Lexikon: Ozon

 

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Strukturformel
Bild: Ozon.png
Allgemeines
Name Ozon
O3
Andere Namen "aktiver Sauerstoff", Trisauerstoff
Kurzbeschreibung blaues Gas
10028-15-6
Sicherheitshinweise
Bild: Gefahrensymbol_O.pngBild: Gefahrensymbol_T.pngBild: Gefahrensymbol_C.png
O (brandfördernd) T+ (sehr giftig) C (ätzend)
R- und S-Sätze R 8 - 26 - 34
S 17 - 26 - 38 - 50
Handhabung PTFE, Perfluorkautschuk
Lagerung kann nicht gelagert werden, zerfällt innerhalb von 20 min zu Sauerstoff
MAK 0,2 mg/m3
Physikalische Eigenschaften
gasförmig
blau
Dichte 1,7 g/m³
48 g/
-193 °C
-112 °C
5500 kPa (-12 °C)
570 mg/l (in Wasser) (bei 20 °C)
Analytik
Klassische Verfahren Titriermethode, UV-analyse, Entropiemethode

SI-Einheitensystem|SI-Einheiten wurden, wo möglich, verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, wurden Normbedingungen benutzt.

Ozon (O3) ist ein aus drei atomen bestehendes, instabiles . Es ist ein starkes smittel.

Ozon ist bei Zimmertemperatur und normalem Luftdruck gasförmig. Aufgrund seiner oxidierenden Wirkung ist es für den Menschen giftig (Maximale Arbeitsplatz-Konzentration|MAK-Wert = 0,2 mg/m³). Häufig bei Ozonaufnahme ist heftiger Schläfenkopfschmerz. Der Geruch ist charakteristisch stechend-scharf.

O3, die Allotropie|allotrope Form von Disauerstoff O2, ist bei Raumtemperatur ein instabiles, blaues, diamagnetisches Gas, das unterhalb von -192,5 °C (80 K) zu einem schwarzvioletten Feststoff kondensiert, der zu explosionsartiger Zersetzung in O2 neigt. Das gewinkelte Molekül bleibt im Festkörper erhalten, der O-O-Abstand beträgt 128 , der Winkel am Sauerstoff 117 °.

Aufgrund seiner Instabilität kann Ozon nicht über längere Zeit gelagert oder wie andere industriell verwendete Gase in Druckflaschen gekauft werden. Vor seiner Anwendung (chemische Synthese, Wasseraufbereitung) muss es an Ort und Stelle mittels Ozon-Generatoren aus Sauerstoff-/Stickstoff-Mischungen mittels elektrischer Entladung erzeugt werden. Der Ozongehalt der resultierenden Gasmischung lässt sich über die angelegte Spannung und den Gasfluss einstellen. Aufgrund der hohen Reaktivität von Ozon sind viele Materialien nicht gegen Ozon beständig. Leitungen und Schläuche aus Teflon sind beständig gegen ozonhaltige Gasmischungen.

Ozon bildet sich in der Atmosphäre vor allem auf drei Arten:

  • Energiereiche Sonnenstrahlung spaltet Sauerstoff-Moleküle in der Stratosphäre in zwei einzelne Atome, die sich jeweils mit einem weiteren Sauerstoff-Molekül zu Ozon vereinigen.
  • In Erdnähe bildet sich Ozon aus einer Reaktion zwischen NO2 und Sauerstoff O2 unter dem Einfluss von Ultraviolettstrahlung|UV-Strahlung.
  • Durch ein Gewitter. Dieses lässt bei seiner Endladung (Wolke mit Erde) durch den elektrischen Strom Ozon entstehen (aber auch und andere Stoffe).

Grundsätzlich ist Ozon in der Stratosphäre erwünscht, weil es dort das schädliche UV-Licht der Sonne absorbiert (siehe Ozonschicht). In Erdnähe ist es jedoch als Umweltgift unerwünscht, insbesondere bewirkt die lokal sehr unterschiedliche Ozonbelastung Reizungen der Atemwege, erhöhte Korrosion und Baumsterben.

