臭氧的产生及其性质
- 格式:docx
- 大小:35.40 KB
- 文档页数:2
臭氧的漂白原理一、引言臭氧是一种强氧化剂,具有强烈的氧化作用,因此被广泛应用于漂白过程中。
本文将介绍臭氧的漂白原理及其应用。
二、臭氧的生成臭氧是一种由氧气分子O2通过紫外线或电晕放电等方式分解而成的氧分子O3。
具体而言,当紫外线或电晕放电作用于氧气分子时,氧分子会发生断裂,形成两个自由氧原子O。
这些自由氧原子与其他氧气分子结合,形成臭氧分子O3。
三、臭氧的氧化作用臭氧具有强烈的氧化作用,可以与物质中的其他分子发生反应,改变其化学结构。
臭氧分子中的氧原子具有较高的电子云密度,容易与其他分子中的电子云产生相互作用,从而引发氧化反应。
四、臭氧的漂白原理臭氧的漂白原理是基于其强氧化性质。
在漂白过程中,臭氧分子与被漂白物质中的色素或有机物发生反应,使其发生氧化降解,从而达到漂白的效果。
1. 漂白有机物有机物通常含有双键、醛基、酮基、芳香基等易受氧化的官能团。
臭氧可以与这些官能团发生反应,断裂化学键,降解有机物分子结构,从而使其失去颜色。
此外,臭氧还可以通过引发链反应,不断生成新的自由基,加速有机物的氧化降解过程。
2. 漂白染料染料是由具有色彩的分子组成,而漂白过程就是通过破坏染料分子的结构,使其失去颜色。
臭氧可以与染料分子中的色素基团发生氧化反应,改变其电子结构,从而使其失去吸收特定波长的光线的能力,进而实现漂白效果。
3. 漂白纸浆在造纸过程中,臭氧也被广泛应用于漂白纸浆。
纸浆中含有的木素、半纤维素等有机物会影响纸张的白度和光泽。
臭氧可以与这些有机物发生氧化反应,使其发生降解,从而提高纸张的白度和光泽。
五、臭氧漂白的优势相比传统的漂白方法,臭氧漂白具有以下几个优势:1. 高效环保:臭氧是一种无害的氧化剂,漂白过程中不会产生有害物质或者二次污染,对环境友好。
2. 快速反应:臭氧具有较高的反应速率,漂白过程快速高效,能够大大节省时间和能源。
3. 广泛适用性:臭氧漂白适用于各种材料,如纺织品、纸浆、食品加工等领域,具有广泛的应用前景。
臭氧脱色实验实验报告实验报告:臭氧脱色实验一、实验目的:1. 了解臭氧的性质和特点。
2. 掌握臭氧的制备方法。
3. 研究臭氧对某种染料的漂白作用。
二、实验原理:1. 臭氧(O3)是由氧气(O2)通过电晕放电或紫外线照射而生成的一种无色气体。
它具有强氧化性和漂白性质。
2. 臭氧脱色是指臭氧对有机染料分子中的颜色基团进行氧化还原反应,使其失去颜色的能力。
三、实验仪器和试剂:1. 仪器:臭氧发生器、实验室通风橱。
2. 试剂:臭氧(3% O3 气体浓度)、某种染料溶液。
四、实验步骤:1. 制备臭氧发生器,并将发生器连接到实验室通风橱。
2. 将一定量的某种染料溶液置于透明玻璃容器中。
3. 打开臭氧发生器,调节发生器的臭氧流量。
4. 将产生的臭氧气体导入染料溶液中,并观察颜色变化。
5. 等待一定时间后,关闭臭氧发生器,停止供应臭氧气体。
6. 将处理后的染料溶液与未处理的染料溶液进行比较,观察颜色明显变浅或消失的情况。
五、实验结果:1. 经过臭氧脱色处理后,染料溶液的颜色明显变浅或消失,证明臭氧对染料具有漂白作用。
2. 不同染料对臭氧的脱色效果可能有所差异。
六、实验分析及讨论:1. 臭氧脱色是通过臭氧对染料分子中的颜色基团进行氧化还原反应实现的。
臭氧具有强氧化性,能够引起染料分子中的色团断裂,从而使颜色消失。
