Письмо ученому соседу
267,940 1,129
 

  ЮВС ( Слушатель )
21 дек 2012 21:07:25

Тред №505283

новая дискуссия Дискуссия  246

Цитата: Schreibikus
Коллега,
поражаюсь Вашему терпению!  ::)



Да ладно Вам; Вы же видите - я стараюсь.

А - как профессионал - может быть снизойдете до ответа на следующие, как мне кажется, не самые сложные вопросы:
1. Происходят ли при контакте озона с водой в нормальных условиях какие-либо химические реакции, вызванные этим контактом? Если - нет, на дальнейшие вопросы можете не отвечать, но если - да, то
2. Какие это реакции? и
3. В каком разделе какого русскоязычного издания они описаны?

Если это не очень сложно, конечно.
Отредактировано: ЮВС - 21 дек 2012 21:10:04
  • +0.00 / 0
  • АУ
ОТВЕТЫ (11)
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
21 дек 2012 22:31:07


Уже писал см. ответ от 17.12.2012 23:04:44
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
  ЮВС ( Слушатель )
21 дек 2012 23:01:27

Помню-помню; давайте разберемся:

Вот Ваш ответ:

Зависимости быть не может, т.к. молекулярный озон при разложении в воде (с водой он не взаимодействует) образуется молекулярный кислород, при этом кислотно-основное равновесие не куда не сдвигается (имеется в виду химически чистая вода).
Цитата: ЮВС от 17.12.2012, 02:34:13- концентрацией озона в растворе и концентрацией в нем пергидроля;

При растворении озона в воде перекиси водорода не образуется, потому как http://www.tk-pozitron.ru/ozon/about.php «Озон может реагировать с различными, находящимися в воде веществами по двум различным механизмам : непосредственно как озон (в молекулярной форме) и виде радикала ОН*, который возникает при распаде озона в воде. Считается, что в нейтральной воде эти 2 канала реакций распределены поровну. В кислой среде преобладает молекулярный механизм, а в щелочной – радикальный.»

На что я 18.12. спросил

Со щелочными - в форме радикала ОН; хорошо, а где он взял пресловутый Н, если "с водой не взаимодействует"?
Да и О в радикале - не молекула (это я уже сейчас сообразил).

Вы как-то этот момент оставили без внимания, а я не стал акцентировать, так как судя по ссылке (я бы сбежал с той страницы сразу же после того, как увидел ее "шапку" - перл, конечно), Вы не очень в курсе реакций озона с водой. А тыкать Вас до последнего момента не хотелось - все-таки Вы были и пока остаетесь единственным откликнувшимся на мой вопрос специалистом, за что я Вам безусловно благодарен.

Ну - и возвращаясь к нашим радикалам: что тогда получается?
03 + Н2О = ОН* + ОН* + О2 так, что ли? а что дальше? Радикал, как я понял, штука достаточно химически активная - они - что - не соединятся в Н2О2?
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
22 дек 2012 19:57:31


Дальше разбираться будем?
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
  ЮВС ( Слушатель )
22 дек 2012 23:22:11


Конечно.

Как "при распаде озона в воде возникает радикал ОН*"?
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
  Schreibikus ( Слушатель )
23 дек 2012 21:28:07

Божежмой.
Если б Вы вникли хотя бы в часть информации, приводимой по ссылкам, данным Вам коллегой, вы бы наверняка усвоили, что:
1. Озон термодинамически неустойчив и при комнатной температуре разлагается самопроизвольно.
2. В (водном) растворе скорость самопроизвольного разложения озона выше, чем в газе. И на нее заметно влияют условия: освещение, микропримеси тяжелых металлов (из переходных групп особенно). Вы ждете ответ на все  случаи жизни? Со стехиометрией? Как в учебнике для первого курса? Дык облом, не будет Вам такого ответа. Бо все сильно сложнее и зависит от условий. Тут физически все несколько сложнее, чем NaOH + HCl = NaCl + H2O
3. Очень грубо, схематически. Образование радикалов OH. в водных растворах озона (намеренно игнорируем мультиплетность, бо тогда еще придется писать оченьмногабукаф про спиновую химию):

O3 --> O2* + .O.

