Как можно получить озон?

Образование озона является нормальной и жизненно важной для нашей планеты фотохимической реакцией. Именно результатом взаимодействия окислов азота с летучими органическими соединениями под воздействием ультрафиолета стало образование защитного экрана, известного как озоновый слой. В самой природе озон вырабатывается непрерывно в моменты, когда лучи солнца взаимодействуют с кислородом и особенно сильно – в период перед грозой, и в такую погоду можно ощутить уникальный запах, который у многих людей ассоциируется с настоящей свежестью.

Крупнейшим природным генератором тропосферного озона являются уникальные молнии Кататумбо, образуемые в месте впадения одноименной реки в Венесуэле в озеро Маракайбо. Непрерывно и достаточного долго появляется огромное количество молний (до 28 в минуту) без какого-либо акустического эффекта. Считается, что над озером вырабатывается до 10% озона планеты, и поэтому эта местность считается стратегически важной для восстановления защитного слоя, хотя находиться здесь небезопасно для здоровья.

Озон вокруг нас: история и возможности получения

Безусловно, узнав о существовании малоизученного газа, научные деятели и энтузиасты начали экспериментировать с электростатическими машинами еще в семнадцатом веке, создавая прообразы современных озонаторов. Однако, подробно изучать возможности и особенности аллотропной модификации кислорода начали почти через век. В 1785 году нидерландскому научному деятелю Мартину ван Маруму удалось получить озон, пропустив электричество через кислород, а еще через 55 лет химик Кристиан Шенбейн из Швейцарии дал название газу, развив ассоциацию именно с его особым запахом: само слово «озон» в переводе с греческого языка означает «пахнущий».

Проявления уникальной модификации кислорода удивляли и будоражили: он представлялся как тот же кислород, но гораздо более агрессивный, способный практически мгновенно окислить, например, иодид калия, в результате чего выделялся бурый йод. Даже ртуть и серебро, не самые активные в условиях комнатной температуры, стремительно окислялись при наличии озона. Теперь уже известно, что О₂ и О₃ являются единственным известным примером, когда один химический элемент образует два простых газообразных вещества.

Как образуется озон?

Поскольку в молекуле О₃ атомы располагаются под углом, эти молекулы являются полярными. В самом общем виде получение этого газа можно представить, как присоединение к О₂ свободных атомов О₁, образуемых из молекулы кислорода под воздействием интенсивных лучей солнца, фотонов большой энергии, электричества и прочих высокоэнергетических элементов.

В местах, где постоянно работает копировальная техника или кварцевые лампы, ведется сварка, всегда можно ощутить особый запах. На принципе воздействия на кислород электроразрядов построена работа современных озонаторов: бытовых, медицинских, промышленных.

Сама химическая реакция (3O₂ ➡ 2O₃) относится к сильно эндотермическим. Чтобы получить один моль озона, надо израсходовать 142 кДж. Что касается обратной реакции, она происходит с легкостью, сопровождаясь выделением энергии. Этим предопределяется неустойчивость уникального газа. Если нет вообще никаких примесей, озон - газ при температуре около 70 градусов по Цельсию еще разлагается относительно медленно, а при нагревании до 100 градусов и выше – почти моментально.

Впрочем, даже в обычных условиях скорость его разложения становится намного выше, если есть катализаторы, среди которых могут быть как газы, так и твердые поверхности.

Получить идеально чистый озон крайне сложно, а как-либо взаимодействовать с таким озоном крайне опасно, так как вероятность взрыва очень велика. Со смесями озона и воздуха такого не происходит.

Поэтому не стоит удивляться, что после того, как был открыт и описан озон, долго оставались неисследованными даже его базовые физические характеристики. Великий Дмитрий Менделеев в своих «Основах химии» обращал внимание на то, что при всех известных на тот момент способах получения газообразного озона, его содержание в кислороде в любом случае оказывалось очень незначительным.

Только в 1880 году исследователями-экспериментаторами из Франции Ж. Готфейлем и П. Шаппюи при 23 градусах ниже нуля была, наконец, получена искомая модификация из чистого кислорода. Они-то и выяснили, что в толстом слое он обладает очень интересной синей окраской, в если озонированный кислород подвергнуть медленному сжатию, газ начнет обретать более темный оттенок. Если быстро сбросить давление и понизить температуру, формируются темно-фиолетовые капельки жидкого озона. Если газ не подвергать быстрому охлаждению или сжатию, происходит мгновенный переход озона в кислород.

Гораздо позже был разработан более эффективный метод синтеза уникального газа, что позволило уточнить его физические характеристики. В результате электролиза концентрированного раствора серной, хлорной или уксусной кислоты с охлаждающим анодом из оксида свинца или платины, выделяющийся на нем газ будет наполовину состоять из озона.

Польза озона: Как получают сильный окислитель для разных целей

Образованием озона сопровождаются многие процессы, которые связаны с выделением атомарного кислорода, к примеру, окисление фосфора или разложение перекисей. В лабораторных условиях О₃ в некоторых случаях получают посредством взаимодействия серной кислоты в высокой концентрации с пероксидом бария.

Однако чаще всего этот газ, обладающий мощнейшими окислительными свойствами, как указывалось выше, получают в озонаторах из кислорода или воздуха через воздействие электрического заряда.

Именно благодаря экстремальной природе озона, этот мощный окислитель оказывается незаменимым, когда необходима стерилизация или дезинфекция помещений. Главное – выбрать надежный промышленный агрегат, вырабатывающий достаточное количество озона для уничтожения болезнетворных микроорганизмов. Если вам необходим производительный сертифицированный озонатор для дезинфекции любых помещений, обратитесь к нашему менеджеру. Мы подберем озонатор исходя из поставленных задач. Либо самостоятельно подберите прибо калькулятором на сайте http://ozonator.org/