же контактная влажная уборка намного более трудоемка и затратна, чем установка озонатора.

Применение озонатора способствует лучшему сохранению пищевых продуктов и увеличению срока их хранения за счет обеззараживающего эффекта и уничтожения тех организмов, которые вызывают гниение и порчу. Обрабатывание озоном в таких случаях дает легкий эффект консервации на ягоды, фрукты, овощи.

Еще одним немаловажным свойством озонатора является его способность уничтожать посторонние запахи. Результатом обработки этим препаратом всегда служит эффект дезодорации помещения с запахом свежего воздуха, как после дождя .

Высокая чувствительность к озону всевозможных грызунов позволяет без лишних затрат прогнать их из обрабатываемого помещения. Заслышав запах озона, они спешно бегут из зоны поражения, а те, что не убегают – погибают.

Озон используют для обработки холодильников: обеззараживают и также избавляют их от посторонних запахов. При обработке озонатором холодильника около часа достигается дезинфекция не только основной камеры, но и поддонов, решеток, крюков и прочих элементов. Это позволяет избегать частых размораживаний и обходиться без влажной механической дезинфекции небезопасным хлором, который выделяет при нанесении токсические соединения. При этом продукты, которые содержатся в камерах, можно также подвергнуть дезинфекции: например, мясные продукты увеличат свой срок годности после такой обработки и улучшится их качество.

Для увеличения срока годности продуктов также используется озонированная вода, получаемая с помощью воздействия озонатора на воду с определенной мощностью и периодичностью.

Применение бытового озонатора

В условиях малопроветриваемых, непроветриваемых помещений, где живут люди, а также в помещениях с кондиционерами и отопительными приборами существует проблема дефицита кислорода. В этих случаях на помощь приходит озонатор, который способен обогатить воздух кислородом при правильном применении. Озонаторы для дома набирают популярность, особенно когда дело касается проблемы пандемий гриппа. Дело в том, что этот прибор способен значительно упрощать жизнь простых людей в условиях плохой экологии и частых вирусных инфекций.

Озонатор уничтожает вирусы и обеззараживает предметы быта, если регулярно обрабатывать озоном комнаты, то воздух будет чистым и неопасным . К тому же помещение приобретет приятный свежий аромат. Озонатором очищают воду, продукты, решают с его помощью проблемы загрязнения стен плесенью. Неприятные запахи от табака, обуви, полотенец, занавесок и других предметов быта, загрязненных человеческой деятельностью, также устраняются с помощью этого волшебного прибора.

Озонированию можно подвергнуть все и вся – это зависит от фантазии, смекалки и желания получить полезный результат. Озонированной водой можно промывать раны, чтобы они быстрей зажили, обогащать лечебные мази, крема и прочие средства ухода за кожей, чтобы они приобрели повышенные заживляющие и регенерирующие свойства. Если выбрать озонатор с повышенной мощностью, то можно достичь более высоких концентраций озона, что позволит убивать бактерии и другие микроорганизмы наиболее быстро и тщательно. Это становится наиболее актуально, если дома находится больной человек – такая профилактика избавит от заражения и ускорит выздоровление, так как чистый воздух – это немаловажное лекарство. Также озон во время обеззараживания помещения не выделяет канцерогенных веществ, что выгодно отличает его от других, более распространенных способов дезинфекции. Распадаясь, озон превращается в молекулу кислорода, оксид углерода и другие компоненты чистого воздуха.

При озонировании воды происходит дезинфекция ее состава и нейтрализация многих вредных элементов – нефтепродуктов, пестицидов, гербицидов, моющих средств, канцерогенов . Тяжелые металлы после озонирования оседают на дно и достаточно слить воду без этого осадка, чтобы полностью избавиться от нежелательных компонентов. При этом естественный полезный состав не нарушается, а наоборот, обогащается кислородом. Такая очистка намного эффективнее фильтров, которые пропускают многие молекулы, и иных способов очищения.

