Как из кислорода получить озон

28.06.2025 в 22:39

Озон (O₃) - это аллотропная модификация кислорода, состоящая из трех атомов кислорода. В природе он образуется в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения. В промышленных и лабораторных условиях озон можно получить несколькими способами из молекулярного кислорода (O₂).

Основные методы получения озона из кислорода

1. Электрический разряд (озонаторы)

Наиболее распространенный промышленный метод:

• Через поток кислорода пропускают электрический разряд высокого напряжения
• Под действием электричества часть молекул O₂ распадается на атомарный кислород
• Свободные атомы кислорода соединяются с молекулами O₂, образуя озон: O + O₂ → O₃

2. Ультрафиолетовое облучение

Принцип, аналогичный природному образованию озона:

• Кислород подвергают воздействию УФ-излучения с длиной волны 160-240 нм
• Фотоны разрывают связь O₂, образуя атомарный кислород
• Далее происходит реакция образования озона

3. Электролиз

Менее распространенный метод:

• Используется электролиз концентрированной серной кислоты или других электролитов
• На аноде выделяется атомарный кислород, который реагирует с молекулярным кислородом

Сравнение методов получения озона

Факторы, влияющие на образование озона

• Температура: при повышении температуры выход озона снижается
• Давление: оптимальное давление - около 1 атм
• Влажность: присутствие водяного пара снижает эффективность
• Напряжение: в электрических методах важно оптимальное напряжение

Техника безопасности

При работе с озоном необходимо соблюдать меры предосторожности:

• Озон токсичен при концентрациях выше 0.1 мг/м³
• Работы проводить в хорошо вентилируемых помещениях
• Использовать средства защиты органов дыхания
• Не допускать образования взрывоопасных смесей с органическими веществами

Получение озона из кислорода - важный промышленный процесс, используемый для очистки воды, дезинфекции и в химическом синтезе.