Ozone
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2008-07-20T18:41:50Z
ToePeu.bot
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robot Ajoute: [[cy:Osôn]]
{{Autre|le groupe de musique roumain|O-Zone}}
{| border="1" style="float: right; clear: right; margin: 0 0 1em 1em; border-collapse: collapse;"
! bgcolor="#F8C070" colspan="2" | {{PAGENAME}}
|-
| align="center" colspan="2" | [[Image:Ozon Molecular-Forms.png|300px]]
|-
! bgcolor="#F8C070" colspan="2" | Général
|-
| [[Union internationale de chimie pure et appliquée|Nom systématique]]
| Trioxygène
|-
| [[Formule chimique|Formule moléculaire]]
| O{{ind|3}}
|-
| [[Masse molaire]]
| 47,998 g/mol
|-
| Apparence
| Gaz bleu pâle
|-
| [[Chemical Abstracts Service|N° CAS]]
| [10028-15-6]
|-
! bgcolor="#F8C070" colspan="2" | Propriétés physiques
|-
| [[Masse volumique]] et [[État de la matière|phase]]
| 2,144 g/l ({{unité|0|°C}}), gaz
|-
| [[Soluble|Solubilité]] dans l’[[eau]]
| 0,105 g/100 ml ({{unité|0|°C}})
|-
<!-- | [[Soluble|Solubilité]] dans d’autres solvants tels [[éthanol]], [[acétone]] -->
<!-- | ? -->
<!-- |- -->
| [[Point de fusion]]
| {{unité|−197.2|°C}}
|-
| [[Point d'ébullition|Point d’ébullition]]
| {{unité|−111.9|°C}}
|-
! bgcolor="#simsF8C070" colspan="2" | Propriétés thermodynamiques
|-
| [[Enthalpie standard de formation|Enthalpie standard <br/> de
formation]] Δ{{ind|f}}''H''°{{ind|solide}}
| +142,3 kJ/mol
|-
| [[Entropie molaire standard]]<br/>''S''°{{ind|solide}}
| {{unité|237.7|J||K|−1|mol|−1}}
|-
! bgcolor="#F8C070" colspan="2" | '''Dangers'''
|-
| [[Phrases de risque|Classification CE]]
| <center><small>[[Image:Hazard_O.svg|50px]] [[Image:Hazard_TT.svg|50px]] [[Image:Hazard_C.svg|50px]] </small></center>
|-
| bgcolor="#F8C070" colspan="2" align="center" | <small>Sauf exception, ces valeurs sont données aux<br/>[[Conditions normales de température et de pression]]</small>
|-
|}
[[Image:Ozone-elpot-3D-vdW.png|left|250px|Représentation de la molécule d’ozone]]
[[Image:Ozone-1,3-dipole.png|250px|left|Représentation (dipôle) de la molécule d’ozone]]
L’'''ozone''' est un composé chimique comportant 3 atomes d’[[oxygène]] ('''O{{ind|3}}'''). Sa structure est une résonance entre trois états. [[Métastabilité|Métastable]] aux conditions ambiantes, l’ozone a tendance à se décomposer naturellement en [[dioxygène]]. À température ambiante, c’est un gaz bleu pâle. Il se liquéfie à {{unité|-111.9|°C}} sous forme d’un liquide bleu foncé particulièrement instable et se solidifie à {{unité|-192.5|°C}}.
On produit l’ozone par décharge électrique dans du dioxygène.
L’ozone réagit avec les [[métal alcalin|métaux alcalins]] et [[métal alcalino-terreux|métaux alcalino-terreux]] pour former des [[ozonide]]s (<math>M + O_3 \rightarrow MO_3</math>), instables et réagissant avec l’[[eau]] pour former du dioxygène. Cette succession de réactions chimiques explique pour la plus grande part le caractère de [[polluant]] qui est attribué à l’ozone quand celui ci est présent dans l’[[Atmosphère de la Terre|atmosphère]] près du sol.
Contrairement au dioxygène inodore, l’ozone est perçu par l’[[odorat]] humain ; son odeur est très caractéristique, légèrement piquante. Respiré en grande quantité, il est toxique.
===Découverte===
L'ozone a été découverte pour la première fois en 1781 par Martin von Marum puis la molécule fut isolée en 1839 par le chimiste suisse Christian Friedrich Shonbein .Il le dénomma ainsi en se référant à la racine grecque ''ozein'' (exhaler une odeur, sentir). La relation entre l’ozone et les [[Oxyde d'azote|oxydes d’azote]] a été mise en évidence dans les [[années 1970]] par [[Paul Josef Crutzen]], [[prix Nobel de Chimie]] [[1995]].
