Troppo su e troppo giù per andar bene - l'ozono
L'espereinza ci insegna che non tutti gli amici, i famigliari, le automobili, i pasti da buongustaio e le vacanze sono buoni, né tutti i vicini di casa, i parenti acquisiti, i fast food e gli aeroporti sono cattivi. Lo stesso vale per le molecole nell'ambiente. Alcune hanno una cattiva reputazione, ma possono avere comunque i loro lati positivi. L'ozono nella bassa atmosfera è un'inquinante, mentre quello nella stratosfera fa bene perché ci protegge dai dannosi raggi solari. Il soggetto di questo ritratto molecolare sarà l'ozono del primo tipo; noi lo vediamo come un malvivente, ma i nostri nonni e i loro nonni lo consideravano un eroe.
Le sostanze chimiche possono avere le loro stagioni, come le mode; quella che in un'epoca riscuoteva ammirazione in un'altra sarà respinta e tacciata di follia. Un buon esempio di questo stato di cose è l'ozono. Ogni anno, alla fine dell'inverno, l'ozono nell'alta atmosfera si riduce, e noi giustamente ci preoccupiamo perché questo gas fa da scudo contro i pericolosi raggi UV del Sole. Ogni estate, quaggiù sulla superficie terrestre, aumenta l'ozono nell'aria che respiriamo, e noi ci allarmiamo perché questo gas è nocivo per gli organismi viventi.
Anche un secolo fa l'ozono era oggetto di preoccupazione, ma il motivo era esattamente l'opposto: si pensava che non ce ne fosse abbastanza in giro. L'ozono aveva fama di sostanza naturale, salubre e rinvigorente, e ne erano prova le stesse località in cui era più abbondante: in alta montagna e lungo le coste. Qui l'aria era fresca e pulita; erano i luoghi dove andare in convalescenza o in villeggiatura, lontano dalle città cariche di fumo e - si supponeva - povere di ozono.
William S. Gilbert, che in seguito sarebbe diventato famoso insieme ad Arthur Sullivan per una serie di commedie musicali vittoriane come The Mikado e HMS Pinafore, nel 1865 scrisse la poesia Ozone, che esprime bene le credenze popolari dell'epoca riguardo al gas. La terza e l'ultima strofa recitano:

Se ti fermi sulla cima del Ben Nevis
ti accorgerai che questo gas abbonda;
ma scendi nelle regioni più in basso,
e gli esperimenti mostrano
che non si trova traccia di questo prezioso ozono
neanche una traccia del prezioso ozono!

È perché sono un tipo ignorante, forse,
e credo di meritarmi un ceffone o un rimbrotto,
ma, vedi, non lo trovi mai
dove ne avresti bisogno
Perciò lo chiamo Poliziotto Ozono -
I miei amici lo conoscono come Poliziotto Ozono!

Per noi è difficile immaginare un'epoca in cui i prodotti chimici nell'aria erano considerati benefici e si poteva scherzarci sopra allegramente. Secondo Gilberto l'ozono era abbondante in alta montagna e scarso nelle città di pianura. Oggi siamo nella situazione opposta: ci spaventa l'ozono nelle città e ci preoccupa la sua assenza in alta quota.
In epoca vittoriana la considerazione in cui era tenuto l'ozono era tale che lo si pompava con generatori nelle chiese, negli ospedali, nei teatri e persino nelle metropolitane. Oggi siamo un po' più avveduti, e sappiamo che è irritante per i polmoni. Nell'aria il suo livello naturale è di 20 ppb, che d'estate possono salire a 100 ppb per l'azione della luce solare sul biossido di azoto degli scarichi automobilistici.
Nell'estate del 1976 nel Regno Unito è stato registrato un record assoluto di 260 ppb O_O, ben oltre il limite legale ammesso per l'esposizione occupazionale, pari a 100 ppb. L'ozono danneggia i macrofagi nei polmoni, che divengono meno efficienti nel distruggere i batteri; i suoi effetti irritanti inoltre rendono difficoltosa la respirazione.
L'ozono è un gas blu con un caratteristico odore "metallico", riconoscibile all'istante. Può essere condensato in un liquido blu o congelare in un solido viola-nero, ma lo si fa raramente perché entrambe le forme sono pericolosamente esplosive :esplosivo:.