Звездочка около O2 означает, что молекула находится в неравновесном, возбужденном состоянии. Это возбуждение сбрасывается, излучается, частично ловится окружающими молекулами.
4. .O. + H2O --> 2 HO.*
Обращаю внимание на звездочку - радикалы тоже не в основном энергетическом состоянии и тоже будут сбрасывать энергию возбуждения через столкновения и через излучение. + спиновые эффекты. На которые микропримеси влияют со страшной силой. Грубо, даже если в гиперочищенной воде смотрим скорость разложения озона: в емкости из нержавеющей стали (много ионов тяжелых металлов, нет внешнего излучения) - получим один результат. В кварцевом стекле и в той же воде - другой. В стандартном лабораторном стекле - третий.

Ну и дальше радикалы пускаются во все тяжкие... А уж если в воде есть органические примеси....

Так понятнее?



На 1,2 я ответил выше.
На 3 - ответить с достоверностью не могу. Скорее всего, такого русскоязычного издания просто нет. Да и на наглицком, скорее всего, тоже.
Впрочем, я не специалист конкретно в этой области химии. Chemical Abstracts вам в руки, и по ключевым словам...Подмигивающий

Кстати.
А чего разговор делает в мусорной теме? Любопытствующий человек задает вполне корректные вопросы. Уровень ответов, стараниями коллеги ДядяВася задан достойный. Вопрошающий демонстрирует некоторую осведомленность в теме и вопросы его логичны. В "Как оно тикает" самое место.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  ЮВС ( Слушатель )
23 дек 2012 22:08:38


Нибожежмой.
Если бы Вы обратили внимание на мой пост от 21.12, Вы бы могли увидеть, что реакции, которые Вы привели в п.п. 3 и 4, там описаны.
Знак вопроса стоит исключительно потому, что ДядяВася категорически отрицает наличие (по крайней мере в норм. усл.) каких-либо реакций озона с водой. Или описанное нами - это не собственно реакции?

А вот теперь поподробнее, пожалуйста - что такое в химическом смысле "во все тяжкие"? - рулетка, эксгибиционизм, преферанс, инцест, скотоложество, русская рулетка, наконец, - я, к сожалению, не поручик Ржевский, и в извращениях не очень силен.

Так образуется перекись водорода или иной стабильный продукт реакции озона с водой или нет?
Уточняю - мы говорим исключительно о реакциях озона с водой, т.е. условно считаем, что внешние факторы или отсутствуют, или их действие уже закончено (т.е. во все возможные реакции они уже вступили).

И - я так понимаю - это не мусорная ветка; просто "тикает" - предназначена для обсуждения серьезных вопросов типа фас и профиль бозона Хиггса или как сделать атомную бомбу в ювелирной мастерской, а эта - для вопросов попроще, доступных студенту 3 курса специализированного ВУЗа, для изучения которых дилетанту потребуется несколько суток без гарантии, что он придет к правильным выводам.

А вообще-то я полагал, что где-то в сети есть русскоязычная статья, где все эти вопросы описаны, и специалист просто укажет мне, где ее найти.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
23 дек 2012 23:00:14


Вас практический аспект задачи интересует или теоретический?

Если практический, то см. Рисунок 1.2 http://www.tk-pozitron.ru/ozon/about.php
Верхняя прямая линия бидистиллят. 2-я линия дистиллят. Время жизни (так понимаю концентрация его падает в е-раз) озона в дистилляте 20 мин. Проэкстрополируйте линию бидистиллята до уменьшения в е-раз получите, не знаю сколько часов. Теперь учтите, что бидистиллят это не только Н2О, но и n-ое количество примесей.