Являясь сильным окислителем, озон убивает все микроорганизмы, содержащиеся в воде, не затрагивая при этом уровень pH воды и содержание минералов. Единственное, что необходимо сделать после озонирования – это подождать немного времени, чтобы дать озону распасться на безопасные соединения. Спустя минимум полчаса, а лучше через час, следует аккуратно перелить озонированную воду в чистую емкость, оставив самый нижний слой воды с осадком.

Осадок также остается на стенках емкости, в которой происходило озонирование. На глаз осадки могут быть малозаметны, однако их лучше не использовать в пищу . После всех манипуляций озонированную воду можно употреблять в сыром виде – она становится полезной для организма. В ней полностью отсутствуют органические вещества, которые отвечают за порчу воды, поэтому сроки хранения такой воды увеличиваются.

В отличие от промышленного озонатора бытовой озонатор не вырабатывает слишком высоких доз озона, что делает его сравнительно безопасным средством. Однако даже в концентрации до 5% в воздухе газ озон может оказать нежелательные воздействия и следует быть осторожным в его использовании.

Меры предосторожности

Озон в высокой концентрации крайне опасен для организма и из безобидного помощника в борьбе за здоровый образ жизни превращается в убийцу. Нельзя дышать озоном в момент, когда работает озонатор и следует тщательно соблюдать меры безопасности: выходить из обрабатываемого помещения, проветривать его после обработки. Окислительная способность озона, помимо пользы, несет с собой и огромный вред: вместе с болезнетворными бактериями и вирусами он способен уничтожить и полезные микроорганизмы, а также причинить вред слизистой и коже.

Попадание высоких концентраций озона в легкие могут спровоцировать серьезные заболевания. Поэтому принесет ли озонатор своему владельцу вред или пользу – целиком зависит от способа эксплуатации и взвешенному осторожному подходу. Необходимо хорошенько проветривать помещение после озонирования и только после этого приступать к его эксплуатации.

Озон в воздухе быстро распадается, превращаясь в кислород и насыщая им помещение . Поэтому при соблюдении необходимых мер безопасности вреда для организма можно полностью избежать. Для этого после озонирования и проветривания следует понюхать запах в комнате – если свежий аромат не достаточно сильный и не превышает концентрации выше, чем в естественных условиях – в горах, лесным утром или после сильной грозы – то опасаться нечего и можно наслаждаться чистым и свежим воздухом.

Озон считается полезным газом. В малых дозах он улучшает метаболизм белков, жиров и углеводов, транспорт кислорода в крови, периферическое кровообращение, стимулирует иммунитет, способствует выработке биологически активных веществ. Экологи тревожно настроены относительно озоновых дыр. Но мало кто обращает внимание на этот газ, присутствующий в повседневной жизни.

При случайном вдыхании его большого количества легко получить отравление. Где можно столкнуться с токсичным количеством озона? Что это за вещество? Какие симптомы возникают при отравлении? Как лечить и как предотвратить интоксикацию?

Где можно столкнуться с токсичными дозами озона

Основной причиной пагубного влияния O 3 на обычного человека являются выхлопные газы и промышленные выбросы, содержащие летучие углеводороды и другие вещества. В солнечные дни, когда уровень радиации в атмосфере повышается, оксиды азота, углеводородные газы начинают превращаться в озон. Жарким летом в не только в больших городах, но и в пригородных зонах концентрация озона в воздухе превышает допустимые нормы в 10 раз.

Воздействию озона подвержены также люди, работающие на производстве, где используются озонаторы. Особенно часто отравления получает обслуживающий персонал. В ракетостроительной промышленности применяется жидкий озон в качестве окислителя.

Озон - замечательный окислитель, поэтому он широко используется не только в промышленности, но и в медицине с целью дезинфекции помещений, одежды, материалов.

В XXI веке были выпущены бытовые озонаторы, который может приобрести каждый человек в свой дом. Производители позиционируют их как дезинфекторы для подвалов, жилых помещений (например, после вирусных заболеваний членов семьи), складов и т. д. Но о побочных эффектах, мерах предосторожности пишут не всегда, а пользователи зачастую игнорируют эту информацию, в результате чего отравления озоном случаются и в быту.

