Solubilitatea și împărțirea stratului de ozon într-un mediu apos
Ozonul este un gaz care se dizolvă perfect în apă, care crește odată cu scăderea temperaturii. Solubilitatea sa este mult mai mare decât cea a azotului și a oxigenului, deși este mai puțin decât clorul și dioxidul său. Atunci când ozonul este dizolvat în apă, se descompune, de asemenea, prin interacțiunea simultană cu contaminanții prezenți în apă. Reacțiile de divizare a ozonului într-un mediu apos sunt asociate cu interacțiunea sa cu moleculele de apă și ionii de hidroxid. Ca urmare a acestor reacții este selectarea moleculelor de oxigen diatomice având aceleași proprietăți ridicate de oxidare, și generarea de ioni de hidrogen și hidroxid, precum și peroxid de hidrogen. Când disocierea de peroxid de hidrogen produce ioni de hidrogen și radicali liberi, particule, care accelerează procesul de descompunere a ozonului, precum și care duc la partea superioară a reacțiilor în lanț impuritatea de descompunere. Aceste particule includ radicali de super-oxigen constând din doi atomi și având o încărcare negativă. Frâna procesului de descompunere este ionii de carbonați și hidrocarburi, care neutralizează interacțiunea ionilor de hidroxid prin formarea de dioxid de carbon și apă. Astfel, procesele care apar în timpul dizolvării ozonului într-un mediu apos trece simultan prin mai multe mecanisme. Conform concluziilor practicii se adoptă că, atunci când este dizolvat în apă, o jumătate din ozon exista sub forma de molecule, iar a doua se descompune pentru a forma radicali hidroxil.
Interacțiunea ozonului cu diferite substanțe și mecanismele acestor procese
Interacțiunea poluanților cu ozonul are loc datorită reacției directe cu moleculele de ozon sau cu radicalii care apar în timpul decăderii. Ozonul mai activ interacționează cu anionii decât cu substanțele neutre și cationice.
Ozonul, fiind un oxidant activ, interacționează cu multe substanțe organice și anorganice. Din halogeni cu ozon, fluorul nu reacționează și clorul practic nu reacționează. Bromul este oxidat mai întâi de ozon la hiprombromit și apoi la bromurați. În acest caz, bromura care rezultă poate interacționa în paralel cu substanțe de origine organică și amoniac. Iodul este oxidat foarte repede de ozon cu formarea de iodați și acid iodo-butiric. Sărurile de acizi halogenați nu mai sunt susceptibile la oxidarea cu ozon. Practic ozonul neutru sunt azot și compușii săi, inclusiv ionii de amoniu și de amoniu, precum și nitrați, cu excepția aminele bine care interacționează cu radicalul hidroxil. cianurile toxice sunt ușor de oxidat cu ozon în cianați, oxidarea ulterioară care are loc foarte încet și accelerează numai în prezența ionilor de cupru, încetinirea în prezența ionilor de fier în soluție. Sulful și sulfitul sunt oxidate la sulfat prin interacțiunea cu ozonul. În ceea ce privește reacțiile cu metale, ozonul oxideaza fier destul de activ și de mangan, cobalt și nichel, oxizi și hidroxizi care formează îndepărtat din soluție prin filtrare sau flocularea. Practic pasiv cu privire la ozon este cromul, deși în anumite condiții poate fi oxidat până la starea maximă de oxidare, cromul hexavalent.
Când interacțiunea ozonului cu compuși organici pentru reacție sunt mecanism destul de complex, deoarece acestea pot avea loc atât în mod direct cu moleculele de ozon și radicalii liberi formați în timpul descompunerii acesteia. Hidrocarburile saturate se caracterizează printr-o viteză lentă de reacție cu ozonul și majoritatea compușilor hidrocarburi cu clor reacționează numai cu radicalul hidroxilic format în timpul descompunerii ozonului. Aproape instantaneu, ozonul reacționează cu fenolul și derivații săi. Acizii carbonici și cetonici nu reacționează cu ozonul, deoarece sunt legați de produsele finale ale reacțiilor de interacțiune cu alcoolii. Mercaptanii sunt oxidați de ozon la acizii sulfonici, interacționează activ cu ozonul în același mod cu proteinele și aminoacizii, ceea ce explică efectul său de dezinfectare ridicat. Trebuie menționat activitatea ozonului în ceea ce privește neutralizarea pesticidelor care conțin esteri de acid fosforic prin oxidare la nitrați și dioxid de carbon.
Aplicarea de ozon
Datorită proprietăților sale, ozonul este utilizat pe scară largă pentru purificarea apei din fenoli, petrol, agenți activi de suprafață, amine, fier și mangan dizolvat hidrogen sulfurat, dar și multe alte substanțe de origine organică și anorganică, care nu pot fi îndepărtate în mod eficient prin utilizarea altor metodele de tratare a apei. Mai mult, prin utilizarea de oxidare cu ozon se efectuează o dezinfectare completă a apei, chiar la contaminare bacteriană substanțială, inclusiv de la microorganismele patogene rezistente la acțiunea clorului și dezinfectanții ce conțin clor.