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臭氧基本知识

日期:2017/8/18 | 阅读:346次

 小型臭氧机臭氧的称呼同它的奇特气息最早记录于荷马(Homer) 的长诗 “ 伊里亚德和奥德赛 “(Iliad and Odyssey) 里,他注意了随同雷电产生的这种气息,并把他的印象写了进去。因而在圣经第 12 章奥德赛第 417 节里,有丘比特(Jupiter)用雷电击船,船内 “ 完全充溢了硫黄臭味 “ 。

  1785年德国物理学家冯·马鲁姆(Van Marum)用他的大功率电机进行实验时发现,当空气流过一串电火花时,就产生一种特别的气息。克鲁伊克仙克(Cruikshank)1801年察看到水电解过程中在阳极产生同样气息的气体。
  1840 年荷兰的科学家舒贝因(Schonbein)向慕尼黑科学院提交的一份备忘录中宣布了臭氧的发现,他在电解和火花放电实验过程中曾闻到一种奇特的气息,他还指出,在闪电当时亦可闻到同样的气息。舒贝因肯定这是一种新物质产生的气息,他把它命名为“Ozone“(臭氧),取自希腊字“Ozein“一词,意为“ 难闻 “。
  1845年,德·拉·里韦(De La Rive)和马里亚斯(Marignac)通过用纯氧电火花作用获得了臭氧。1848 年亨特(Hunt)根据当时所了解的臭氧的性质得出他的判定,预言臭氧为三个原子氧。1860 年安德鲁( Andrew) 和泰特(Tait) 发现氧气在转化为臭氧的过程中体积减少。但是当臭氧转化为氧气时复原到原有的体积,同时还发现少量的汞或金属银具备分解臭氧的能力。 1866 年索雷特(Soret) 利用通过电解得到臭氧和氧的混合气体进行实验,肯定臭氧的密度是氧的1。5倍。为验证此论断,索雷特测定了臭氧向空气中分散的速率,并将其与同一方法测定得的二氧化碳分散速率相比。估算出臭氧与二氧化碳的密度比,发现它存在着与CO2:O3=44:48完全一致的关系。
  1857年,冯·西门斯(Von Siemens)研制出了臭氧发生管,臭氧技术有了很大进步。这品种型的臭氧发生器,成为当时大量应用的放电臭氧发生器的原型。西门斯第一台臭氧发生器基本上是由两根玻璃管造成的,外管外壁和内管内壁均用锡箔笼罩,空气原料气流从环状空间通过。内管内壁和外管外壁的金属表面联结到电感线圈或电机接线柱上。用这种装置,干燥氧气的3%~8%可能转化为臭氧。布罗迪(Brodie)和伯塞乐(Bertholet)采取此种设备的改型,他们都用电解液代替金属电极给臭氧发生过程起到肯定的冷却作用。
  1868年霍尔曼(Hollman)研讨了臭氧的热化学特性。把不同的气体(H2和C2H2)在纯氧气体中燃烧时所释放出的热,与同一气体在臭氧气体中燃烧时所产生的热量相比较,发现有臭氧存在时释放的热量总要大一些。因为知道O3÷O2混合气体浓度(1%~2%质量)以及臭氧存在时放出的热量,就能计算出每克臭氧变成氧气所放出的热量。
  他求出分解臭氧产生17。064kcal÷mol(1kcal=4。18kJ,下同)。这大概是目前采取值的一半。尔后1876年伯塞乐测定得出值为29。6kcal÷mol。1908年杨(Jahn )求出的值为34。0kcal÷mol。因为臭氧是一种吸热化合物,使人们试图用热工艺来设计臭氧发生器,但这一想象因为臭氧在高温下疾速分解而告失败。
  气态臭氧的自然分解在室温下需要数小时,但是当臭氧溶于水时将以较疾速度分解,分解时间一般以分钟计。在水中臭氧的稳定性受水质的影响很大。蒸馏水中臭氧的半衰期大概为25min,但在二次蒸馏水中,即便在20℃下,经过80min 也只要10%的臭氧分解,若在水温接近0℃臭氧变得很稳定。
  因为臭氧在水溶液中分解率的差别,有关臭氧在水中溶解度值亦逐步肯定。 1873年舍内(Schone)得出溶解度值为0。366L÷L(18℃)。1874年卡里乌斯(Carius)得出值是0。834(1℃),1894年梅尔弗特(Mailfert)求出以下值:
                                                       
                                                       
以上溶解度值大概为氧气的10~15倍。
  因低温对臭氧稳定性的影响很大,所以在低温条件下产生臭氧的工艺研讨引起人们的看重。豪特福伊勒(Hautefeuille)和夏皮斯(Chappuis)在极低温度下通过氧气放电得到高浓度臭氧,在0℃下得到含量为14。9%(质量)的臭氧,在-23℃下臭氧浓度为 21。4 %。后
  来通过-100℃下对富臭氧氧气气体施加125atm(1atm=0。1MPa)压力,成功地生产出液态臭氧,为深靛蓝色液体。气态臭氧必须在持续冷却地条件下渐渐加压,否则会发生爆炸。
  1887年奥尔左斯基(Olszeuski) 测定了臭氧的沸点,在-106~-109℃范畴内,1898年鲁斯特(Troost)测定为-111。9℃。如今臭氧沸点值采取的是-111。9℃。
 
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