Ozó

Ozon

fórmula de l'ozon amb les càrregues parcials
potencial electrostàtic de l'ozon
Nomenclatura
Altres noms	trioxigen
Fórmula química	O3
Nombre CAS	10028-15-6
RTECS	RS8225000
Propietats químiques
Aparença	gas blau pàl•lid
Densitat	2,144 kg/m3 gas (0ºC, 101 KPa) 1.572 kg/m3líquid (-112ºC)
Massa molar	48
Punt de fusió	-197,7°C
Punt d'ebullició	-111.9°C
Solubilitat	en aigua 1,05 g/l (0ºC) i 0,57 g/l (25ºC)
Seguretat
NFPA 704	0 4 4 OX
Classificació UE	oxidant (O)
Compostos relacionats
Recursos externs
Si no s'indica el contrari, les dades són pels materials en condicions estàndard (25 °C, 100 kPa) Avís d'exempció de responsabilitat

General
EINECS	233-069-2
Termoquímica
ΔfH0298	142.67 kJ/mol
S0298	238.92 J/mol•K
Si no s'indica el contrari, les dades són pels materials en condicions estàndard (25 °C, 100 kPa) Avís d'exempció de responsabilitat

L'ozon (O₃) o trioxigen és una molècula triatòmica (que consta de tres àtoms) d'oxigen. Es tracta d'una forma al•lotròpica de l'oxigen, que és molt menys estable que la forma al•lotròpica diatòmica (O₂). A temperatura i pressió ambientals l'ozon és un gas. En condicions normals, l'ozon és un gas blau pàl•lid que es condensa a temperatures criogèniques; progressivament passa a un blau fosc líquid i, finalment, es forma un sòlid de color violeta-negre. La inestabilitat de l'ozon respecte al dioxigen comú és molt gran, així que tant l'ozon concentrat en estat gasos com l'ozon líquid pot descompondre's explosivament. Per això, comercialment sols s'utilitza en baixes concentracions.

Llampec del Catatumbo, a l'estat Zulia de Veneçuela. Les descàrregues elèctriques són la “fàbrica” d'ozon de la naturalesa. Hi han àrees on els vents dominants són frenats per la configuració del relleu, provocant l'ascens orogràfic de la nuvolositat acompanyat per nombroses descàrregues elèctriques. Una de les àrees més favorables en aquest sentit és la formada per la vall del riu Catatumbo entre els Andes veneçolans i la muntanya de Perijá, al sud-est del llac de Maracaibo. Aquest fenomen és capaç de produir 1.176.000 llampecs per any, produint així el 10% de la capa d'ozon del planeta.

En l'atmosfera la concentració en volum d'ozon és del 0-0.1ppm, però les concentracions de l'ozon són molt variables. L'exposició a concentracions d'ozon > 0,1 ppm es considera perillós per a la salut humana. Hi ha evidència d'estudis controlats d'exposició d'O₃, humana i animal pot causar efectes adversos a la salut. L'ozon es va proposar com una nova substància a l'aire al 1840. El nom d'ozon ve del grec, del verb ozein (ὄ ζειν, "al olor"), això és degut a l'olor peculiar que hi ha després dels llampecs de les tempestes. L'olor de l'ozon és fort, recorda a l'olor del clor, i moltes persones el detecten a concentracions de tan sols 10 ppm a l'aire. La fórmula de l'ozon, (O₃), es va determinar l'any 1865.

L'ozon és l'oxidant fotoquímic més important a la troposfera. L'ozon està format per reaccions fotoquímiques amb la presència de contaminants precursors com el NOx i compostos orgànics volàtils. En les rodalies on hi ha moltes fonts d'emissions de NOx, on hi ha una gran quantitat de NO, el O₃ és '"depurat"' i com a resultat les seves concentracions solen ser baixes en els centres urbans, en canvi les concentracions de O₃ augmenten en les zones rurals i suburbanes adjacents. Com a resultat del seu origen fotoquímic, (O₃), mostra patrons estacionals i diürns, amb concentracions més altes a l'estiu i a la tarda. La correlació de O₃, amb altres contaminants varia segons l'estació i la ubicació. L'ozon té un interessant ús industrial com a precursor en la síntesi d'alguns compostos orgànics, i sobretot, com a desinfectant (en depuradores). La seva principal propietat és que és un oxidant. És, no obstant, conegut per l'important paper que exerceix en l'atmosfera. A aquest nivell és necessari distingir entre l'ozon present en la estratosfera i el de la troposfera. En ambdós casos la seva formació i destrucció són fenòmens fotoquímics.

L'ozon és un oxidant potent (molt més que el dioxígen) i té moltes aplicacions industrials. Aquest mateix alt potencial d'oxidació és el causant dels danys que es produeixen als teixits respiratoris d'animals i als teixits de les plantes si la concentració d'ozon és més alta que 100ppm. Això fa que l'ozon a prop del sòl sigui perillós. Però la capa d'ozon (una porció de la estratosfera amb una alta concentració d'ozon, de dos fins a vuit ppm) és beneficiosa perquè evita que la lum ultraviolada arribi a la superfície de la Terra.

Història

L'ozon ja es coneixia en l'antiguitat on Homer el citava a la seva Odissea. Va ser descobert en 1783-1785 pel físic holandès Martinus van Marum mentre realitzava investigacions amb màquines electrostàtiques que generaven unes descàrregues elèctriques i desprenien un olor característic en contacte amb l'aire. També Cruikshank (1801) el va anomenar en diversos experiments fets amb electròlisi.

Però no va ser fins el 1840 que Christian Friedrich Schönbein va repetir els experiments de van Marum i va pensar que aquell olor peculiar era el mateix que el que es percep durant les tempestes elèctriques. El va anomenar ozon ja que la seva arrel grega és ozein (ὄ ζειν) que significa desprendre olor i es va proposar com a una nova substància de l'aire.

Es va discutir molt si l'ozon era una molècula composta o un estat transitori de l'oxigen, però Mariniak, Delarive i Andrews en 1856 van definir l'ozon com un estat al•lotròpic de l'oxigen.

La primera unitat per la generació de l'ozon va ser desenvolupada per l'enginyer Werner von Siemens (1857), es va anomenar súper tub d'inducció d'ozon per a l'eliminació de microorganismes. Avui en dia encara es segueix utilitzant el mateix mecanisme per la producció d'ozon a concentracions elevades.

Altres investigadors van aportar més informació sobre l'ozon, Jacques-Louis Soret en 1865 va determinar la seva fórmula molecular, va reconèixer que era una substància de propietats inusuals que mai havia estat aïllada en estat pur i que estava composat solament d'oxigen (3(O₂) + 64800 cal → 2(O₃)). Mulliken i Dewar van aclarir la seva forma molecular.

No va ser fins més tard que M. P. Otto va determinar la seva densitat, constitució molecular i va estudiar detingudament la seva formació. Després d'aquests estudis va idear un sistema per produir ozon per mitjà de descàrregues elèctriques (com es produeix a la pròpia naturalesa) donant lloc al sistema Otto que s'utilitza des del 1969.

