ازن، خواص فیزیکی و شیمیایی، کاربرد. چگونه اوزونوسفر زندگی ما را در مقیاس جهانی تحت تاثیر قرار می دهد

مسکو، 16 سپتامبر - ریانووستی.روز جهانی حفاظت از لایه اوزون، یک "سپر" نازک که از تمام زندگی روی زمین در برابر تابش مضر فرابنفش خورشید محافظت می کند، در روز دوشنبه 16 سپتامبر جشن گرفته می شود - در چنین روزی در سال 1987 پروتکل معروف مونترال امضا شد.

در شرایط عادی، ازن یا O3 یک گاز آبی کم رنگ است که با سرد شدن به مایع آبی تیره و سپس کریستال های آبی-سیاه تبدیل می شود. در مجموع، ازن در اتمسفر سیاره حدود 0.6 قسمت در میلیون حجم دارد: به عنوان مثال، در هر متر مکعب جو فقط 0.6 سانتی متر مکعب ازن وجود دارد. برای مقایسه، دی اکسید کربن در جو در حال حاضر حدود 400 قسمت در میلیون است - یعنی بیش از دو لیوان در هر متر مکعب هوا.

در واقع، چنین غلظت کمی از ازن را می توان یک موهبت برای زمین نامید: این گاز، که یک لایه ازن نجات دهنده را در ارتفاع 15-30 کیلومتری تشکیل می دهد، در مجاورت یک فرد بسیار کمتر "نجیب" است. اوزون، طبق طبقه بندی روسی، متعلق به مواد بالاترین، درجه اول خطر است - این یک عامل اکسید کننده بسیار قوی است که برای انسان بسیار سمی است.

فهمیدن خواص مختلفازن دشوار، RIA Novosti توسط وادیم سامویلوویچ، محقق ارشد در آزمایشگاه کاتالیز و الکتروشیمی گاز، دانشکده شیمی، دانشگاه دولتی لومونوسوف مسکو، کمک گرفت.

سپر ازن

"این یک گاز نسبتاً خوب مطالعه شده است ، تقریباً همه چیز مورد مطالعه قرار گرفته است - همه چیز هرگز اتفاق نمی افتد ، اما همه چیز اصلی (معلوم است) ... اوزون انواع و اقسام کاربردهای زیادی دارد. اما فراموش نکنید که به طور کلی زندگی به وجود آمد. به لطف لایه اوزون - این احتمالاً لحظه اصلی است."

در استراتوسفر، ازن از اکسیژن در نتیجه عکس تشکیل می شود واکنش های شیمیایی- چنین واکنش هایی تحت تأثیر تابش خورشید شروع می شود. در آنجا، غلظت ازن در حال حاضر بالاتر است - حدود 8 میلی لیتر در هر متر مربع. این گاز هنگامی که با ترکیبات خاصی مانند کلر اتمی و برم "تقابل می کند" از بین می رود - این مواد هستند که بخشی از کلروفلوئوروکربن های خطرناک هستند که بیشتر به نام فرئون شناخته می شوند. قبل از ظهور پروتکل مونترال، از جمله در صنعت تبرید و به عنوان پیشران در کارتریج های گاز استفاده می شد.

در سال 2012، زمانی که پروتکل مونترال بیست و پنجمین سالگرد خود را جشن گرفت، کارشناسان برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP) حفاظت از لایه اوزون را به عنوان یکی از چهار کلید اصلی معرفی کردند. مسائل زیست محیطی، که بشر در راه حل آن به موفقیت های چشمگیری دست یافته است. در همان زمان، UNEP اشاره کرد که کاهش محتوای ازن در استراتوسفر از سال 1998 متوقف شده است، و به گفته دانشمندان، تا سال 2050-2075 می تواند به سطح ثبت شده قبل از سال 1980 بازگردد.

مه دود ازن

در فاصله 30 کیلومتری از سطح زمین، ازن "رفتار" خوبی دارد، اما در تروپوسفر، لایه سطحی، آلاینده خطرناکی است. بر اساس گزارش UNEP، غلظت ازن تروپوسفر در نیمکره شمالی در طول 100 سال گذشته تقریباً سه برابر شده است و آن را به سومین گاز گلخانه ای "انتروپوژنیک" تبدیل کرده است.

در اینجا نیز ازن به اتمسفر ساطع نمی شود، بلکه تحت تأثیر تابش خورشیدی در هوا تشکیل می شود، که قبلاً توسط "پیش سازهای" ازن - اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن های فرار و برخی ترکیبات دیگر آلوده شده است. در شهرهایی که ازن یکی از اجزای اصلی مه دود است، انتشارات وسایل نقلیه به طور غیرمستقیم برای ظاهر آن "مقصر" هستند.

این تنها مردم و آب و هوا نیستند که از ازن سطح زمین رنج می برند. UNEP تخمین می زند که کاهش ازن تروپوسفر می تواند به نجات حدود 25 میلیون تن برنج، گندم، سویا و ذرت کمک کند که هر ساله در اثر این گاز سمی گیاهی از بین می روند.

دقیقاً به این دلیل است که ازن در سطح زمین دیگر چندان مفید نیست و متخصصان هواشناسی و نظارت بر محیط زیست دائماً غلظت آن را در هوای شهرهای بزرگ از جمله مسکو بررسی می کنند.

ازن مفید است

وادیم سامویلوویچ می‌گوید: "یکی از خواص بسیار جالب اوزون، ضد باکتری است. این ماده در میان تمام این مواد، کلر، پراکسید منگنز، اکسید کلر، عملا اولین است."

همان طبیعت شدید ازن که آن را به یک عامل اکسید کننده بسیار قوی تبدیل می کند، دامنه این گاز را توضیح می دهد. ازن برای استریل کردن و ضدعفونی محل، لباس، ابزار و البته تصفیه آب - هم آشامیدنی و هم صنعتی و حتی زباله ها استفاده می شود.

علاوه بر این، این کارشناس تاکید می کند که در بسیاری از کشورها از ازن به عنوان جایگزین کلر در کارخانه های سفیدکننده خمیر کاغذ استفاده می شود.

"کلر (در صورت واکنش) با مواد آلی به ترتیب کلرهای آلی می دهد که بسیار سمی تر از کلر هستند. روی هم رفته، از این (ظاهر زباله های سمی - ed.) می توان با کاهش شدید غلظت کلر یا صرفاً با حذف آن جلوگیری کرد. یکی از گزینه ها جایگزینی کلر با ازن است.

همچنین می توان هوا را ازنیزه کرد، و این نیز نتایج جالبی به دست می دهد - به عنوان مثال، در ایوانوو، متخصصان مؤسسه تحقیقاتی تمام روسیه حفاظت از کار و همکارانشان مجموعه ای از مطالعات را انجام دادند که طی آن "در مغازه های ریسندگی، مقدار مشخصی از ازن به مجاری تهویه معمولی اضافه شد." در نتیجه، شیوع بیماری های تنفسی کاهش یافت، در حالی که بهره وری نیروی کار، برعکس، افزایش یافت. ازن زنی هوا در انبارهای مواد غذایی می تواند ایمنی آن را افزایش دهد و در کشورهای دیگر نیز چنین تجربیاتی وجود دارد.

ازن سمی است

صید با استفاده از ازن یکسان است - سمیت آن. در روسیه، حداکثر غلظت مجاز (MPC) برای ازن در هوای اتمسفر 0.16 میلی گرم بر متر مکعب و در هوای منطقه کار - 0.1 میلی گرم است. بنابراین، سامویلوویچ خاطرنشان می کند، همان ازن زنی مستلزم نظارت مداوم است که موضوع را بسیار پیچیده می کند.

این دانشمند می گوید: "این هنوز یک تکنیک نسبتاً پیچیده است. ریختن یک سطل از مقداری باکتری کش، ریختن آن در آنجا بسیار ساده تر است و تمام است، اما در اینجا باید دنبال کنید، باید نوعی آمادگی وجود داشته باشد."

ازن به آرامی اما به طور جدی به بدن انسان آسیب می رساند - قرار گرفتن طولانی مدت در معرض هوای آلوده به ازن خطر ابتلا به بیماری های قلبی عروقی و تنفسی را افزایش می دهد. در واکنش با کلسترول، ترکیبات نامحلول را تشکیل می دهد که منجر به ایجاد آترواسکلروز می شود.

"در غلظت های بالاتر از حداکثر مجاز، سردرد، تحریک غشاهای مخاطی، سرفه، سرگیجه، خستگی عمومی و کاهش فعالیت قلبی ممکن است رخ دهد. ازن سمی سطح زمین منجر به ظهور یا تشدید بیماری های تنفسی می شود، کودکان، در وب سایت رصدخانه مرکزی هواشناسی (CAO) Roshydromet اشاره شده است.

ماده منفجره ازن

ازن نه تنها برای استنشاق مضر است - کبریت ها نیز باید پنهان شوند، زیرا این گاز بسیار انفجاری است. به گفته سامویلوویچ، به طور سنتی، 300 تا 350 میلی لیتر در لیتر هوا به عنوان "آستانه" برای سطوح خطرناک گاز ازن در نظر گرفته می شود، اگرچه برخی از دانشمندان با سطوح بالاتر کار می کنند. اما ازن مایع - همان مایع آبی که با سرد شدن تیره می شود - خود به خود منفجر می شود.

این همان چیزی است که از استفاده از ازن مایع به عنوان یک عامل اکسید کننده در سوخت موشک جلوگیری می کند - چنین ایده هایی اندکی پس از شروع عصر فضا ظاهر شدند.

"آزمایشگاه ما در دانشگاه دقیقاً بر اساس چنین ایده ای بوجود آمد. هر سوخت موشک ارزش حرارتی خود را در واکنش دارد، یعنی اینکه چقدر گرما در هنگام سوختن آزاد می شود و بنابراین موشک چقدر قدرتمند خواهد بود. شناخته شده است که قوی ترین گزینه هیدروژن مایع مخلوط با ازن مایع است... اما یک منهای وجود دارد. ازن مایع منفجر می شود و خود به خود منفجر می شود، یعنی بدون هیچ دلیل ظاهری."

به گفته وی، هم آزمایشگاه های شوروی و هم آزمایشگاه های آمریکایی "مقدار زیادی تلاش و زمان صرف کردند تا آن را به نوعی ایمن کنند (کسب و کار) - معلوم شد که انجام آن غیرممکن است." سامویلوویچ به یاد می آورد که یک روز همکاران از ایالات متحده موفق شدند ازن خالص مخصوصاً به دست آورند که "به نظر می رسید" منفجر نمی شد ، "همه قبلاً تیمپانی را می زدند" ، اما سپس کل کارخانه منفجر شد و کار متوقف شد.

ما مواردی داشتیم که مثلاً فلاسکی با ازن مایع می ایستد، می ایستد، نیتروژن مایع در آن می ریزد، و سپس - یا نیتروژن آنجا جوشیده است، یا چیزی - شما می آیید، اما نیمی از نصب آنجا نیست. همه چیز تبدیل به گرد و غبار شده است. چرا منفجر شد - چه کسی می داند."

OZONE O3 (از یونانی با بوی ازن) یک تغییر آلوتروپیک اکسیژن است که می تواند در هر سه حالت تجمع وجود داشته باشد. ازن یک ترکیب ناپایدار است و حتی در دمای اتاق به آرامی به اکسیژن مولکولی تجزیه می شود، اما ازن یک رادیکال نیست.

مشخصات فیزیکی

وزن مولکولی = 47.9982 گرم در مول. ازن گازی دارای چگالی 2.144 10-3 g/cm3 در فشار 1 atm و 29 درجه سانتی گراد است.

ازن یک ماده خاص است. بسیار ناپایدار است و با افزایش غلظت، به راحتی مطابق با طرح کلی نامتناسب می شود: 2O3 -> 3O2. در حالت گازی، ازن دارای رنگ مایل به آبی است که زمانی که محتوای ازن در هوا 15-20٪ باشد قابل توجه است.