Существует такой раздел медицины, как озонотерапия, где это вещество применяется наружно, внутрь, внутривенно. Эффективность методов не была доказана клинически. Зато доказано канцерогенное и токсическое его действие при введении парентерально. В большинстве стран озонотерапия не признаётся традиционной медициной, и применять её можно только с письменного согласия пациента.

Что такое озон

Озон - что это за газ? Это природный газ, состоящий из трёх молекул кислорода (O 3). Он образуется в верхних слоях атмосферы под действием солнечных лучей из O 2 и атомарного кислорода. Газ имеет специфический запах - его можно почувствовать во время грозы.

Озон в зависимости от агрегатного состояния, температуры и давления имеет способность изменять цвет. В обычных условиях газ имеет фиолетовый оттенок. При повышении атмосферного давления он темнеет и превращается в синеватый. В жидком состоянии он тёмно-синий, а твёрдый - практически чёрный.

Озоновые молекулы неустойчивы и, образовавшись в атмосфере, он через десяток минут превращается в обычный кислород.

Озон - это газ, обладающий свойствами сильного окислителя. Он способен окислять практически все химические элементы, которые являются металлами либо не имеют таких свойств.

Вреден или полезен газ озон для человека? Сначала рассмотрим положительное действие этого вещества.

1. Озоновый слой защищает Землю от пагубного воздействия солнечной радиации.
2. Оказывает лечебное действие, убивая микробы (бактерии, вирусы, грибы).
3. Совершенствует процесс дыхания в живых организмах, периферическое движение крови.
4. Снижает свёртываемость крови.
5. Оказывает антиоксидантное действие.
6. Запускает синтез биологически активных веществ в организме.
7. Стимулирует кроветворение и иммунную систему.
8. Способен уменьшать болевые ощущения, выводить токсины из организма.

Такое воздействие на человека газа озона наблюдается при нормальной дозе. Теперь разберёмся, какую дозу следует считать нормальной.

ВОЗ установила предельно допустимые концентрации этого вещества в воздухе:

• для жилой зоны до 30 мкг/м 3 ;
• для промышленной - до 100 мкг/м 3 ;
• разовая максимальная доза - 0,16 мг/м³.

В действительности же уровень O 3 в воздухе превышает предельно допустимый уровень в несколько раз. А при солнечной жаркой погоде и в 10 раз. Чем больше задымленность городского воздуха, тем больше озона в нём содержится в жару. Иногда в летнее время в густонаселённых мегаполисах может наблюдаться концентрация 1 тыс. мкг/м 3 .

Воздействие на человека

Вреден ли озон для человека? Озон относится к высшему классу токсичности. Ему уступают даже хлор и синильная кислота. Симптомы отравления озоном возникают вследствие:

Признаки отравления озоном возникают практически сразу после контакта. Попадая в дыхательные пути, он вызывает першение в горле, чувство жжения и боли за грудиной, затруднение дыхания, головная боль. Затем человек чувствует, что ему сложно сделать глубокий вдох, поэтому дыхание становится прерывистым, частым, поверхностным. При более длительном воздействии в бронхах и альвеолах наступают структурные изменения. Возникает бронхит, пневмония, эмфизема, бронхоспазм у здоровых людей или обострение бронхиальной астмы у страдающих этим заболеванием. Объем дыхания уменьшается. Отсроченными эффектами действия озона являются неврологические нарушения (рассеянность, снижение внимания).

Воздействуя на глаза, озон вызывает слезотечение, рези, боль в глазах, иногда потерю зрения.

При систематическом контакте нарушаются не только дыхательные функции. Возникает анемия, нарушение свёртываемости, кровотечения и кровоизлияния, повышается артериальное давление, появляются заболевания сердца и почек, снижается секреторная способность желудка. Страдают и окислительные процессы. Вредные радикалы циркулируют по всему организму, повреждая клетки. O 3 повышает вероятность преждевременной смерти от заболеваний сердца.

Ядовитый газ озон является канцерогеном. Он оказывает повреждающее действие на дезоксирибонуклеиновую кислоту клеток, вызывая мутации.