2. 实验中染料溶液的颜色变浅或消失是由于臭氧将染料分子中的颜色基团氧化还原为无色的物质。
3. 染料分子的结构和臭氧脱色效果可能存在关联。
染料分子中存在着不同的色团,某些色团可能对臭氧更敏感,因此,在某些染料中可能观察到更明显的脱色效果。
4. 实验结果还可能受到实验条件的影响,如臭氧气体的浓度、反应时间等。
七、实验总结:通过本次实验,我们深入了解了臭氧的制备方法和其对某种染料的漂白作用。
实验结果证明,臭氧能够有效地脱色染料分子中的颜色基团,实现染料的漂白效果。
在实际应用中,臭氧脱色可以用于某些染色工艺中的漂白步骤,具有一定的实际应用价值。
臭氧是易燃易爆气体臭氧是一种有刺激性、氧化性极强的气体,它具有易燃易爆的特点。
本文将围绕臭氧的易燃易爆特性展开讨论,包括臭氧的基本概念、易燃易爆的原因以及相关的安全措施等。
基本概念1.臭氧的定义臭氧是由氧分子经光或电激发而形成的一种三氧分子,化学式为O3。
2.臭氧的性质臭氧是一种有刺激性气味的无色气体,具有极强的氧化性。
当浓度超过浓度限值后,对呼吸道和眼睛会产生明显的刺激作用;其化学特性也十分活泼,易于与其他物质发生反应,引起爆炸等危险。
易燃易爆的原因为什么臭氧具有易燃易爆的特点?这主要与其氧化性质、浓度以及环境条件等因素有关。
1.氧化性质臭氧具有极强的氧化性,可以与大多数有机物和无机物反应,产生热量、光线等,从而引起爆炸。
臭氧可以与油脂、糖等易燃物质产生反应,生成高温、高压的氧化物,导致火灾或爆炸发生。
2.浓度当臭氧浓度超过浓度限值时,会增加爆炸和火灾的风险。
一般来说,臭氧浓度越高,反应速度越快,自燃的危险性也更大。
3.环境条件温度、湿度、通风等环境条件也会影响臭氧的易燃易爆性。
高温、低湿度环境中臭氧更易燃,特别是在通风不良的地方,臭氧积聚时容易引发爆炸。
安全措施由于臭氧易燃易爆,对于需要使用臭氧的场合,必须做好相应的安全措施,保证人员和设备的安全。
1.通风换气对于通风条件不良的工作场所,应增加通风设备,保证场所中臭氧浓度不超过浓度限值,避免因臭氧积聚引发火灾或爆炸。
2.使用防爆设备在使用臭氧的过程中,应对设备进行安全检查,使用防爆设备以预防意外事故的发生,对于可能产生火花的设备要特别注意。
3.防止臭氧泄漏对于储存、运输、使用臭氧的设备要做好密封防漏设施,并配备泄漏报警装置,以及时发现并采取应对措施。
结论综上所述,臭氧作为一种有刺激性、氧化性极强的气体,具有易燃易爆的特点。
在使用过程中必须严格遵守相关的安全规定,采取必要的安全措施,以保证生产安全和人员健康。
臭氧是怎么形成的臭氧具有青草的味道,吸入少量对人体有益,吸入过量对人体健康有一定危害。
不过臭氧是怎么形成的,很多人都不太了解。
以下就是店铺给你做的_臭氧的形成原因整理,希望对你有用。
臭氧的形成臭氧主要存在于距地球表面20千米的同温层下部的臭氧层中,含量约50ppm。
它吸收对人体有害的短波紫外线,防止其到达地球,以屏蔽地球表面生物,不受紫外线侵害。
在大气层中,氧分子因高能量的辐射而分解为氧原子(O),而氧原子与另一氧分子结合,即生成臭氧。
臭氧又会与氧原子、氯或其他游离性物质反应而分解消失,由于这种反复不断的生成和消失,臭氧含量可维持在一定的均衡状态。
臭氧的应用臭氧在农业的应用领域臭氧是一种无色略带臭味的气体,溶于水后就会成为一种强氧化剂,对活细胞有较强的杀灭作用。