ازن در شرایط عادی گازی با بوی تند است. در غلظت های بسیار پایین، بوی ازن به عنوان یک طراوت مطبوع درک می شود، اما با افزایش غلظت، ناخوشایند می شود. بوی لباس های یخ زده بوی ازن است. عادت کردن به آن آسان است.

مقدار اصلی آن در به اصطلاح "کمربند اوزون" در ارتفاع 30-15 کیلومتری متمرکز شده است. در سطح زمین، غلظت ازن برای موجودات زنده بسیار کمتر و کاملاً ایمن است. حتی این عقیده وجود دارد که فقدان کامل آن نیز بر عملکرد فرد تأثیر منفی می گذارد.

در غلظت های حدود 10 MPC، ازن به خوبی احساس می شود، اما پس از چند دقیقه این احساس تقریباً به طور کامل از بین می رود. این را باید در هنگام کار با آن در نظر داشت.

با این حال، ازن همچنین حفظ حیات روی زمین را تضمین می کند، زیرا. لایه اوزون مخرب ترین قسمت اشعه ماوراء بنفش خورشیدی را با طول موج کمتر از 300 نانومتر حفظ می کند که مضرترین آن برای موجودات زنده و گیاهان است و همراه با CO2، اشعه مادون قرمز زمین را جذب کرده و از سرد شدن آن جلوگیری می کند.

ازن بیشتر از اکسیژن در آب محلول است. در آب، ازن بسیار سریعتر از فاز گاز تجزیه می شود و وجود ناخالصی ها، به ویژه یون های فلزی، تأثیر بسیار زیادی بر سرعت تجزیه دارد.

عکس. 1. تجزیه ازن به انواع مختلفآب در دمای 20 درجه سانتیگراد (1 - تقطیر دوگانه؛ 2 - تقطیر؛ 3 - آب لوله کشی؛ 4 - آب دریاچه فیلتر شده)

ازن به خوبی توسط ژل سیلیکا و ژل آلومینا جذب می شود. در فشار جزئی ازن، به عنوان مثال 20 میلی متر جیوه. هنر، و در دمای 0 درجه سانتیگراد، سیلیکاژل حدود 0.19 درصد وزنی ازن را جذب می کند. در دماهای پایین، جذب به طور قابل توجهی ضعیف می شود. در حالت جذب، ازن بسیار پایدار است. پتانسیل یونیزاسیون ازن 12.8 eV است.

خواص شیمیایی ازن

آنها در دو ویژگی اصلی متفاوت هستند - ناپایداری و توانایی اکسیداسیون. در غلظت های کم با هوا مخلوط می شود، به آرامی تجزیه می شود، اما با افزایش دما، تجزیه آن تسریع می شود و در دمای بالای 100 درجه سانتی گراد بسیار سریع می شود.

وجود NO2، Cl در هوا و همچنین اثر کاتالیزوری اکسیدهای فلزی - نقره، مس، آهن، منگنز - تجزیه ازن را تسریع می کند. ازن دارای خواص اکسید کننده قوی است زیرا یکی از اتم های اکسیژن به راحتی از مولکول خود جدا می شود. به راحتی وارد اکسیژن می شود.

ازن اکثر فلزات را در دمای معمولی اکسید می کند. محلول های آبی اسیدی ازن کاملاً پایدار هستند؛ در محلول های قلیایی، ازن به سرعت از بین می رود. فلزات با ظرفیت متغیر (Mn، Co، Fe و غیره)، بسیاری از اکسیدها، پراکسیدها و هیدروکسیدها به طور موثری ازن را از بین می برند. بیشتر سطوح فلزی با یک فیلم اکسید در بالاترین حالت ظرفیت فلز پوشیده شده اند (به عنوان مثال PbO2، AgO یا Ag2O3، HgO).

ازن تمام فلزات را اکسید می کند، به استثنای فلزات گروه طلا و پلاتین، با اکثر عناصر دیگر واکنش می دهد، هالیدهای هیدروژن (به جز HF) را تجزیه می کند، اکسیدهای پایین را به اکسیدهای بالاتر تبدیل می کند و غیره.

طلا، پلاتین، ایریدیوم، آلیاژ 75% Fe + 25% کروم را اکسید نمی کند. سولفید سرب سیاه PbS را به سولفات سفید PbSO4، انیدرید آرسنیک As2O3 را به آرسنیک As2O5 و غیره تبدیل می کند.

واکنش ازن با یون های فلزی با ظرفیت متغیر (Mn، Cr و Co) در سال های گذشتهکاربرد عملی برای سنتز مواد واسطه برای رنگ‌ها، ویتامین PP (اسید ایزونیکوتینیک) و غیره پیدا می‌کند. مخلوط‌های نمک‌های منگنز و کروم در محلول اسیدی حاوی یک ترکیب قابل اکسیداسیون (مثلا متیل پیریدین‌ها) توسط ازن اکسید می‌شوند. در این حالت، یون های Cr3+ به Cr6+ عبور می کنند و متیل پیریدین ها را فقط در گروه های متیل اکسید می کنند. در غیاب نمک های فلزی، هسته عمدتاً معطر از بین می رود.

ازن همچنین با بسیاری از گازهای موجود در جو واکنش می دهد. سولفید هیدروژن H2S، هنگامی که با ازن ترکیب می شود، گوگرد آزاد آزاد می کند، انیدرید گوگرد SO2 به SO3 سولفوریک تبدیل می شود. اکسید نیتروژن N2O - به NO تبدیل می شود، اکسید نیتریک NO به سرعت به NO2 اکسید می شود، به نوبه خود NO2 نیز با ازن واکنش می دهد و در نهایت N2O5 تشکیل می شود. آمونیاک NH3 - به نمک آمونیوم نیتروژن NH4NO3.

یکی از مهم ترین واکنش های ازن با مواد معدنی- تجزیه یدید پتاسیم. این واکنش به طور گسترده برای تعیین کمی ازن استفاده می شود.

در برخی موارد، ازن با مواد جامد نیز واکنش داده و ازونیدها را تشکیل می دهد. ازونیدهای فلزات قلیایی جدا شده اند، فلزات قلیایی خاکی: استرانسیوم، باریم و دمای تثبیت آنها در سری نشان داده شده افزایش می یابد. Ca(O3) 2 در 238 K، Ba(O3) 2 در 273 K پایدار است. اوزونیدها تجزیه می شوند و سوپرپراکسید تشکیل می دهند، برای مثال NaO3 -> NaO2 + 1/2O2. ازنیدهای مختلفی نیز در واکنش های ازن با ترکیبات آلی تشکیل می شود.

ازن مواد آلی متعددی از جمله هیدروکربن های اشباع، غیر اشباع و حلقوی را اکسید می کند. آثار زیادی در مورد مطالعه ترکیب محصولات واکنش ازن با هیدروکربن های معطر مختلف منتشر شده است: بنزن، زایلن ها، نفتالین، فنانترن، آنتراسن، بنزانتراسن، دی فنیل آمین، کینولین، اسید اکریلیک و غیره. نیل و بسیاری از مواد آلی دیگر را سفید می کند. رنگ، به همین دلیل از آن حتی برای سفید کردن پارچه استفاده می شود.

سرعت واکنش ازن با پیوند دوگانه C=C 100000 برابر سریعتر از سرعت واکنش ازن با یک پیوند C-C منفرد است. بنابراین، لاستیک ها و لاستیک ها در درجه اول تحت تأثیر ازن قرار می گیرند. ازن با پیوند دوگانه واکنش می دهد و یک کمپلکس میانی تشکیل می دهد:

این واکنش در دمای کمتر از 0 درجه سانتیگراد به سرعت انجام می شود. در مورد ترکیبات اشباع، ازن آغازگر واکنش معمول اکسیداسیون است:

جالب توجه است که برهمکنش ازن با برخی از رنگ های آلی است که در حضور ازن در هوا به شدت فلورسانس می شود. اینها، به عنوان مثال، ایکروزین، ریبوفلاوین و لومینول (تریامینوفتال هیدرازید)، و به ویژه رودامین-B و مشابه آن، رودامین-C هستند.

خاصیت اکسید کنندگی بالای ازن، از بین بردن مواد آلی و اکسید کننده فلزات (به ویژه آهن) به شکل نامحلول، توانایی تجزیه ترکیبات گازی محلول در آب، اشباع کردن محلول های آبی با اکسیژن، ماندگاری کم ازن در آب و خود تخریبی. از خواص خطرناک آن برای انسان - همه اینها در ترکیب، ازن را به جذاب ترین ماده برای تهیه آب خانگی و تصفیه پساب های مختلف تبدیل می کند.

سنتز ازن

اگر شرایطی ایجاد شود که در آن اکسیژن به اتم ها تجزیه شود، ازن در یک محیط گازی حاوی اکسیژن تشکیل می شود. این در همه اشکال تخلیه الکتریکی امکان پذیر است: درخشش، قوس، جرقه، تاج، سطح، مانع، بدون الکترود و غیره. علت اصلی تفکیک، برخورد اکسیژن مولکولی با الکترون های شتاب شده در میدان الکتریکی است.

علاوه بر تخلیه، تجزیه اکسیژن توسط تابش UV با طول موج کمتر از 240 نانومتر و ذرات مختلف پرانرژی ایجاد می شود: ذرات آلفا، بتا، گاما، اشعه ایکسو غیره. ازن نیز با الکترولیز آب تولید می شود.

تقریباً در همه منابع تشکیل ازن، گروهی از واکنش ها وجود دارد که در نتیجه ازن تجزیه می شود. آنها با تشکیل ازن تداخل دارند، اما واقعا وجود دارند و باید آنها را در نظر گرفت. این شامل تجزیه حرارتی در حجم و روی دیواره‌های راکتور، واکنش‌های آن با رادیکال‌ها و ذرات برانگیخته، واکنش‌ها با مواد افزودنی و ناخالصی‌هایی است که می‌توانند با اکسیژن و ازن در تماس باشند.

مکانیسم کامل شامل تعداد قابل توجهی واکنش است. تاسیسات واقعی، صرف نظر از اینکه روی چه اصولی کار می کنند، هزینه های انرژی بالایی را برای تولید ازن نشان می دهند. راندمان مولد ازن بستگی به این دارد که در واحد جرم ازن تولیدی چه توانی - کامل یا فعال - محاسبه می شود.

تخلیه سد

تخلیه مانع به عنوان تخلیه ای که بین دو دی الکتریک یا یک دی الکتریک و یک فلز رخ می دهد درک می شود. با توجه به اینکه مدار الکتریکی توسط یک دی الکتریک شکسته می شود، برق فقط از طریق جریان متناوب تامین می شود. برای اولین بار، یک ازناتور نزدیک به نمونه های مدرن در سال 1897 توسط زیمنس پیشنهاد شد.

در قدرت کم، ازن ساز را نمی توان خنک کرد، زیرا گرمای آزاد شده با جریان اکسیژن و ازن منتقل می شود. در تولیدات صنعتی، ازن در اوزون سازهای قوس الکتریکی (شعله های پلاسما)، در ژنراتورهای ازن درخشان (لیزرها) و تخلیه های سطحی نیز سنتز می شود.

روش فتوشیمیایی

بیشتر ازن تولید شده روی زمین در طبیعت توسط فرآیندهای فتوشیمیایی تولید می شود. در فعالیت های عملی انسان، روش های سنتز فتوشیمیایی نقش کمتری نسبت به سنتز در تخلیه سد ایفا می کنند. حوزه اصلی استفاده از آنها به دست آوردن غلظت متوسط ​​و پایین ازن است. به عنوان مثال، هنگام آزمایش محصولات لاستیکی برای مقاومت در برابر ترک خوردگی تحت اثر ازن اتمسفر، چنین غلظت های ازن مورد نیاز است. در عمل برای تولید ازن به این روش از لامپ های زنون جیوه ای و اگزایمر استفاده می شود.