En 1872, Benjamin Collins Brodie va donar a conèixer la veritable naturalesa química de l'ozon. I al voltant de 1873, Fox va estudiar a fons la capacitat de l'ozon per eliminar microorganismes. Kleinman va ser qui va fer els primers assajos bacteriològics sobre gèrmens patògens i a més a més va provar la influència perniciosa d'aquest gas sobre les mucoses d'animals i humans.

En 1913, Charles Fabry amb la col•laboració de Henri Buisson i Alfred Perot va participar en la posada en marxa de l'interferòmetre de Fabry-Perot, que va servir principalment per demostrar l'existència de la capa d'ozon.

La primera constància bibliogràfica de l'ús de l'ozon en medicina data de la primera Guerra Mundial (1914-1918), quan el doctor A. Wolff va realitzar cures amb ozon per tal de netejar i desinfectar ferides sèptiques. Però no va ser fins el 1935 que Erwin Payr va donar una empenta a la utilització de l'ozon en medicina.

A començament del segle XX, De Paoli i Weinmann van afirmar que l'ozon tenia propietats terapèutiques que superaven les de l'oxigen. En 1950, Joachim Hansler va reprendre el treball de Payr i va desenvolupar el primer generador d'ozon per ús mèdic, que va permetre la dosificació exacta de les mescles d'ozon-oxigen (5% d'ozon com a màxim i 95% d'oxigen). Aquest descobriment va ser decisiu en la terapèutica, perquè era necessari aplicar les dosis adequades d'ozon i així evitar la peroxidació excessiva que pot ocasionar danys en les membranes cel•lulars.

La pràctica de l'autotransfusió de la sang ozonitzada data del 1940, des dels treballs de Hans Wolff. Avui en dia està estandaritzada i acceptada com la tècnica de l'ozonoteràpia. No va ser fins el 1972 que es va fundar la primera societat d'ozonoteràpia.

El 1987 es va firmar el protocol de Montreal relatiu a substàncies que disminueixen l'ozon, és un tractat internacional disenyat per protegir la capa d'ozon.

Propietats de l'ozon

L'ozon és un compost químic format en l'atmosfera, és un gas de color blau pàl•lid a temperatura ambient i amb un olor picant, com el que es pot percebre després d'una tempesta elèctrica.

Químicament, l'ozon és una molècula triatòmica que pertany a una de les quatre formes al•lotròpiques de l'oxigen, sent el seu símbol químic O₃ i amb pes molecular de 48 g/mol. L'ozon és relativament estable a l'aire amb una vida mitja de varies hores a baixes concentracions, però la vida mitja canvia significativament una vegada l'ozon és introduït dins de l'aigua, on tenen lloc moltes reaccions químiques, especialment amb els àtoms de carboni per produir principalment CO₂.

Es forma quan una molècula d'oxigen es veu forçada a incorporar un tercer àtom creant una molècula triatòmica. Aquest tercer àtom s'uneix lleugerament i fa que sigui molt inestable i altament oxidativa, sent el quart agent oxidant més agressiu. La ressonància d'aquesta molècula no permet la possibilitat de tenir electrons desaparellats i per tant és diamagnètica. La principal conseqüència de la seva inestabilitat és que no pot ser emmagatzemat ni transportat durant un període llarg de temps. La seva producció s'ha d'efectuar en el moment i lloc de la seva utilització.

Es va determinar que a 161 K (-112 ºC) condensa per formar un líquid de color blau fosc. És perillós permetre que el líquid s'escalfi fins a ebullició a conseqüència a que tan l'ozon gasós com el líquid poden detonar. A temperatures inferiors als 80 K (-193 ºC) dóna lloc a un sòlid violeta-negre.

L'ozon és parcialment soluble en aigua. D'acord amb la llei de Henry, l'eficàcia de dissolució d'un gas específic en una fase aquosa està basada en la pressió parcial del gas en particular en el flux total del gas, així com la temperatura d'aquesta. En conseqüència, a major concentració d'ozon s'aconsegueix que hi hagi una transferència major d'ozon a l'aigua. Com és d'esperar, la solubilitat de l'ozon decreix amb l'increment de la temperatura. També s'ha vist que és molt soluble en dissolvents inerts no polars com ara el tetraclorur de carboni o fluorocarbonis, amb els que forma una dissolució blava.

És fàcilment detectable en l'aire, el llindar de percepció de l'ozon s'inicia aproximadament a 0.01 ppm presentant un olor desagradable a concentracions per sobre d'aquesta concentració, a més a més de tenir un color lleugerament més blau a nivells superiors a 5 ppm. L'exposició de 0.1 a 1 ppm produeix mal de cap, ulls plorosos i irritació de les vies respiratòries.

Estructura

Mitjançant espectroscòpia de microones, s'ha pogut comprovar que l'ozon és una molècula angular amb una simetria C_2v. Les distàncies interatòmiques O – O són de 127.2 pm, mentre que l'angle O – O – O és de 116.78°. L'ozon és una molècula polar amb un moment dipolar de 0.53 D, on l'àtom central, que té una hibridació sp², soporta una càrrega positiva, mentre que els àtoms terminals comparteixen una càrrega negativa per ressonància, promitjant un ordre d'enllaç de 1.5.

Reactivitat

L'ozon té un elevat poder oxidant. És un agent oxidant més fort que el O₂. Aquest és inestable a concentracions elevades, i decau a oxigen diatòmic (amb un temps de vida mitja de una hora i mitja en condicions atmosfèriques. ):

2 O₃ → 3 O₂

Aquesta reacció transcorre més ràpidament a pressions i temperatures majors. La deflagració a la capa d'ozon pot ser provocada per una espurna, i pot ocórrer en les concentracions d'ozon de 10% en pes o superior. .

Reaccions amb metalls

L'ozon oxida la major part dels metalls (excepte l'or, el platí i l'iridi) a l'estat d'oxidació més elevat. Per exemple:

2Cu⁺ + 2H₃O⁺ + O₃ --> 2Cu²⁺ + 3H₂O + O₂

Reaccions amb nitrogen i compostos de carboni

L'ozon també s'oxida l'òxid nítric del diòxid de nitrogen:

NO + O₃ --> NO₂ + O₂

Aquesta reacció està acomponyada per la quimioluminiscència. El NO₂ pot ser oxidat:

NO₂ + O₃ → NO₃ + O₂

El NO₃ format pot reaccionar amb el NO₂ per formar el pentòxid de dinitrogen N₂O₅ :

El nitril de perclorat sòlid pot fer a partir de NO₂, ClO₂, i O₃ gasosos:

2NO₂ + 2ClO₂ + 2O₃ → 2NO₂ClO₄ + O ₂

L'ozon no reacciona amb les sals d'amoni, però oxida l'amoníac a nitrat d'amoni: 2 NH₃ + 4O₃ → NH₄NO₃ + 4O₂ + H₂O

L'ozon reacciona amb carboni <- grafit -> per formar diòxid de carboni, fins i tot reacciona a temperatura ambient:

C + 2O₃ → CO₂ + 2O₂

Reaccions amb compostos de sofre

L'ozon s'oxida sulfits a sulfats. Per exemple, el sulfur de plom (II) s'oxida a sulfat de plom (II)

PbS + 4O₃ → PbSO ₄ + 4O₂

L'àcid sulfúric pot ser produït partint de la capa d'ozon, aigua i, o bé el Sofre elemental o diòxid de sofre:

S + H₂O + O₃ → H₂ SO₄

3SO₂ + 3H₂O + O₃ → 3H₂SO₄

En fase gasosa, l'ozon reacciona amb el sulfur d'hidrogen per formar el diòxid de sofre:

H₂S + S₃ → SO₂ + H₂ O

En solució aquosa, però, hi ha dues reaccions que competeixen simultaniament, una produeix sofre elemental, i l'altre àcid sulfúric:

H₂S + S₃ → S + S₂ + H₂ O

3H₂S + S4₃ → 3H₂SO₄

Reaccions amb alquens i alquins

Els alquens es poden oxidar amb ozon, en un procés anomenat ozonòlisi, donant com a productes alcohols, aldehids, cetones, i àcids carboxílics, depenent de si la segona etapa de la rutina es realitza en condicions oxidants o reductores.

Generalment l'ozonòlisi es fa en una solució de diclorometà a una temperatura de -78ºC. Després d'una seqüència d'escissió i transposició, un ozonid orgànic es forma. Amb condicions reductores (per exemple, zinc en àcid acètic o sulfur de dimetil), es formen les cetones i aldehids, i en condicions oxidants (per exemple aquoses o alcohòliques peròxid d'hidrogen), es formen àcids carboxílics.

Reaccions amb altres substrats

Els tres àtoms d'ozon poden reaccionar, com en la reacció de clorur d'estany (II) amb àcid clorhídric i ozon:

3 SnCl₂ + 6 HCl + O₃ → 3 SnCl₄ + 3H₂O

La reacció amb perclorat de iode es pot dur a terme dissolent iode en àcid perclòric anhidre fred i ozon:

Jo₂ + 6HClO₄ + O₃ → 2I(ClO₄)₃ + 3H₂O

Combustió

H + O₃ → HO₂ + O

2 HO₂ → H₂O₄

Reducció d'ozònids

La reducció de la capa d'ozon dóna anions ozònids. Els derivats d'aquest anions són explosius i han de ser emmagatzemats a temperatures criogèniques. Els ozònids es coneixen per a tots els metall alcalins. KO₃, RBO₃, i de les OSC₃, es poden preparar a partir dels seus respectius superòxids:

KO₂ + O₃ → KO₃ + O₂

Encara que el KO₃ pot ser format com s'ha esmenat anteriorment, també es poden formar a partir d'hidròxid de potassi i ozon:

2 KOH + 5O₃ → 2KO₃ + 5O₂ + H₂O

Mecanisme de Chapman

Té lloc a l'estratosfera i inclou la síntesi i la descomposició de l'ozon. Ambdues reaccions han de d'estar a l'estat estacionari. Síntesi:

O₂ + hv → O + O (reacció lenta)

O + O₂ + M → O₃ + M (reacció ràpida)

Descomposició:

O₃ + hv → O₂^* + O (reacció ràpida)

O₃ + O → O₂ + O₂ (reacció lenta)

El mecanisme de Chapman presenta un inconvenient, ja que tal i com s'indica a dalt la síntesi d'ozon hauria de ser més lenta que la descomposició, i per tant la concentració d'ozon hauria de ser elevada. No obstant, no s'observa experimentalment.

El fet que hi hagi estat estacionari és degut a que hi ha cicles catalítics. Segueixen el mecanisme que es mostra a continuació:

X + O₃ → XO + O₂

XO + O → X + O₂

^{__________________________}

O + O₃ → 2O₂

On X pot ser qualsevol de les espècies que es mostren a continuació:

• HO_x: ^*OH, HOO^*

Aquestes espècies provenen d'aigua i metà. L'aigua s'acumula a la troposfera i en disminuir la temperatura dels oceans condensa, per tant no passa a l'estratosfera. En canvi el metà sí que passa a l'estratosfera i mitjançant les reaccions que pateix es forma aigua, que alhora forma el radical ^*OH que forma part del cicle catalític:

H₂O + O(¹D) → 2 ^*OH H₂O + hv → ^*H + ^*OH

• NO_x: ^*NO, ^*NO2

Les dues espècies estan presents a l'estratosfera i es generen per combustió. NO₂ forma NO, que és l'espècie que entra al cicle catalític i destrueix l'ozon.

• ClO_x: ^*Cl, ClO^*

El precursor natural és el CH₃Cl, que és produït per les reaccions en els oceans.

Ozon en l'atmosfera

La distribució d'ozon atmosfèric en la pressió parcial en funció de l'altitud

Concentration of ozone as measured by the Nimbus-7 satellite

Near-global ozone for 6 September 2004 from NASA/GSFC

Satèl•lit Aura

L'ozon es troba principalment en 2 regions de l'atmosfera. Aproximadament el 10% de l'ozon atmosfèric és a la troposfera, la regió més propera a la terra (des de la superfície fins 10 -16 km). L'ozon restant (90%) resideix en l'estratosfera, aquesta concentració d'ozon a l'estratosfera es denomina comunament la "capa d'ozon ".

On es troba l'ozon

• A gran altitud:

O₂ té una vida d'una hora L'intensa radiació d'energia solar és capaç de trencar l'enllaç oxigen-oxigen

O₂ + radiació ultraviolada → 2 O_(radical)

La relació O_(radical)/O₂ és molt gran i la concentració de O₂ és baixa; això limita la formació de l'ozon.

M+ O₂ + O_(radical) → O₃ + M

• A altitud mitjana: sobre els 23 Km

Es produeixen les dos reaccions anteriors, perquè hi ha suficient concentració d'O₂ i energia per trencar l'enllaç oxigen- oxigen.

• En altituds baixes:

O₂ té una vida de cinc anys La concentració d'O₂ és elavada, però hi ha molt poca radiació per trencar l'enllaç oxigen- oxigen, llavors la formació de O₃ és limitada.

Cóm es mesura l'ozon

La mesura de la quantitat d'ozon a l'atmosfera és una tasca difícil perquè:

• Dificultat en l'obtenció de mostres
• L'ozon és destrueix fàcilment per reacció amb els recipients on s'emmagatzema
• La baixa concentració d'ozon que hi ha a l'aire

L'alternativa és l'ús d'instruments que mesuren verticalment a través d'una columna en l'atmosfera. Es mesura el total d'O₃ en la columna vertical. El total d'O₃ a la columna es mesura en unitat Dobson (DU), és el gruix equivalent de la capa d'ozon pur. La forma habitual d'expressar els nivells d'ozon total a l'atmosfera és mitjançant l'ús d'unitat Dobson. Els mesuraments puntuals es presenten com a fraccions molars en nmol/mol(parts per bilió, ppb) o com concentracions en mg/m ³.
La quantitat d'ozon a l'atmosfera es pot mesurar amb instruments des de la superfície, globus sonda i satèl•lits. Algunes mesures consisteixen en col•locar aire dins d'un instrument amb un sistema per detectar ozon. Altres mesures es basen en les característiques úniques d'absorció de la llum de l'ozon en l'atmosfera. En aquest cas, la llum del Sol o d'un làser, és mesura amb precisió després de travessar una porció de l'atmosfera que contingui ozon. Fonamentalment s'utilitzen estacions terrestres situades en llocs clau del continent antàrtic i els seus voltants i satèl•lits com el TOMS o el AURA. Les mesures d'ozon es realitzen amb:

• Instruments capaços de mesurar la radiació UV incident sobre la superfície terrestre i transformar aquesta mesura en la columna total d'ozon, com l'espectrofotòmetre Dobson, el Brewer, DIAL.
• Ozonosondes, és a dir, globus meteorològics que porten una càrrega útil capaç de registrar els valors d'ozon punt a punt. Aquest procediment permet obtenir perfils de la concentració d'ozon amb l'altura. L'equip per a la realització de perfils verticals d'ozon està format per diverses parts. La principal és la ozonosonda, que consta d'un sensor electroquímic format per dos elèctrodes de platí immersos en una solució de iodur potàssic en diferents concentracions a les cambres de l'ànode i del càtode. La ozonosonda es connecta per mitjà d'una interfície a una radiosonda per adequar el senyal d'ozon al protocol de la radiosonda per al seu enviament a terra. La radiosonda està proveïda d'un sensor per mesurar la temperatura, la humitat i la pressió. A més, té un sistema GPS que permet conèixer les dades de la velocitat i el mòdul del vent.
• Satèl•lits: El sensor TOMS (Sensor per a la Mesura del Ozon Total) en el satèl•lit Nimbus-7 i la sèrie UARS(Satèl•lit d'Investigació de l'Alta Atmosfera) capta radiació en 6 longituds dona dins de l'ultraviolat, es tracta de radiació solar reflectida o absorbida i reemesa per l'atmosfera. Satèl•lit Aura està dedicat a l'observació d'ozon, la qualitat de l'aire i el clima. Les mesures fetes pel satèl•lit Aura complementen les mesures fetes pel satèl•lit UARS.

Tipus d'ozon a l'atmosfera

En l'atmosfera es poden diferenciar dos tipus d'O₃, l'ozon bo i l'ozon dolent.

'Ozon bo' L'ozon en la estratosfera protegeix la vida vegetal i animal a la Terra mitjançant l'absorció de radiació UV d'alta energia. L'ozon a l'estratosfera absorbeix la major part de la radiació ultraviolada del Sol. Sense la capa d'ozon, la radiació UV intensa del Sol seria com esterilitzar la superfície de la Terra. L'ozon filtra tota la més enèrgica, la radiació UV-C i la majoria de la radiació UV-B. L'ozon només filtra aproximadament la meitat de la radiació UV-A. L'excés de radiació UV-B i UV-A pot causar cremades i poden provocar càncer de pell i lesions oculars. L'augment dels nivells dels gasos produïts per l'home, com ara els gasos clorofluorocarbonis (CFC) han donat lloc a majors taxes de destrucció de la capa d'ozon, alterant l'equilibri natural de la capa d'ozon i això comporta la reducció dels nivells d'ozon estratosfèric. Al reduir els nivells d'ozon s'ha augmentat la quantitat de radiació ultraviolada que arriba a la superfície de la Terra. Quan els científics parlen del forat d'ozon, estan parlant de la destrucció de l'ozon estratosfèric, " ozon bo", la capa d'ozon.

'Ozon dolent' Ozon troposfèric causa irritació i mal a les plantes i animals a causa del seu poder oxidant, a més a més, és també un gas de l'efecte hivernacle. Encara que fins a la capa d'ozon a l'estratosfera proporciona un escut per protegir la vida a la Terra, el contacte directe amb la capa d'ozon és nociu per a les plantes i els animals (incloent humans). A nivell del sòl,l'ozon és "dolent", la capa d'ozon es forma quan els gasos d'òxid de nitrogen de les emissions dels vehicles i industrials reaccionen amb els compostos orgànics volàtils (carboni que contenen productes químics que s'evaporen fàcilment a l'aire, com ara dissolvents de pintura). A la troposfera prop de la superfície de la Terra, la concentració natural de la capa d'ozon és d'aproximadament 10 parts per mil milions (0,00001 per cent). D'acord amb l'Agència de Protecció Ambiental, l'exposició als nivells d'ozon superiors a 80 parts per mil milions per 8 hores o més no és saludable. Aquestes concentracions solen trobar-se a prop de les ciutats durant els períodes en què l'ambient és càlid i estable. Els efectes perjudicials poden incloure mal de gola i la irritació dels pulmons o l'agreujament d'asma.

Importància de l'ozon per les persones

Els nivells d'ozon a diferents altituds, i el bloqueig de les diferents bandes de la radiació ultraviolada. Essencialment, totes UVC (100-280 nm) estan bloquejades per dioxígeno (de 100-200 nm), o bé per l'ozon (200-280 nm) en l'atmosfera. La porció més curta de la banda UV-C i la radiació UV més enèrgica per sobre d'aquesta banda causa la formació de la capa d'ozon, quan els àtoms d'oxigen individuals produïts per UV fotòlisi de dioxígeno (per sota de 240 nm) reaccionen amb més dioxígeno. Les cremades de Sol que produeixen la radiació UV-B (280-315 nm), la banda, que es troba en les longituds d'ona més llargues que la radiació UV-C. La banda de UV més proper a la llum visible, raigs UV-A (315-400 nm), amb prou feines es veu afectat per l'ozon, i la majoria que arribi a terra.

L'ozon actua com a filtre o escut protector de les radiacions nocives i d'alta energia que arriben a la Terra tot permetent que en passin altres com l'ultraviolat d'ona llarga. Aquesta radiació ultraviolada és la que permet la vida al planeta, ja que és la que permet que es realitzi la fotosíntesi del regne vegetal, que es troba en la base de la piràmide tròfica.

Tot i que la concentració de l'ozon a la capa d'ozon és molt petita, és de vital importància per a la vida, ja que absorbeix radiació ultraviolada biològicament nociva (UV) procedent del Sol. La radiació UV que té una longitud d'ona de 10-100 nm és eliminada pel nitrogen. La radiació UV capaç de passar el nitrogen es divideix en tres categories, en funció de la seva longitud d'ona:

• UV-A (315-400nm ): L'ozon és transparent per a la majoria d'UV-A, de manera que la majoria d'aquest tipus UV arriba a la Terra. No obstant això, aquest tipus de radiació UV és significativament menys perjudicial per l'ADN, tot i que encara també pot causar danys indirectes a la pell.
• UV-B (280-315nm): La capa d'ozon (que absorbeix entre 200 nm a 310 nm amb una absorció màxima a aproximadament 250 nm) és molt eficaç a descartar als raigs UV-B. No obstant això, alguns d'UV-B, en particular el que tenen les seves longituds d'ona més llargues, arriben a la Terra. Radiació UV-B pot ser perjudicial per a la pell i és la principal causa de les cremades de Sol , l'exposició excessiva també pot causar dany genètic, donant lloc a problemes com el càncer de pell, però un efecte positiu de l'exposició de la pell a la radiació ultraviolada de tipus B (UVB) és la inducció de la producció de la vitamina D.

• UV-C (100-280nm): és el tipus de radiació més perjudicial per als éssers vius, aquest tipus de radiació ultraviolada s'absorbeix per una combinació de dioxìgen (<200 nm) i l'ozon (> 200 nm).

La capa d'ozon absorbeix tota la radiació UV-C per sota de 280 nm, en canvi les radiacions UV-B i UV-A són parcialment absorbides per O₃.

Ozon estratosfèric

L'ozon de la terra es troba de forma natural a l'estratosfera, formant la denominada capa d'ozon. L'ozon estratosfèric es forma per acció de la radiació ultraviolada, que dissocia les molècules d'oxigen molecular (O₂) en dos àtoms, els quals són altament reactius, podent reaccionar aquests amb una altra molècula de O₂ formant-se l'ozon. L'ozon estratosfèric es destrueix al seu torn per acció de la pròpia radiació ultraviolada, ja que la radiació amb longitud d'ona menor de 290 nm fa que es desprengui un àtom d'oxigen de la molècula d'ozon. Es forma així un equilibri dinàmic en què es forma i destrueix ozon, consumint-se d'aquesta manera la majoria de la radiació de longitud d'ona menor de 290 nm. Així, l'ozon actua com un filtre que no deixa passar la dita radiació perjudicial fins a la superfície de la Terra.

O₂ + radiació ultraviolada → 2 O_(radical)

O₂ + O_(radical) → O₃

O₃ + radiació ultraviolada → O₂ + O_(radical)

L'equilibri de l'ozon en l'estratosfera es veu afectat per la presència de contaminants, com poden ser els compostos clorofluorocarbonats (CFCs), que reaccionen amb l'ozon i fan que es destrueixi més ràpidament del que es regenera.

Ozon troposfèric

Tanmateix, també podem trobar ozon en la troposfera, la zona més baixa de l'atmosfera, on esdevé un problema, ja que l'ozon, en concentració suficient pot provocar danys en la vegetació (a partir d'uns 60 micrograms per metre cúbic) o en la salut humana (a partir d'uns 150 micrograms per metre cúbic). L'ozon en aquesta capa es forma a causa de la contaminació atmosfèrica (presència de diòxid de carboni de vehicles i indústria, etc.) que, amb la llum i l'oxigen, produeixen aquesta substància tòxica per als éssers vius. En tenir efectes adversos per a la salut, ha estat regulat per normes ambientals.

El mecanisme per mitjà del qual es genera l'ozon en la troposfera és doncs completament diferent a l'estratosfèrica, ja que a aquesta altura no arriben les radiacions ultraviolades. L'ozon en aquest cas, es forma a partir de certs precursors (NO_x - òxids de nitrogen; i COVs - compostos orgànics volàtils, com el formaldehid) i el nitrat de peroxiacetil, contaminants provinents de l'activitat humana. Aquests contaminants es dissocien formant radicals amb radiació menys energètica, i dits radicals poden formar ozon amb l'oxigen molecular. El conjunt de l'ozon, NO_x i COVs forma una boira marró visible en zones molt contaminades denominada boira fotoquímica.

Conseqüències de l'ozon a la troposfera

Veure també:Boirum

L'ozon de la troposfera és un contaminant atmosfèric. l'ozon a la troposfera no s'emet directament pels motors dels automòbils o per les industries. L'ozon en la troposfera es forma per la reacció de la llum solar en els hidrocarburs que hi ha a l'aire i els òxids de nitrogen, l'ozon es pot quedar en el lloc que es forma o per l'acció del vent trobar-se a molts quilòmetres del lloc on es forma l'ozon.

L'ozon reacciona directament amb alguns hidrocarburs com ara aldehids i així comença la seva eliminació de l'aire, els productes són components clau del boirum fotoquímic. La fotòlisi de l'ozon per la llum UV condueix a la producció del radical hidroxil. La vida de l'ozon en l'atmosfera ( troposfera) és d'uns 22 dies.

Hi ha evidència d'una reducció significativa en els rendiments agrícoles a causa de l'augment de l'ozon que es troba a la troposfera i la contaminació que interfereix en la fotosíntesi i el retard del creixement global d'algunes plantes. Alguns de ciutats amb concentracions molt elevades d'ozon són Houston, Texas, i Mèxic. El gas ozon ataca qualsevol polímer que posseeixi enllaços olefínics o dobles enllaços dins la seva estructura, com el cautxú natural, el cautxú nitril i el cautxú d'estirè-butadiè. Els productes fets amb aquests polímers són especialment susceptibles a atac, el que provoca esquerdes. Aquests materials poden protegir per l'addició de antiozonants, com ara les ceres. Les esquerdes produïdes per l'ozon era un greu problema pels pneumàtics dels automòbils.

L'ozon com a gas hivernacle

Tot i que l'ozon ja era present a nivell de terra abans de la Revolució Industrial, les concentracions que es troben avui dia són molt més grans que a les èpoques preindustrials. Aquesta concentració d'ozon actua com un gas hivernacle, absorbint part de la radiació infraroja emesa per la terra. Alguns estudis quantifiquen el forçant radiatiu de l'ozon de la troposfera entorn el 25% del que correspon al diòxid de carboni.

Efectes sobre la salut

La contaminació de l'aire

Degut a l'acció dels raigs UV durant el dia, l'ozon troposfèric es crea prop de la superfície terrestre en un grup de contaminants anomenats precursors d'ozon. Una gran quantitat de proves demostren que la capa d'ozon a nivell del sòl irrita el sistema respiratori i afecta la capacitat pulmonar. L'exposició a l'ozon i els contaminants produïts poden provocar la mort prematura, asma, bronquitis, atacs de cor, entre d'altres problemes cardiopulmonars.

El risc de mort degut a una malaltia respiratòria es pot atribuir a una gran exposició a l'ozon . Durant 18 anys de seguiment es va realitzar un estudi sobre 450.000 persones que vivien a ciutats d'Estats Units, aquest va mostrar una correlació significativa entre els nivells d'ozon i les malalties respiratòries. L'estudi va revelar que les persones que vivien en ciutats amb alts nivells d'ozon, com ara Houston o Los Angeles, tenien un 30% més de risc de morir d'una malaltia pulmonar.

Directrius de qualitat de l'aire, com ara els de l'Organització Mundial de la Salut (OMS), l'Agència Nord-americana de Protecció Ambiental (EPA) i la Unió Europea, es basen en estudis detallats destinats a identificar els nivells que poden causar efectes nocius mesurables per a la salut.

D'acord amb els científics de l'EPA, les persones susceptibles es poden veure afectades negativament per nivells d'ozon inferiors 40 nmol / mol.