通过臭氧发生器可将空气中的氧气在高压、高频电的电离作用下转化为臭氧,进而在生产中加以利用。
近年来,笔者利用臭氧发生器在西安周边温室大棚开展了施放臭氧防治温室大棚蔬菜病虫的试验示范,取得了较好的效果。
一、臭氧防治病虫的优点1、安全高效成本低。
臭氧可实现一施多用,同时防治多种病虫,而且防治费用低。
与喷施农药相比,施放臭氧更为方便、高效、安全,可大大减少农药的使用量,避免菜农施用高毒、高残留农药,从而降低用药成本。
2、无公害。
臭氧在干燥的空气中不稳定,可很快分解还原为氧气,因此在植株内及果实中无污染、无残留,是实现无公害蔬菜生产的一条重要途径。
3、提质增产。
经试验,温室番茄使用臭氧后畸形果明显减少,产量增加20%左右,且果实个大、着色好、口感好。
二、使用方法1、种子处理。
将臭氧气体导入清水中并不断搅拌,10分钟后即制得臭氧溶液。
将种子倒入其中浸泡15-20分钟,可杀灭种子表面的病毒、病菌及虫卵。
2、温室大棚病虫防治①熏棚消毒。
定植前10天可结合高温闷棚利用臭氧发生器将臭氧集中施放于棚内,施放时间以不少于2小时为宜。
②防治苗床病虫。
先将苗床封严,每10平方米每次施放1分钟,并密闭熏蒸10分钟,然后再通风30分钟。
•臭氧的基本性质•臭氧的灭菌作用•臭氧灭菌的原理•臭氧灭菌的应用范围及限制目录01臭氧的基本性质Chapter臭氧的定义臭氧的化学性质臭氧的定义与化学性质自然产生人为产生臭氧的产生与来源臭氧的稳定性在常温常压下,臭氧是极其不稳定的,容易分解为氧气。
影响因素温度、湿度、光照等环境因素都会影响臭氧的稳定性。
臭氧的稳定性及其影响因素02臭氧的灭菌作用Chapter臭氧(O3)是一种强氧化剂,能够迅速与微生物细胞膜上的脂类双键起化学反应,引起细胞膜的损坏,从而破坏微生物的细胞结构,达到杀灭微生物的目的。
臭氧还能与微生物的酶和蛋白质发生反应,使其失去活性,从而达到杀灭微生物的效果。
臭氧的灭菌效果取决于臭氧的浓度、作用时间和微生物的种类和数量。
臭氧对微生物的杀灭机理臭氧与其他消毒方法的比较VS与紫外线消毒相比,臭氧具有更强的氧化能力和更广泛的杀菌范围,能够杀灭细菌、病毒、霉菌等多种微生物。
与化学消毒剂相比,臭氧具有更环保、更安全的优点,不会产生有害残留物和抗药性。
03臭氧灭菌的原理Chapter产生活性氧臭氧在空气中分解会产生大量的活性氧,这些活性氧具有极强的氧化能力,能够快速与微生物表面的有机物质发生反应,破坏其细胞壁和细胞膜,导致微生物死亡。
臭氧在空气中分解产生的自由基灭菌机理破坏微生物的生物分子活性氧也能够破坏微生物的生物分子,如DNA 和RNA ,进一步干扰其正常生理功能,加速微生物的死亡。
产生氧气当臭氧在空气中分解时,除了产生活性氧外,还会生成氧气。
氧气是一种细胞呼吸过程中必不可少的物质,对于大多数微生物来说,氧气是它们正常生长和繁殖所必需的。
因此,臭氧在空气中分解时产生的氧气可以抑制某些厌氧微生物的生长。
04臭氧灭菌的应用范围及限制Chapter臭氧灭菌在医疗环境中的应用医院消毒在牙科治疗中,臭氧可以用于对牙椅、治疗器械等进行消毒,以减少交叉感染的风险。
牙科消毒血液透析中心消毒研究开发新型臭氧发生器及控制技术创新臭氧发生器设计发展智能控制技术探索臭氧在其他领域的应用拓展THANKS FOR WATCHING 感谢您的观看。
臭氧化学式的微观含义
臭氧化学式的微观含义
一、什么是臭氧?