روش سنتز الکترولیتی

اولین اشاره به تشکیل ازن در فرآیندهای الکترولیتی به سال 1907 برمی گردد. با این حال، مکانیسم تشکیل آن تا کنون نامشخص است.

معمولاً از محلول های آبی اسید پرکلریک یا سولفوریک به عنوان الکترولیت استفاده می شود ، الکترودها از پلاتین ساخته می شوند. استفاده از اسیدهای نشاندار شده با O18 نشان داده است که آنها در طول تشکیل ازن اکسیژن خود را از دست نمی دهند. بنابراین، طرح ناخالص باید فقط تجزیه آب را در نظر بگیرد:

H2O + O2 -> O3 + 2H+ + e-

با تشکیل میانی احتمالی یون ها یا رادیکال ها.

تشکیل ازن تحت عمل تابش یونیزه کننده

ازن در تعدادی از فرآیندها همراه با تحریک یک مولکول اکسیژن یا توسط نور یا توسط یک میدان الکتریکی تشکیل می شود. هنگامی که اکسیژن با پرتوهای یونیزان تابش می شود، مولکول های برانگیخته نیز می توانند ظاهر شوند و تشکیل ازن مشاهده می شود. تشکیل ازن تحت اثر پرتوهای یونیزان هنوز برای سنتز ازن استفاده نشده است.

تشکیل ازن در میدان مایکروویو

هنگامی که یک جت اکسیژن از میدان مایکروویو عبور داده شد، تشکیل ازن مشاهده شد. این فرآیند کمی مورد مطالعه قرار گرفته است، اگرچه ژنراتورهای مبتنی بر این پدیده اغلب در عمل آزمایشگاهی استفاده می شوند.

استفاده از ازن در زندگی روزمره و تاثیر آن بر انسان

ازن زنی آب، هوا و سایر مواد

آب ازن دار حاوی هالومتان های سمی نیست - ناخالصی های معمولی استریل کردن آب با کلر. فرآیند ازن زنی در حمام های حباب دار یا میکسرها انجام می شود که در آن آب تصفیه شده از سوسپانسیون ها با هوای ازن دار یا اکسیژن مخلوط می شود. نقطه ضعف این فرآیند، تخریب سریع O3 در آب است (نیمه عمر 15-30 دقیقه).

ازن زنی همچنین در صنایع غذایی برای استریل کردن یخچال ها، انبارها، از بین بردن بوی نامطبوع استفاده می شود. در عمل پزشکی - برای ضد عفونی زخم های بازو درمان برخی از بیماری های مزمن (زخم های تروفیک، بیماری های قارچی)، ازن زنی خون وریدی، محلول های فیزیولوژیکی.

اوزون سازهای مدرن که در آنها ازن از طریق تخلیه الکتریکی در هوا یا اکسیژن به دست می آید، از ژنراتورهای ازن و منابع تغذیه تشکیل شده و جزء لاینفک تاسیسات ازناتورها هستند که علاوه بر اوزون سازها، دستگاه های کمکی را نیز شامل می شوند.

ازن در حال حاضر گازی است که در به اصطلاح فناوری های ازن استفاده می شود: تصفیه و آماده سازی آب آشامیدنی، تصفیه فاضلاب (فاضلاب خانگی و صنعتی)، پسماندهای گازی و غیره.

بسته به فناوری استفاده از ازن، بهره وری ازن مولد می تواند از کسری از گرم تا ده ها کیلوگرم ازن در ساعت باشد. از ازن سازهای مخصوص برای استریل کردن گاز ابزار پزشکی و تجهیزات کوچک استفاده می شود. عقیم سازی در یک محیط ازن-اکسیژن مرطوب شده مصنوعی انجام می شود که محفظه استریلیزاسیون را پر می کند. چرخه عقیم سازی شامل مرحله جایگزینی هوا در محفظه عقیم سازی با مخلوط ازن-اکسیژن مرطوب شده، مرحله قرار گرفتن در معرض استریلیزاسیون و مرحله جایگزینی مخلوط ازن-اکسیژن در محفظه با هوای تصفیه شده میکروبیولوژیکی است.

اوزون سازهای مورد استفاده در پزشکی برای ازن درمانی دارای طیف وسیعی از تنظیم غلظت مخلوط اوزون-اکسیژن هستند. دقت تضمین شده غلظت تولید شده مخلوط ازن-اکسیژن توسط سیستم اتوماسیون اوزون ساز کنترل می شود و به طور خودکار حفظ می شود.

اثر بیولوژیکی ازن

اثر بیولوژیکی ازن به روش کاربرد، دوز و غلظت آن بستگی دارد. بسیاری از اثرات آن به درجات مختلف در محدوده غلظت های مختلف ظاهر می شود. اساس اثر درمانی اوزون درمانی استفاده از مخلوط ازن-اکسیژن است. پتانسیل ردوکس بالای ازن باعث اثر درمانی سیستمیک (بازیابی هموستاز اکسیژن) و موضعی (ضدعفونی کننده واضح) آن می شود.

ازن برای اولین بار به عنوان یک عامل ضد عفونی کننده توسط A. Wolff در سال 1915 برای درمان زخم های عفونی استفاده شد. در سال های اخیر اوزون درمانی تقریباً در تمام زمینه های پزشکی با موفقیت استفاده شده است: در جراحی های اورژانس و چرکی، درمان عمومی و عفونی، زنان، اورولوژی، گوارش، پوست، زیبایی و غیره. استفاده از ازن به دلیل طیف منحصر به فرد آن است. اثرات بر بدن، از جمله تعدیل کننده ایمنی، ضد التهاب، باکتری کش، ضد ویروسی، قارچ کش و غیره

با این حال، نمی توان انکار کرد که روش های استفاده از ازن در پزشکی، با وجود مزایای آشکار در بسیاری از شاخص های بیولوژیکی، هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است. با توجه به داده های ادبیات، غلظت بالای ازن برای تقریبا همه گونه های میکروارگانیسم ها کاملاً باکتری کش است. بنابراین، ازن در عمل بالینی به عنوان یک ضد عفونی کننده جهانی در توانبخشی کانون های عفونی و التهابی با علل و محلی سازی های مختلف استفاده می شود.

در ادبیات اطلاعاتی در مورد افزایش اثربخشی داروهای ضد عفونی کننده پس از ازن زدن آنها در درمان بیماری های حاد جراحی چرکی وجود دارد.

نتیجه گیری در مورد استفاده داخلی از ازن

اول از همه، لازم است بدون قید و شرط، واقعیت استفاده از ازن در عمل شفا در بسیاری از زمینه های پزشکی، به عنوان یک عامل درمانی و ضد عفونی کننده تایید شود، اما هنوز نمی توان در مورد استفاده گسترده از آن صحبت کرد.

ازون توسط فردی با کمترین تظاهرات آلرژیک نامطلوب درک می شود. و حتی اگر در ادبیات بتوان به عدم تحمل فردی به O3 اشاره کرد، این موارد را نمی توان به عنوان مثال با داروهای ضد باکتری حاوی کلر و سایر داروهای هالوژنه مقایسه کرد.

ازن یک اکسیژن سه اتمی است و دوستدار محیط زیست است. چه کسی بوی «طراوت» آن را - در روزهای گرم تابستان پس از رعد و برق - نداند؟! حضور دائمی آن در جو زمین توسط هر موجود زنده ای تجربه می شود.

بررسی بر اساس مطالب از اینترنت است.

ازن یک گاز طبیعی است که با قرار گرفتن در استراتوسفر، از جمعیت سیاره در برابر اثرات منفی اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند. در پزشکی، این ماده اغلب برای تحریک خون سازی و افزایش ایمنی استفاده می شود. در عین حال، با تشکیل طبیعی ازن در تروپوسفر در نتیجه برهم کنش نور مستقیم خورشید و گازهای خروجی، تأثیر آن بر بدن انسان برعکس است. استنشاق هوا با افزایش غلظت گاز می تواند نه تنها منجر به تشدید واکنش های آلرژیک شود، بلکه منجر به ایجاد اختلالات عصبی نیز می شود.

ویژگی های ازن

ازن گازی است که از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است. در طبیعت در نتیجه اثر نور مستقیم خورشید بر روی اکسیژن اتمی تشکیل می شود.

بسته به شکل و دما، رنگ ازن می تواند از آبی روشن تا آبی تیره متغیر باشد. اتصال مولکول ها در این گاز بسیار ناپایدار است - چند دقیقه پس از تشکیل، این ماده به اتم های اکسیژن تجزیه می شود.

ازن یک عامل اکسید کننده قوی است که به همین دلیل اغلب در صنعت، علوم موشکی و پزشکی استفاده می شود. در شرایط تولید، این گاز در حین جوشکاری، فرآیندهای الکترولیز آب و ساخت پراکسید هیدروژن وجود دارد.

کارشناسان در پاسخ به این سوال که آیا ازن سمی است یا خیر، پاسخ مثبت می دهند. این گاز متعلق به بالاترین کلاس سمیت است که مربوط به بسیاری از عوامل جنگ شیمیایی از جمله اسید هیدروسیانیک است.

تاثیر گاز بر روی انسان

در جریان مطالعات متعدد، دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که تأثیر ازن بر بدن انسان بستگی به این دارد که چه مقدار گاز همراه با هوا وارد ریه ها می شود. حداکثر غلظت مجاز ازن زیر توسط سازمان بهداشت جهانی تعیین شده است:

• در منطقه مسکونی - تا 30 میکروگرم در متر مکعب؛
• در منطقه صنعتی - حداکثر 100 میکروگرم در متر مکعب.

حداکثر دوز منفرد ماده نباید از 0.16 میلی گرم در متر مکعب تجاوز کند.

تاثیر منفی

اثرات منفی ازن بر بدن اغلب در افرادی مشاهده می شود که باید با این گاز در یک محیط تولید سر و کار داشته باشند: متخصصان صنعت موشک، کارگرانی که از ازن ساز و لامپ های فرابنفش استفاده می کنند.

قرار گرفتن طولانی مدت و منظم در معرض ازن بر روی فرد منجر به عواقب زیر می شود:

• تحریک سیستم تنفسی؛
• توسعه آسم؛
• دپرسیون تنفسی؛
• افزایش خطر ابتلا به واکنش های آلرژیک؛
• افزایش احتمال ناباروری مردان؛
• کاهش ایمنی؛
• رشد سلول های سرطان زا

چهار گروه از مردم بیشتر تحت تأثیر ازن هستند: کودکان، افراد دارای حساسیت مفرط، ورزشکاران در فضای باز و افراد مسن. علاوه بر این، منطقه خطر شامل بیماران مبتلا به آسیب شناسی مزمن سیستم تنفسی و قلبی عروقی است.

در نتیجه تماس در شرایط صنعتی با ازن مایع که در دمای 200- درجه سانتیگراد متبلور می شود، سرمازدگی عمیق ممکن است رخ دهد.

تاثیر مثبت

حداکثر مقدار ازن در لایه استراتوسفر پوشش هوای سیاره یافت می شود. لایه اوزون واقع در آن به جذب مضرترین قسمت پرتوهای فرابنفش طیف خورشیدی کمک می کند.

در دوزهای تنظیم شده با دقت، ازن پزشکی یا مخلوط اکسیژن-ازون تأثیر مفیدی بر بدن انسان دارد، به همین دلیل اغلب برای اهداف دارویی استفاده می شود.

تحت نظارت پزشک معالج، استفاده از این ماده به شما امکان می دهد تا به نتایج زیر برسید:

داستان هایی از خوانندگان ما

ولادیمیر
61 ساله

• از بین بردن کمبود اکسیژن؛
• افزایش فرآیندهای ردوکس که در بدن اتفاق می افتد.
• کاهش اثرات مسمومیت با حذف سموم؛
• از بین بردن سندرم درد؛
• بهبود جریان خون و اطمینان از خون رسانی به تمام اندام ها؛
• بازگرداندن عملکرد مناسب کبد در بیماری های مختلف آن از جمله هپاتیت.

