Ozono

o3 molecula oznoEl ozono es el estado del oxígeno en el que cada molécula se compone de tres átomos del mismo (O3). A temperatura y presión ambientales el ozono es un gas de olor acre e incoloro, que en grandes concentraciones puede volverse azulado.

Como principales acciones, el Ozono es un gas con un gran poder desinfectante, desodorizante, y de oxidación, lo que hace que tenga numerosas aplicaciones científicas, medicas e industriales.

El ozono tiene un interesante uso industrial como precursor en la síntesis de algunos compuestos orgánicos, y sobre todo, como desinfectante mediante los generadores de ozono. Su principal propiedad es que es un fortísimo oxidante. Es, sin embargo, conocido por el importante papel que desempeña en la atmósfera. A este nivel es necesario distinguir entre el ozono presente en la estratosfera y el de la troposfera. En ambos casos su formación y destrucción son fenómenos fotoquímicos.

Que es el Ozono?

  El ozono es una sustancia gaseosa. En 1781 Van Marum predijo su existencia cuando observó el olor del aire atravesado por descargas eléctricas, pero no fue descubierto hasta 1839 por Christian Schönbein que le dio el nombre de ozono. Su nombre deriva del griego ozein = oler. Se trata de un gas azul de olor metálico y picante, peligroso para la respiración pues ataca las mucosas, fácilmente reconocible. Se puede detectar durante las tormentas y cerca de equipos eléctricos de alto voltaje o que produzcan chispas. Es el caso de muchos motores eléctricos (por ejemplo, en las batidoras o en juguetes con un pequeño motor) cuando se producen las chispas en los contactos de las escobillas se produce ozono que podemos oler al acercarnos.

El ozono puede condensarse y, en este estado, se presenta como un líquido de color azul índigo muy inestable. También, si se congela lo podemos observar como un sólido de color negro-violeta. En estos dos estados es una sustancia muy explosiva dado su gran poder oxidante.

Su estado natural es el gaseoso y se encuentra en el aire, cerca de la superficie de la Tierra, en muy pequeñas cantidades, en una proporción aproximada de 20 partes por mil millones (ppmm) y en verano puede llegar a subir hasta las 100 ppmm.

Aunque el ozono fue estudiado por Marignac, Becquerel y Fremi, no se determinó su estructura hasta 1863 cuando J. L. Soret demostró que se trataba de una forma alotrópica del oxígeno (O3). Su molécula está formada por tres átomos de oxígeno unidos con una geometría angular. De aquí deriva su nombre científico: trioxígeno.

Molécula del Ozono

El ozono es un gas compuesto por moléculas (O3) que constan de tres átomos de oxígeno.

Las moléculas de oxígeno (O2) contenidas en el aire que respiramos constan de dos átomos de oxígeno solamente. Las Moléculas de ozono se crean en una reacción fotoquímica, que se puede describir en forma simplificada de la siguiente manera:

3 O2 <->  2 O2  +  2 O <->  2 O3

Propiedades físicas del ozono

  • Peso molecular (PM)………………………………………………….47,998
  • Temperatura de condensación ……………………………………- 112 º C
  • Temperatura de fusión ……………………………………………. -197,2 º C
  • Densidad ………………………………………………………………. 2,144g/l
  • Densidad (líquido a –182 º C) ………………………………. 1.572 gr/cm 3
  • Peso del litro de gas (a 0º y 1 átm.) …………………………… 1,144 gr

Formas de obtención del ozono

ozono diagrama dibujoExisten dos formas de obtener ozono en la industria. El método más generalizado consiste en hacer pasar aire a través de unos tubos de vidrio con superficies metalizadas dispuestos de forma concéntrica (ozonizadores) entre los que se hace saltar una descarga de alta diferencia de potencial (unos 15 kV) y alta frecuencia (50 Hz) que actúa sobre las moléculas de dioxígeno (O2) provocando la formación del ozono (trioxígeno). Posteriormente se puede separar el ozono por destilación fraccionada. De esta forma se obtiene ozono mezclado con el aire en concentraciones de aproximadamente un 2 %. Otra forma de obtención, en concentraciones menores, consiste en irradiar aire con luz ultravioleta.

También se obtiene ozono como subproducto de la destilación del agua.

Ozono estratosférico

El ozono se encuentra de forma natural en la estratosfera, formando la denominada capa de ozono. El ozono estratosférico se forma por acción de la radiación ultravioleta, que disocia las moléculas de oxígeno molecular (O2) en dos átomos, los cuales son altamente reactivos, pudiendo reaccionar estos con otra molécula de O2 formándose el ozono. El ozono estratosférico se destruye a su vez por acción de la propia radiación ultravioleta. Se forma así un equilibrio dinámico en el que se forma y destruye ozono. Así, el ozono actúa como un filtro que no deja pasar dicha radiación perjudicial hasta la superficie de la Tierra.

El equilibrio del ozono en la estratosfera se ve afectado por la presencia de contaminantes, como pueden ser los compuestos clorofluorocarbonados (CFCs), que reaccionan con el ozono y hacen que se destruya más rápidamente de lo que se regenera. El daño que causan cada uno de estos contaminantes es función de su potencial de agotamiento del ozono.

Ozono troposférico

Sin embargo, también podemos encontrar ozono en la zona más baja de la atmósfera, convirtiéndose en un problema, puesto que el ozono, en concentración suficiente puede provocar daños en la vegetación (a partir de unos 60 microgramos por metro cúbico).

El mecanismo mediante el cual se genera el ozono en la troposfera es completamente distinto, ya que a esta altura no llegan las radiaciones ultravioletas. El conjunto del ozono, NOx y VOCs forma una neblina visible en zonas muy contaminadas denominada smog fotoquímico.

Medición del ozono en la atmosfera

El contenido total de ozono en la atmósfera se define a partir de la cantidad de ese gas, contendida en una columna vertical de 1 cm2 de base, a valores de presión y temperatura ” standard”. Puede ser expresada en unidades de presión y un valor típico de esa cantidad es del 0,3 atmósfera-centímetros. Un valor más frecuente es el que se expresa en miliatmosferas/centímetros, lo que define a la UNIDAD DOBSON (UD) Una UD corresponde, en promedio, a una concentración aproximada a una parte por billón en volumen.

Los valores usuales de ozono observados en la atmósfera, oscilan entre los 230 y 500 UD. A su vez, su distribución no es absolutamente uniforme en toda la vertical, calculándose que cerca del 90% de su concentración se encuentra en la baja estratosfera, con un máximo entre 19 y 23 km. de altura en promedio

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