臭氧(O3)是一种无色、有刺激性气体,冬季在空气中的含量比较高,夏季会受太阳辐射作用而产生高浓度臭氧污染,称为“臭氧洞”,是大气污染的主要污染物之一。
二、臭氧化学式的微观含义
臭氧化学式:O3,即三原子氧组成的分子式,新颖的原子结构使臭氧具有独特的性质,从而成为大气中有生命他污染物的主要清洁剂。
从臭氧化学式来看,它由三个氧原子组成,以一对单价氧原子为核心,第三个氧原子以三价臭氧来夹住,形成典型的“V”型结构。
而本质上,氧原子之间存在着弱的共价键以及电子分子弛豫关系,臭氧分子因此具有相对稳定的结构,同时又拥有独特的物理化学性质。
三、臭氧的物理化学性质
1. 分子结构稳定:由于氧的共价键相互作用,三价臭氧分子具
有相对稳定的分子结构,抗外界因素的冲击力强,更容易具有更稳定的性质。
2. 化学反应性强:臭氧的氧原子有三个价态,可对多种物质进
行催化反应,能参与分子内部的作用,如氧化、还原反应等。
3. 吸收紫外线:臭氧分子的“V”型结构,使它有较强的紫外线吸收能力,可阻挡部分的紫外线穿透地球大气,避免波长较短的紫外线照射地面,危害生物。
4.环境起作用:臭氧可以作为大气污染物的主要清洁剂,能够破坏大气中的有害污染物,从而能够有效地保护环境。
由此可见,臭氧的微观含义不仅仅是一个化学式,它为肉眼所无法看到的原子结构提供了数学证明,同时也体现了它独特的物理化学性质,为环境的清洁打下坚实的基础。
臭氧的物理性质臭氧是一种具有独特刺激性气味的有色气体,通常是深蓝色或紫色,因具有很强的氧化性,因而被广泛应用于各个领域。
以下是臭氧的一些重要的物理性质。
1. 臭氧的化学式为O3,是由三个氧原子组成的一种不稳定分子。
臭氧的分子量为47.998 g/mol,比分子量为32.00 g/mol的O2大得多。
2. 臭氧具有很强的氧化性,可与许多物质发生反应,例如氧化亚氮、硫化氢等。
它还可以与有机物反应,形成具有臭味的挥发性有机化合物。
这种氧化反应在大气中发挥着重要的作用,可消除毒性气体,并净化空气。
3. 臭氧是一种混合物,通常含有臭氧、氧、氮、水蒸气和一些杂质气体。
臭氧在大气中的浓度很低,通常在10~20 ppb(亿分之一)的水平。
4. 臭氧比空气密度大2倍左右,因此可以与空气分离。
它是非常有害的,因此需要在合适的场所存储和处理。
5. 臭氧的沸点很低,只有-111.9℃,因此它是一种易挥发的气体。
在室温下,臭氧呈现为深蓝色或紫色气体。
由于它是一种强氧化剂,因此不稳定,容易分解成氧气。
其分解反应的速度很快,而且加热会加速分解的速度。
6. 臭氧的电学特性非常突出。
它是一种优秀的绝缘体和电介质,能够承受高电压和电弧放电。
臭氧的导电率极低,可用于隔离工业过程和高电压开关。
7. 臭氧的分子结构样式类似于三角形。
它的极性很强,因此具有很好的溶解性。
臭氧可以溶解在许多有机溶剂中,如乙醇、丙酮、甲醇、石油醚等。
综上所述,臭氧是一种具有重要化学特性的气体,天然界中存在的浓度极低,但它在各个领域如污水处理、空气净化、医疗卫生等方面的应用也越来越广泛。
同时,臭氧也具有较高的危害性,需要特别注意使用和处理,确保安全。
臭氧的知识臭氧(ozone,O3)是一种强氧化剂和催化剂,具有广谱、高效的杀菌作用。
臭氧用于消毒已有近百年的历史,最初用于水消毒,现已成为重要的消毒方法。
目前臭氧主要用于饮水消毒、污水处理、空气消毒、食品保鲜、冷藏冷冻物品除菌、医院消毒、家庭消毒等方面,在工农业中的应用也日趋广泛和深入。