علاوه بر این، استفاده از اوزون درمانی در عمل پزشکی می تواند وضعیت عمومی بیمار را بهبود بخشد: تثبیت خواب، کاهش عصبی بودن، افزایش ایمنی و رفع خستگی مزمن.

ازن به دلیل توانایی آن در اکسید کردن سایر عناصر شیمیایی، اغلب به عنوان یک ضد عفونی کننده استفاده می شود. این ماده به شما اجازه می دهد تا به طور موثر با قارچ ها، ویروس ها و باکتری ها مبارزه کنید.

استفاده از اوزون ساز

خواص مثبت توصیف شده ارائه شده توسط ازن منجر به تولید و استفاده در شرایط صنعتی و خانگی اوزون ساز - دستگاه هایی که اکسیژن سه ظرفیتی تولید می کنند، شد.

استفاده از چنین دستگاه هایی در صنعت به شما امکان می دهد تا فعالیت های زیر را انجام دهید:

• هوای اتاق را ضد عفونی کنید؛
• از بین بردن کپک و قارچ؛
• ضد عفونی کردن آب و فاضلاب؛

در موسسات پزشکی از ازن سازها برای ضدعفونی محل، استریل کردن ابزار و مواد مصرفی استفاده می شود.

استفاده از اوزون ساز در خانه رایج است. چنین وسایلی اغلب برای غنی‌سازی هوا با اکسیژن، ضدعفونی کردن آب و از بین بردن ویروس‌ها و باکتری‌ها از ظروف یا وسایل خانگی مورد استفاده افراد مبتلا به یک بیماری عفونی استفاده می‌شوند.

هنگام استفاده از ازناتور در زندگی روزمره، باید تمامی شرایطی که سازنده دستگاه تعیین کرده است، رعایت شود. هنگام روشن شدن دستگاه، حضور در داخل خانه و همچنین نوشیدن آب تصفیه شده با آن به شدت ممنوع است.

علائم مسمومیت

نفوذ غلظت بالای ازن به بدن انسان از طریق اندام های تنفسی و یا تعامل طولانی مدت با این ماده می تواند باعث مسمومیت شدید شود. علائم مسمومیت با ازن می تواند هم به شدت ظاهر شود - با یک بار استنشاق مقدار زیادی از این ماده و هم به تدریج قابل تشخیص است - با مسمومیت مزمن به دلیل عدم رعایت شرایط کاری یا قوانین استفاده از ازنسازهای خانگی.

اولین علائم مسمومیت از سیستم تنفسی شناسایی می شود:

• تعریق و سوزش در گلو؛
• تنگی نفس، تنگی نفس;
• ناتوانی در کشیدن نفس عمیق؛
• ظاهر تنفس مکرر و متناوب؛
• درد در ناحیه قفسه سینه

هنگام قرار گرفتن در معرض گاز روی چشم ها، ریزش آن، بروز درد، قرمزی غشای مخاطی و اتساع عروق مشاهده می شود. در برخی موارد، وخامت رخ می دهد یا ضرر کلچشم انداز.

با تماس سیستماتیک، ازن می تواند بدن انسان را به روش های زیر تحت تأثیر قرار دهد:

• تحولات ساختاری برونش ها رخ می دهد.
• بیماری های مختلف دستگاه تنفسی ایجاد می شود و بدتر می شود: پنومونی، برونشیت، آسم، آمفیزم.
• کاهش حجم تنفسی منجر به حملات خفگی و توقف کامل عملکرد تنفسی می شود.

مسمومیت مزمن ازون علاوه بر تأثیر بر سیستم تنفسی، فرآیندهای پاتولوژیک در عملکرد سایر سیستم های بدن را نیز به دنبال دارد:

• ایجاد اختلالات عصبی - کاهش سطح تمرکز و توجه، ظاهر سردرد، اختلال در هماهنگی حرکات.
• تشدید بیماری های مزمن؛
• نقض لخته شدن خون، ایجاد کم خونی، وقوع خونریزی؛
• تشدید واکنش های آلرژیک؛
• نقض فرآیندهای اکسیداتیو در بدن، در نتیجه گسترش رادیکال های آزاد و تخریب سلول های سالم رخ می دهد.
• توسعه آترواسکلروز؛
• بدتر شدن عملکرد ترشحی معده.

کمک های اولیه برای مسمومیت با ازن

مسمومیت حاد ازن می تواند منجر به عواقب جدی، حتی مرگ شود، بنابراین، در صورت مشکوک شدن به مسمومیت، باید بلافاصله کمک های اولیه به قربانی ارائه شود. قبل از ورود متخصصان، انجام فعالیت های زیر ضروری است:

1. قربانی را با یک ماده سمی از ناحیه آسیب دیده خارج کنید یا از جریان هوای تازه به اتاق اطمینان حاصل کنید.
2. لباس های تنگ را باز کنید، به فرد حالت نیمه نشسته بدهید و از خم شدن سر به عقب جلوگیری کنید.
3. در صورت قطع تنفس خود به خود و ایست قلبی، اقدامات احیا - تنفس مصنوعی از دهان به دهان و فشردگی قفسه سینه را انجام دهید.

اگر ازن با چشم تماس پیدا کرد، آن را با آب جاری شستشو دهید.

اگر فردی در معرض ازن مایع قرار دارد، به هیچ وجه نباید سعی کنید در محل تماس با بدن، لباس را از قربانی خارج کنید. قبل از ورود متخصصان، ارزش دارد که ناحیه آسیب دیده را با آب فراوان بشویید.

علاوه بر ارائه کمک های اولیه به قربانی، لازم است بلافاصله او را به یک موسسه پزشکی تحویل دهید یا با آمبولانس تماس بگیرید، زیرا اقدامات بیشتر مسمومیت را فقط می توان توسط پرسنل پزشکی واجد شرایط انجام داد.

درمان مسمومیت

برای از بین بردن مسمومیت با ازن در یک بیمارستان پزشکی، اقدامات زیر انجام می شود:

• انجام استنشاق قلیایی برای از بین بردن تحریک دستگاه تنفسی فوقانی.
• تجویز داروهایی برای توقف سرفه و بازگرداندن عملکرد تنفسی؛
• در صورت نارسایی حاد تنفسی، بیمار به ونتیلاتور متصل می شود.
• با آسیب چشم، داروهای منقبض کننده عروق و ضد عفونی کننده تجویز می شود.
• در صورت مسمومیت شدید، درمان برای عادی سازی عملکرد سیستم قلبی عروقی انجام می شود.
• درمان آنتی اکسیدانی

جلوه ها

قرار گرفتن طولانی مدت در معرض ازن بر روی بدن انسان در شرایط کاری نامناسب یا نقض قوانین استفاده از ازن ساز منجر به مسمومیت مزمن می شود. این وضعیت اغلب منجر به ایجاد چنین عواقبی می شود:

• تشکیل تومورها. دلیل این پدیده، اثر سرطان زایی ازن است که منجر به آسیب به ژنوم سلولی و ایجاد جهش آنها می شود.
• توسعه ناباروری مردان با استنشاق سیستماتیک ازن، نقض اسپرماتوژنز رخ می دهد، به همین دلیل امکان تولید مثل از بین می رود.
• آسیب شناسی عصبی یک فرد نقض توجه، بدتر شدن خواب، ضعف عمومی، بروز منظم سردرد دارد.

جلوگیری

برای جلوگیری از مسمومیت با ازن، کارشناسان توصیه می کنند این توصیه ها را دنبال کنید:

• از انجام ورزش در فضای باز در ساعات گرم روز به خصوص در تابستان خودداری کنید. انجام تمرینات بدنی در داخل خانه یا در مناطق دور از شرکت های بزرگ صنعتی و بزرگراه های وسیع، در ساعات صبح و عصر توصیه می شود.
• در فصل گرما به خصوص در مناطقی که آلودگی گازی زیاد است باید تا حد امکان کمتر در فضای باز بود.
• در صورت تماس با ازن در محیط های صنعتی، اتاق باید مجهز به تهویه خروجی باشد. علاوه بر این، در طول فرآیند تولید، استفاده از وسایل حفاظتی و همچنین سنسورهای ویژه ای که سطح گاز موجود در اتاق را نمایش می دهند، ضروری است. زمان تماس مستقیم با ازن باید تا حد امکان کوتاه باشد.

هنگام انتخاب دستگاه ازن ساز خانگی، توجه به مشخصات فنی آن و در دسترس بودن گواهینامه مناسب بسیار مهم است. خرید یک دستگاه بدون گواهی می تواند منجر به سمیت اکسیژن سه ظرفیتی شود. قبل از استفاده از دستگاه، باید با قوانین عملکرد و اقدامات احتیاطی آن آشنا شوید.

مسمومیت با ازن یک وضعیت نسبتاً جدی است که نیاز به مراقبت فوری پزشکی دارد. بنابراین، لازم به یادآوری است که هنگام کار با این گاز یا استفاده از ازن سازهای خانگی، ارزش دارد که اقدامات احتیاطی را رعایت کنید و در صورت کوچکترین مشکوک به مسمومیت، با یک موسسه پزشکی تماس بگیرید.

دانشمندان برای اولین بار از وجود یک گاز ناشناخته با شروع آزمایش با ماشین های الکترواستاتیک آگاه شدند. در قرن 17 اتفاق افتاد. اما آنها شروع به مطالعه گاز جدید تنها در پایان قرن بعد کردند. در سال 1785، فیزیکدان هلندی، مارتین ون ماروم، ازن را با عبور جرقه های الکتریکی از طریق اکسیژن ایجاد کرد. نام اوزون تنها در سال 1840 ظاهر شد. توسط شیمیدان سوئیسی، کریستین شونبین، اختراع شد و آن را از اوزون یونانی و بویایی گرفته است. توسط ترکیب شیمیاییاین گاز با اکسیژن تفاوتی نداشت، اما بسیار تهاجمی تر بود. بنابراین، او بلافاصله یدید پتاسیم بی رنگ را با آزاد شدن ید قهوه ای اکسید کرد. Shenbein از این واکنش برای تعیین ازن با درجه آبی بودن کاغذ آغشته به محلول یدید پتاسیم و نشاسته استفاده کرد. حتی جیوه و نقره که در دمای اتاق غیر فعال هستند در حضور ازن اکسید می شوند.

معلوم شد که مولکول های اوزون، مانند اکسیژن، فقط از دو اتم اکسیژن تشکیل شده اند، نه از دو، بلکه از سه اتم. اکسیژن O2 و ازن O3 - تنها نمونه از تشکیل دو گاز (در شرایط عادی) توسط یک عنصر شیمیایی مواد ساده. در مولکول O3، اتم ها در یک زاویه قرار دارند، بنابراین این مولکول ها قطبی هستند. ازن در نتیجه "چسبیدن" به مولکول های O2 اتم های اکسیژن آزاد تولید می شود که از مولکول های اکسیژن تحت تأثیر تخلیه الکتریکی، اشعه ماوراء بنفش، اشعه گاما، الکترون های سریع و سایر ذرات پر انرژی تشکیل می شوند. ازن همیشه در نزدیکی ماشین‌های الکتریکی کار می‌کند، که در آن برس‌ها «درخشش می‌زنند»، نزدیک لامپ‌های کوارتز جیوه‌ای باکتری‌کشی که تشعشعات فرابنفش ساطع می‌کنند. اتم های اکسیژن نیز در طی برخی واکنش های شیمیایی آزاد می شوند. ازن به مقدار کم در طی الکترولیز آب اسیدی شده، در طی اکسیداسیون آهسته فسفر سفید مرطوب در هوا، در هنگام تجزیه ترکیبات با محتوای اکسیژن بالا (KMnO4، K2Cr2O7 و غیره)، تحت تأثیر فلوئور روی آب تشکیل می شود. یا بر روی پراکسید باریم اسید سولفوریک غلیظ. اتم های اکسیژن همیشه در شعله وجود دارند، بنابراین اگر جریانی از هوای فشرده را روی شعله یک مشعل اکسیژن هدایت کنید، بوی مشخصه ازن در هوا پیدا می شود.
واکنش 3O2 → 2O3 بسیار گرماگیر است: برای تولید 1 مول ازن باید 142 کیلوژول صرف شود. واکنش معکوس با آزاد شدن انرژی ادامه می یابد و به راحتی انجام می شود. بر این اساس، ازن ناپایدار است. در غیاب ناخالصی، ازن گازی به آرامی در دمای 70 درجه سانتیگراد و به سرعت بالای 100 درجه سانتیگراد تجزیه می شود. سرعت تجزیه ازن در حضور کاتالیزورها بسیار افزایش می یابد. آنها می توانند گازها (به عنوان مثال، اکسید نیتریک، کلر) و بسیاری از مواد جامد (حتی دیواره های رگ) باشند. بنابراین، ازن خالص به سختی به دست می آید و کار با آن به دلیل احتمال انفجار خطرناک است.

