一、强氧化性:
臭氧是一种强氧化剂,其氧化能力仅次于氟,比氧、氯、高锰酸盐等常用的的氧化剂都高 。可见臭氧是常用氧化剂中氧化能力最强的。同时臭氧反应后生成的是氧气,所以臭氧是高效而无二次污染的氧化剂。
二、易分解性:
臭氧很不稳定,在空气中和水中即可分解为氧气。其反应式为:2O3→3O2+285kJ
臭氧在空气中会自行分解为氧气,每摩尔的臭氧分解为3/2摩尔的氧气,并放出144.45kJ的热量,其分解速度随温度、PH值的升高而加快,故不易贮存,需边生产边用。
三、臭氧的氧化能力极强
表3-3氧化还原电位比较
名称 | 分子式 | 标准电极电位 | 名称 | 分子式 | 标准电极电位 |
氟 | F2 | 2.87 | 二氧化氯 | CIO2 | 1.50 |
臭氧 | O3 | 2.07 | 氯 | CI2 | 1.36 |
过氧化氢 | H2O2 | 1.78 | 痒 | O2 | 1.23 |
高锰酸钾 | MnO4 | 1.67 |
四、臭氧与无机物的氧化反应
除铂、金、铱、氟以外,臭氧几乎可氧化元素周期表中的所有元素反应。臭氧可与K、Na反应生成氧化物或过氧化物,在臭氧化物中的阴离子O3实质上是游离基。臭氧可以将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态,形成更难溶的氧化物,人们常利用此性质把污水中的Fe2+、Mn2+及Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni等重金属离子除去。此外,可燃物在臭氧中燃烧比在氧气中燃烧更加猛烈,可获得更高的温度。
举例: 1)、臭氧与亚铁的反应 3 Fe + 2O2 → 3 Fe + 3O2
2)、臭氧与硫化物的反应 H2S + O3 → SO2 ↑ + H2O
五、臭氧与有机物反应
臭氧与有机物以三种不同的方式反应:一是普通化学反应;二是生成过氧化物;三是发生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物质二甲苯与臭氧反应后,生成无毒的水及二氧化碳。所谓臭氧分解是指臭氧在与极性有机化合物的反应,是在有机化合物原来的双键的位置上发生反应,把其分子分裂为二。臭氧的氧化作用导致不饱和的有机分子的破裂为二。使臭氧分子结合在有机分子的双键上,生成臭氧化物。臭氧化物的自发性分裂产生一个羧基化合物和带有酸性和碱性基的两性离子,后者不稳定,由于臭氧的氧化力极强,不但可以杀菌,而且还可以除去水中的色味等有机物,这是它的优点,然而它的自发性分解性、性能不稳,只能随用随生产,不适于储存和输送,这是它的缺点。当然,如果从净化水和净化空气的角度来看,由于其分解快而没有残留物质存在,又可以说成是臭氧的一大优点。
六、杀菌机理
臭氧是一种极强的气体氧化剂和杀菌、消毒剂,可有效的使微生物细胞由外及内产生多种氧化反应,直接破坏其核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)物质,彻底杀灭细菌、霉菌类微生物。臭氧首先作用于细胞膜,使膜构成成分受损伤,导致新陈代谢障碍,并抑制其生长,臭氧在渗透的同时,直到渗透到膜内组织并破坏其结构。因为在高湿度下细胞膜膨胀变薄,其组织很容易被臭氧破坏,臭氧杀菌时间短,效果明显。