Actualment a la UE, el valor de concentracions d'ozon és de 120 μg / m³, que es troba al voltant de 60 nmol / mol. Aquesta fita s'aplica a tots els estats membres d'acord amb la Directiva 2008/50/CE. La concentració d'ozon es mesura amb una màxima diària de 8 hores en promig, i el blanc no s'ha de superar en més de 25 dies naturals a l'any, a partir de gener de 2010. Mentre que la Directiva obliga en el futur a un estricte compliment de 120 μg / m³ com a límit (és a dir, la concentració d'ozon mitjana que no podrà superar-se en qualsevol dia de l'any), no hi ha data fixada per a aquest requisit i és tractat com un objectiu a llarg termini.

La Llei d'Aire Net dirigeix a l'EPA a establir Normes Nacionals de Qualitat de l'Aire per a diversos contaminants, incloent l'ozon a nivell del sòl, els comtats que es trobin fora del compliment d'aquestes normes estan obligats a prendre mesures per reduir els seus nivells. Al maig de 2008, l'EPA va reduir el nivell d'ozon de 80 nmol / mol a 75 nmol / mol. Això va ser controversial, ja que els mateixos científics de l'Agència i el Consell Assessor van recomanat rebaixar el nivell a 60 nmol / mol, i l'Organització Mundial de la Salut recomanà 51 nmol / mol. Els grups ecologistes i la majoria de la salut pública van recolzar el límit de 60 nmol / mol . El 7 de gener de 2010, els EUA Agència de Protecció Ambiental (EPA) va anunciar les revisions propostes a la Comissió Nacional Qualitat d'Aire Ambiental (NAAQS) per a la capa d'ozon contaminant, el component principal de l'smog:

... L'EPA proposa que el nivell de la principal norma de 8 hores, que es va fixar en 0,075 mmol / mol en la regla final del 2008, s'hauria de fixar en un nivell més baix dins el rang 0,060-0,070 mmol / mol, per tal de proporcionar una major protecció per als nens i altres poblacions en situació de risc contra una sèrie d'efectes adversos per a la salut relacionats amb el O3, aquests efectes van des de la disminució de la funció pulmonar i l'augment de símptomes respiratoris greus fins als indicadors de morbiditat respiratòria, incloent les visites a urgències i ingressos hospitalaris per causes respiratòries, i, possiblement, cardiovascular, la morbiditat relacionada, així com la mortalitat total no accidental i cardiopulmonar ....

L'EPA ha desenvolupat un Índex de Qualitat de l'Aire (AQI) per ajudar a explicar els nivells de contaminació de l'aire al públic en general. Sota les normes actuals, de vuit hores, les fraccions molars mitjana d'ozon de 85-104 nmol / mol es descriuen com "poc saludable per a grups sensibles", 105 nmol / mol a 124 nmol / mol com "no saludable", i 125 nmol / mol 404 nmol / mol com a "molt no saludable".

L'ozon també pot estar present a la contaminació de l'aire en interiors, en part degut als equips electrònics, com les fotocopiadores. També es coneix una connexió entre l'augment de pol•len, les espores de fongs, i la capa d'ozon, causada per les tempestes i els ingressos hospitalaris dels malalts d'asma.

A l'època victoriana, un mite de Folk Britànic va sostenir que l'olor del mar era causat per l'ozon. De fet, la característica de "olor de mar" és causada per el sulfur de dimetil, que és una substància química generada pel fitoplàncton. El Folk Britànic victorià considerava l'olor resultant "vigoritzant", però en concentracions elevades, el sulfur de dimetil és realment tòxic.

Fisiologia

L'ozon, conjuntament amb altres espècies reactives de l'oxigen (com ara el superòxid, l'oxigen singlet, el peròxid d'hidrogen, i els ions hipoclorit), és produït naturalment per cèl•lules blanques de la sang i altres sistemes biològics (com ara les arrels de calèndules) com a mitjà per destruir cossos extrans. L'ozon reacciona directament amb dobles enllaços orgànics. A més, quan l'ozon descompon en dioxígen, els radicals lliures d'oxigen formats són altament reactius i tenen capacitat de fer malbé moltes molècules orgàniques. Es creu que les propietats oxidants de l'ozon poden ser un factor contribuent de la inflamació. La relació causa-efecte de la manera en què l'ozon es crea al cos i en com es comporta encara s'està estudiant i està subjecta a diverses interpretacions, ja que altres processos químics del cos poden desencadenar algunes d'aquestes reaccions. Un equip dirigit per el Dr Paul Wentworth, Jr, del Departament de Química a l' Institut d'Investigació Scripps mostra l'evidència que vincula l'oxidació d'aigua de l'anticòs catalitzat de la resposta humana immune amb la producció d'ozon. En aquest sistema, l'ozon es produeix per la producció catalitzada de trioxidane d'aigua i neutròfils produït oxigen singlet.

Quan s'inhala, l'ozon reacciona amb els compostos que recobreixen els pulmons de forma específica, el metabòlits derivats del colesterol, estan pensats per facilitar l'acumulació i la patogènia de les plaques d'ateroma (una forma de malaltia del cor). Aquests metabòlits han estat confirmats a les artèries ateroscleròtiques humanes i es classifiquen en una classe dels denominats atheronals secosteroles, generada per ozonòlisi del doble enllaç del colesterol per formar un 5,6 secosterol, així com un producte de condensació secundària a través aldolization.

Seguretat

Degut a les fortes propietats oxidants de la capa d'ozon, l'ozon és un irritant primari, que afecta especialment els ulls i al sistema respiratori i pot ser perillos fins i tot a baixes concentracions. El Centre Canadenca per a la Seguretat i la ocupació de la Salut informa que:

"Fins i tot a concentracions molt baixes de la capa d'ozon pot ser perjudicial per a les vies respiratòries superiors i els pulmons. La gravetat de la lesió depèn tant de la concentració d'ozon com de la durada de l'exposició. La lesió pulmonar greu o permanent i fins i tot la mort , podria resultar d'una gran exposició a curt termini a concentracions relativament baixes. "

Per protegir els treballadors potencialment exposats a la capa d'ozon, l'Administració de Seguretat i Salut dels Estats Units ha establert un límit d'exposició permissible (PEL) de 0,1 mmol / mol (29 CFR 1910.1000, Taula Z-1), calculat com la mitjana de 8 hores de temps de càrrega. Les concentracions més elevades són especialment perilloses i el NIOSH ha establert un Límit de Perill Immediat per a la Vida i la Salut (IDLH) de 5 mmol / mol. [43] Els entorns de treball on l'ozon s'utilitza o on és probable que es produeixi ha de tenir una ventilació adequada i comptar amb un monitor d'ozon que indicarà la concentració que excedeix el PEL de l'OSHA. Els monitors continus de la capa d'ozon es poden obtenir de diversos proveïdors.

Una elevada exposició a l'ozon pot ocórrer en aeronaus de passatgers, els nivells varien en funció de l'altitud i la turbulència atmosfèrica. Les regulacions de l'Autoritat Federal d'Aviació dels estats units estableixen un límit de 250 nmol / mol, amb un màxim de quatre hores de mitjana de 100 nmol/mol. Alguns avions estan equipats amb convertidors d'ozon en el sistema de ventilació per reduir l'exposició dels passatgers.