تعجب آور نیست که برای چندین دهه پس از کشف ازن، حتی ثابت های فیزیکی اولیه آن ناشناخته بود: برای مدت طولانی هیچ کس موفق به بدست آوردن ازن خالص نشد. همانطور که D.I. مندلیف در کتاب درسی خود مبانی شیمی می نویسد: "با تمام روش های تهیه ازن گازی، محتوای آن در اکسیژن همیشه ناچیز است، معمولاً فقط چند دهم درصد، به ندرت 2٪، و تنها در دماهای بسیار پایین به آن می رسد. 20 درصد.” تنها در سال 1880، دانشمندان فرانسوی J. Gotfeil و P. Chappui ازن را از اکسیژن خالص در دمای منفی 23 درجه سانتیگراد به دست آوردند. معلوم شد که در یک لایه ضخیم ازن دارای رنگ آبی زیبا است. هنگامی که اکسیژن ازن سرد شده به آرامی فشرده شد، گاز آبی تیره شد و پس از آزاد شدن سریع فشار، دما حتی بیشتر کاهش یافت و قطرات ازن مایع بنفش تیره تشکیل شد. اگر گاز به سرعت خنک یا فشرده نمی شد، ازن فوراً با یک درخشش زرد به اکسیژن تبدیل می شد.

بعداً روش مناسبی برای سنتز ازن ایجاد شد. اگر محلول غلیظی از اسید پرکلریک، فسفریک یا سولفوریک با آند سرد ساخته شده از پلاتین یا اکسید سرب (IV) تحت الکترولیز قرار گیرد، گاز آزاد شده در آند تا 50 درصد ازن خواهد داشت. ثابت های فیزیکی ازن نیز تصفیه شد. در -112 درجه سانتیگراد (اکسیژن در -183 درجه سانتیگراد) بسیار سبکتر از اکسیژن مایع می شود. در -192.7 درجه سانتیگراد، ازن جامد می شود. ازن جامد به رنگ آبی مایل به سیاه است.

آزمایش با ازن خطرناک است. اگر غلظت اوزون در هوا از 9 درصد بیشتر شود، می تواند منفجر شود. ازن مایع و جامد حتی راحت‌تر منفجر می‌شود، به‌ویژه زمانی که در تماس با مواد اکسیدکننده باشد. ازن را می توان در دماهای پایین به شکل محلول در هیدروکربن های فلوئوردار (فریون) ذخیره کرد. این محلول ها به رنگ آبی هستند.

خواص شیمیایی ازن

ازن با واکنش پذیری بسیار بالا مشخص می شود. ازن یکی از قوی ترین عوامل اکسید کننده است و از این نظر فقط از فلوئور و اکسیژن فلوراید OF2 پایین تر است. اصل فعال ازن به عنوان یک عامل اکسید کننده، اکسیژن اتمی است که در طی تجزیه مولکول ازن تشکیل می شود. بنابراین، مولکول ازن، به عنوان یک عامل اکسید کننده، به عنوان یک قاعده، فقط از یک اتم اکسیژن "استفاده می کند"، در حالی که دو اتم دیگر به شکل اکسیژن آزاد آزاد می شوند، به عنوان مثال، 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. بسیاری از ترکیبات دیگر نیز به همین ترتیب اکسید می شوند. با این حال، زمانی که مولکول ازن از هر سه اتم اکسیژنی که دارد برای اکسیداسیون استفاده می کند، استثناهایی وجود دارد، به عنوان مثال، 3SO2 + O3 → 3SO3. Na2S + O3 → Na2SO3.

یک تفاوت بسیار مهم بین ازن و اکسیژن این است که ازن از قبل در دمای اتاق دارای خواص اکسید کننده است. به عنوان مثال، PbS و Pb(OH)2 در شرایط عادی با اکسیژن واکنش نمی دهند، در حالی که در حضور ازن، سولفید به PbSO4 و هیدروکسید به PbO2 تبدیل می شود. اگر محلول غلیظ آمونیاک در ظرف حاوی ازن ریخته شود، دود سفید ظاهر می شود - این آمونیاک اکسید شده ازن است تا نیتریت آمونیوم NH4NO2 را تشکیل دهد. ویژگی خاص ازن، توانایی "سیاه کردن" اقلام نقره ای با تشکیل AgO و Ag2O3 است.

با اتصال یک الکترون و تبدیل شدن به یون منفی O3–، مولکول ازن پایدارتر می شود. "نمک های اوزونات" یا اوزونیدهای حاوی چنین آنیون ها برای مدت طولانی شناخته شده اند - آنها توسط همه تشکیل می شوند. فلزات قلیاییبه جز لیتیوم و پایداری اوزونیدها از سدیم به سزیم افزایش می یابد. برخی از ازنیدهای فلزات قلیایی خاکی نیز شناخته شده اند، برای مثال Ca(O3)2. اگر جریانی از ازن گازی به سطح یک قلیایی خشک جامد هدایت شود، پوسته نارنجی قرمز حاوی ازونیدها تشکیل می شود، به عنوان مثال، 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. در همان زمان، قلیایی جامد به طور موثر آب را متصل می کند، که از هیدرولیز فوری ازونید جلوگیری می کند. با این حال، با آب اضافی، ازنیدها به سرعت تجزیه می شوند: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2. تجزیه نیز در طول ذخیره سازی رخ می دهد: 2KO3 → 2KO2 + O2. اوزونیدها در آمونیاک مایع بسیار محلول هستند و همین امر امکان جداسازی آنها را به شکل خالص و بررسی خواص آنها فراهم می کند.

مواد آلی که ازن با آنها تماس پیدا می کند، معمولا از بین می برد. بنابراین، ازن، بر خلاف کلر، قادر به شکافتن حلقه بنزن است. هنگام کار با ازن، نمی توانید از لوله ها و شیلنگ های لاستیکی استفاده کنید - آنها فورا "نشت می کنند". ازن با آزاد شدن مقدار زیادی انرژی با ترکیبات آلی واکنش می دهد. به عنوان مثال، اتر، الکل، پشم پنبه مرطوب شده با سقز، متان و بسیاری از مواد دیگر در تماس با هوای ازن دار خود به خود مشتعل می شوند و مخلوط ازن با اتیلن منجر به انفجار شدید می شود.

استفاده از ازن

ازن همیشه مواد آلی را "سوزانده" نمی کند. در تعدادی از موارد می توان واکنش های خاصی را با ازن بسیار رقیق انجام داد. به عنوان مثال، هنگام ازن زنی اسید اولئیک (در مقادیر زیادموجود در روغن های گیاهی)، اسید آزلائیک HOOC(CH2)7COOH تشکیل می شود که برای تولید روغن های روان کننده با کیفیت بالا، الیاف مصنوعی و نرم کننده های پلاستیک استفاده می شود. به همین ترتیب اسید آدیپیک به دست می آید که در سنتز نایلون استفاده می شود. در سال 1855، شونبین واکنش ترکیبات غیراشباع حاوی پیوندهای دوگانه C=C را با ازن کشف کرد، اما در سال 1925 بود که شیمیدان آلمانی H. Staudinger مکانیسم این واکنش را ایجاد کرد. مولکول ازن به پیوند دوگانه می‌پیوندد و یک ازنید، این بار آلی، تشکیل می‌دهد و یک اتم اکسیژن جایگزین یکی از پیوندهای C=C می‌شود و گروه –O–O– جایگزین دیگری می‌شود. اگرچه برخی از ازنیدهای آلی به شکل خالص جدا شده اند (مثلاً اتیلن ازونید)، این واکنش معمولاً در محلول رقیق انجام می شود، زیرا ازونیدها در حالت آزاد مواد منفجره بسیار ناپایدار هستند. واکنش ازن زنی ترکیبات غیراشباع از احترام زیادی در بین شیمیدانان آلی برخوردار است. مشکلات مربوط به این واکنش اغلب حتی در المپیادهای مدرسه نیز وجود دارد. واقعیت این است که وقتی ازونید توسط آب تجزیه می شود، دو مولکول آلدهید یا کتون تشکیل می شود که به راحتی قابل شناسایی و ایجاد ساختار ترکیب غیراشباع اصلی است. بنابراین، در آغاز قرن بیستم، شیمیدانان ساختار بسیاری از ترکیبات آلی مهم، از جمله ترکیبات طبیعی، حاوی پیوندهای C=C را ایجاد کردند.

یکی از زمینه های مهم کاربرد ازن، گندزدایی آب آشامیدنی است. معمولا آب کلر می شود. اما برخی ناخالصی های موجود در آب تحت اثر کلر به ترکیباتی با بوی بسیار نامطبوع تبدیل می شوند. بنابراین مدتهاست که پیشنهاد شده است که کلر را با ازن جایگزین کنند. آب ازن دار بو یا طعم خارجی نمی گیرد. هنگامی که بسیاری از ترکیبات آلی به طور کامل با ازن اکسید می شوند، تنها دی اکسید کربن و آب تشکیل می شود. با ازن و فاضلاب تصفیه کنید. محصولات اکسیداسیون ازن حتی آلاینده هایی مانند فنل ها، سیانیدها، سورفکتانت ها، سولفیت ها، کلرامین ها ترکیبات بی ضرر و بدون رنگ و بو هستند. ازن اضافی به سرعت با تشکیل اکسیژن تجزیه می شود. با این حال، ازن زنی آب گران تر از کلرزنی است. علاوه بر این، ازن قابل حمل نیست و باید در محل تولید شود.

ازن در جو.

ازن زیادی در جو زمین وجود ندارد - 4 میلیارد تن، یعنی. به طور متوسط ​​فقط 1 میلی گرم در متر مکعب. غلظت ازن با فاصله از سطح زمین افزایش می یابد و در استراتوسفر، در ارتفاع 20-25 کیلومتری به حداکثر می رسد - این "لایه ازن" است. اگر تمام ازن اتمسفر با فشار معمولی در نزدیکی سطح زمین جمع آوری شود، لایه ای با ضخامت حدود 2 تا 3 میلی متر به دست می آید. و چنین مقادیر کمی از ازن موجود در هوا در واقع حیات روی زمین را فراهم می کند. ازن یک "صفحه محافظ" ایجاد می کند که اجازه نمی دهد اشعه ماوراء بنفش خشن خورشید به سطح زمین برسد که برای همه موجودات زنده مضر است.

در دهه های اخیر، توجه زیادی به پیدایش به اصطلاح "حفره های اوزون" - مناطقی با محتوای ازن استراتوسفر به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. از طریق چنین سپر "نشتی"، تشعشعات فرابنفش سخت تر خورشید به سطح زمین می رسد. بنابراین، دانشمندان مدت طولانی است که ازن موجود در جو را زیر نظر گرفته اند. در سال 1930، ژئوفیزیکدان انگلیسی S. Chapman طرحی متشکل از چهار واکنش را برای توضیح غلظت ثابت اوزون در استراتوسفر پیشنهاد کرد (این واکنش ها چرخه چپمن نامیده می شود، که در آن M به معنای هر اتم یا مولکولی است که انرژی اضافی را می برد):

O2 → 2O
O + O + M → O2 + M
O + O3 → 2O2
O3 → O2 + O.

اولین و چهارمین واکنش این چرخه فتوشیمیایی است، آنها تحت تأثیر تابش خورشید هستند. برای تجزیه یک مولکول اکسیژن به اتم، تابش با طول موج کمتر از 242 نانومتر مورد نیاز است، در حالی که ازن با جذب نور در ناحیه 240 تا 320 نانومتر تجزیه می‌شود (واکنش اخیر فقط ما را از اشعه ماوراء بنفش سخت محافظت می‌کند، زیرا اکسیژن در این ناحیه طیفی جذب نمی شود). دو واکنش باقیمانده حرارتی هستند، یعنی. بدون عمل نور برو بسیار مهم است که واکنش سوم منجر به از بین رفتن ازن دارای انرژی فعال سازی باشد. این بدان معنی است که سرعت چنین واکنشی را می توان با عمل کاتالیزورها افزایش داد. همانطور که مشخص شد، کاتالیزور اصلی برای تجزیه ازن، اکسید نیتریک NO است. در اتمسفر فوقانی از نیتروژن و اکسیژن تحت تأثیر شدیدترین تشعشعات خورشیدی تشکیل می شود. هنگامی که در اوزونوسفر قرار می گیرد، وارد چرخه ای از دو واکنش O3 + NO → NO2 + O2، NO2 + O → NO + O2 می شود که در نتیجه محتوای آن در جو تغییر نمی کند و غلظت ثابت ازن کاهش می یابد. چرخه های دیگری نیز وجود دارد که منجر به کاهش محتوای ازن در استراتوسفر می شود، به عنوان مثال، با مشارکت کلر:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2.

ازن نیز توسط گرد و غبار و گازهایی که در مقادیر زیاد در جریان فوران های آتشفشانی وارد جو می شوند، از بین می رود. اخیراً گفته شده است که ازن در از بین بردن هیدروژن آزاد شده از پوسته زمین نیز مؤثر است. مجموع تمام واکنش های تشکیل و فروپاشی ازن به این واقعیت منجر می شود که میانگین عمر یک مولکول ازن در استراتوسفر حدود سه ساعت است.

فرض بر این است که علاوه بر عوامل طبیعی، عوامل مصنوعی نیز بر لایه ازن تأثیر می گذارد. یک مثال شناخته شده فریون ها هستند که منابع اتم های کلر هستند. فرئون ها هیدروکربن هایی هستند که در آن اتم های هیدروژن با اتم های فلوئور و کلر جایگزین می شوند. آنها در یخچال و برای پر کردن استفاده می شود قوطی های آئروسل. در نهایت، فریون ها وارد هوا می شوند و با جریان هوا به آرامی بالاتر و بالاتر می روند و در نهایت به لایه ازن می رسند. فرئون ها که تحت تأثیر تابش خورشیدی تجزیه می شوند، شروع به تجزیه کاتالیزوری ازن می کنند. هنوز دقیقاً مشخص نیست که فریون ها تا چه اندازه در ایجاد "حفره های اوزون" مقصر هستند و با این وجود، مدت هاست که اقداماتی برای محدود کردن استفاده از آنها انجام شده است.

محاسبات نشان می دهد که در 60-70 سال، غلظت ازن در استراتوسفر می تواند 25٪ کاهش یابد. و در همان زمان، غلظت ازن در لایه سطحی - تروپوسفر، افزایش می یابد، که این نیز بد است، زیرا ازن و محصولات تبدیل آن در هوا سمی هستند. منبع اصلی ازن در تروپوسفر، انتقال ازن استراتوسفر با توده های هوا به لایه های زیرین است. سالانه تقریباً 1.6 میلیارد تن وارد لایه زمینی ازن می شود. طول عمر یک مولکول ازن در قسمت پایین اتمسفر بسیار بیشتر است - بیش از 100 روز، زیرا در لایه سطحی تابش خورشیدی ماوراء بنفش کمتری وجود دارد که ازن را از بین می برد. معمولاً، ازن بسیار کمی در تروپوسفر وجود دارد: در هوای تازه تمیز، میانگین غلظت آن تنها 0.016 میکروگرم در لیتر است. غلظت ازن در هوا نه تنها به ارتفاع، بلکه به زمین نیز بستگی دارد. بنابراین، ازن در اقیانوس‌ها بیشتر از روی خشکی است، زیرا ازن در آنجا کندتر تجزیه می‌شود. اندازه گیری ها در سوچی نشان داد که هوای نزدیک سواحل دریا 20 درصد بیشتر از جنگلی در فاصله 2 کیلومتری ساحل ازن دارد.

انسان های مدرن بسیار بیشتر از اجداد خود ازن تنفس می کنند. دلیل اصلی این امر افزایش میزان متان و اکسیدهای نیتروژن در هوا است. بنابراین، محتوای متان در جو از اواسط قرن نوزدهم، زمانی که استفاده از گاز طبیعی. در اتمسفر آلوده به اکسیدهای نیتروژن، متان وارد زنجیره پیچیده ای از تبدیلات شامل اکسیژن و بخار آب می شود که نتیجه آن را می توان با معادله CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3 بیان کرد. هیدروکربن های دیگر نیز می توانند به عنوان متان عمل کنند، به عنوان مثال، هیدروکربن های موجود در گازهای خروجی اگزوز خودروها در طی احتراق ناقص بنزین. در نتیجه، در هوای شهرهای بزرگ طی دهه های گذشته، غلظت ازن ده برابر شده است.

همیشه اعتقاد بر این بود که در هنگام رعد و برق، غلظت ازن در هوا به طور چشمگیری افزایش می یابد، زیرا رعد و برق به تبدیل اکسیژن به ازن کمک می کند. در واقع این افزایش ناچیز است و در هنگام رعد و برق رخ نمی دهد، بلکه چندین ساعت قبل از آن اتفاق می افتد. در هنگام رعد و برق و چند ساعت پس از آن، غلظت ازن کاهش می یابد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که قبل از رعد و برق، مخلوط عمودی شدید توده های هوا وجود دارد، به طوری که مقدار اضافی ازن از لایه های بالایی می آید. علاوه بر این، قبل از رعد و برق، قدرت میدان الکتریکی افزایش می‌یابد و شرایط برای تشکیل تخلیه تاج در نقاط اجسام مختلف، به عنوان مثال، نوک شاخه‌ها ایجاد می‌شود. همچنین به تشکیل ازن کمک می کند. و سپس، با توسعه یک ابر رعد و برق، جریان های هوای صعودی قدرتمندی در زیر آن ایجاد می شود که محتوای ازن را مستقیماً در زیر ابر کاهش می دهد.
یک سوال جالب در مورد محتوای ازن در هوای جنگل های سوزنی برگ است. به عنوان مثال، در دوره شیمی معدنی اثر جی. رمی، می توان خواند که "هوای ازنیزه شده جنگل های مخروطی" یک داستان تخیلی است. آیا اینطور است؟ البته هیچ گیاهی ازن ساطع نمی کند. اما گیاهان، به ویژه مخروطیان، مقدار زیادی ترکیبات آلی فرار از جمله هیدروکربن های غیر اشباع از کلاس ترپن را در هوا منتشر می کنند (در سقز تعداد زیادی از آنها وجود دارد). بنابراین، در یک روز گرم، یک درخت کاج به ازای هر گرم وزن خشک سوزن، 16 میکروگرم ترپن در ساعت آزاد می کند. ترپن ها نه تنها توسط مخروطیان، بلکه با برخی از درختان برگریز، از جمله صنوبر و اکالیپتوس، متمایز می شوند. و برخی از درختان گرمسیری قادر به آزادسازی 45 میکروگرم ترپن به ازای هر 1 گرم توده برگ خشک در ساعت هستند. در نتیجه یک هکتار از جنگل های سوزنی برگ می تواند روزانه تا 4 کیلوگرم ماده آلی و حدود 2 کیلوگرم جنگل برگریز آزاد کند. مساحت جنگلی زمین میلیون ها هکتار است و همه آنها سالانه صدها هزار تن هیدروکربن های مختلف از جمله ترپن ها را آزاد می کنند. و هیدروکربن ها، همانطور که در مثال متان نشان داده شد، تحت تأثیر تابش خورشیدی و در حضور سایر ناخالصی ها به تشکیل ازن کمک می کنند. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که در شرایط مناسب، ترپن‌ها در واقع به طور فعال در چرخه واکنش‌های فتوشیمیایی جوی با تشکیل ازن نقش دارند. بنابراین ازن در یک جنگل مخروطی به هیچ وجه یک اختراع نیست، بلکه یک واقعیت تجربی است.

ازن و سلامتی

پیاده روی پس از رعد و برق چه لذتی دارد! هوا تمیز و تازه است، به نظر می رسد جت های نیروبخش آن بدون هیچ تلاشی به ریه ها می ریزد. آنها اغلب در چنین مواردی می گویند: "بوی اوزون می آید." "برای سلامتی بسیار خوب است." آیا اینطور است؟

روزی روزگاری، مطمئناً ازن برای سلامتی مفید بود. اما اگر غلظت آن از یک آستانه خاص فراتر رود، می تواند عواقب ناخوشایندی را به همراه داشته باشد. بسته به غلظت و زمان استنشاق، ازن باعث ایجاد تغییراتی در ریه ها، تحریک غشاهای مخاطی چشم و بینی، سردرد، سرگیجه، کاهش فشار خون می شود. ازن مقاومت بدن را در برابر عفونت های باکتریایی مجاری تنفسی کاهش می دهد. حداکثر غلظت مجاز آن در هوا تنها 0.1 میکروگرم در لیتر است، یعنی ازن بسیار خطرناکتر از کلر است! اگر چندین ساعت در داخل خانه با غلظت ازن تنها 0.4 میکروگرم در لیتر سپری کنید، ممکن است درد قفسه سینه، سرفه، بی خوابی ظاهر شود، حدت بینایی کاهش می یابد. اگر برای مدت طولانی در ازن با غلظت بیش از 2 میکروگرم در لیتر تنفس کنید، عواقب آن می تواند شدیدتر باشد - تا بی حالی و کاهش فعالیت قلبی. با محتوای ازن 8-9 میکروگرم در لیتر، ادم ریوی پس از چند ساعت رخ می دهد که مملو از مرگ است. اما تجزیه و تحلیل چنین مقادیر ناچیزی از یک ماده معمولاً با روش های شیمیایی مرسوم دشوار است. خوشبختانه، فرد حتی در غلظت های بسیار کم - حدود 1 میکروگرم در لیتر - وجود ازن را احساس می کند، که در آن کاغذ ید نشاسته ای آبی نمی شود. برای برخی افراد، بوی ازن در غلظت های کوچک شبیه بوی کلر است، برای برخی دیگر - دی اکسید گوگرد و برای دیگران - سیر.

فقط خود اوزون نیست که سمی است. به عنوان مثال، با مشارکت آن در هوا، پراکسی استیل نیترات (PAN) CH3-CO-OONO2 تشکیل می شود - ماده ای که دارای یک محرک قوی، از جمله اشک، اثری است که تنفس را دشوار می کند و در غلظت های بالاتر باعث فلج قلب می شود. PAN یکی از اجزای به اصطلاح مه دود فتوشیمیایی است که در تابستان در هوای آلوده تشکیل می شود (این کلمه از دود انگلیسی دود و مه - مه گرفته شده است). غلظت ازن در مه دود می تواند به 2 میکروگرم در لیتر برسد که 20 برابر بیشتر از حداکثر مجاز است. همچنین باید در نظر داشت که اثر ترکیبی ازن و اکسیدهای نیتروژن در هوا ده برابر قوی تر از هر ماده به طور جداگانه است. جای تعجب نیست که عواقب چنین مه دود وارد شود شهرهای بزرگمی تواند فاجعه بار باشد، به خصوص اگر هوای بالای شهر توسط "پیش خور" دمیده نشود و یک منطقه راکد تشکیل شود. بنابراین، در لندن در سال 1952، بیش از 4000 نفر در طی چند روز بر اثر مه دود جان خود را از دست دادند. مه دود در نیویورک در سال 1963 باعث مرگ 350 نفر شد. داستان های مشابه در توکیو و دیگران بود کلان شهرها. نه تنها مردم از ازن اتمسفر رنج می برند. به عنوان مثال، محققان آمریکایی نشان داده‌اند که در مناطقی با محتوای بالای ازن در هوا، عمر لاستیک خودرو و سایر محصولات لاستیکی به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.
چگونه می توان میزان ازن را در لایه زمین کاهش داد؟ کاهش انتشار متان در جو به سختی واقع بینانه است. راه دیگری وجود دارد - کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن که بدون آن چرخه واکنش های منجر به ازن نمی تواند ادامه یابد. این مسیر نیز آسان نیست، زیرا اکسیدهای نیتروژن نه تنها توسط اتومبیل ها، بلکه (عمدتا) توسط نیروگاه های حرارتی منتشر می شود.

منابع اوزون فقط در خیابان نیستند. در اتاق های اشعه ایکس، در اتاق های فیزیوتراپی (منبع آن لامپ های جیوه-کوارتز است)، در حین کار دستگاه های کپی (کپی)، چاپگرهای لیزری (در اینجا دلیل تشکیل آن تخلیه ولتاژ بالا است). ازن یک همراه اجتناب ناپذیر برای تولید پرهیدرول، جوش آرگون-قوس است. برای کاهش اثرات مضر ازن، لازم است هود را به لامپ های فرابنفش، تهویه مناسب اتاق مجهز کنید.

و با این حال به سختی درست است که اوزون را بدون قید و شرط برای سلامت مضر بدانیم. همه چیز به غلظت آن بستگی دارد. مطالعات نشان داده اند که هوای تازه در تاریکی بسیار ضعیف می درخشد. دلیل درخشش واکنش های اکسیداسیون با مشارکت ازن است. درخشش همچنین هنگام تکان دادن آب در یک فلاسک مشاهده شد که در آن اکسیژن ازن شده در ابتدا پر شده بود. این درخشش همیشه با وجود مقادیر کمی ناخالصی آلی در هوا یا آب همراه است. هنگام مخلوط کردن هوای تازه با یک فرد بازدم، شدت درخشش ده برابر شد! و این تعجب آور نیست: ریز ناخالصی های اتیلن، بنزن، استالدهید، فرمالدئید، استون و اسید فرمیک در هوای بازدمی یافت شد. آنها توسط ازن "برجسته" می شوند. در همان زمان، "بیات"، یعنی. به طور کامل بدون ازن، اگرچه بسیار تمیز است، اما هوا باعث درخشش نمی شود و فرد آن را "کهنه" احساس می کند. چنین هوایی را می توان با آب مقطر مقایسه کرد: بسیار خالص است، عملاً هیچ ناخالصی ندارد و نوشیدن آن مضر است. بنابراین فقدان کامل ازن در هوا ظاهراً برای انسان نیز نامطلوب است، زیرا باعث افزایش محتوای میکروارگانیسم ها در آن می شود و منجر به تجمع مواد مضر و بوهای نامطبوع می شود که ازن آنها را از بین می برد. بنابراین، نیاز به تهویه منظم و طولانی مدت محل، حتی اگر مردمی در آن نباشند، روشن می شود: از این گذشته، ازن که وارد اتاق شده است برای مدت طولانی در آن باقی نمی ماند - تا حدی تجزیه می شود. و تا حد زیادی روی دیوارها و سطوح دیگر ته نشین می شود (جذب می شود). گفتن اینکه چه مقدار ازن باید در اتاق باشد دشوار است. با این حال، در غلظت های حداقل، ازن احتمالا ضروری و مفید است.

ایلیا لینسون

اوزناتور هوا دارویی است که با تغییر مولکول اکسیژن O2 به O3 ازن تولید می کند.. اکسیژن سه جانبه به دلیل عطر خاص طراوت و باران (ازون در یونانی به معنی بوییدن است) اوزون نامیده می شود. خواص آن کاملاً غنی است و مطالعه این ماده از قرن نوزدهم آغاز شد. در طول دوره این مطالعات، جزئیات بسیار جالبی شناخته شد، خواص ازناتور، که شروع به استفاده از ضد عفونی کننده محل کرد، به شدت مورد بحث قرار می گیرد.

ازن در طبیعت

همه بوی مطبوع هوا را می شناسند که قبل از یک رعد و برق شدید احساس می شود، زمانی که ترکیبات اوزون تا حدی به لایه های پایینی جو در جریان های باد شدید فرو می روند.

در جنگل نزدیک رودخانه، نزدیک آبشار، پس از بارندگی، طراوت دلپذیری را احساس می کنند که منبع آن نیز ازن است. در هنگام تخلیه رعد و برق به عنوان منبع انرژی در هوا ظاهر می شود و واکنشی با اکسیژن ایجاد می کند. اوزون همچنین تحت تأثیر سایر پرتوهای فرابنفش که با هوا واکنش می دهند ظاهر می شود - به عنوان مثال، تحت تأثیر خورشید.

خواص ازن منحصر به فرد است. قرار گرفتن در لایه های بالایی جو و در استراتوسفر، از هوا در برابر مقادیر بیش از حد اشعه ماوراء بنفش و تشعشعات کیهانی محافظت می کند که برای سلامتی و فلور انسان مضر است.

ازن قدرت اکسید کنندگی بالایی دارد و رادیکال های اکسیژن آزاد را در بسیاری از واکنش ها آزاد می کند - این اجازه می دهد تا هوای غنی شده با ازن خاصیت ضد عفونی کنندگی داشته باشد. اما به همین دلیل مضر است: قدرت اکسیداسیون بالای این عنصر اوزون را بسیار سمی و برای بدن خطرناک می کند. بنابراین، اگر فردی غلظت بالایی از ازن را استنشاق کند، ابتدا اندام های تنفسی او تحریک می شود. سپس، با قرار گرفتن طولانی مدت در بدن، تغییر کیفی در ریز عناصر در ترکیب خون انسان و اول از همه، کلسترول ایجاد می شود.

تحت تأثیر ازن، اشکال نامحلول کلسترول تشکیل می شود که منجر به ایجاد آترواسکلروز می شود. استنشاق گاز ازن همچنین منجر به این واقعیت می شود که قرار گرفتن طولانی مدت در معرض غلظت بالای آن از نر - چه انسان و چه حیوان - به دلیل اثرات مضر ازن بر سلول های زایا، توانایی تولید مثل خود را از دست می دهد. همه اینها منجر به ناباروری می شود.

در طبیعت، دوزهای خطرناک ازن برای سلامت انسان متمرکز نیست و مقدار آن حتی در بارانی ترین روز از حد مجاز فراتر نمی رود. برعکس، ازن طبیعی هوا را با اکسیژن غنی می کند و درصد آن را افزایش می دهد و آن را از عناصر مضر پاک می کند. این گاز در غلظت طبیعی خود بی ضرر است و برای بدن بسیار مفید است.

اما چرا ازن برای انسان خطرناک است؟ به دلیل استخراج غیرقابل کنترل مصنوعی، ازن در روسیه اولین و بالاترین رده خطر در بین مواد مضر را به خود اختصاص داده است. طبق قانون، غلظت ازن نباید از هنجارهای تعیین شده برای محتوای آن در هوا تا 0.16 میلی گرم در متر مکعب تجاوز کند. حس بویایی انسان قادر است ازن را در غلظت های بسیار کم بشنود - از 0.01 میلی گرم بر متر مکعب شروع می شود.
با دارا بودن یک اثر قوی باکتریواستاتیک، ضد قارچی و ضد کپک، ازن شروع به استفاده مصنوعی کرد و توسعه داروهای تولید کننده ازن شروع به جریان کرد.

کشف خواص شگفت انگیز ازن و استخراج آن با وسایل مصنوعی در قرن 19 توسط دانشمندان عمدتاً به منظور تصفیه آب انجام شد. و امروزه کل اروپا آب لوله کشی خود را با کمک اوزون ساز تصفیه می کند. با گذشت زمان، دامنه کاربرد آن گسترش یافته است، زیرا مناطق جدیدی شناخته شده اند که ازن می تواند مفید باشد. بله، در حال حاضر در اول جنگ جهانیازن به عنوان ضد عفونی کننده برای زخم های چرکی، عفونت های مختلف و حتی برای سل استفاده می شد.

برای استخراج ازن مصنوعی از ازن سازها استفاده می شود که با استفاده از تخلیه الکتریکی آن را تولید می کنند. هم از هوا و هم از اکسیژن خالص بدست می آید. استخراج ازن از اکسیژن نه تنها در پزشکی، بلکه در زیبایی شناسی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

خواص ازن مصنوعی استفاده از آن را به عنوان یک عامل اکسید کننده ممکن می کند، کاغذ را سفید می کند، ابزار پزشکی را استریل می کند و در شرایط آزمایشگاهی برای به دست آوردن تعدادی مواد استفاده می شود. روغن ها با ازن تصفیه می شوند، آنها به عنوان یک ضد عفونی کننده برای آب، هوا، غذا، وسایل خانه، لباس و غیره استفاده می شوند. در پزشکی از ازن زنی محلول ها نیز استفاده می شود که سپس در عمل پزشکی هم به صورت تزریقی و هم به صورت خارجی استفاده می شود.

استفاده گسترده از اوزون سازهای خانگی به یک راه حل راحت در مبارزه با قارچ، کپک و سایر میکروارگانیسم ها در اتاق های آلوده و همچنین پردازش لباس و وسایل خانگی تبدیل شده است. بر خلاف کلرزنی، تیمار محیطی با ازن سم تولید نمی کند، اما مضرات ازن به حدی است که حتی اندکی بیش از حد حداکثر غلظت ممکن این ماده برای سلامتی به شدت خطرناک می شود و می تواند منجر به مرگ زودرس شود. بنابراین، هنگام درمان محل پس از عفونت ویروسی و باکتریایی، و همچنین برای اهداف دیگر، هنگام استفاده از اوزون ساز، اقدامات احتیاطی ایمنی باید به دقت رعایت شود.

اگر ازن طبیعی با اثر نور خورشید بر روی هوا و اکسیژن موجود در آن تشکیل شود، دستگاه های مصنوعی اغلب بر روی تخلیه الکتریکی که در یک فضای محدود رخ می دهد کار می کنند. بسته به هدف اصلی دستگاه، اوزناتور پزشکی، صنعتی و خانگی وجود دارد. بیایید هدف هر یک از آنها را با جزئیات در نظر بگیریم.

کاربرد ازناتور پزشکی

نویسندگان اوزون تراپی متقاعد شده اند که بیشتر بیماری های مدرن به دلیل کمبود اکسیژن در سلول ها شکل می گیرند که دلیل آن تضعیف سیستم ایمنی است. آنها راهی برای غنی سازی آنها با تغذیه به موقع پیدا کردند.

سلول های سالم برای زنده ماندن به اکسیژن به مقدار کافی نیاز دارند که آنها را تغذیه می کند و وجود آنها را تضمین می کند. با یک سبک زندگی نادرست، هنگامی که تامین طبیعی اکسیژن به سلول های بافتی وجود ندارد یا مسدود می شود - با یک سبک زندگی بی تحرک، رژیم غذایی نامناسب، محیط زیست ضعیف - عفونت بی هوازی ایجاد می شود. بی هوازی ها آن دسته از میکروب ها و ویروس هایی هستند که در شرایط کمبود اکسیژن رشد می کنند و فقط در سلول ها و بافت هایی می توانند وجود داشته باشند که با اکسیژن کافی اشباع نشده باشند. بنابراین، هنگامی که در یک محیط مساعد قرار می گیرند، میکروارگانیسم ها به طور فعال شروع به تکثیر می کنند، که منجر به آسیب بافت به سرعت در حال توسعه می شود. در همان زمان، فرآیندهای برگشت ناپذیر در سلول ها اتفاق می افتد - آنها جهش می یابند و می میرند.