===L'ozone dans l'atmosphère===
[[Image:Ozon hole AntOzone.jpg|left|200px|thumb|Le trou dans la couche d’ozone le {{date|22|septembre|2004}}]]
[[Image:Atmospheric ozone.svg|300px|thumb|Répartition de l’ozone selon l’altitude dans l’atmosphère]]
{{Article détaillé|Couche d'ozone}}
Dans la haute [[atmosphère de la Terre]], la couche d’ozone est une concentration d’ozone qui filtre une partie des [[ultraviolet|rayons ultraviolets]] émis par le Soleil, ultraviolets notamment responsables de [[cancer]]s de la [[peau]]. Cette couche protectrice est menacée par la pollution, en particulier par les émissions de gaz CFC ([[Chlorofluorocarbone]]), qui montent dans la haute atmosphère et y catalysent la destruction de l’ozone, étant ainsi à l’origine du trou dans la couche d’ozone.
Comme instrument de mesure, on peut noter l’instrument [[GOMOS]] du satellite [[ENVISAT]].
{{Article détaillé|Ozone troposphérique}}
L’ozone est aussi très présent autour des grandes agglomérations qui en fournissent les précurseurs, notamment le [[dioxyde d'azote|dioxyde d’azote]] {{formule chimique|N||O|2}}, par leur [[Pollution de l'air|pollution atmosphérique]]. Lors des [[canicule]]s, on trouve l’ozone en grande quantité dans les basses couches de l’atmosphère, surtout autour des centres urbains. Il y est principalement produit par la réaction des [[hydrocarbure]]s imbrûlés et des [[NOx|oxydes d’azote]] des gaz d’échappement des véhicules avec l’[[oxygène]] de l’air sous l’influence de la lumière solaire. Lors de fortes températures, son évacuation vers les couches supérieures de l’atmosphère est freinée, ce qui peut entraîner des problèmes de santé chez les personnes fragiles.
{{Clr}}
===Production industrielle===
À l’échelle industrielle, l’ozone est produit en utilisant des [[Rayonnement|radiations]] [[ultraviolet]]tes de courtes [[longueur d'onde|longueurs d’ondes]] émises par une [[Lampe à décharge|lampe à vapeurs de mercure]] ou par le procédé de décharge à froid (décharge [[Effet corona|corona]]) qui utilise un [[champ électrique]] élevé. L’appareil de décharge est constitué de deux plaques de [[métal]] séparées par une couche d’air et un [[isolant]] électrique de [[Constante diélectrique|constante diélectrique élevée]], comme le [[mica]] ou un verre borosilicaté. Une différence de potentiel élevée est appliquée entre les deux plaques, ce qui entraîne la dissociation des [[molécule]]s d’[[oxygène]] de la couche d’air et leur recombinaison en ozone. Une [[effet corona|couronne]] peut être présente mais le champ électrique est maintenu à une valeur inférieure à celle qui entraînerait l’apparition d’un arc électrique et d’un [[physique des plasmas|plasma]].
En laboratoire, l’ozone peut être produite par [[électrolyse]] en utilisant une batterie de {{unité|9|V}}, une [[cathode]] de [[graphite]], une [[anode]] de [[platine]] et l’[[acide sulfurique]] comme [[électrolyte]]. Les demi-réactions qui ont lieu sont :
:3H{{ind|2}}O → O{{ind|3}} + 6H{{p|+}} + 6e{{p|-}} ΔE{{p|o}} = {{unité|-1.53|V}}
:6H{{p|+}} + 6e{{p|-}} → 3H{{ind|2}} ΔE{{p|o}} = {{unité|0|V}}
:2H{{ind|2}}O → O{{ind|2}} + 4H{{p|+}} + 4e{{p|-}} ΔE{{p|o}} = {{unité|-1.23|V}}
Trois [[stoechiométrie|équivalents]] d’eau sont utilisés pour produire un équivalent d’ozone. Cette réaction est en compétition avec celle de formation d’oxygène.
===Utilisation dans le traitement de l'eau===
==== Purification de l'eau potable ====
L’ozone présente une série d’avantages par rapport au [[chlore]] pour le [[Épuration des eaux|traitement de l’eau]], ce qui explique qu’il soit employé malgré le coût souvent significatif d’une installation d’ozonisation de l’eau. Ces avantages sont les suivants :
* il ne reste pas présent dans l’eau ;
* il ne provoque pas l’apparition de produits organochlorés, qui peuvent être cancérigènes ;
* il ne laisse pas de mauvais goût peu apprécié des consommateurs d’[[eau potable]].
