臭氧的氧化能力-氧化还原电位比较
发布者:lyep  发布时间:2015-12-16

 

臭氧的氧化能力极强,其氧化还原电位仅次于F2,在其应用中主要用这一特性,见表1

1氧化还原电位比较

 

分子式

标准电极电位

/mv

 

分子式

标准电极电位

/mv

F2

2.87

二氧化氯

ClO2

1.50

臭氧

O3

2.07

Cl2

1.36

过氧化氢

H2O2

1.78

O2

1.23

高锰酸钾

MnO4-

1.67




从表1可知,臭氧的标准电极电位除比氟低之外,比氧、氯、二氧化氯及高锰酸钾等氧化剂都高。说明臭氧是常用氧化剂中氧化能力最强的。同时,臭氧反应后的生成物是氧气,所以臭氧是高效的无二次污染的氧化剂。

2.3  臭氧的氧化反应

2.3.1  与无机物的氧化反应

1)臭氧与亚铁的反应

          3Fe2+ + 2O3 3Fe3++ 3O2

2)臭氧与Mn2+ 的反应

          Mn2+ + O3 + H2O MnO2 + 2H+ + O2  (易)

          Mn2+ + O3 + H2O MnO4- + 2H+     (难)

3)臭氧与硫化物的反应

          H2S + O3 SO2 + H2O

          3H2S + 4O3 3H2SO4

4)臭氧与硫氰化物的反应

    CNS+ 2O3 + 2OH CN+ SO32+ 2O2 + H2O

      CN+ SO32+ 2O3 CNO+ SO42+ 2O2

5)臭氧与氰化物的反应

          CN+ O3 CNO+ O2

          CNO+ 2H+ + H2O CO2 + NH4+

          NH4+ + CNO NH2CONH2

          NH2CONH2 + O3 N2 + CO2 + 2H2O

总反应为:

          2CN+ 2H++ H2O + 3O3 N2 + 2O2 + 2H2CO3

6)臭氧与氯的反应

          3Cl2 + 6O3 2ClO2 + 2ClO7

2.3.2  臭氧与有机物的反应

臭氧在水溶液中与有机物的反应极其复杂,下面仅以大家公认的几种反应式列出以供参考。

                        OOH           

R2C==CR2 + O3      R2C       + R2C==O  

                        G                

1)臭氧与烯烃类化合物的反应  臭氧容易与具有双链的烯烃化合物发生反应,反应历程描述如下:

 

 

式中G代表OHOCH3OCCH3等基。反应的最终产物可能是单体的、聚合的、或交错的臭氧化物的混合体。臭氧化物分解成醛和酸。

2)臭氧和芳香族化合物的反应  臭氧和芳香族化合物的反应较慢,在系列苯<萘<菲<嵌二萘<蒽中,其反应速度常数逐渐增大。其反应如下:

OH

COH

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COH

 

 

 

 


3)对核蛋白(氨基酸)系的反应

R2S        + O3      R2S

 

 

 

 

 

 

 

      

RNOH     RN==O     RNO

                       

  (羟氨)                        (硝基化合物)

 

4)对有机氨的氧化

 

  

 

 

 

 

 

臭氧在下列混合物的氧化顺序为:

链烯烃>胺>酚>多环芳香烃>醇>醛>链烷烃