В производственных условиях возможен контакт с жидким O 3 . В этом случае возникают глубокие обморожения, так как температура его кристаллизации близка к –200 °C.

Первая помощь при отравлении

Лечение отравления озоном в первую очередь должно заключаться в оказании неотложной помощи пострадавшему. Первая помощь при отравлении этим газом заключается:

При любой степени отравления нужно обратиться за медицинской помощью!

При обморожении жидким озоном одежду в месте контакта снимать нельзя. Можно лишь обильно промыть рану водой.

При поражении глаз их также следует промыть большим количеством воды.

Профилактика

Как исключить вредное воздействие на организм озона? Для этого нужно стараться не находиться на загазованной улице в жаркое дневное время. Не заниматься спортом в городах на открытом воздухе в солнечные часы. Лучше делать это утром или вечером в закрытых помещениях или в загородной зоне.

На производстве должна быть обеспечена адекватная приточно-вытяжная вентиляция (вытяжка) на рабочих местах. Должны использоваться защитные приспособления, датчики уровня озона, герметичность ёмкостей. Время пребывания в зоне контакта должно быть ограничено.

Бытовые озонаторы следует покупать только у надёжного проверенного производителя, который предоставляет чёткую инструкцию к товару, даёт гарантию на него, указывает меры предосторожности при работе с ним.

Такое безобидное и даже полезное на первый взгляд вещество, может оказаться очень ядовитым. Отравление озоном может носить тяжёлые последствия не только для органов дыхания, но и для репродуктивной, нервной, сердечно-сосудистой системы. Озон - известный канцероген. Его длительное воздействие приводит к возникновению раковых опухолей в организме. Всем, а особенно тем, кто контактирует с озоном в промышленности, следует знать основные симптомы отравления и уметь оказать первую помощь пострадавшему.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Озон является аллотропной модификацией кислорода. В обычном состоянии он представляет собой светло-синий газ, в жидком - темно-голубой, а в твердом - темно-фиолетовый (до черного).

Может оставаться в состоянии переохлажденной жидкости до температуры (-250 o C). плохо растворяется в воде, лучше в тетрахлориде углерода и различных фторхлоруглеродах. Очень сильный окислитель.

Химическая формула озона

Химическая формула озона - O 3 . Она показывает, что в составе молекулы этого вещества находится три атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу озона:

Mr(O 3) = 3×Ar(O) = 3×16 = 48

Структурная (графическая) формула озона

Более наглядной является структурная (графическая) формула озона . Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 1).

Рис. 1. Строение молекулы озона.

Электронная формула , показывающая распределение электронов в атоме по энергетическим подуровням показана ниже:

16 O 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

Она также показывает, что кислород, из которого состоит озон, относится к элементам р-семейства, а также число валентных электронов — на внешнем энергетическом уровне находится 6 электронов (3s 2 3p 4).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Озон – это активная форма кислорода. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода. Формула озона – O 3 , молекулярная масса – 48. Озон по своему бактерицидному воздействию в 3-6 раз сильнее ультрафиолетового излучения и в 400-600 раз сильнее хлора. Озон можно получить из двухатомного кислорода через ионизацию и газовый разряд высокого напряжения. В наше время озон используется не только для очистки и дезинфекции воздуха и воды , но и в целях удаления токсинов из продуктов питания . Мировая общественность уже признала озон наиболее экологически чистым, популярным и эффективным бактерицидным веществом.

Запах озона чувствуется после грозового дождя. Также озон составляет один из важнейших слоёв земной атмосферы, поглощая губительное ультрафиолетовое излучение. Вследствие недостатка озона появляются озоновые дыры, что угрожает вымиранием всему живому. Однако это ещё не всё.

Синтетически получаемый озон широко используется в медицине. Он применяется в лечении широкого спектра заболеваний, а также замедляет процессы старения . Сегодня озонотерапия применяется во многих медицинских учреждениях и косметических салонах.

Всем нам в школе на уроке химии объясняли, что первооткрывателем озона был нидерландский физик М. ванн Марум (1785г.). Однако получено данное вещество было лишь в 1839 году немецким физиком К.Ф. Шёнбейном путем электролиза воды. Он же дал веществу название – озон (от древнегреческого - пахнущий). И название действительно соответствует свойствам озона, т.к. его аромат отчетливо чувствуется уже при 7%-м содержании в воздухе.