Отсюда я делаю вывод, что для целей практического применения, реакцию озона с Н2О (а, следовательно, и образования заметных количеств перекиси) можно не учитывать.

Так понятно?

Это не означает, что приведённые в предыдущем посте реакции не имеют места быть. Но это качественное описание процессов, отнюдь не количественное. А количественно процессы (грубо) определяются константами скорости реакций, при определённых условиях. И эти константы могут иметь весьма незначительную величину.

ЗЫ. Я не специалист по водоочистке, озону или радикалам. Поэтому не ждите от меня откровений.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
  ЮВС ( Слушатель )
24 дек 2012 01:23:08


Ну - об этом-то я догадался уже по ссылке на сайт.
Кстати, эти кривые в приличном виде есть на стр. 40 (39) рекомендованной Вами монографии "Физическая химия озона", и вот при подробном рассмотрении они вызывают как вопросы, так и сомнения.

На этом спасибо Вам большое за участие.
Равно благодарю и уважаемого Schreibikus'a, хоть он и не удосужился дочитать мой пост до конца.

Ну а если Вам стало интересно -

Сегодня нашел-таки ссылку на автореферат кандидатской Петра Андреевича Морозова на тему
"Закономерности разложения озона в воде и в водных растворах. Оптимизация окислительных процессов", где, в частности:

Установлено, что в диапазоне рН от 1 до 8 кинетика разложения озона в воде с высокой степенью точности соответствует протеканию реакции второго порядка по концентрации озона и катализируется гидроксильными ионами ОН". Скорость реакции может быть выражена следующим уравнением = £0[О3]2[ОЯ-]а49±003 dt где ко = (2.2±0.4)-104 М1-с\ [О3]о = 0.1-0.8 мМ;

Энергия активации процесса разложения озона равна 76.0±8.3 кДж/моль (рН = 4.7), 84.8±6.8 кДж/моль (рН = 6.0). Константа скорости реакции разложения озона при увеличении температуры на 10 °С увеличивается в ~3 раза;

Показано, что в интервале рН от 1 до 8 характер кинетики разложения озона не зависит от ионной силы раствора 10"4.10~2 М, что дает основания считать рассматривать цепной процесс деструкции озона как беспрепятственно развивающийся;

Доказано образование перекиси водорода при разложении озона в воде вплоть до рН=3,5. При более высоких величинах рН перекись исчезает в быстрых реакциях цепного разложения озона в воде. Индифферентной к озону оказывается хлорная кислота, а серная и, особенно, фосфорная кислоты способны участвовать в реакциях с озоном или с продуктами его разложения.

Остается надежда, что когда-нибудь я пойму, что все это означает...
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Schreibikus ( Слушатель )
24 дек 2012 01:44:51

С чего Вы взяли? Удосужился. И даже ответил.

Цитата
Сегодня нашел-таки ссылку на автореферат кандидатской Петра Андреевича Морозова на тему
"Закономерности разложения озона в воде и в водных растворах. Оптимизация окислительных процессов", где, в частности:

Установлено, что в диапазоне рН от 1 до 8 кинетика разложения озона в воде с высокой степенью точности соответствует протеканию реакции второго порядка по концентрации озона и катализируется гидроксильными ионами ОН". Скорость реакции может быть выражена следующим уравнением = £0[О3]2[ОЯ-]а49±003 dt где ко = (2.2±0.4)-104 М1-с\ [О3]о = 0.1-0.8 мМ;

Энергия активации процесса разложения озона равна 76.0±8.3 кДж/моль (рН = 4.7), 84.8±6.8 кДж/моль (рН = 6.0). Константа скорости реакции разложения озона при увеличении температуры на 10 °С увеличивается в ~3 раза;

Показано, что в интервале рН от 1 до 8 характер кинетики разложения озона не зависит от ионной силы раствора 10"4.10~2 М, что дает основания считать рассматривать цепной процесс деструкции озона как беспрепятственно развивающийся;

Доказано образование перекиси водорода при разложении озона в воде вплоть до рН=3,5. При более высоких величинах рН перекись исчезает в быстрых реакциях цепного разложения озона в воде. Индифферентной к озону оказывается хлорная кислота, а серная и, особенно, фосфорная кислоты способны участвовать в реакциях с озоном или с продуктами его разложения.

