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Ozono, Generalidades
El ozono es una forma alotrópica del oxígeno.
Su molécula, O3, se produce a partir de la activación
de la molécula de oxígeno.
Observamos, que para formar dos moléculas
de ozono se necesitan tres moléculas de oxígeno.
Bastan concentraciones pequeñas de ozono,
(del orden de los 0,2 mg O3/m3 de aire) para poder comprobar las
ventajas que ofrece y que iremos enumerando en sucesivas separatas,
desglosando su utilidad en los distintos campos, a saber: Ambientes
públicos, esterilización y tratamiento de aguas, cámaras
frigoríficas, etc.
En el agua presenta gran solubilidad, medida ésta
por el coeficiente de equilibrio entre la fase líquida y
la fase gaseosa para unas mismas condiciones de presión y
temperatura
En el año 1.758, M. VON MARUM, investigando
con máquinas electrostáticas, observó la presencia de un olor característico,
fenómeno que hizo constar en sus conclusiones.
Igual le sucedió en el año 1.801 a CIUKSHANK, al efectuar la electrólisis
del agua.
Hasta 1.840 no se logró clasificarlo, siendo el científico SCONBEIN
quien lo bautizó llamándolo "OZONO", nombre que proviene del griego
y que significa "Olor".
Desde 1.840 a 1.863 se pensó que se trataba de un peróxido del hidrógeno,
hasta que SORET confirmó el hecho de que se trataba de un compuesto
en donde aparecen solamente átomos de oxígeno y además dio la fórmula.
Si bien fueron muchos los científicos que trataron de determinar
sus características, sólo M.P. OTTO fue el que logró determinar
su densidad, peso molecular, etc., logrando además producirlo y
controlarlo artificialmente.
SIEMENS, en 1.857, construyó el primer generador de ozono por efluvio
eléctrico.
¿Qué es por tanto, el Ozono?
El ozono es una forma alotrópica del oxígeno. Su molécula, O3, se
produce a partir de la activación de la molécula de oxígeno, según
la reacción endotérmica:
64.800 cal + 3 O2 <=> 2 O3 H
= 68 Kcs.
Observamos, que para formar dos moléculas de ozono se necesitan
tres moléculas de oxígeno.
La fórmula propuesta por LAURY y LEWIS, basada en los llamados enlaces
semi-polares, permite entender las propiedades atribuidas al ozono,
en su acción frente a otros compuestos químicos.
Bastan concentraciones pequeñas de ozono, (del orden de los 0,2
mg O3/m3 de aire) para poder comprobar las ventajas que ofrece y
que iremos enumerando en sucesivas separatas, desglosando su utilidad
en los distintos campos, a saber: Ambientes públicos, esterilización
y tratamiento de aguas, cámaras frigoríficas, etc.
En el agua presenta gran solubilidad, medida ésta por el coeficiente
de equilibrio entre la fase líquida y la fase gaseosa para unas
mismas condiciones de presión y temperatura:
| K= |
C1 en fase líquida (mgr/l)
----------------------------
C2 en fase gaseosa (mgr/l) |
No obstante, el equilibrio sólo se alcanza en el momento en que todas las materias reductoras existentes en dichas fases se han oxidado. Queda siempre una parte de ozono en el agua, siempre que nosotros estemos aportando ozono para neutralizar la acción de materias reductoras que se puedan ir formando, y el agua esté purificada y apta para el fin a la cual se ha destinado.
En condiciones normales de presión y temperatura, el ozono es inestable; aumentando dicha inestabilidad por aumento de temperatura y humedad, llegando a ser total por encima de los 200º C.
Después de lo anteriormente expuesto podemos decir que el ozono es:
- Después del flúor, el compuesto más oxidante, debido a su
facilidad de captar electrones.
- De fácil descomposición.
- En estado gaseoso es ligeramente azul; azul oscuro en fase
líquida y rojo oscuro en fase sólida.
- Presenta estructura molecular típicamente angular entre los
tres átomos de oxígeno que componen su molécula.