Mais il laisse une infime trace bleue dans l’eau.
L’ozone est employé dans le traitement de l’eau pour plusieurs fonctions :
* oxydation du fer ;
* amélioration de la performance de filtres à sable ;
* amélioration de la floculation (appelée "ozofloculation") ;
* désinfection de l’eau ;
* élimination de composés organiques nocifs, en particuliers pesticides et herbicides. Pour cette application l’ozone est en général injecté en amont d’un filtre à charbon actif.
==== Eaux usées ====
L’ozone est utilisé dans des procédés de traitement des eaux usées, en particulier pour rendre digestible par des bactéries la [[DCO]] dite "dure", et pour la désinfection de l’eau en sortie de stations d’épuration (traitement dit ''tertiaire''). Ces applications nécessitent la maîtrise de plusieurs technologies : ozonisation, mais aussi bio-réacteurs. Parfois la performance de l’ozone peut être améliorée en combinant l’ozonisation par un traitement [[Ultraviolet|UV]] à haute dose d’irradiation. On parle alors de ''procédés d’oxydation avancés''.
=== Utilisations industrielles de l'ozone ===
==== Importance des applications industrielles de l'ozone ====
L’utilisation de l’ozone dans le traitement de l’eau reste actuellement l’application industrielle prévalente. Toutefois une série d’autres applications ont été développées au cours des 2 dernières décennies, essentiellement en substitution du chlore.
==== Motivations de l'utilisation de l'ozone ====
L’ozone est un oxydant et un désinfectant puissant. Il présente certains avantages par rapports à d’autres oxydants habituellement utilisés dans l’industrie, en particulier le chlore. Le principal avantage est ''l’absence de rémanence'' : l’ozone étant chimiquement instable, il ne reste pas de traces d’oxydant ou de produits dérivés sur les produits traités.
==== Blanchisserie ====
Cette application est très répandue dans les pays anglo-saxons et peu en Europe continentale. L’ozone est utilisé essentiellement pour le lavage de linge blanc dans les installations commerciales.
==== Industrie agro-alimentaire ====
L’ozone est employé dans l’agroalimentaire pour deux applications bien distinctes :
* l’ozonisation de chambres froides ;
* le lavage de produits alimentaires à l’eau ozonée.
==== Micro-électronique ====
Les [[wafer]]s destinés à la fabrication de circuits intégrés sont lavés avec de l’eau ozonée avec pour objectif l’élimination de traces éventuelles de matière organique.
==== Papeterie ====
L’ozone est employé comme blanchissant alternatif au chlore, et pour le traitement des eaux usées de [[papeterie]].
==== Nettoyage des conduites ====
L’eau ozonée est un moyen simple à mettre en œuvre pour la destruction de biofilms dans des conduites.
== Voir aussi ==
* [[Ozone au niveau du sol]]
* [[Ozonothérapie]]
* [[Couche d'ozone|Couche d’ozone]]
=== Liens externes ===
{{Wiktionnaire|ozone}}
* [http://www.cdc.gov/niosh/ipcsnfrn/nfrn0068.html Fiche internationale de sécurité]
* [http://www.inrs.fr/htm/ozone.html Fiche toxicologique de l’INRS]
* {{fr}} [http://www.greenfacts.org/fr/pollution-air/ozone-o3/index.htm Pollution de l’air par l’ozone et santé] résumé de GreenFacts de rapports scientifiques de l’[[Organisation mondiale de la santé|OMS]]
* [http://www.prevair.org/fr/prevision_o3.php Prévision de l’ozone] Prévisions et observations de la qualité de l’air en France et en Europe
*{{en}} [http://www.ioa-ea3g.org {{lang|en|''International Ozone Association - European African Asian Australasian Group''}}]
* [http://ozone.ch/librairie/manuel/ Manuel de purification de l’eau] : Ebook à télécharger, contient une large section sur la mesure de l’ozone et l’utilisation de l’ozone en traitement de l’eau.
* [http://www.ozontherapie-aerzte.ch] : Association des médecins suisses pour l’utilisation thérapeutique de l’ozone
{{Portail|chimie|environnement}}
[[Catégorie:Circulation atmosphérique]]
[[Catégorie:Atmosphère]]
[[Catégorie:Gaz à effet de serre]]
[[Catégorie:Composé de l'oxygène]]
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[[af:Osoon]]
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