Da UV-Licht zur Ozon-Entstehung benötigt wird, sind die Ozon-Konzentrationen im Sommer in Reinluftgebieten oft höher als in Städten (so genannter Photosmog). In Städten tragen zudem andere Emissionen (Ruß etc.) zum Ozon-Abbau bei. Der Bildung von Ozon durch Luftverunreinigung widerspricht, daß gerade in Reinluftgebieten die Ozonkonzentration am größten ist. Oxidierbare Stoffe in der Luft zerstören Ozonmoleküle. Pflanzen produzieren deshalb Terpene und Isoprene damit die Blattoberfläche vor dem Ozon geschützt ist. Manche Menschen vermuten, dass das Ozon durch Fallwinde, aus der in 10-30km Höhe befindlichen Ozonschicht stammt, zur Erdoberfläche gelangt und regelrechte Ozonblasen bildet. Die Verweilzeit ist abhängig von der Luftgüte. Je weniger oxidierbare Stoffe vorhanden sind, um so größer ist die Verweilzeit.

Die Abbaureaktionen von Ozon durch e wurde 1970 erstmals von Paul Josef Crutzen (Nobelpreis für Chemie 1995) beschrieben.

Ozon wurde 1839 von Christian Friedrich Schönbein|Christian Friedrich Schönbein entdeckt.

Die Maßeinheit zur Angabe der Ozonmenge in der Atmosphäre ist die Dobson-Einheit.

Bei älteren Fotokopierern kann man den typischen Ozongeruch wahrnehmen. Meist besitzen diese Geräte Ozonfilter, die das produzierte Ozon in Kohlendioxid umwandeln. Dennoch sollten diese Geräte möglichst nicht in unbelüfteten Räumen verwendet werden. Moderne Drucker und Fotokopierer arbeiten mit einer Transferrollentechnik, die die Ozonbildung verhindert und die ältere Coronadrahttechnologie weitestgehend ersetzt hat.

Ozon in der Wasseraufbereitung

In der Wasseraufbereitung dient Ozon unter anderem zur umweltfreundlichen Oxidation von Eisen, Mangan, organischer Substanz und zur Entkeimung. So gehört Ozon in vielen Trinkwasserwerken zu den zentralen Aufbereitungsstufen (siehe Weblinks).

Gleichzeitig kann Ozon sehr gut in Verfahrenskombinationen mit nachfolgenden biologischen Systemen (Biofilter) eingesetzt werden, so beispielsweise bei der Oxidation vom chemischer Sauerstoffbedarf|CSB zum biologischer Sauerstoffbedarf|BSB der dann im Biofilter weiterverarbeitet wird. Ebenso findet Ozon in Fischkreisläufen in der Aquakultur oder Aquariensystemen Anwendung.

Die meisten mit "Chlorfrei" benannten Produkte oder Verfahren sind in der Regel auf Ozon zurückzuführen so zum Beispiel das Bleichen von Papier.

Siehe auch

Ozonschicht, Umweltverschmutzung, Ozonloch.

Weblinks

  • http://www.seilnacht.com/Lexikon/Ozon.htm (Schulrelevante Informationen - mit Schaubildern)
  • http://www.m-ww.de/pharmakologie/giftstoffe/ozon.html (Information von Medicine Worldwide)
  • http://www3.stzh.ch/internet/ugz/home/fachbereiche/luftqualitaet/schadstoffe/ozon_.html (Ozon / Umwelt- und Gesundheitsschutz Stadt Zürich)
  • http://www.dimagb.de/info/bauphys/umwelt/maas01.html#ozonbetrug (private Homepage eines Skeptikers der Ozonproblematik)
  • http://www3.stzh.ch/internet/ugz/home/fachbereiche/luftqualitaet/themen/smog0/sommersmog.html (Sommersmog / Umwelt- und Gesundheitsschutz Stadt Zürich)

Kategorie:Chemische Verbindung Kategorie:Umwelt- und Naturschutz Kategorie:Meteorologie

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