Ozon-Herstellung:
Darstellung im Labor
Ozon kann aus der Reaktion von Kaliumpermanganat mit konzentrierter Schwefelsäure gewonnen werden. Das als Zwischenprodukt entstehende instabile Dimanganheptoxid Mn2O7 zerfällt bei Raumtemperatur zu Mangandioxid und Sauerstoff, der reich an Ozon ist.
Bei der Elektrolyse verdünnter Schwefelsäure (ca. 20 %) entwickelt sich an einer Gold- oder Platinanode besonders bei hohen Stromdichten Ozon. Bei guter Kühlung lassen sich so 4-5 % Ozongehalt im entstehenden Sauerstoff erreichen
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"Das Gasgemisch aus der Apparatur
wird langsam durch eine
Waschflasche geleitet, in der sich eine mit etwas Stärke versetzte Kaliumiodidlösung
w(KI) ca. 5 % befindet. Im Abzug arbeiten."
http://lo-net2.de/group/Material/chemie/Ozon/Versuche/Versuch2/Versuch21.htm
... obiges ist ein Versuch zur Ozonherstellung mit einer UV-Lampe und dann Nachweis. Vorausgesetzt, das Ebelu hat eine UV-Lampe in der Sammlung, lässt sich das machen.
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Das Gewerbe wird anders vorgegangen als im Schulversuch - nicht UV-Licht, sondern der Gewitterblitz wird im Prinzip nachgeahmt.. Werbung für das Gerät z.B.bei:
http://www.ozontech.de/wasseraufbereitung/ozeserie/index.html
OZE -luftgekühlte Hochleistungsgeneratoren
Die luftgekühlten OZE Hochleistungs-Ozongeneratoren liefern bei nur sehr geringer Stromaufnahme äußerst hohe Ozonkonzentrationen und erzeugen nur wenige Stickoxidverbidungen bei der Verwenung von Umgebungs-, bzw. Trockenloft als Betriebsgas. Bei Verwenung von Sauerstoff ist eine Ozonproduktion von bis zu 26g/h mit dem OZE-20 möglich. Die Erzeugung erfolgt mittels Coronaentladung in einer Edelstahl-Ozonröhre mit Borosilikatglaselektroden.
Die OZE Ozongeneratoren sind Ideal für die Fischzucht oder die Aufbereitung von großen Schwimmbecken oder Pools.
Historisch ist das was Altes. Aber im Schulgebrauch wohl nicht vorhanden:
1857 entwickelte Siemens die Ozonröhre, die elektrisch erzeugtes Ozon zur Reinigung von Trinkwasser verwendet.
Hier noch Einzelheiten: http://www.ikz.de/1996-2005/1997/06/9706212.php
Ozon besteht aus drei Sauerstoffatomen (O3) und zerfällt bei Raumtemperatur sehr leicht wieder in molekularen Sauerstoff (O2) Der dabei als Zwischenstufe entstehende, atomare Sauerstoff ist sehr reaktionsfreudig und verleiht dem Ozon seine große Oxidationswirkung. Ozon tötet und inaktiviert Bakterien wesentlich schneller als Chlor!
Es müssen jedoch zur sicheren Abtötung der Keime bzw. Inaktivierung der Viren bestimmte Mindestüberschüsse an Ozon im Wasser vorliegen und eine Mindesteinwirkungszeit eingehalten werden. Durch das starke Oxidationsvermögen von Ozon werden organische Belastungsstoffe im Schwimm- und Badebeckenwasser abgebaut und damit eine deutliche Verminderung oxidierbarer, organischer Substanz erreicht.
Die Zerfallsgeschwindigkeit von Ozon erhöht sich mit steigender Temperatur. Daher wurde in DIN 19643 die erforderliche Ozonmassenkonzentration in Abhängigkeit von der Badewassertemperatur festgelegt. Während bei einer Schwimm- und Badebeckenwassertemperatur von 28°C und weniger 0,8 g/m³ Ozon ausreichen, sind bei Wassertemperaturen von 33°C bis 35°C 1,2 g/m³ Ozon erforderlich.
Weiter fordert DIN 19643 nach intensiver Vermischung des Ozon-Luft-Gemisches mit dem Badewasser eine Reaktionszeit von wenigstens drei Minuten. Längere Reaktionszeiten verbessern das Aufbereitungsergebnis.
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Noch genauere Einzelheiten zur gewerblichen Ozonherstellung:
Die elektrische Entladung erfolgt in einem Gasraum zwischen zwei Elektroden, die durch ein Dielektrikum (elektrischer Nichtleiter, durch den elektrische Feldlinien gehen) voneinander getrennt sind.
An einer Elektrode liegt Hochspannung an, während die Gegenelektrode am geerdeten Rückleiter zur Hochspannungquelle - also dem Transformator - liegt. Den Elektroden wird hochgespannter Wechselstrom zwischen 6000 und 20000 Volt zugeführt, wobei das Dielektrikum den Zweck eines Vorschalt-Widerstandes erfüllt und damit den direkten, zum Kurzschluß führenden Stromübergang von Elektrode zu Elektrode verhindert.
Durch den Ringspalt strömende Sauerstoffmoleküle werden durch Elektronenstöße gespalten, wobei Sauerstoffatome oder Ionen entstehen. Diese vereinigen sich mit anderen Sauerstoffmolekülen zu Ozon. Die Ozonkonzentration steigt bei konstanter Luftdurchströmung mit zunehmender Energiezufuhr.
Zur Erzeugung von Ozon ist eine relativ hohe Energiemenge erforderlich, die nur zu einem geringen Teil - maximal 5% - für die Ozonbildung genutzt werden kann. Der Energiebedarf beträgt ca. 18 W/g Ozon, also 1,5 kW/100 g Ozon. Einschließlich Lufttrocknung kann man mit 20 W/g Ozon rechnen. 95% des Energiebedarfes entfallen auf Wärme, Licht und Schall. Daher muß die Ozonröhre mit Wasser gekühlt werden, weil sonst - wie schon erwähnt - bei höheren Temperaturen Ozon wieder rasch zerfällt und damit die Ozonleistung von der Temperatur in der Ozonröhre abhängig ist.
Die zur Ozonerzeugung eingesetzte Luft muß mechanisch gereinigt und bis zu einem Taupunkt von unter 228 K, entsprechend -45°C, getrocknet sein. Nur dann ist ein wirtschaftlicher und störungsfreier Betrieb der Ozonanlage gegeben.
Beim Betrieb mit normaler Luft würde statt Ozon vorwiegend Stickoxid entstehen und es würden sich im elektrischen Feld des Ozonerzeugers auch Salpetersalze ablagern, die mit zunehmender Betriebsdauer zu einer wesentlichen Leistungsminderung führen.