Ozon (stof)

Ozon
Structuurformule en molecuulmodel
Structuur van ozon
Molecuulmodel van ozon
Algemeen
Molecuulformule      (uitleg)	O3
IUPAC-naam	trizuurstof
Andere namen	triatomische zuurstof
Molmassa	47,9982 g/mol
SMILES	[O-][O+]=O
InChI	InChI=1/O3/c1-3-2
CAS-nummer	10028-15-6
EG-nummer	233-069-2
PubChem	24823
Beschrijving	kleurloos tot lichtblauw gas met een stekende geur
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Carcinogeen	Categorie 3B
H-zinnen	R5-R6-R23-R36/37/38
MAC-waarde	0,2 mg/m3
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	Gasvormig
Dichtheid	0,002144 g/cm³
Smeltpunt	-192,5 °C
Kookpunt	-111,9 °C
Oplosbaarheid in water	0,57 g/L
Thermodynamische eigenschappen
ΔfGog	+163,2 kJ/mol
ΔfHog	+142,7 kJ/mol
Sog, 1 bar	238,93 J/mol·K
Cop,m	39,29 J/mol·K
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar)
Portaal    Scheikunde

Ozon (O₃) is een enkelvoudige stof van het element zuurstof, dat normaal als dizuurstof (O₂) in de atmosfeer voorkomt. Bij standaardtemperatuur en -druk is ozon een blauw gas. In vloeibare vorm is het donkerblauw, met een kookpunt van −112 °C. Het smeltpunt is bij −193 °C. Daaronder is ozon een donkerblauwe vaste stof. Het molecuul heeft een gebogen vorm met een hoek van iets minder dan 120 graden. Ozon is erg bijtend en giftig. Het heeft een doordringende geur.

Ozon is ontdekt door Christian Friedrich Schönbein in 1840. Werner von Siemens heeft de ozongenerator uitgevonden die door stille elektrische ontladingen op industriële schaal ozon maakt. Bij de elektrolyse van 0,5 mol/L zwavelzuur (48 g zwavelzuur per liter) komt ook al ca 873 mg ozon per uur vrij.

De naam komt van het oudgrieks 'ozein', hetgeen 'rieken' betekent.

Ozon is een sterk prikkelend en reactief gas en een sterke oxidator. Het maakt een belangrijke component uit van luchtvervuiling, waar het ontstaat in fotochemische smog.

Ozonlaag in de atmosfeer

Zie Ozonlaag, Ozongat en Smog voor de hoofdartikelen over dit onderwerp.

Ozon ontstaat van nature in de atmosfeer onder invloed van elektrische ontladingen (zoals tijdens onweer) en door ultraviolette straling met een golflengte onder 240nm-uv C-licht van de zon in de bovenste lagen van de atmosfeer (de stratosfeer). Dit gebeurt volgens de reactievergelijking

O₂ + hν → 2 O

O + O₂ → O₃

Op deze hoogte is ozon een zeer gewenst gas, omdat het daar de schadelijke ultraviolette straling van de zon tegenhoudt ('de ozonlaag') volgens de reactievergelijking

O₃ + hν → O₂ + O

Zonder deze ozonlaag zou meer uv C-licht het aardoppervlak bereiken, waardoor er meer huidkanker en aantasting van chlorofyl en micro flora zoals kleinere organismen bijvoorbeeld plankton zou optreden.

De ozonlaag kan worden aangetast door synthetisch gefabriceerde gassen, zoals drijfgassen uit spuitbussen en hulpgassen uit koelkasten en airconditioning systemen. Met name de diverse cfk's (chloor-fluor-koolwaterstoffen) werden gezien als de boosdoener. De aantasting van de ozonlaag komt het duidelijkst tot uitdrukking in het ozongat boven Antarctica, dat in het vroege voorjaar daar steeds groter werd. Om deze reden zijn cfk's verboden op grond van het Montreal Protocol, dat op 1 januari 1989 van kracht is geworden.

Onder invloed van zonlicht gaan op leefniveau (in de troposfeer) koolwaterstoffen (KWS) en koolstofmonoxide (CO) chemische reacties aan met stikstofoxiden (NOx) waardoor onder andere ozon ontstaat volgens de reactie:

NO₂ + hν → NO + O

O + O₂ → O₃

KWS, CO en NOx worden met name door autoverkeer uitgestoten. Het mengsel van deze stoffen met ozon heet fotochemische smog. Het gevormde ozon tast bij mensen en dieren het longweefsel aan en bij planten remt het de groei en beschadigt het de bladeren. Ozon in de stratosfeer beschermt dus de biosfeer, terwijl ozon in de troposfeer juist schadelijk is.

Ozon en gezondheid

Het is ongezond om langdurig ozon in te ademen, ook in lage concentraties.

Chemische gevaren

Ozon ontleedt bij verwarming in O₂ (dizuurstof), dat het brandgevaar verhoogt. De stof is een sterk oxidatiemiddel en reageert hevig met brandbare en reducerende stoffen. Het reageert met alkenen, aromaten zoals aniline, ethers, dibroom, stikstofverbindingen en rubber waarbij schokgevoelige stoffen ontstaan. Het tast alle metalen behalve de edelmetalen goud en platina aan.