داستان هایی از خوانندگان ما

ولادیمیر
61 ساله

به گفته دکتر واربورگ، برنده جایزه نوبل، توسعه سرطان می تواند دقیقاً با چنین نقض تنفس سلولی همراه باشد، که در آن آنها با شکر تخمیر می شوند، ناشی از فرآیندهای بی هوازی.

به گفته برخی از محققان، استفاده از اوزون درمانی باعث ترمیم زخم های حتی بسیار پیچیده می شود- از جمله پس از عفونت بی هوازی، و همچنین مبارزه با سرطان.

اوزون تراپی عبارت است از استفاده فیزیوتراپی از ازن با کمک دستگاه های پزشکی خاص - اوزون ساز. دستگاه ها به عنوان ضد عفونی کننده استفاده می شوند. آنها به صورت خارجی، داخل وریدی، عضلانی استفاده می شوند. هنگامی که زیر پوست یا داخل مفاصل تجویز می شود، به شکل خالص آن استفاده می شود، اما از آنجایی که گاز ازن بسیار سمی است، در سایر انواع تماس با خون با محلول های نمکی مخلوط می شود.

اوزون سازهای پزشکی از اکسیژن غلیظ منحصراً برای تولید ازن برای اهداف پزشکی استفاده می کنند. خاصیت درمانی خاص ازن اثر باکتری کش آن است که بر روی ویروس همه گروه های تبخال، هپاتیت، ایدز اثر می گذارد.

اما اثر مورد نظر تنها با غلظت بسیار بالای ازن به دست می آید که می تواند برای فرد خطرناک شود و حتی به طور قابل توجهی آسیب برساند - توانایی اکسیداسیون این گاز آسیب جبران ناپذیری به بدن وارد می کند و یک اثر باکتری کش فوق العاده قوی می تواند منجر به مرگ شود. نتیجه بنابراین، غلظت و روش های این عمل تنها توسط متخصصان مجرب تدوین می شود.

استفاده از ازنزن های صنعتی

گاز ازن به عنوان دومین عامل اکسید کننده قوی در طبیعت پس از فلوئور، نه تنها در پزشکی، بلکه در صنعت نیز استفاده می شود.

قابلیت ضد عفونی این دستگاه به طور گسترده ای برای پاکسازی هوا از میکروارگانیسم ها، تمیز نگه داشتن تجهیزات و محل استفاده می شود. چنین اوزون ساز تنها در اندازه و قدرت آن با یک دستگاه خانگی متفاوت است.. بسته به فیلم و سطح ضد عفونی، باید از مدل های خاصی از اوزون ساز استفاده شود.

ازناتور برای از بین بردن بوهای نامطبوع و غنی سازی هوا با اکسیژن استفاده می شود. این به شما امکان می دهد انبارهای مواد غذایی و خود محصولات را ضد عفونی کنید، زیرا کپک ها و باکتری ها را از بین می برد. جایگزین خوبی برای کلر درمانی است که برای بسیاری از صنایع غذایی کاملا سمی و نامناسب است. علاوه بر این، تمیز کردن مرطوب تماسی بسیار پرزحمت تر و پرهزینه تر از نصب اوزون ساز است.

استفاده از اوزون ساز به دلیل اثر ضدعفونی کنندگی و از بین رفتن ارگانیسم هایی که باعث پوسیدگی و فساد می شوند، به حفظ بهتر محصولات غذایی و افزایش ماندگاری آنها کمک می کند. درمان با اوزون در چنین مواردی باعث حفظ اندکی توت ها، میوه ها و سبزیجات می شود.

یکی دیگر از خواص مهم ازناتور توانایی آن در از بین بردن بوها است. نتیجه درمان با این دارو همیشه اثر خوشبو کردن اتاق با بوی هوای تازه مانند بعد از باران است.

حساسیت بالای انواع جوندگان به ازن به شما این امکان را می دهد که آنها را بدون هیچ هزینه اضافی از اتاق تحت درمان خارج کنید. با شنیدن بوی اوزون، با عجله از ناحیه آسیب دیده فرار می کنند و آنهایی که فرار نمی کنند می میرند.

ازن برای درمان یخچال ها استفاده می شود: آنها را ضد عفونی می کنند و همچنین آنها را از بوی نامطبوع خلاص می کنند. هنگام پردازش یخچال با ازناتور برای حدود یک ساعت، ضد عفونی نه تنها محفظه اصلی، بلکه سینی ها، رنده ها، قلاب ها و سایر عناصر نیز انجام می شود. این کار از یخ‌زدایی مکرر جلوگیری می‌کند و بدون ضدعفونی مکانیکی مرطوب با کلر ناایمن انجام می‌شود، که در هنگام استفاده ترکیبات سمی آزاد می‌کند. در عین حال، محصولات موجود در سلول ها را نیز می توان ضد عفونی کرد: به عنوان مثال، فرآورده های گوشتی پس از چنین درمان، عمر مفید خود را افزایش می دهند و کیفیت آنها را بهبود می بخشند.

برای افزایش ماندگاری محصولات از آب ازن دار نیز استفاده می شود که از اثر اوزون ساز بر روی آب با قدرت و فرکانس مشخص به دست می آید.

کاربرد ازناتور خانگی

در شرایط تهویه ضعیف، اتاق های بدون تهویه که در آن افراد زندگی می کنند و همچنین در اتاق هایی که دارای کولر و وسایل گرمایشی هستند، مشکل کمبود اکسیژن وجود دارد. در این موارد یک اوزون ساز به کمک می آید که در صورت استفاده صحیح می تواند هوا را با اکسیژن غنی کند. اوزون سازهای خانگی در حال افزایش محبوبیت هستند، به خصوص وقتی صحبت از همه گیری آنفولانزا می شود. واقعیت این است که این دستگاه می تواند زندگی را تا حد زیادی ساده کند. مردم عادیدر شرایط اکولوژی ضعیف و عفونت های مکرر ویروسی.

ازناتور ویروس ها را از بین می برد و وسایل خانه را ضد عفونی می کند، اگر اتاق ها به طور مرتب با ازن تصفیه شوند، هوا تمیز و غیر خطرناک خواهد بود. علاوه بر این، اتاق عطر و بوی تازه دلپذیری به دست می آورد. یک اوزوناتور آب، محصولات را تصفیه می کند و با کمک آن مشکل آلودگی دیواره به کپک را حل می کند. بوی نامطبوع ناشی از تنباکو، کفش، حوله، پرده و سایر وسایل خانگی آلوده فعالیت انسانی، نیز با کمک این وسیله جادویی از بین می روند.

همه چیز و همه چیز را می توان در معرض ازن زنی قرار داد - این بستگی به تخیل، نبوغ و تمایل به نتیجه مفید دارد. از آب ازن دار می توان برای شستن زخم ها استفاده کرد تا سریع تر التیام یابد، پمادهای درمانی، کرم ها و سایر محصولات مراقبت از پوست را غنی کند تا خاصیت ترمیم کنندگی و بازسازی بیشتری به دست آورند. اگر ازن ساز با قدرت بالاتر انتخاب کنید، می توانید غلظت بالاتری از ازن را به دست آورید که باکتری ها و سایر میکروارگانیسم ها را به سرعت و به طور کامل از بین می برد. اگر یک فرد بیمار در خانه باشد این موضوع بسیار مهم است - چنین پیشگیری عفونت را تسکین می دهد و بهبودی را تسریع می کند، زیرا هوای پاک یک داروی مهم است. همچنین، ازن در هنگام ضد عفونی کردن محل، مواد سرطان زا را منتشر نمی کند، که آن را از سایر روش های رایج تر ضد عفونی متمایز می کند. در حال پوسیدگی، ازن به یک مولکول اکسیژن، مونوکسید کربن و سایر اجزای هوای پاک تبدیل می شود.

هنگامی که آب ازن می شود، ترکیب آن ضد عفونی می شود و بسیاری از عناصر مضر خنثی می شوند - فرآورده های نفتی، آفت کش ها، علف کش ها، مواد شوینده، مواد سرطان زا. فلزات سنگین پس از ازن زنی به کف می نشینند و کافی است آب را بدون این رسوب تخلیه کنید تا به طور کامل از شر اجزای ناخواسته خلاص شوید. در عین حال، ترکیب مفید طبیعی مختل نمی شود، بلکه برعکس، با اکسیژن غنی می شود. چنین تصفیه ای بسیار مؤثرتر از فیلترهایی است که به بسیاری از مولکول ها اجازه عبور می دهند و سایر روش های تصفیه.

ازن که یک عامل اکسید کننده قوی است، تمام میکروارگانیسم های موجود در آب را بدون تأثیر بر سطح pH آب و محتوای مواد معدنی از بین می برد. تنها کاری که باید بعد از ازن زنی انجام شود این است که کمی صبر کنید تا ازن به ترکیبات ایمن تجزیه شود. پس از حداقل نیم ساعت و ترجیحاً یک ساعت بعد، باید با احتیاط آب ازن زده را در ظرف تمیزی بریزید و پایین ترین لایه آب را با رسوب باقی بگذارید.

همچنین رسوب بر روی دیواره ظرفی که در آن ازن زنی صورت گرفته است باقی می ماند. بارش ممکن است به سختی برای چشم قابل توجه باشد، اما بهتر است از آن برای غذا استفاده نکنید.. پس از تمام دستکاری ها، آب ازنیزه شده را می توان به صورت خام مصرف کرد - برای بدن مفید می شود. به طور کامل فاقد مواد آلی است که مسئول آسیب آب هستند، بنابراین ماندگاری چنین آبی افزایش می یابد.

بر خلاف اوزنایزر صنعتی، ازن ساز خانگی دوزهای بالایی ازن تولید نمی کند که آن را به ابزاری نسبتاً ایمن تبدیل می کند. با این حال، حتی در غلظت های تا 5 درصد در هوا، گاز ازن می تواند اثرات نامطلوبی داشته باشد و باید در استفاده از آن دقت شود.

اقدامات پیشگیرانه

غلظت بالای اوزون برای بدن بسیار خطرناک است.و از دستیار بی ضرر در مبارزه برای سبک زندگی سالمزندگی به یک قاتل تبدیل می شود در لحظه ای که ازن ساز کار می کند نمی توانید ازن را تنفس کنید و باید اقدامات ایمنی را به دقت رعایت کنید: اتاق تحت درمان را ترک کنید، پس از درمان آن را تهویه کنید. توانایی اکسید کننده ازن، علاوه بر فواید، مضرات زیادی را نیز به همراه دارد: همراه با باکتری ها و ویروس های بیماری زا، می تواند میکروارگانیسم های مفید را از بین ببرد و همچنین به غشاهای مخاطی و پوست آسیب برساند.

غلظت بالای ازن در ریه ها می تواند باعث بیماری جدی شود. بنابراین، اینکه ازنساز برای صاحب خود ضرر یا منفعت به همراه خواهد داشت، کاملاً به روش کار و رویکرد متعادل و محتاطانه بستگی دارد. لازم است اتاق را پس از ازن زنی به درستی تهویه کنید و تنها پس از آن عملیات آن را ادامه دهید.

ازن موجود در هوا به سرعت تجزیه می شود و به اکسیژن تبدیل می شود و اتاق را با آن اشباع می کند.. بنابراین، با رعایت اقدامات ایمنی لازم، می توان به طور کامل از آسیب به بدن جلوگیری کرد. برای انجام این کار، پس از ازن و تهویه، باید بوی را در اتاق استشمام کنید - اگر عطر تازه به اندازه کافی قوی نیست و از غلظت بالاتر از شرایط طبیعی تجاوز نمی کند - در کوهستان، در یک صبح جنگلی یا پس از یک صبحانه قوی. رعد و برق - پس هیچ چیز برای ترس وجود ندارد و می توانید از هوای تمیز و تازه لذت ببرید.