Остается надежда, что когда-нибудь я пойму, что все это означает...


Это означает, что коллега П.А. Морозов исследовал реакцию разложения озона абсолютно не в тех условиях, что Вы выставили нам с ДядейВасей в качестве модельных условий. Плюс к этому, он подтвердил совершенно банальную вещь, что перекись водорода в кислых растворах несколько стабильнее, чем в щелочных. Реферат выглядит пребанальнейше.
Где этот П.А.Морозов защищался-то?
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  ЮВС ( Слушатель )
24 дек 2012 07:55:17


Ответил - не значит, что дочитал: я специально подчеркнул, что всякими примесями орг. и неорг. характера пренебрегаем.
А что Вы хотите от кандидатской? Боюсь, что если почитать сам текст - будет много вопросов к методике и, соответственно, результатам.
Инст. физхимии и электрохимии им. Фрумкина; РАН, если что.
Остальное, за исключением стабильности, простите, не понял.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  Schreibikus ( Слушатель )
23 дек 2012 23:54:09

Я обратил внимание на Ваш пост. Вы нарисовали  бимолекулярную реакцию, которая по факту не наблюдается. Либо Вы нарисовали брутто-результат. Разницу осознаете, не?

Я нарисовал по стадиям. (грубо, проигнорировав спиновую химию)
Кинетически это ПРИНЦИПИАЛЬНО разные  вещи. Это курсовик для студента третьего курса химфака хорошего универа. Очень легко меряется в эксперименте.
И таки распад озона в водном растворе скорее мономолекулярен.

ЦитатаЗнак вопроса стоит исключительно потому, что ДядяВася категорически отрицает наличие (по крайней мере в норм. усл.) каких-либо реакций озона с водой. Или описанное нами - это не собственно реакции?

ДядяВася  этого не отрицает КАТЕГОРИЧЕСКИ. Он отрицает знАчимость этой составляющей применительно к водоочистке. И в этом я с ним солидарен на 100500%. И вот тут мы переходим про "во все тяжкие"...
ЦитатаА вот теперь поподробнее, пожалуйста - что такое в химическом смысле "во все тяжкие"?

В химическом (практическом) смысле "во все тяжкие" означает, что радикалы, образовавшиеся при распаде озона (звездочки в схемах помним?) взаимодействуют с первым, что под руку попадется. Для молекул органических веществ (примесей в воде) чаще всего все заканчивается окислением до воды и углекислого газа. Что есть хорошо. Однако, если в исходной воде присутствовали галогенсодержащие органические вещества - то образуются пресловутые диоксины. И тут начинается дополнительный геморрой для водоочистки. Что есть плохо.

При этом. Традиционное хлорирование воды (для обеззараживания от бактерий-вирусов и зловредностей органического происхождения) дает на несколько порядков более высокие концентрации зловредностей (диоксинов тех же) и намного больше геморроя при фильтровании воды на водоочистке перед подачей в кран (и на порядок больше геморроя с хлором на станциях водоочистки).

Цитата
Так образуется перекись водорода или иной стабильный продукт реакции озона с водой или нет?


А кто Вам сказал, что перекись водорода - "стабильный продукт"??
Разлагается самопроизвольно - только в путь!
А еще ежели все тех же тяжелых металлов в следовых количествах, да в безводную...

ТАК ээээ...банет, я Вам доложу!
Точного рецепта не дам, звиняйте.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
<< Тред №505282
Тред №505284 >>