ما هو الأوزون؟ كيف يحدث ذلك؟

رقم الأوزون CAS هو 10028-15-6. الأوزون هو مادة مؤكسدة قوية يمكن أن تدخل العديد من التفاعلات الكيميائية مع المركبات العضوية وغير العضوية. قدرة أكسدة الأوزون أعلى من العديد من المواد الكيميائية المعروفة. في حين أن إمكانات الأكسدة لبيروكسيد الهيدروجين الشائع الاستخدام هي 1.77 إلكترون فولت ، يأتي الأوزون بعد الفلورين مع 2.07 إلكترون فولت بمقدار 3.06 إلكترون فولت وجذور الهيدروكسيل بمقدار 2.80 إلكترون فولت. الأوزون ، الذي يحتوي على قدرة أكسدة عالية جدًا ، هو أيضًا معقم فعال. بسبب هذه الميزة ، لها مكانة مهمة في العديد من القطاعات. يتحول الأوزون إلى أكسجين ، مادته الخام ، دون ترك أي بقايا.

الأوزون هو جزيء ثلاثي الذرات غير خطي. لها 2 رابطة أكسجين متساوية الطول (1،278 درجة أ) ومتوسط ​​زاوية الرابطة 1160 49.

الأوزون هو غاز شديد التفاعل ، ويمكن أن يكون مزعجًا وسامًا حتى عند التركيزات المنخفضة. عندما يتم استنشاق الأوزون لفترة طويلة ، فإنه يسبب أعراض مثل تهيج الأغشية المخاطية يليها صداع. على الرغم من أننا لا نملك معلومات كاملة حول المشاكل الناجمة عن التعرض الطويل للأوزون ، فقد تم الإبلاغ عن انخفاض في سعة الرئة واضطرابات الرئة في التجارب على الحيوانات.

تتطلب منظمة الصحة المهنية (OSHA – إدارة السلامة والصحة المهنية) اتخاذ تدابير إضافية في حالة تجاوز تركيز الأوزون 0.1 جزء في المليون. حد 0.1 جزء في المليون هو حد 8 ساعات عمل يوميًا لمدة 5 أيام ، في هولندا ، الحد هو 0.06 جزء في المليون ، وليس 0.1. في حالات التعرض التي لا تتجاوز 15 دقيقة ، يكون الحد المقبول 0.3 جزء في المليون. حددت OSHA حدًا قدره 0.2 جزء في المليون للتعرضات التي تصل إلى ساعتين. عتبة التمييز لرائحة الأوزون حوالي 0.02 جزء في المليون.

يعتمد أساس تكوين الأوزون على تكوين جذور الأكسجين الذرية. ثم تتفاعل هذه الجذور مع الأكسجين الجزيئي لتكوين الأوزون. لذلك ، فإن جميع العمليات التي تحول الأكسجين الجزيئي إلى جذور الأكسجين هي تفاعلات محتملة لإنتاج الأوزون. الطاقات التي تجعل هذا ممكنًا هي الطاقات الكمومية للإلكترون أو الفوتون. نظرًا لأن هذا يمكن أن يحدث في البيئات الطبيعية ، يمكن الحصول على الإلكترونات من أنظمة تفريغ كورونا عالية الجهد والمصادر الكيميائية النووية والعمليات الإلكتروليتية ، ويمكن الحصول على الطاقة الكمومية المناسبة للفوتون باستخدام الأشعة فوق البنفسجية التي تقل عن 200 نانومتر وأشعة y.

مع تأثير الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة من الشمس ، يتحلل جزيء الأكسجين O2 في الغلاف الجوي ويتحول الأكسجين الحر إلى ذرات O2. في وقت لاحق ، تتحد ذرات الأكسجين الحرة O مع جزيء الأكسجين مع تأثير الأشعة فوق البنفسجية لتكوين جزيء الأوزون O3.

