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          臭氧根本常识

           
               
               
               
           

           

             概述 : 臭氧的称呼同它的怪异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,他注重了陪同雷电产生的这类气息,并把他的印象写了出来。是以在圣经第 12 章奥德赛第 417 节里,有丘比特( Jupiter) 用雷电击船,船内 “ 完整布满了硫黄臭味 ” 。

            1785 年德国物理学家冯 · 马鲁姆( Van Marum) 用他的大功率机电停止实验时发明,当氛围流过一串电火花时,就产生一种特别的气息。克鲁伊克仙克( Cruikshank)1801 年察看到水电解进程中在阳极产生一样气息的气体。

              1840 年荷兰的迷信家舒贝因( Schonbein) 向慕尼黑迷信院提交的一份备忘录中宣布了臭氧的发明,他在电解和火花放电实验进程中曾闻到一种怪异的气息,他还指出,在闪电事后亦可闻到一样的气息。舒贝因判定这是一种新物资产生的气息,他把它定名为 “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) 经由进程用纯氧电火花感化取得了臭氧。 1848 年亨特( Hunt) 按照那时所领会的臭氧的性子得出他的判定,预言臭氧为三个原子氧。 1860 年安德鲁( Andrew) 和泰特( Tait) 发明氧气在转化为臭氧的进程中体积削减。但是当臭氧转化为氧气时规复到原本的体积,同时还发明少许的汞或金属银具备分化臭氧的才能。 1866 年索雷特( Soret) 操纵经由进程电解获得臭氧和氧的夹杂气体停止实验,判定臭氧的密度是氧的 1.5 倍。为考证此论断,索雷特测定了臭氧向氛围平分散的速度,并将其与统一方式测定得的二氧化碳分散速度比拟。预算出臭氧与二氧化碳的密度比,发明它存在着与 CO2: O3 = 44:48 完整分歧的干系。

            1857 年,冯 · 西门斯( Von Siemens) 研制出了臭氧产生管,臭氧手艺有了很大前进。这类范例的臭氧产生器,成为那时大批利用的放电臭氧产生器的原型。西门斯第一台臭氧产生器根基上是由两根玻璃管组成的,外管外壁和内管内壁均用锡箔笼盖,氛围质料气流从环状空间经由进程。内管内壁和外管外壁的金属外表联络到电感线圈或机电接线柱上。用这类装配,枯燥氧气的 3 %~ 8 %能够转化为臭氧。布罗迪( Brodie) 和伯塞乐( Bertholet) 接纳此种装备的改型,他们都用电解液代替金属电极给臭氧产生进程起到必然的冷却感化。

            1868 年霍尔曼( Hollman )研讨了臭氧的热化学特征。把差别的气体( H2 和 C2H2 )在纯氧气体中熄灭时所开释出的热,与统一气体在臭氧气体中熄灭时所产生的热量比拟较,发明有臭氧存在时开释的热量总要大一些。因为晓得 O3 /O2 夹杂气体浓度( 1 %~ 2 %品质)和臭氧存在时放出的热量,就可以计较出每克臭氧变成氧气所放出的热量。

            他求出分化臭氧产生 17.064kcal/mol(1kcal=4.18kJ ,下同 ) 。这约莫是今朝接纳值的一半。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,令人们试图用热工艺来假想臭氧产生器,但这一假想因为臭氧在高温下疾速分化而告失利。

            气态臭氧的天然分化在室温下须要数小时,但是当臭氧溶于水时将以较疾速度分化,分化时候普通以分钟计。在水中臭氧的不变性受水质的影响很大。蒸馏水中臭氧的半衰期约莫为 25min ,但在二次蒸馏水中,即便在 20℃ 下,颠末 80min 也只要 10 %的臭氧分化,若在水温靠近 0℃ 臭氧变得很不变。

            因为臭氧在水溶液平分化率的差别,有关臭氧在水中消融度值亦渐渐肯定。 1873 年舍内( Schone) 得出消融度值为 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:

          温度 /℃

          0

          11.8

          15

          19

          27

          40

          50

          60

          消融度 /(mg/L)

          0.64

          0.50  

          0.456

          0.381

          0.27

          0.112

          0.031

          0.00




           

           

          以上消融度值约莫为氧气的 10 ~ 15 倍。

            因高温对臭氧不变性的影响很大,以是在高温前提下产生臭氧的工艺研讨引发人们的正视。豪特福伊勒( Hautefeuille) 和夏皮斯( Chappuis) 在极高温度下经由进程氧气放电获得高浓度臭氧,在 0℃ 下获得含量为 14.9 %(品质)的臭氧,在 -23℃ 下臭氧浓度为 21.4 %。厥后经由进程 -100℃ 下对富臭氧氧气气体施加 125atm ( 1atm=0.1MPa) 压力,胜利地出产出液态臭氧,为深靛蓝色液体。气态臭氧必须在延续冷却地前提下渐渐加压,不然会产生爆炸。

            1887 年奥尔左斯基( Olszeuski) 测定了臭氧的沸点,在 -106 ~ -109℃ 规模内, 1898 年鲁斯特( Troost) 测定为 -111.9℃ 。此刻臭氧沸点值接纳的是 -111.9℃ 。

           
               
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