[Immagine: s205_2_034i.jpg]

L'ozono è formato da tre atomi di ossigeno uniti in una molecola a forma di V; non è una forma stabile dell'ossigeno e si ritrasforma rapidamente in molecole di ossigeno ordinario, con i loro due atomi. Questa reazione è ancor più rapida in presenza di un catalizzatore come il carbone.

[Immagine: 400px-Ozone-resonance-Lewis-2D.png]

Il nome deriva dal greco ὄζειν (ozein), che significa odorare, con un chiaro riferimento al suo odore pungente avvertibile durante i temporali. Spesso se ne avverte l'odore anche in prossimità di apparecchiature elettriche ad alta tensione e di scintille elettriche. È un agente ossidante molto forte e per questo è efficace nell'uccidere i microbi.
A livello industriale l'ozono trova sempre maggiori impieghi. Nell'industria chimica interviene nella fabbricazione di plastificanti per polimeri come il PVC; quella farmaceutica lo impiega per la produzione di acqua sterile. Serve inoltre per conservare gli alimenti e per uccidere i batteri nell'acqua minerale in bottiglia. L'ozono necessario per questi processi è prodotto in sede e utilizzato sul momento.
Esistono due modi per produrre ozono industrialmente ed entrambi si rifanno ai meccanismi naturali. Il metodo usuale è di far passare aria in tubi di vetro concentrici con superificie metallizzate, attravero le quali si applica una scarica di 15kV e di 50Hz. Il gas ricavato da questo trattamento contiene il 2% di ozono. Un metodo alternativo, applicabile quando ne bastano piccole concentrazioni per sterilizzare o disinfettare, è di esporre l'aria alla luce UV.
Nel ventunesimo secolo l'ozono è diventato il composto più usato per sterilizzare l'acqua potabile e delle piscine. Come disinfettante è più potente del cloro, usualmente impiegato: non solo distrugge i comuni patogeni ma anche il criptosporidio, il microbo riscoperto come causa della dissenteria, che sopravvive a una clorazione leggera. Sterilizzare con l'ozono è più complicato che con il cloro gassoso, che deve essere solo fatto gorgogliare nell'acqua fino a raggiungere la necessaria concentrazione. Per disinfettare con l'ozono una piscina occorrono, invece, diversi passaggi. Per prima cosa si prepara una soluzione satura di ozono in acqua, con la quale si disinfetta l'acqua della piscina. L'ozono in eccesso viene asportato facendola passare attraverso un filtro al carbone; infine si aggiunge un po' di cloro e l'acqua è pronta. Il cloro mantiene l'acqua sterile e, a differenza dell'ozono, resta attivo a lungo. Il livello di cloro nelle piscine pubbliche deve essere mantenuto alto per contrastare l'incredibile carenza di igiene personale di molti frequentatori, anche se in alcuni individui queste concentrazioni possono causare disturbi respiratori o irritare gli occhi.
L'ozono è ideale per sterilizzare l'acqua di raffreddamento delle centrali energetiche, in cui la crescita dei batteri interferisce con lo scambio di calore e riduce l'efficienza. In Francia l'ozonizzazione ha rappresentato per 80 anni il metodo preferito per trattare l'acqua di uso domestico e oggi viene eseguita in oltre 600 unità.
L'ozono viene usato anche per purificare le acque di scolo, specialmente se devono essere scaricate vicino a stazioni balneari; il gas non elimina solo i batteri ma anche il disgustoso odore del metilmercaptano, che si forma dai solfuri volatili emessi dai batteri. L'ozono ossida questi solfuri trasformandoli in solfati inodori.
Per fortuna nessuno degli usi citati contribuisce all'inquinamento da ozono dell'aria che respiriamo. Le ricerche sugli effetti di questo gas sulle piante e sulle coltivazioni mostrano che la sua presenza nella bassa atmosfera provoca effettivamente danni alle piante, soprattutto nelle aree rurali. L'ozono indebolisce le piante rendendole più sensibili all'attacco di altri agenti come i funghi, gli insetti e il gelo. Le ricerche negli Stati Uniti hanno rivelato che livelli di ozono di 50 ppb possono ridurre di un sesto il rendimento di colture quali il grano, con un costo per l'agricoltura statunitense stimato in 3 miliardi di dollari all'anno. Non è difficile immaginare quanto cibo vada perduto quandi i livelli toccano le 250 ppb, come tavolta accade.
Stranamente nelle città, dove nasce l'inquinamento da traffico, i livelli di ozono restano piuttosto bassi. Ma le città sono la causa degli alti livelli nel territorio circostante, nelle campagne e nei terreni agricoli, dove la combinazione degli ossidi d'azoto e degli idrocarburi con il forte sole estivo concorre a generare l'ozono.
Come sottilineava Gilbert, l'ozono non si trova mai dove vorremmo che fosse, anche se i nostri desideri odierni sono l'esatto opposto di quelli dello scrittore, che ne avrebbe desiderato di più qui al suolo e meno lassù in cielo. Il buco nell'ozono che compare sull'Antartide a ogni primavera desta timore perché sembra ogni anno più esteso e, pur essendo un fenomeno in sé perfettamente naturale, si ritiene che la sua espansione dipenda gas che abbiamo immesso nell'atmosfera. L'ozono è distrutto dagli atomi di cloro e, qualunque gas contenga cloro e che sopravviva a lungo nell'atmosfera finisce per diffondersi fino allo strato di ozono. Qui gli atomi di cloro si staccano per effetto dell'intensa radiazione UV del Sole, e ciascuno è in grado di distruggere un milione di molecole di ozono. I clorofluorocarburi, meglio noti come CFC, sono i principali responsabili del depauperamento del prezioso gas; essi sono stati impiegati per quasi trent'anni negli aerosol e nei frigoriferi, con produzioni dell'ordine di milioni di tonnellate. Oggi sono banditi e i livelli dell'atmosfera sono in declino, ma occorreranno molti anni prima che la minaccia per l'ozono possa dirsi cessata.

[Immagine: ozone_depletion.jpg]
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
Cita messaggio
[-] I seguenti utenti ringraziano quimico per questo post:
Mario, Enotria, Dott.MorenoZolghetti, GabriChan, ENNIO VOCIRZIO
Riporto una breve frase di quimico:
Oggi siamo un po' più avveduti, e sappiamo che è irritante per i polmoni.
Sull'avvedutezza odierna avrei forti dubbi. Non si spiega altrimenti il fatto che continuino ad essere commercializzati i cosiddetti idromassaggi con annessa ozonoterapia e che numerosi medici continuino a decantarne le miracolose virtù.
Un esempio per tutti --> http://www.ozonosalute.it/
Altro che record assoluto di 260 ppb!

saluti
Mario

Cita messaggio
In teoria dovremmo esserlo ma in realtà come sottolinea Lei non è così.
L'ozonoterapia è sulla cresta dell'onda *help*
Quel valore di ppb è solo un numero in questo caso...
Saluti
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
Cita messaggio
(2012-05-01, 12:21)Mario Ha scritto: Un esempio per tutti --> http://www.ozonosalute.it/

Non ho parole. Questi vogliono curare l'invecchiamento dei tessuti mettendoci altro ossidante?
Cita messaggio
Ciao Quimico, non mi sono ben chiari i passaggi 4 e 5 saresti cosi gentile da spiegarmeli.... *help* *Hail*
“Grandi menti parlano di idee, menti mediocri parlano di fatti, menti piccole parlano di
persone”
Eleanor Roosevelt
Cita messaggio
Io ho notato che si sente odore di ozono quando si ossida elettroliticamente un clorato a perclorato con anodo in platino! con altri anodi non si sente nessun odore perchè penso che O3 reagisca con il materiale dell'anodo appena viene creato!
"Fatti non foste a viver come bruti, ma per seguir virtute e canoscenza." Divina Commedia, canto XXVI Inf.
Cita messaggio




Utenti che stanno guardando questa discussione: 1 Ospite(i)