Producció

La temperatura i la humitat són factors decisius de cara a la quantitat d'ozon que es produeix seguint un determinat mètode, podent donar lloc a produccions inferiors al 50% quan es genera ozon en un ambient humit, especialment si s'empren mètodes antics. La temperatura i la velocitat del flux de gas també afecten de manera important a la producció d'ozon, obtenint una major eficiència a menor temperatura i obtenint majors concentracions d'ozon a menors cabals de gas. Mitjançant generadors moderns, es pot obtenir ozon dissolt amb una major puresa mitjançant processos electrolítics on l'aigua s'utilitza com a font d'oxigen. Com que l'ozon descomposa ràpidament per donar lloc a oxigen diatòmic, aquest no es pot emmagatzemar ni transportar durant periodes prolongats de temps. Per tant, cal produïr l'ozon en el lloc i el moment de la seva utilització.

Nivell de laboratori

Màquina de Whimshurst, sovintment utilitzada per generar ozon amb funcions pedagògiques.

Un aparell que sovint s'usa quan es vol fer una demostració de la producció d'ozon és la màquina de Whimshurst. Aquest aparell, mitjançant la generació d'electricitat estàtica, és capaç de produir un arc elèctric que, en presència d'oxigen, dóna lloc a petites quantitats d'ozon.

Altres aparells més sofisticats (també basats en el fenòmen de l'arc elèctric), permeten una obtenció més eficient d'ozon a nivell de laboratori emprant corrent continu i oxigen gasós sec. Per a les tècniques d'obtenció d'ozon emprant l'electricitat, l'esquema de la reacció és el següent:

O₂ — electricitat → 2 O

2 O + O₂ → O₃

L'ozon també pot ésser produït per electròlisi emprant una pila de 9 V, un càtode de grafit, un ànode de platí i una dissolució 3 molar d'àcid sulfúric. Les semireaccions que ténen lloc són les següents:

3 H₂O → O₃ + 6 H⁺ + 6 e⁻ (ΔE^o = −1.53 V)

6 H⁺ + 6 e⁻ → 3 H₂ (ΔE^o = 0 V)

2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻ (ΔE^o = −1.23 V)

En aquesta reacció, tres equivalents d'aigua reaccionen per donar lloc a un equivalent d'ozon i tres d'hidrogen. Aquesta reacció competeix amb la de formació d'oxigen diatòmic. Tot i que a nivell de laboratori aquestes tècniques són útils, s'utilitzen altres mètodes amb un fonament similar per generar ozon a nivell industrial.

Mètode de descàrrega per efecte corona

Aquest és el mètode més comú de generació d'ozon per al seu ús a gran i petita escala. Tot i que existeixen variacions d'aquest mètode depenent del nivell de producció requerit, tots funcionen gràcies a una descàrrega elèctrica per efecte corona. Un avantatge d'aquest mètode és que permet generar ozon a partir de l'oxigen de l'aire, sense requerir una font d'oxigen externa. Aquest mètode sol ser eficient en relació al seu cost i permet generar concentracions d'ozon del 3% al 6%. El principal desavantatge d'aquest mètode és que la seva eficiència va lligada a les variacions en la humitat de l'aire. Emprant un dessecador d'aire es pot millorar l'eficàcia d'aquest mètode, així com disminuir la formació d'altres productes indesitjats com l'àcid nítric, que es forma a partir dels òxids de nitrogen obtinguts com a subproducte en la generació d'ozon Una altra modificació que permet millorar l'eficàcia d'aquest mètode és l'ús d'un concentrador d'oxigen, ja que no solament augmenta la quantitat d'oxigen subministrat, sinó que també disminueix la humitat i el volum de nitrogen presents durant la reacció.

Generació fotoquímica

Els generadors UV empren fonts de llum ultraviolada per generar ozon. De manera anàloga a com la llum UV del Sol sosté una certa quantitat d'ozon a l'estratosfera, aquests generadors utilitzen el mateix tipus de llum per produir ozon. . Aquest mètode genera concentracions més baixes d'ozon que els demés mètodes industrials, a més, necessita que l'oxigen estigui exposat durant una llarga estona als raigs UV, pel que fa poc pràctica la seva utilització en entorns on es requereix un subministrament ràpid d'ozon. No obstant, aquest mètode funciona bé independentment de la humitat de l'aire i no genera productes no desitjats com el mètode de descàrrega per efecte corona, pel que no és necessari usar concentradors d'oxigen, sistemes d'eliminació de gasos ni dessecadors d'humitat. Això fa que sigui un mètode àmpliament usat per desinfectar grans quantitats d'aigua en piscines i centres termals.

Generació per plasma fred

En aquest mètode, s'exposa oxigen pur al plasma d'una descàrrega amb barrera dielèctrica. Aquesta descàrrega provoca una separació de l'oxigen diatòmic en àtoms lliures, que en part posteriorment es recombinen formant ozon. S'utilitza un aïllant dielèctric per separar els elèctrodes per tal de distribuir la descàrrega en forma de moltes micro-descàrregues (en comptes d'un sol arc elèctric), per tal de produir l'efecte desitjat sobre l'oxigen diatòmic. Aquest tipus d'aparells generen concentracions d'ozon d'aproximadament un 5%, tot i que són menys abundants que els esmentats anteriorment degut al seu elevat preu.

Generació electrolítica

La generació electrolítica industrial segueix la mateixa reacció que quan es genera ozon a nivell de laboratori amb una pila de 9 V. En aquest cas, cal eliminar l'hidrogen format tant per seguretat com per garantitzar una major concentració d'ozon entre els productes gasosos i, conseqüentment, també dissolt en aigua. Així doncs, aquest mètode assoleix dissolucions més concentrades d'ozon en aigua que els mètodes de descàrrega elèctrica, on hi ha més gasos presents. Aquesta tècnica permet aconseguir concentracions del 20% al 30% i és totalment independent de la qualitat de l'aire perquè es genera l'ozon a partir de l'aigua.

Producció incidental

L'arc elèctric generat per alguns aparells dóna lloc a la generació incidental d'ozon.

De la mateixa manera que alguns generadors funcionen creant arcs elèctrics, petites quantitats d'ozon es poden generar incidentalment en determinats aparells elèctrics on ténen lloc aquest tipus de descàrregues. Els aparells més habituals on té lloc la generació incidental d'ozon són aquells que funcionen amb un alt voltatge, com ara ionitzadors d'aire, impressores làser, fotocopiadores, armes d'electroxoc, soldadors d'arc elèctric o alguns motors elèctrics on es generen espurnes.

Aplicacions

L'ozon es coneix per la seva acció bactericida, germicida, fungicida i desodorant; destruint amb rapidesa els estreptococs, estafilococs, cobilacils, etc. Així com les més enèrgiques toxines difterianes i tetàniques.