一、理化性质臭氧是由三个氧原子组成的氧(O2)的同素异形体,三个氧原子呈三角排列,夹角为116°49,±30“),O-O键长为0.1278±0.0003nm,常态下为淡蓝色气体,有特殊的刺激性,高压下可变成深褐色液体,臭氧在水中的溶解度为3% ,是O2的10倍,臭氧不稳定,易分解,在水中臭氧的半衰期与温度和PH值有关,PH值越高,分解越快;温度越高,分解也越快,在20。
C,PH为7.6时半衰期约为21~22min 。
臭氧具有极强的氧化能力,其标准氧化还原电位达 2.07V,仅次于氟(2.87V),大大高于过氧化氢(1.78V)、二氧化氯(1.50V)和氯(1.36V).这种强氧化性对微生物具有较强的杀灭作用.由于臭氧的不稳定性和毒性使其应用受限,现在新型臭氧发生方法的产生使它在消毒领域内的应用范围不断拓宽.二、对微生物的杀灭作用臭氧是一种高效消毒剂,可以杀灭各种微生物.(一)对细菌繁殖体臭氧对细菌繁殖体具有较好的杀灭作用.但不同细菌对臭氧的抵抗力不同,一般认为较敏感的菌有:枯草杆菌、肠系膜杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等;普通变形杆菌的抵抗力稍强;无色杆菌、假单细胞菌的抵抗力最强。
敏感菌和抗力强的细菌之间杀灭浓度相差2倍。
也有把大肠杆菌作为抵抗力稍强的细菌。
臭氧对G-菌的效果优于G+菌,对细菌的效果优于酵母菌。
臭氧对空气中人工污染的微生物的杀灭效果较好,对自然菌的杀灭率则差。
有研究报道,用无声放电法产生的臭氧对空气中人工污染的白色葡萄球菌,作用3min,臭氧浓度为51.4mg/m3,杀灭率就达到99.99% 。
臭氧的科普知识一、概述臭氧(O3)是大气中的一种重要成分,它主要存在于平流层,对流层中的臭氧对人类生活有重要影响。
臭氧对人类生存环境的影响主要表现在以下几个方面:1.太阳辐射吸收:臭氧吸收太阳辐射中的紫外线,为地球表面提供了防护。
2.气候影响:平流层中的臭氧对地球表面温度和气候变化有一定影响。
3.空气质量:低层臭氧对空气质量有重要影响,高浓度的臭氧会对人体健康造成危害。
二、化学性质臭氧的化学性质非常活泼,很容易与其它物质发生反应。
在大气中,臭氧主要与一些气态污染物发生反应,将它们转化为无害或低害的物质。
同时,臭氧也会与一些自然界的物质发生反应,如植物表面、土壤和水中的物质。
三、影响低层臭氧的形成主要是由于人类活动产生的污染物在阳光的作用下氧化而产生的。
这些污染物主要包括氮氧化物(NOₓ)、挥发性有机物(VOCs)等。
因此,控制这些污染物的排放对于减少低层臭氧污染至关重要。
四、利用和保护臭氧在工业、农业、环保等领域有广泛的应用,如用于水的消毒、空气的净化、漂白等方面。
然而,过量的臭氧会对人体健康造成危害,因此需要采取措施控制臭氧的浓度。
为了保护臭氧层,国际社会签订了蒙特利尔议定书,限制使用那些可能导致臭氧层破裂的物质,如CFCs(氯氟烃)。
此外,我们也可以通过减少污染物排放、使用环保能源等方式来减少臭氧的排放,保护我们的大气环境。
五、防护措施由于臭氧具有强烈的氧化性,长期接触高浓度的臭氧会对人体造成伤害,如引起呼吸系统问题、眼睛不适等。
因此,在臭氧浓度较高的环境中,我们需要采取适当的防护措施:1.避免长时间在户外活动:尤其在日照强烈、气温较高的日子,应尽量减少户外活动时间。
2.佩戴防护口罩:选择N95或更高级别口罩,过滤由臭氧引起的空气污染。
3.减少汽车出行:尽量选择公共交通工具,减少汽车尾气排放。
4.室内空气净化:使用空气净化器,过滤进入室内的污染空气。
5.定期关注空气质量预报:根据预报调整出行和活动计划。
