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OZONE
Qui n'a jamais entendu parler du trou de la couche d'ozone ? Sans aucun doute que cela donne à chacun d'entre nous une idée de l'énorme importance que possède cette molécule pour la vie sur Terre. Nous pouvons oser dire ouvertement que ce célèbre gaz, notre vie et celle des organismes qui nous entoure serait condamner a disparaître.
Mais avant de devancer les évènements, nous allons étudier cette substance. L'ozone est une molécule d'oxygène, diffère de l'oxygène commun formé de deux atomes d'oxygène et l'ozone de trois. Il se forme quand une molécule d'oxygène commun se scinde, quand une énergie suffisante lui est appliquée, de telle façon que chacun des deux atomes s'unit à une molécule d'oxygène, formant deux molécules d'ozone.
L'ozone a été découvert en 1785 par Von Marum qui distingua son odeur caractéristique. Du temps passa avant que la molécule soit classée et ce n'est qu'en 1840 que Shümbein lui donna le nom "OZONE", qui provient du grec "odeur". Malgré cela, jusqu'en 1863, sa véritable nature était inconnue, croyant que c'était un peroxyde d'hydrogène. Cette année-là, Soret confirma qu'il s'agissait d'un composé formé de trois atomes d'oxygène.
Les propriétés de l'ozone sont les suivantes:
Poids moléculaire (PM) .......................................................... 48
Température d'ébullition .............................................. – 112ºC
Température de fusion .............................................. – 192,5ºC
Température critique ...................................................... 54 atm.
Densité ............................................................................. 1,327
Densité (liquide à – 182ºC ) .................................... 1572 g/cm3
Poids d'un litre de gaz (à 0ºC et 1 atm.) .........................1,144 g
Son degré de meilleure stabilité est atteint à – 50ºC et à une pression de 38 mm Hg, c'est-à-dire un vingtième de la pression atmosphérique.
A température ambiante, il attaque lentement les composés organiques saturés, augmentant ladite attaque à des températures de 78ºC et voire inférieures.
Face aux composés organiques non saturés, il forme des ozonides, composés très instables qui donnent lieu à des aldéhydes, acétones, acides carboxyliques, etc.
Suite à ce qui vient d'être exposé, nous pouvons dire de L'OZONE qu'il est:
- Le composé le plus oxydant après le fluor, dû à sa facilité à capter les électrons
- Décomposition facile
- A l'état gazeux, il est légèrement bleu, bleu foncé en phase liquide et rouge sombre en phase solide
- Il présente une structure moléculaire typiquement angulaire entre les trois atomes d'oxygène qui composent sa molécule
- De plus, dans des conditions équivalentes, il est plus stable dans l'eau que dans l'air
De manière naturelle, cet ozone se trouve essentiellement dans la stratosphère, à une altitude entre 10 et 50 kilomètres, formant la fameuse couche d'ozone qui nous protège des radiations ultraviolettes provenant du soleil responsables des dommages génétiques, absorbant une quantité considérable de 97 a 99% de la quantité totale de la radiation UV qui arrive sur Terre. Voyons le processus :
La radiation absorbée par la molécule d'oxygène fait qu'elle se scinde en deux atomes d'oxygène.
O2 + hv O + O
Chacun de ces atomes, comme cela a été commenté, s'unit à une molécule d'oxygène pour en donner une d'ozone.
O + O2 Finalement, la molécule d'ozone formée se détruit en absorbant à nouveau plus de radiation ultraviolette:
O3 + hv De cette façon, l'énergie ultraviolette est absorbée dans un cycle fermé de formation et destruction de l'ozone.
Cependant, dans les années 80, on a commencé à s'apercevoir d'une importante diminution de l'ozone dans les couches stratosphériques de l'Antarctique. La cause de ce trou dans la couche d'ozone réside dans les molécules halogénées d'origine anthropique qui provoquent une plus grande destruction de la molécule d'ozone sans absorber la radiation ultraviolette:
Cl + O3
Br + O3
Un seul atome de chlore ou de brome peut détruire de nombreuses molécules d'ozone puisque que le ClO et le BrO se redécomposent selon la réaction suivante:
ClO + BrO
Provoquant un cycle fermé d'élimination de l'ozone avec des causes désastreuses pour le nature humaine.
Cependant, l'ozone ne se trouve pas seulement dans la stratosphère, il existe aussi l'ozone troposphérique que dans certains cas, nous pouvons rencontrer dans notre environnement. Il possède un pouvoir hautement oxydant, beaucoup plus que celui de l'oxygène, du chlore ou des autres oxydants connus; de fait, selon les conditions, l'ozone peut posséder un pouvoir désinfectant 300 à 3000 fois supérieur à celui du chlore.
De façon naturelle, il est produit par des processus isolés, comme la foudre ou dans certaines conditions de pollution urbaine associés à des effets photoélectriques.
Dû à son pouvoir hautement oxydant y désinfectant, il est utilisé pour de multiples applications liées au traitement de l'eau, de l'air et élimination des odeurs. Son désavantage par rapport aux autres désinfectants comme le chlore est qu'il doit être produit "in situ" et sous forme dissoute dans l'eau, il a une durée de vie courte, n'exerçant pas un pouvoir désinfectant à long terme.
Les avantages liés à l'utilisation sont innombrables:
- L'ozone possède une efficacité beaucoup plus importante par rapport aux autres espèces désinfectantes, provoquant l'élimination et l'inactivation des virus, bactéries, champignons, spores, algues et protozoaires.
- Il élimine une grande quantité de substances préjudiciables, qu'ils oxydent comme le fer ou le manganèse, décomposant les détergents, les pesticides, les herbicides, les trihalométhanes et neutralisant le cyanure, l'ammoniac, les nitrites, l'urée, etc.
- Il élimine tout type d'odeurs et de couleurs dans l'eau.
- Il est responsable d'une augmentation de la transparence de l'eau et du rendement des filtres puisqu'il agit comme un floculant.
- Pour le traitement des piscines, l'ozone est le plus efficace connu. En plus d'améliorer substantiellement la qualité de désinfection par rapport à une piscine traitée avec du chlore, il évite de nombreux problèmes que ce traitement traditionnel implique. Nous faisons référence à la typique odeur de piscine due à la formation de chloramines, irritations, gênes, asthme, maillots de bain déteints, etc.
- L'emploi de chlore a aussi des conséquences sur l'usure structurale des installations due à la corrosion produite et dans certains cas, son stockage est à l'origine de problèmes tant de corrosion que de sécurité liée à la manipulation de cette substance. En plus de tout cela, l'effet floculant de l'ozone ainsi que sa capacité de destruction de la matière organique permettent une augmentation de l'efficacité des filtres et par conséquent de la transparence de l'eau sans aucun autre type de traitement en amont.
- D'autre part, l'emploi de l'ozone pour la natation de haut niveau permet un meilleur rendement des nageurs puisqu'il évite une forte concentration en gaz chlore à la surface de la piscine et qu'au contraire, la concentration en oxygène est élevée, conséquence de la décomposition de l'ozone dans l'eau. Ceci permet une amélioration des performances du sportif et contribue à sa santé, évitant les effets pernicieux du chlore à long terme.
- La manipulation et le maniement de substances chimiques qui peuvent être dangereuses comme le chlore sont évités.
- Mais surtout, l'absence de chloramines et de tout type de composés dérivés du chlore, qui, comme nous le verrons, sont hautement gênants y préjudiciables à la santé.
