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臭氧的氧化能力-氧化還原電位比較

發布者：lyep 發布時間：2015-12-16

臭氧的氧化能力極強，其氧化還原電位僅次于F₂，在其應用中主要用這一特性，見表1。

表1氧化還原電位比較

名稱	分子式	標準電極電位 /mv	名稱	分子式	標準電極電位 /mv
氟	F₂	2.87	二氧化氯	ClO₂	1.50
臭氧	O₃	2.07	氯	Cl₂	1.36
過氧化氫	H₂O₂	1.78	氧	O₂	1.23
高錳酸鉀	MnO₄^-	1.67

從表1可知，臭氧的標準電極電位除比氟低之外，比氧、氯、二氧化氯及高錳酸鉀等氧化劑都高。說明臭氧是常用氧化劑中氧化能力最強的。同時，臭氧反應后的生成物是氧氣，所以臭氧是高效的無二次污染的氧化劑。

2.3 臭氧的氧化反應

2.3.1 與無機物的氧化反應

（1）臭氧與亞鐵的反應

3Fe²⁺+ 2O₃→ 3Fe³⁺+ 3O₂

（2）臭氧與Mn²⁺的反應

Mn²⁺+ O₃+ H₂O → MnO₂+ 2H⁺+ O₂ （易）

Mn²⁺+ O₃+ H₂O → MnO₄^-+ 2H⁺ （難）

（3）臭氧與硫化物的反應

H₂S + O₃→ SO₂+ H₂O

3H₂S + 4O₃→ 3H₂SO₄

（4）臭氧與硫氰化物的反應

CNS^－+ 2O₃+ 2OH^－→ CN^－+ SO₃²^－+ 2O₂+ H₂O

CN^－+ SO₃²^－+ 2O₃→ CNO^－+ SO₄²^－+ 2O₂

（5）臭氧與氰化物的反應

CN^－+ O₃→ CNO^－+ O₂

CNO^－+ 2H⁺+ H₂O → CO₂+ NH₄⁺

NH₄⁺+ CNO^－→ NH₂CONH₂

NH₂CONH₂+ O₃→ N₂+ CO₂+ 2H₂O

總反應為：

2CN^－+ 2H⁺+ H₂O + 3O₃→ N₂+ 2O₂+ 2H₂CO₃

（6）臭氧與氯的反應

3Cl₂+ 6O₃→ 2ClO₂+ 2ClO₇

2.3.2 臭氧與有機物的反應

臭氧在水溶液中與有機物的反應極其復雜，下面僅以大家公認的幾種反應式列出以供參考。

OOH

R₂C==CR₂ + O₃ R₂C + R₂C==O

（1）臭氧與烯烴類化合物的反應臭氧容易與具有雙鏈的烯烴化合物發生反應，反應歷程描述如下：

式中G代表OH、OCH₃、OCCH₃等基。反應的最終產物可能是單體的、聚合的、或交錯的臭氧化物的混合體。臭氧化物分解成醛和酸。

（2）臭氧和芳香族化合物的反應臭氧和芳香族化合物的反應較慢，在系列苯＜萘＜菲＜嵌二萘＜蒽中，其反應速度常數逐漸增大。其反應如下：

C—OH

（3）對核蛋白（氨基酸）系的反應

R₂S + O₃ R₂S—O

R—N—OH R—N==O R—N—O

（羥氨）（硝基化合物）

（4）對有機氨的氧化

臭氧在下列混合物的氧化順序為：

鏈烯烴＞胺＞酚＞多環芳香烴＞醇＞醛＞鏈烷烴

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