Озон – это вторая по устойчивости молекула кислорода. В отличие от обычного двухатомного кислорода, молекула озона состоит из трех атомов, и обладает большим расстоянием между атомами (около 128 ангстрем, тогда как расстояние между атомами в двухатомном кислороде – 121 ангстрем).

При нормальных условиях озон – это газообразное вещество голубого цвета. Его масса больше массы воздуха. Один литр газа весит 2,15 грамм. Предельно допустимая концентрация O 3 в воздухе – 0,1 мкг/л. Температура перехода в газообразное состояние при 100 КПа -112 градусов по Цельсию, а температура плавления при тех же условиях - -193 градуса. В первое время практического применения озону не было найдено. Однако в начале 20 века ученые обнаружили антибактериальные свойства, чем сразу заинтересовались медицинские работники.

Смесь озона и кислорода стали применять в терапии туберкулёза , малокровия, воспаления лёгких . В 1-й мировой войне – для дезинфекции нарывов и гнойных ран. В 30-е годы этот газ уже широко применялся в хирургической практике.

С открытием антибиотиков спектр применения озона уменьшился. Поначалу казалось, что антибиотики являются лучшими средствами для лечения инфекционных заболеваний. Спустя некоторое время было выяснено, что антибиотики вызывают ряд побочных явлений, а со временем микроорганизмы становятся толерантны к ним. И тогда в медицину стал возвращаться озон.

Новые исследования свойств озона принесли ряд интересных фактов. Выяснилось, что при прямом контакте данное вещество уничтожает все известные типы микроорганизмов (в т.ч. вирусы). Причем, в отличие от многих антисептиков, наносящих вред тканям, озон не повреждает эпителиальную ткань, т.к. человеческие клетки снабжены системой антиокислительной защиты (в отличие от клеток бактерий и вирусов). Также озон существует во всех агрегатных состояниях. Это делает его использование очень удобным и дает возможность ученым открывать всё новые методы его применения. На сегодняшний день применяется не только смесь озона и кислорода, которой воздействуют на воспаления. Растворы озона вводят в кровь через инъекции. Практикуется впрыскивание смеси озона и кислорода в суставы и в точки иглоукалывания .

Однако период существования озона в нормальных условиях крайне непродолжителен. Поэтому вещество используют непосредственно после получения.

Применение озона в медицинских целях начиналось с газовой смеси озона и кислорода. Сейчас эта смесь применяется в основном наружно. Также наружно применяется озонированная вода и озонированное масло. Независимо от того, в каком виде применяется озон, его наносят на пораженный инфекцией участок эпителия. Газовую смесь озона и кислорода применяют и в хирургической практике – в целях предотвращения заражения и нагноения тканей. Количество озона в препаратах не фиксировано. В смеси озона с кислородом его концентрация составляет 3-80 мкг/мл. Озонокислородная смесь мгновенно уничтожает все виды микроорганизмов и эффективно останавливает кровотечения – ее используют для обработки сильно инфицированных и плохо затягивающихся ран, а также при некрозе мягких тканей, гангрене и ожогах . Невысокие концентрации оказывают крайне благоприятный эффект – стимулируют рост новых клеток эпителия и заживление повреждений.

Вместе с тем озон применяют не только в целях уничтожения микроорганизмов. В небольшом количестве он может влиять на местный иммунитет человека, стимулируя лейкоциты к обнаружению и уничтожению чужеродных объектов. Озонотерапия стимулирует поступление кислорода во все клетки и ткани. Попадая в кровь, это вещество стимулирует эритроциты к производству особого энзима, обеспечивающего прочность связи гемоглобина и двухатомного кислорода. Благодаря этому энзиму гемоглобин эффективно снабжает кислородом клетки и ткани.

Благодаря повышенному количеству кислорода, укрепляются мельчайшие капилляры. Кровоток в тканях улучшается, заживление ран ускоряется.