Wijze van opname

De stof kan in het lichaam worden opgenomen door inademing.

Inademingsrisico

Een schadelijke concentratie van dit gas in de lucht zal snel worden bereikt bij het vrijkomen ervan.

Effecten bij kortstondige blootstelling

De stof is irriterend voor de ogen en de luchtwegen. Inademing van het gas kan longoedeem veroorzaken. Inademing van het gas kan op astma lijkende reacties teweegbrengen. De stof kan effecten hebben op het centraal zenuwstelsel, met als gevolg hoofdpijn, verzwakte waakzaamheid en prestaties.

Longoedeem

De symptomen van longoedeem worden vaak pas na enkele uren merkbaar en zij worden verergerd door lichamelijke inspanning. Rust en geneeskundige observatie zijn daarom noodzakelijk. Onmiddellijke behandeling door een arts of een door deze laatste gemachtigd persoon, met gepaste geneesmiddelen voor inademing dient overwogen te worden. De symptomen van astma worden vaak pas na enkele uren merkbaar en zij worden verergerd door lichamelijke inspanning. Iemand die tekenen van astma heeft vertoond ten gevolge van de stof mag hieraan nooit meer worden blootgesteld.

Effecten bij langdurige of herhaalde blootstelling

De longen kunnen aangetast worden bij herhaalde of langdurige blootstelling aan het gas.

Grenswaarden

• Treshold Limit Value of TLV (licht werk): 0,1 ppm als Total Weighted Average of TWA
• TLV (matig zwaar werk): 0,08 ppm als TWA
• TLV (zwaar werk): 0,05 ppm als TWA

De algemene grenswaarde in België voor kortstondige blootstelling (geldt voor een periode van 15 minuten) die niet mag worden overschreden bedraagt 0,1 ppm.

Verplichte onderzoeken

Ozon staat in de Belgische wetgeving in de lijst van chemische agentia die vergiftigingen kunnen veroorzaken.

Voor elke agens in deze lijst wordt telkens vermeld:

• een exemplatieve lijst van de bijzondere onderzoeken
• de frequentie van het periodiek gezondheidstoezicht

De preventieadviseur-arbeidsgeneesheer kiest een techniek waarvan de gevoeligheid en de aard beantwoorden aan de vereisten van de toestand. Bij gebrek aan een specifiek biologisch onderzoek voert de preventieadviseur-arbeidsgeneesheer een klinisch onderzoek uit dat gericht is op de bijzondere bedreigde organen.

Bij blootstelling aan ozon is een jaarlijkse meting van de vitale capaciteit vereist. Dit geeft een weergave van de longinhoud.

Arbeidshygiënische maatregelen

Kopieerapparatuur die met lasertechniek in plaats van inkt werken én laserprinters voor de Personal Computer produceren ozon. Ze kunnen dan ook het best in een goed geventileerde aparte kamer worden geplaatst, zonder uw aanwezigheid tijdens het afdrukken.

Gebruik van ozon

Ozon is desinfecterend, en wordt gebruikt om bijvoorbeeld drinkwater te ontsmetten. Voordeel ten opzichte van bijvoorbeeld dichloor is dat het geen smaak achterlaat.

Verder wordt ozon nog gebruikt:

• bij het desinfecteren van bronwater;
• desinfectie van oppervlaktes die in contact komen met voedsel;
• verwijderen van sporen van gisten uit lucht (belangrijk wanneer voedsel ingepakt wordt);
• het schoonmaken en bleken van stoffen;
• ontgeuren van interieurs en materialen na brandschade;
• het verwijderen van ongewenste schadelijke stoffen (herbiciden) uit water;
• ozonolyse, een chemisch reactietype.
• desinfectie van zwemwater als aanvulling op chloor.
• in de intensieve visteelt en de aquaristiek als desinfectiemiddel en voor afbraak van afvalproducten van de vis.
• als oxidatiemiddel bij bodemsaneringen (C-sparge) van organische verontreinigingen (BV. BTEXN, PER, TRI).

Het medisch gebruik van ozon komt nog steeds voor, met name in Cuba bijvoorbeeld bij kanker, waar de ozonbehandeling ver is doorontwikkeld door kosteneffectiviteit en het ontbreken van medische instrumentaria door het handelsembargo. Zo lijkt Fidel Castro op altijd wonderbaarlijke wijze weer te genezen als hij een poos buiten beeld is geweest. Veel gebruikte methodes zijn zuurstofdrukcabines met een beheerste hoeveelheid ozon. Bij een andere'ozontherapie' wordt een kleine hoeveelheid bloed afgetapt, aansluitend met ozon 'verrijkt' en daarna terug in de aderen gebracht. In Nederland is de toepassing van ozongas bij tandaandoeningen in een pioniersfase. Door toepassing van ozon worden tandbederf veroorzakende bacteriën geëlimineerd door oxidatie in plaats van invasief ingrijpen met tandartsboor.

Externe links

•  International Chemical Safety Card van Ozon (stof)
• Ozon-vernietiger chloorperoxide waargenomen in stratosfeer (Kennislink artikel)
• Metingen van Brussels Hoofdstedelijk Gewest
• Metingen over heel België

Referenties

Mediabestanden

Zie de categorie Ozone van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden.