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Titolo: Volume ozono

non mi so dare una risposta, per Voi tanto elementare, alla seguenti
domande:
se in un dato volume di aria (esempio 1 litro di comune aria atmosferica) ho
il 20% di ossigeno O2 e trasformo 3x O2 in 2x O3 (tutto l'ossigeno in ozono)
il volume complessivo alla stessa temperatura diminuisce? Ottengo quindi una
quantita' di aria con peso specifico maggiore?
Le proprieta' comburenti dell'ozono O3 sono superiori a quelle dell'ossigeno
O2?
Grazie al fisico-chimico che mi dara' un chiarimento.

 O2 ?
notevolmente superiori già nelle miscele più ordinarie (tipo 
ossigeno ozonizzato o aria ozonizzata all' 1-5 % di conversione 
dell'ossigeno che si usano per reazioni organiche con recupero 
di qualcosa di utile che non sia H2O+CO2). L'ozono puro penso 
sarebbe devastante.
In effetti in sintesi si usa sempre gorgogliandolo in soluzione 
in modo da avere un volano termico. In fase gas penso diventi 
incontrollabile, se non forse a pressioni molto basse.
Le ragioni sono varie : una elevata reattività cinetica, una 
maggiore tendenza a scambiare coppie di elettroni in un colpo 
(O2 invece è più radicalico, ma non molte molecole gli sono 
affini in tal senso), una maggiore reattività termodinamica 
(basta guardare di quanto il potenziale redox di O3 sovrasta 
quello di O2). Ad esempio l'ozono è in grado sotto opportune 
condizioni (es. di irraggiamento uv) di ossidare l'azoto a 
protossido, e non è certo una reazione agevole (anzi N2 è 
considerato tra le molecole meno reattive in assoluto).
ciao
CCCP++Mario


 notevolmente superiori già nelle miscele più ordinarie
questo e' interessante, infatti mi era venuta in mente la possibilità di
migliorare la combustione dei motori endotermici utilizzando un
co-generatore di ozono, probabilmente e' da considerare la percentuale di
conversione e l'energia persa per la generazione ma parlando di miscele
molto magre magari il bilancio e' favorevole per via del miglior rendimento
della combustione. Chissa', magari qualcuno lo ha gia' sperimentato.
Grazie per la risposta, era quello che mi aspettavo ma non ho competenza e
quindi oso chiedere.

 della combustione. Chissa', magari qualcuno lo ha gia' sperimentato.
sviluppo interessante di idee.
Chiamando in soccorso i termodinamici, vorrei fare uan 
riflessione, trascurando per un istante il discorso della rapida 
corrosione del motore stesso (che non mi sentirei di escludere 
del tutto manco avesse la camera di scoppio, cilindro, candele e 
fasce completamente ceramiche, cosa che non credo si faccia ancora).
Distinguerei le ipotesi in due casi diversi per il ruolo giocato 
dall'ozono (a prescindere dalla sua percentuale).
1) se l'ozono fosse in grado di esplicare ruolo di catalizzatore 
nella miscela
2) se fosse un semplice comburente
Il caso 1) è molto poco probabile, perché requisito di un 
catalizzatore è rigenerarsi al termine di un ciclo, e per 
rigenerarsi intendo spontaneamente, non con apporto energetico, 
se no si ricade nel caso più pessimista (e realista) che vedrò dopo.
Cmq, se e solo se questa molecola potesse giocare un ruolo 
catalitico, non si potrebbe teoricamente escludere che esso 
contribuisca migliorando la resa di una combustione di per sé 
stessa non teorica. La necessità di autorigenerarsi nasce dalla 
microreversibilità, ossia dal fatto che la reversibilità ideale 
si può ottenere soltanto per eventi di scala atomica, non 
inquinati da fenomeni dissipativi di vario genere che invece 
affliggono tutti i sistemi macroscopici.
Caso 2) L'ozono è semplicemente un ottimo comburente, ma non ha 
proprietà catalitiche intrinseche (o se fossero necessarie, 
dovrebbe essere rigenerato a spese del calore di combustione).
Nel primo e nel secondo caso è evidente che tutta l'esotermicità 
aggiuntiva che esso può fornire alle combustioni, persino in un 
sistema ideale deve essere già stata pagata in anticipo nel 
sintetizzarlo dall'ossigeno stabile. Va però contato il fatto di 
avere aggiunto un passo (o un ciclo nel caso del ruolo 
catalizzatore) ulteriore, la cui resa termodinamica deve 
necessariamente essere minore di uno. Morale della favola, 
quante più complicazioni aggiungi ad un processo reale che parta 
da medesimi reattivi e giunga a uguali prodotti, tanto peggiore 
sarà la resa globale del sistema (questo per via delle perdite 
dissipative inevitabili ad ogni stadio)
In realtà il caso 1) l'ho pensato solo per completezza, non 
penso che da acqua e CO2 ed eventuali ossidi di azoto l'ozono 
possa davvero rigenerarsi ad un tasso eguale al consumo (posto 
che si rigeneri punto). Questo in sostanza lo esclude a priori 
anche trascurando l'effetto tremendo sui materiali a T alta.
Per contro sostanze catalitiche possono "ingannare" la 
termodinamica (si fa per dire ovviamente, dato che presuppongono 
di agire su un processo "sporco" e che mantenga quantità non 
sfruttate di energia chimica in prodotti di combustione 
parziale, come gli incombusti e gli NOx) esistono già e vengono 
talvolta iniettate.
Un esempio è il molto più banale vapore acqueo in piccola 
percentuale, che è di per sé stesso privo di effetto comburente 
o combustibile, ma migliora l'utilizzazione del carburante, 
specie il gasolio che tende a dare più particolato, in seguito a 
reazioni complesse di steam-reforming ed "idrolisi" che fanno 
diminuire gli incombusti. L'acqua consumata viene rigenerata nei 
prodotti di combustione.
Non mi risulta che questo causi aumenti di prestazioni in senso 
di più potenza del motore, anzi, forse pure le degrada un pelo, 
dato che la temperatura di combustione, aggiungendo un inerte a 
elevato calore specifico non può essere maggiore e l'espansione 
più violenta che in assenza di acqua aggiuntiva.
Tuttavia migliora la resa, ossia l'energia totale che si 
recupera dalla combustione di un litro, o un chilo o una mole di 
carburante, e quindi ciò è economicamente vantaggioso.
ciao
Soviet_Mario



Sull'inezione di acqua esistono diversi brevetti, sulla gassificazione 
ne ho visto uno solo. Per quanto osservavi prima l'ozono tende a essere 
piu' violento dell'ossigeno e penso che piu' che una combustione 
controllata si otterrebbe una vera e propria detonazione.
Come catalizzatore penso che l'ozono avrebbe difficolta' a recuperare 
l'ossigeno atomico che rilascia anche se non posso del tutto escludere 
una qualche attivita' di qualche tipo. So per esempio che la sua 
reattivita' viene potenziata con l'acqua ossigenata con cui forma 
intermedi estremamente reattivi (questo almeno nel trattamento delle 
acque). Il costo energetico dell'ozono comunque e' altissimo e credo 
non valga la candela introdurlo in un motore 8-o 8-o
-- 
revenge

 intermedi estremamente reattivi 
Molto interessante questo, che non sapevo.
Avresti qualche info ulteriore o link o breve sintesi su questo 
effetto e su tali intermedi ?
In particolare mi verrebbe da pensare a due alternativi 
intermedi tra i quali non so scegliere.
Uno è nuovamente l'ossigeno singoletto, formato da H2O2 per 
deidrogenazione (via estrazione di idruro), cosa che si verifica 
anche con altri ossidanti forti ....
Ma in subordine mi son visto anche una O-monossodidazione (come 
la formazione di perossichetoni), che per transfer protonico 
potrebbe condurre sia all'O2 singoletto di prima che forse 
persino al transeunte ed instabile diidrogeno triossido lineare 
(una specie di bestiola isoelettronica del molozonuro. So che ne 
esistono di saturi e non ciclici, in particolare il 
trimetilsilil idrogeno triossido, ma non so come si prepari). 
Solo a vederlo dovrebbe essere un generatore di radicali 
ossidrile molto rapido e cattivo.
O forse si tratta di altre cose che nemmeno sono riuscito a 
immaginare ? Sono molto curioso ! Spero che tu possa darmi 
qualche "gancio".
Ciao
Soviet_Mario


 talvolta iniettate.
era questo che mi veniva in mente.
Infatti nei motori moderni assistiamo ad uno smagrimento della miscela che
ha un limite ovviamente. Questo attualmente viene ad essere aggirato da
particolari conformazioni delle camere di combustione e dall'iniezione
diretta (motori benzina ad iniezione diretta). Se introducendo una
percentuale di ozono si migliora la combustione (trascurando il peso di
energia applicata/apportata ) in questa zona limite dei rapporti
stechiometrici, allora tendenzialmente il rendimento potrebbe beneficiare.
Inoltre la produzione di ozono potrebbe essere ottenuta dall'energia
cinetica dei gas di scarico, una specie di "turbo" senza particolari
sofisticazioni, predisposto ad attuare un generatore o dinamo per la
produzione di energia elettrica, una specie di co-generazione. In questo
modo la sottrazione di energia meccanica dal motore e' pari a zero.
Per quanto riguarda la corrosione e' un'aspetto trascurabile nell'alluminio,
tanto piu' se usiamo riporti in teflon come nei motori da competizione,
altre parti sono invece sempre a bagno d'olio e guai se cosi' non fosse.
Grazie a tutti per il contributo dettagliato e preciso, magari l'idea
potrebbe interessare a quanti si cimentano nelle competizioni per la
"percorrenza massima con 1 litro di carburante".

 
penso che vi sia una sola strada maestra in tal senso : fuel 
cells dirette a idrocarburi
ciao
Soviet_Mario

ALCUNE INFORMAZIONI SULLE OSSIDAZIONI CON H2O2
The direct oxidation of organic compounds by hydrogen peroxide under 
acidic conditions is a well-known but relatively seldom-employed 
process. The oxidation potential of H2O2 can be increased above that of 
ozone through catalysis, usually with Fe2+. Oxidation with hydrogen 
peroxide was investigated as early as 1968 in conjunction with the 
treatment of municipal sewage [365] and wastewater from industrial 
production [366][367][368] , especially effluents containing sulfur and 
phenols 
[359][360][361][362][363][364][365][366][367][368][369][370][371][372]. 
Successful hydrogen-peroxide treatment of wastewater from hardening 
plants [373] and tanneries [374] has also been described.
The special advantage of this process is that the technological effort 
required is small, an especially positive factor in the case of dilute 
wastewater (i.e., < 10 g COD/L). Non-biochemical treatment is of 
special importance for wastewater fractions with low concentrations of 
contaminants, because the correspondingly large volumes determine the 
size of the required treatment facility, and thermal processes are 
excluded because of the enormity of the associated energy requirement.
Oxidation with H2O2 proceeds at atmospheric pressure and room 
temperature within 60 –90 min. Hydrogen peroxide is not toxic, is easy 
to handle, and decomposes into the environmental products oxygen and 
water. Large-scale use of this otherwise virtually universal oxidizing 
agent is restricted by the high price of H2O2 itself, together with the 
fact that although self-decomposition proceeds with the formation of 
oxygen, the resulting oxygen contributes almost nothing to the 
oxidation process.
Hydrogen peroxide is not merely an oxygen-transfer agent that 
facilitates work in a homogeneous aqueous phase; indeed, one should 
make every effort to avoid conditions favoring the self-decomposition 
of hydrogen peroxide, i.e.:
H2O2 ¾® H2O + ½ O2
More to the point is the fact that catalysis by iron (molar ratio H2O2: 
Fe2+ = 15 : 1, pH = 3.0), leads — as in the reaction of the Fenton 
reagent — to the formation of the H–O· radicals, and it is these that 
constitute the actual oxidizing agent.
The redox potential E0 for the reaction sequence
H2O2 ¾® HO+ + HO–
Fe2+ + HO+ ¾® Fe3+ + HO·
HO· + H+ + e– ¾® H2O
has been determined to be 2.28 V [359] , [375]. For the analogous 
reaction with ozone the redox potential is 0.21 V lower:
O3 + 2 H+ + 2 e– ¾® H2O + O2 (E0 = 2.07 V)
In the case of substances that oxidize only slowly even under these 
conditions, or via oxidation chains starting from them, it has been 
observed that self-decomposition of H2O2 — which is of no value for COD 
degradation — becomes appreciable. It is therefore necessary to 
establish the extent of utilization of introduced H2O2 , and to compare 
this with the applied dosage in that particular case. The dosage should 
then be decreased until a utilization of nearly 100 % is achieved 
[375]. If a dosage is calculated based on the stoichiometry 
corresponding to complete oxidation all the way to CO2 , an almost 
equivalent COD degradation can usually be achieved with 60 % of the 
calculated dose, resulting in almost 100 % utilization of the added 
H2O2 [375].
The heat of reaction has also been determined under these conditions, 
leading to the following values established with a flow calorimeter 
(isothermal) [366]:
Q1 = 4.59 cal/mg COD ÷ 19.22 J/mg COD (±3 %)
Q2 = 2.48 cal/mg H2O2 ÷ 10.39 J/mg H2O2 (±4 %)
The extent to which different classes of substances differ in their 
behavior is illustrated by the data in Table (10). From an economic 
standpoint, the selected conditions in this study were appropriate only 
for the last two substances listed. The process can be regarded as 
non-specific with respect to the various classes of organic substances 
typically encountered in wastewater. It also shows little dependence on 
the salt load.
The degradation of more than 100 individual compounds as well as 
authentic industrial wastewaters has been described [366] , [375]. As a 
result of adsorption on flocculated material during the neutralization 
step the process leads to an effective reduction of COD roughly 10 – 15 
% greater than the level of true degradation.
The process can be operated continuously in the form of a cascade (Fig. 
(119)). On a pilot-plant scale (£ 500 L) the residence time is 60 – 90 
min with a dosage of 20 – 80 % H2O2/COD. Partial oxidation with maximum 
utilization of H2O2 is pursued only to the point at which the 
wastewater can be subjected to subsequent degradation in a biological 
wastewater-treatment plant without impairing biochemical processes 
there. The type and level of salts present is of some importance, even 
though the actual oxidation with H2O2 is largely insensitive to salts 
[376]. Considering only the COD value of the wastewater, partial 
oxidation with H2O2 is still technically feasible with dilute effluents 
in the concentration range 0.5 – 10 g COD/L, where thermal processes 
must be excluded because of the associated energy demand.
Radical formation based on hydrogen peroxide has also been achieved by 
UV irradiation for wastewater-treatment purposes
[365]  D. F. Bishop, G. Stern, M. Fleischmann, C. S. Marshall, Ind. 
Eng.
Chem. Proc. Des. Dev. 7 (1968) 110.
E CON O3
Use of ozone for the oxidative elimination of wastewater components has 
also been known for a long time [377]. Ozone was used even earlier for 
the sterilization of air and the treatment of drinking water. Its 
effectiveness is highly dependent on the pH (Fig. (120)), and is based 
essentially on two mechanisms:
1)	So- called direct oxidation occurs under acidic conditions. This is 
a fairly slow process, but the conversion can be accelerated greatly if 
the energy necessary for radical formation is provided in the form of 
UV light from a Hg low-pressure radiation source [378][379][380][381].
2)	Alkaline oxidation also takes place via the intermediate formation 
of hydroxyl radicals [379]:
O3 + HO– ¾® HO2– + O2
HO2– + O3 ¾® ·O2– + O2 + HO·
H2O + O3 + ·O2– ¾® HO– + 2 O2 + HO·
Ozonization of organic halogen compounds leads to both inorganic halide 
(from dehalogenation at C–Cl bonds) [377] , [382] and the ensuing 
formation of new organic halides [381].
The formation of organic halides has also been detected in wastewater 
containing a combination of chlorine-free organic materials and 
inorganic halides originating from the accompanying salt load [381] , 
[383] , [384]. Compounds formed in this way generally reflect the 
presence of oxidizing agents, especially ozone or hydrogen peroxide.
In this system, oxidative degradation of C–H and C–C bonds and the 
formation of C–Hal bonds in the presence of the appropriate salts is 
strongly pH dependent (see Fig. (121)). Radical reactions produce the 
intermediate hypochlorite [383] , which in alkaline medium also acts as 
an oxidizing agent. Chlorination at carbon is clearly apparent under 
acidic conditions, as implied by an equilibrium shift in the system
Cl2 + H2O   B  HOCl + HCl
This effect is even more pronounced in the case of the higher halides 
(Fig. (122)) [383] , [385] , [386] , as shown by the following data on 
C–Hal formation in conjunction with TOC oxidation:
Halide
Threshold pH
Chloride
<  5
Bromide
< 10
Iodide
< 12
Oxidative cleavage predominates in all three cases at a pH > 4.
The oxidative treatment of wastewater containing salts requires the 
prevention of simultaneous and persistent halogenation. A high chloride 
content must be anticipated in seepage water from landfills and in 
certain effluent streams derived from production lines in chemical 
processing plants.
Bromide in drinking water leads to the formation of organobromine 
compounds upon ozonization [385]. Special measures must be instituted 
in dealing with bromide- and iodide- containing wastewaters derived 
from the processing of color negative films and the production of 
printing plates [381]. In the case of iodide- containing wastewater it 
is useful to remove the iodide prior to oxidation of other 
constituents. With bromide- containing wastewaters it is possible to 
degrade the adsorbable organic halide (AOX) formed in situ during the 
course of oxidation by introducing an excess of oxidizing agent.
Radicals derived from natural ozone, and from natural, extracellular 
sources of hydrogen peroxide in the soil, especially the hydroxyl 
radical H–O· [387][388][389] , also produce halogenated intermediates 
in the presence of ubiquitous salts, including halogenated metabolites. 
Some of the latter are intermediate products with a limited lifetime in 
the mineralization process, whereas others are persistent excretion 
products in the form of humic acids with halogenated aromatic groups. 
Similar processes are observed in the ocean and in inland waters.
Corresponding process engineering in industry (i.e., oxidative 
degradation reactions with the simultaneous formation of intermediate 
organic halogen derivatives) has so far not been reported, although 
oxidative degradations in the form of natural decomposition and decay 
induced by natural oxygen sources together with biochemical catalysts 
(e.g., oxidases, peroxidases) have been simulated in the laboratory 
[389]. Specific proposals were developed in conjunction with this study 
for the industrially very important degradation of lignin in the 
wastewater released from paper and pulp mills.
[377]  E. Gilbert: "Über den Abbau von organischen Schadstoffen im 
Wasser durch Ozon," Vom Wasser 43 (1975) 275 – 290.
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revenge

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revenge

 
molto molto interessante :-)
danke
ciao
CCCP++Mario


parli la mia lingua pure? :-?
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revenge