يتكون الأوزون أيضًا من التفريغ الكهربائي عالي الجهد الذي يحدث أثناء البرق. يتم ملاحظة عطر منعش ونظيف بعد كل برق وهطول أمطار. هذه الرائحة هي رائحة الأوزون المتكون في الهواء. صناعيًا ، أول طريقتين رئيسيتين لإنتاج الأوزون هو استخدام الأشعة فوق البنفسجية عند 185 نانومتر ، والثانية هي طريقة العزل الكهربائي المعروفة باسم Corona Discharge ، والتي لها تطبيقات مختلفة في حد ذاتها.

في طريقة إنتاج الأوزون باستخدام الأشعة فوق البنفسجية ، يتم استخدام مصباح ينتج 185 نانومتر من ضوء الأشعة فوق البنفسجية. أثناء مرور الهواء حول مصباح الأشعة فوق البنفسجية ، تنقسم جزيئات الأكسجين إلى ذرات أكسجين بواسطة تأثير الأشعة فوق البنفسجية. نظرًا لأن ذرات الأكسجين المتكونة غير مستقرة ، فإنها تتحد مع جزيئات الأكسجين لتكوين الأوزون.

طريقة Corona Discharge CD عبارة عن تفريغ كهربائي يتميز بالكورونا. يحدث عن طريق تأين السائل حول الموصل عندما يكون المجال الكهربائي قويًا بدرجة كافية. يجب ألا تسمح الشروط هنا بتكوين دائرة قصر أو قوس. إنه الجزء العازل الذي يوفر ذلك. يتم توزيع الشحنة الكهربائية على السطح العازل لتشكيل الهالة. يتكون الغلاف الجوي للبلازما نتيجة التأين وتحمل الأيونات الشحنة إلى المناطق ذات الإمكانات المنخفضة. أثناء تكوين الهالة ، ينبعث الضوء والحرارة والصوت.

شكل القطب وجودة الغاز ونطاق التفريغ هي عوامل فعالة. باستخدام طريقة القرص المضغوط ، يتم إطلاق الحرارة أثناء إنتاج الأوزون ويجب إزالة هذه الحرارة من المولد. هناك تطبيقات يتم فيها تبريد أنبوب التفريغ بالماء أو الهواء لإزالة الحرارة. عند مقارنة الطريقتين ، يمكن القول أن طريقة CD أكثر فائدة من طريقة الأشعة فوق البنفسجية من حيث طول العمر وتركيز الأوزون العالي في الأحجام الصغيرة وتكاليف التشغيل. من المهم جدًا ألا يكون هواء الإمداد رطبًا في وحدات الأقراص المضغوطة.

يمكن وصف الأوزون بأنه مركب كيميائي يتكون من مزيج من 3 ذرات أكسجين. لها رائحة رائعة. إنه عديم اللون.

توجد ذرة الأكسجين والأكسجين والأوزون في الغلاف الجوي. عندما يتعرض جزيء الأكسجين ، الذي يتكون من ذرتين من الأكسجين ، محددتين بـ O2 ، لجهد عالٍ ، فإنه ينفصل ويتحد مع جزيء الأكسجين لتكوين (O3) أوزون ، والذي يتكون من 3 ذرات. الأوزون غاز غير مستقر. يتكون الأوزون من طاقة كهربائية عالية ناتجة عن البرق في الطقس الممطر ويجعل نفسه محسوسًا بانبعاث رائحة منعشة يحيط غاز الأوزون الجزء العلوي من الغلاف الجوي ، ويصفي أشعة الشمس فوق البنفسجية ويرسلها إلى العالم. غاز الأوزون يجعل السماء تبدو زرقاء.

طبقة الأوزون مهمة جدًا للحياة على الأرض. المواد التي تحتوي على مركبات الكربون الكلورية فلورية تلحق الضرر بطبقة الأوزون ، مما يجعلها أرق أو مثقوبة. هذه المواد هي مشتقات الكلور ورغوة البوليسترين والرذاذ والهوائي.

نظرًا لأن الأوزون يُذوب في درجة حرارة الغرفة ويتحول إلى أكسجين ، فلا يمكن تخزينه. يجب أن يتم إنتاجها في مكان وزمان استخدامها. لأن غاز الأوزون هو جزيء غير مستقر ، فإن قدرته على الأكسدة عالية جدًا.