Воздействие ультрафиолетового излучения

Синтез под воздействием ультрафиолетового излучения более прост в реализации, но значительно менее производителен. Он состоит в том, что кислород содержащий газ пропускается через охлаждаемый и прозрачный для ультрафиолетового излучения (например, кварцевый) реактор, облучаемый источником ультрафиолетового излучения, имеющим подходящий спектр. В качестве газа, как правило, используется чистый кислород. В качестве источника для самодельных приборов удобны лишенные баллона ртутные лампы высокого давления (типа ДРЛ). Выход озона при использовании УФ-установок невысок, поэтому в промышленно выпускаемых приборах этот метод, как правило, не реализуется.

Электролиз

Озон может быть получен при электролизе. В качестве электролита может использоваться, например, крепкий раствор хлорной кислоты. Процесс стараются вести при возможно более низкой температуре, что существенно увеличивает производительность аппарата по озону. Методом электролиза удается получать кислородно-озоновую смесь с очень высоким (десятки процентов) содержанием озона. Недостатком электролитических методов является дороговизна электролитов и электродов, которые обычно изготавливаются из благородных металлов.

Прохождение химической реакции

Озон может в значительных количествах образовываться при окислении некоторых веществ.

Наиболее известным примером такого рода реакций является окисление пинена (основного компонента скипидара) кислородом воздуха, в результате которого образуется заметное количество озона. Выделяющийся при этой реакции озон может быть использован для окисления других веществ — как непосредственно в смеси со скипидаром, так и после его сепарации. Однако, этот метод имеет крайне ограниченное применение по причине дороговизны сырья и проблем с разделением продуктов реакции.

Чтобы получить небольшое количество озона, к 0,25 г перманганата калия КМnO₄ необходимо прилить несколько капель концентрированной серной кислоты. Происходит реакция:

2КМnO₄ + Н₂SO₄ + 3O₂ = К₂SO₄ + 2МnO₂ + 3O₃↑+ Н₂O.

В лаборатории озон можно получают взаимодействием охлажденной концентрированной серной кислоты с пероксидом бария:

При всех способах получения озона в условиях, близких к обыч­ной температуре, характерным является низкий его выход (око­ло 15%), объясняющийся неустойчивостью этого соединения.

Воздействие энергетических пучков

Неоднократно предпринимались попытки создания озонаторов на основе облучения кислорода энергетическими пучками. В таких устройствах озон образуется при воздействии на кислород различных потоков частиц: электронов, рентгеновских лучей и радиационных потоков: α-частиц, γ-квантов и т. д. Озон при этом образуется, начиная с энергии монохроматического пучка электронов ~6 эВ, что соответствует диссоциации молекулы О₂. Это подтверждает принятый в настоящее время механизм образования озона.

Общими недостатками этих методов являются сложность аппаратуры, низкий энергетический выход, нежелательность работы с высокоэнергетическими пучками, широкий спектр веществ, образующихся при воздействии на воздух частиц высоких энергий. Озонаторы построенные по данному принципу не вышли за пределы лабораторий и применения в промышленности не нашли.

Из кислорода воздуха

Промышленным способом озон получают из кислорода воздуха, используют электрофорную машину. Включите машину, шланг от водоструйного насоса поместите около ее электродов (рис.). Образующийся при электрическом разряде озон с помощью насоса соберите в колбу:

3О₂ + 69 ккал = 2O₃.

Рис. 2. Получение озона.

Таким образом, превращение кислорода в озон является эндо­термической реакцией, при которой происходит уменьшение объе­ма газов.

Молекулы кислорода под влиянием тепловой, световой или электрической энергии распадаются на атомы. Являясь более реакционноспособными, чем молекулы, атомы вступают в соеди­нение с недиссоциированными молекулами кислорода и образу­ют озон.

Количество образующегося озона тем больше, чем ниже тем­пература, и почти не зависит от давления, при котором протекает реакция.