L'acció microbicida és potser la propietat més usada de l'ozon i per la que se li atribueixen més aplicacions. L'ozon degut a les seves propietats antioxidants pot ser considerat un dels agents microbicida més ràpid i eficaç que es coneix. La seva acció posseeix un gran espectre que engloba la eliminació de bacteris, virus, fongs, espores.

Eliminació de bacteris: S'utilitza en el tractament de l'aigua. Una de les avantatges més importants de l'ozon es que aquest es posa en manifest a concentracions baixes i durant temps curts.

• Efecte sobre virus: L'ozon actua sobre ells oxidant les proteïnes del seu embolcall i modifica la seva estructura tridimensional. El virus no es capaç d'unir-se a cap cèl•lula i no es pot reproduir.
• Efecte fungicida: La seva acció oxidant també actua sobre fongs i els provoca un dany irreversible.
• Efecte esporicida: Són bacteris més resistents que són més difícils de tractar i per aquesta raó es necessita més concentració d'ozon.

La utilització de l'ozon en la indústria es pot enfocar des de diferents punts de vista, el primer per combatre el propi medi ambient i un altre per desinfectar i en alguns casos purificar els productes que la indústria produeix.

S'utilitza en la preparació de productes farmacèutics, lubricants sintètics i altres compostos orgànics comercialment útils. També es pot utilitzar per blanquejar, desinfectar i eliminar microorganismes de l'aire i de fonts d'aigua. Molts dels sistemes municipals d'aigua eliminen les bacteris de l'aigua amb ozon enlloc de clor, que és més conegut. Una vegada s'ha desintegrat no deixa cap gust ni olor a l'aigua potable.

L'ozon s'utilitza en nombrosos casos degut a les seves propietats com a desinfectant i desodoritzant, la seva toxicitat és mínima i s'elimina facilment ja que no deixa residus després de la seva utilització.

Industrialment l'ozon s'utilitza per : Desinfectar fàbriques d'aliments, residències... , desinfectar l'aigua en substitució del clor, desodoritza l'aire i els objectes, eliminar els bactèris i fongs en aliments, Desinfectar piscines i spa, Conservació perllongada dels aliments, Conservació del pes inicial amb alt grau d'humitat, Millor qualitat interna, Excel•lent aparença externa, Desinfecció d'hospitals i sales d'operacions.

La utilització d'ozon en cambres frigorífiques està regulat per la B.O.E nº 39 del 14/2/1985, R.D. 168/1985 i també per la American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning. Aquestes entitats citen la utilitat de l'ozon en la conservació d'aliments refrigerats. Les dosis d'aplicació d'ozon en cambres frigorífiques varien de 0.6 a 1.6 mg/m³, depenent de les condicions de temperatura i humitat i del tipus de producte a conservar.

Aplicació en ambients públics

En els ambients públics existeix el problema de l'acumulació d'aire i abundància de mals olors degut a l'aglomeració de persones. S'utilitzen diferents mètodes per solucionar aquest problema, com la utilització d'extractors, aire condicionat, ambientadors...

La solució més efectiva a aquest problema consisteix en la utilització d'ozon. L'ozon, al reaccionar amb substàncies orgàniques productores del mal olor, altera la seva estructura de tal manera que la nova substància és inodora. De la mateixa manera, els microorganismes existents en l'aire són eliminats evitant així el contagi de malalties. S'ha demostrat que 0.01 ppm d'ozon són suficients per eliminar els olors i els microorganismes d'un ambient tancat.

A l'hora de muntar un aparell generador d'ozon, hem de tenir en compte el volum del local i el nombre de persones que hi estaran. I el volum final a ozonitzar serà:

Volum total a ozonitzar = Volum del recinte + 10 m³ per persona.

S'ha demostrat que la concentració que s'aplica en aquests casos es de 0,2 mg per m³, sent aquest el valor autoritzat en el nostre país segons el B.O.E del 4-3-1962.

Aplicacions com a descontaminant

Un dels problemes més greus de la nostra època és la contaminació atmosfèrica, dos de les seves causes principals són els gasos expulsats pels escapaments dels cotxes i per les calefaccions.

Els gasos procedents dels motors d'explosió són tòxics i en ambients tancats, com magatzems, són molt nocius. En aquests ambients, l'índex de pol•lució sol ser excessiu i perillós, al mateix temps que aquests gasos són desagradables.

Aquest problema es pot solucionar utilitzant ozon, ja que pel seu poder oxidant converteix el monòxid de carboni en un anhidre de carboni, el qual no és tòxic i així purifica l'aire.

Aplicacions en el tractament de l'aigua

Una de les principals aplicacions de l'ozon es troba en el tractament de les aigües. La potabilització de les aigües amb ozon s'utilitza des de fa molt temps. La seva missió principal és la desinfecció i millora de les condicions organolèptiques de l'aigua. No actua solament com a desodorant i oxidant de substàncies orgàniques dissoltes, sinó que també és esterilitzant.

El procediment d'esterilització de l'aigua per ozon ofereix un particular interès en els casos que es tracta aigües que continguin bacteris. També s'utilitza en plantes potabilitzadores, purificació d'aigua de piscines, aigües negres, fabricació de gel esterilitzat partint d'aigües saldes o dolces.

Aplicacions en medicina

L'ozon té diverses aplicacions en el camp de la medicina, constituint la ozonoteràpia. Els efectes de l'ozon sobre l'organisme es poden resumir en els següents punts:

• Tonifica i reforça les parets estomacals, prevenint úlceres i altres trastorns digestius.
• Actua sobre els agents causant de l'acidesa i mal alè, neutralitzant-los amb rapidesa.
• Alt poder cicatritzant, reduint considerablement el temps de curació de llagues, ferides i úlceres, així com el risc d'infecció.
• Elimina les bacteris productores de les càries, sense afectar l'esmalt, contribuint d'aquesta forma a una millor higiene dental.
• Dissoldre totalment l'àcid úric.
• Actua sobre centres nerviosos disminuint les tensions i la sensació d'angoixa.

L'acció germicida i antitòxica de l'ozon, permet la realització de desinfeccions de l'organisme. Una de les majors aplicacions de l'ozonoteràpia consisteix en el tractament de malalties respiratòries (asma, afeccions bronquials, tosferina), afeccions cutànies (llagues, nafres úlceres, varicoses, etc.) i malalties de l'aparell digestiu. També s'han recomanat banys d'ozon en casos de depressió nerviosa, malalties de la sang, inflamacions de les glàndules i en casos de fatiga general. L'administració d'ozon pot realitzar-se per diferents vies: per bany, per ènema... La concentració d'ozon és diferent en cada un dels casos, sent baixa per combatre afeccions respiratòries i alta per ús tòpic.

Respecte a la higiene personal, l'ozon té un gran poder com a desodorant, que permet una ampla gamma d'aplicacions en la cura de la pell, sense la adaptació d'al•lèrgies ni efectes secundaris, és desodorant natural i efectiu.

Vegeu també

• Forat de la capa d'ozon
• Ozonoteràpia

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Ozó

• Document informatiu sobre l'ozon de l'Agència de Salut Pública de Barcelona
• Imatges de la capa d'ozon
• Informació dels nivells d'ozon troposfèric a Catalunya