- A igualdad de condiciones, es más estable en el agua que en
el aire.
Características del Ozono
- Peso molecular 48
- Temperatura de condensación - 112 º C
- Temperatura crítica - 12.1 º C
- Temperatura de fusión - 192.5 º C
- Presión crítica 54 atm.
- Densidad (líquido a -182 ºC) 1,572 gr/cm3
- Peso del litro de gas (a 0 ºC y 1 atm.) 2,144 gr
- Es 1,3 veces más pesado que el aire.
Producción Natural del Ozono
El ozono, compuesto derivado del oxígeno, se encuentra en la atmósfera
en pequeñas proporciones.
Su formación natural es debida a la acción de las descargas eléctricas
que se producen en la atmósfera, así como por los rayos ultravioletas
procedentes del sol, frente al oxígeno existente en la atmósfera.
Estos fenómenos atmosféricos son los encargados de aportar la energía
necesaria para que se forme ozono, según la reacción endotérmica
reseñada anteriormente.
Se halla en la naturaleza en mayor o menor proporción, dependiendo
ésta del grado de purificación del ambiente. Así, podemos percibir
su olor penetrante en los espacios libres acentuándose sobre todo
después de las tormentas donde se ha producido gran aparato eléctrico.
En la atmósfera que rodea a las ciudades, sobre todo en ambientes
confinados, la ausencia de ozono es casi total, toda vez que tiene
apetencia por todas aquellas sustancias causantes del enrarecimiento
del aire.
Por tanto, el ozono es uno de los constituyentes vitales de la atmósfera,
en donde una capa de ozono denominada "OZONOSFERA" actúa como un
verdadero filtro de manera que las radiaciones ultravioletas irradiadas
por el sol alcanzan la tierra con sólo una millonésima parte de
su acción, ya que de lo contrario sería fatal para los seres vivos
que pueblan la Tierra.
Formación Artificial
La obtención del ozono se puede realizar por procedimientos físico-químicos,
a saber:
- Por electrólisis del ácido perclórico concentrado a -50 ºC
entre Cátodo de Plomo (Pb) y Anodo de Platino (Pt). Este procedimiento
no es rentable desde el punto de vista industrial y mucho menos
doméstico.
- Por lámparas ultravioletas entre longitudes de onda de 1.942
a 1.949 Å. Este sistema de obtención de ozono no es recomendable
ya que al movernos en longitudes de onda muy corta, sus radiaciones
son semejantes a las producidas por los Rayos X emisores de
fotones, los cuales actúan sobre los tejidos vivos provocando
su destrucción.
Es aquí donde se demuestran las grandes ventajas de nuestros sistemas
de producción, que llamamos en frío por ser a temperaturas
normales, y sobre todo, como demuestran los exhaustivos análisis,
no producen ningún tipo de partículas radiactivas.
Según lo expuesto, el oxígeno naciente (estado monoatómico) formado
por descomposición del ozono es el elemento más oxidante después
del Flúor (F). A esta acción de oxidación debe su poder el ozono,
destruyendo sustancias orgánicas productoras de olores, aniquilando
a la vez bacterias, virus y gérmenes de todo tipo.
Formas de Actuación
El ozono realiza su acción destructora de tres formas:
- Acción oxidante en la cual, interviene un solo átomo de oxígeno,
(potencial de oxidación Eo = 1,5 V.).
- Por ozonolisis, con formación de ozonuros (HO3). Interviene
en este caso la molécula entera de ozono sobre las sustancias
orgánicas. Estos ozonuros son muy inestables destruyéndose en
compuestos distintos al de la molécula orgánica que intervino
en su formación.
- Catalizando el efecto oxidante del oxígeno, O2, que no ha
intervenido en la formación del ozono. En este caso el oxígeno
tiene un papel más importante.
Las reacciones del apartado A) son oxidaciones simples, con alta velocidad de reacción (prácticamente instantáneas).
Las otras expuestas en los apartados B) y C) son bastante complejas y lentas, necesitándose concentraciones elevadas para que aparezcan de una manera detectable.
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