臭 氧 知 识一、臭氧的发现与历史二、臭氧的用途三、臭氧的物理和化学性质四、臭氧的制取五、臭氧的特性——臭氧的杀菌原理和实验效果一、臭氧的发现与历史1840 年德国科学家舒贝因(Schonbein)将在电机放电时产生的一种异味确定为O3,而命名为OZONE(臭氧)。
自此以后,欧洲的科学家率先开始研究臭氧的特性和功用,发现广谱的灭菌效果后,开始工业生产应用,其中瑞典一家牛肉公司用于臭氧对牛肉存储的保鲜,自1870 年开始,一直沿用至今。
臭氧,是地球上存在的天然物质,因大气臭氧层的存在而广为人知。
臭氧是一种强氧化剂和广谱高效杀菌剂,具有独特的腥臭味。
1868年,德·格贝斯(de·Gebeth)获得了臭氧应用技术的第一项专利,用臭氧将煤焦油混合物氧化为适于涂料、油漆使用的产品。
1873年,欧洲将臭氧在食糖精制和亚麻漂白方面投入使用。
1902年,德国帕德博恩建立了第一座用臭氧处理水质的大规模水厂,开创了臭氧水处理的先河,现在世界上已有数千座臭氧水厂欧美、日本、加拿大等国家的自来水厂应用臭氧已达到普及程度。
1904年欧洲就利用臭氧对保存牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品进行保鲜处理,三十年代末,美国80% 的冷藏蛋库都安装了臭氧发生器。
二战后,欧美、日在食品果品、蔬菜保鲜中将臭氧运用到储存、制造、运输等各个环节。
在医疗方面,二战时日本就利用臭氧进行人体理疗,俄罗斯则用于强气(臭氧化空气)体育人应用。
1973年建立的国际臭氧协会(IOA)设在加拿大。
该协会每两年一次举办国际会议交流各国发展臭氧技术的论文报告,发达国家都普遍建立了IOA 地区性组织,进行学术交流。
一百多年来臭氧应用已深入到多个领域,对人类的生产技术发展做出了重大贡献。
臭氧应用按用途分为水质处理、化学氧化、食品加工保鲜和医疗四个领域,各个领域的应用研究与设备开发都已达到相当高的水平。
世界已经形成了独立的臭氧技术产业和部门。
二、臭氧的用途★杀菌除臭,可杀灭空气中细菌、病毒,杀灭地毯中滋生的微生物,消灭感冒病菌,预防流感的发生。
臭氧(03)是氧气(O2)的一种异构体,在大气中的含量仅占一亿分之一,其浓度因海拔
高度而异。
臭氧层可以说是地球的保护层,它主要围绕在地球外部离地面20—25公里高度
的地方,起到吸收太阳紫外线中对生物有害部分UV-B(UV-B是紫外线的一段波长,为
280—315nm。
我们V-UV100-200nm)的作用。
同时,由于紫外线是平流层的热能来源,臭
氧分子是平流层大气的重要组成部分,所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构
和大气运动起着决定性的作用,发挥着调节气候的重要功能。
南极上空的臭氧层是在20亿
年的漫长岁月中形成的,可是仅在一个世纪里就被破坏了60%。
太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种,当大气中(含有21%)的氧气分子受到短波紫外
线照射时,氧分子会分解成原子状态。
氧原子的不稳定性极强,极易与其它物质发生反应。
如与氢(H2)反应生成水(H2O),与碳(C)反应生成二氧化碳(C02)。
同样的,与氧分子
(O2)反应时,就形成了臭氧(O3)。
臭氧形成后,由于其比重大于氧气,会逐渐的向臭氧
层的底层降落,在降落过程中随着温度的变化(上升),臭氧不稳定性愈趋明显,再受到长
波紫外线的照射,再度还原为氧。
臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。
2004-08-30
在平流层中,一部分氧气分子可以吸收小于240μm波长的太阳光中的紫外线,并分解形成氧原子。
这些氧原子与氧分子相结合生成臭氧,生成的臭氧可以吸收太阳光而被分解掉,也可与氧原子相结合,再度变成氧分子。
其过程可用下面的化学反应方程式来表示:
O2+Hυ → 2O
O2+O+M+O3 → M
O3+hυ → J[10]O2+O
O3+O → 2O2
M为反应第三体,它们是氮气和氧气分子,其作用是与生成的臭氧相碰撞,接受过剩的能量以使臭氧稳定。
臭氧的浓度取决于上述纯氧反应理论生成反应和消除反应的平衡状态,它可以大体上重现出臭氧浓度的高度分布。
但是从定量角度看,这一理论得出的平流层臭氧浓度是实际臭氧浓度的2倍左右。
纯氧理论出现的问题,主要是没有考虑到大气中的微量成份的催化作用,通过链式反应消除臭氧。
其链式反应方程式如下:
图1-2-1
X+O3→XO+O2
XO+O→X+O2
合计O+O2→2O2
其中X为H,OH,NO,Cl。
如果考虑了上述大气中微量成分消除臭氧的反应,再考虑大气运动效果,则大体上可以再现实际的臭氧高度分布。
臭氧化学性质
臭氧很不稳定,在常温下即可分解为氧气。
臭氧、氯和二氧化氢的氧化势(还原电位)分别是2.07、1.36、1.28伏特,可见臭氧的氧化能力是常见氧化剂中最强的。
臭氧与无机物的反应除铂、金、铱、氟以外,臭氧几乎可与元素周期表中的所有元素反应。
臭氧可与K、Na反应生成氧化物或过氧化物,在臭氧化物中的阴离子O3实质上是游离基。
臭氧可以将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态,形成更难溶的氧化物,人们常利用此性质把污水中的Fe2+、Mn2+及Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni等重金属离子除去。
此外,可燃物在臭氧中燃烧比在氧气中燃烧更加猛烈,可获得更高的温度。
臭氧与有机物反应
臭氧与有机物以三种不同的方式反应:一是普通化学反应;二是生成过氧化物;三是发生臭氧分解或生成臭氧化物。
如有害物质二甲苯与臭氧反应后,生成无毒的水及二氧化碳。
所谓臭氧分解是指臭氧在与极性有机化合物的反应,是在有机化合物原来的双键的位置上发生反应,把其分子分裂为二。
由于臭氧的氧化力极强,不但可以杀菌,而且还可以除去水中的色味等有机物,这是它的优点,然而它的自发性分解性、性能不稳,只能随用随生产,不适于储存和输送,这是它的缺点。
当然,如果从净化水和净化空气的角度来看,由于其分解快而没有残留物质存在,又可以说成是臭氧的一大优点。
、
臭氧的化学性质
臭氧为已知最强的氧化剂之一,仅次于氟,可以氧化大多有机物、无机物。
臭氧与其它氧化性物质氧化性强弱对比如下:
氟>氢氧根>臭氧>过氧化氢>高锰酸根>二氧化氯>次氯酸>氯气>氧气
部分物质的氧化还原电位比较如下表:
名称
臭氧过氧化氢高锰酸离子二氧化氯氯
分子式 O3 H2O2 MnO2 CLO2 CL2
标准电极电位(伏) 2.07 1.78 1.67 1.50 1.36
臭氧稳定性极差,在常温下可自行分解为氧气,1%浓度以下臭氧在空气(常温常压)中的半衰期为半个小时左右,随温度的升高,分解速度加快。
当温度达到270℃高温时可立即转为氧气。
1%水溶液在常温下的半衰期为20分钟左右。
所以臭氧不易贮存,需现场制作,立即使用。