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Aplicaciones de ozono

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Oxidación

La oxidación es una reacción química en la que los átomos, iones o moléculas PIERDEN electrones. La reducción es la GANANCIA de electrones. A pesar de la similitud entre los nombres, las reacciones de oxidación no necesariamente involucran átomos o moléculas de oxígeno.

Para quienes no son químicos y quienes han olvidado la química de la escuela secundaria, la oxidación suele ser simplemente combustión o formación de herrumbre. Si ocurre instantáneamente, es una explosión. Si ocurre rápidamente, es combustión. Si ocurre lentamente, es corrosión. Cuando actúa a nivel molecular, es simplemente oxidación o parte del proceso de oxidación-reducción. Puede ocurrir en estado gaseoso o sólido, así como en líquidos.

 

Potencial de oxidación del ozono:

Especie

 Fórmula Potencial de oxidación, (eV)  Notas del autor
Flúor F 3.06  explosivo en agua
Radical hidroxilo OH- 2.80  - vida media muy corta (nanosegundos)
 - puede generarse usando ozono, peróxido de hidrógeno y luz UV
Oxígeno naciente O- 2.42  - se combina rápidamente consigo mismo para formar O2, o se combina con una molécula de O2 para formar O3
 - puede generarse mediante descarga de corona y generación de ozono UV
Ozono O3 2.07  - excelente oxidante en agua o aire
 - vuelve a convertirse en oxígeno
 - ideal para síntesis química y reacciones de ozonólisis
Peróxido de hidrógeno H2O2 1.77  solo para aplicaciones en líquidos
Ácido hipocloroso HOCl 1.49  - ingrediente principal de los limpiadores de inodoros
 - puede liberar gas cloro tóxico
Cloro Cl2 1.36  - muy tóxico y venenoso
 - olor desagradable
Ácido hipobromoso HOBr 1.33  - se considera un ácido débil
 - inestable
Dióxido de cloro ClO2 0.95  - se usa principalmente para blanquear pulpa de madera

  

El potencial de oxidación, también denominado potencial redox, mide la tendencia de una especie química a adquirir electrones y reducirse.  El potencial de oxidación se mide como voltaje.  Un potencial de oxidación mayor indica una mayor tendencia a reducirse y, por lo tanto, a intercambiar electrones con otras especies químicas. 

El ozono tiene uno de los potenciales de oxidación más altos, superado únicamente por el átomo de flúor, el átomo de oxígeno y el radical hidroxilo.  Algunas reacciones del ozono generan el átomo de oxígeno y el radical hidroxilo, creando un potencial de oxidación incluso mayor que el del ozono por sí solo.

Debido a su alto potencial de oxidación, la molécula de oxígeno tiene una gran capacidad para reaccionar con muchos compuestos que no se oxidan fácilmente con otras sustancias químicas.  Este potencial es especialmente importante en las reacciones con algunas especies inorgánicas, como FE+2  e I-.  Sin embargo, en muchos casos no hay una transferencia explícita de electrones, sino una transferencia de oxígeno desde la molécula de ozono al otro compuesto. 

 

Ejemplo de oxidación por intercambio de iones con ozono y hierro:

       Fe+2 + O3 = FE+3 + O3-

 

Ejemplo de oxidación por intercambio de átomos de oxígeno con ozono y hierro:

       2Fe2+ + O3 + H2 O → 2Fe3+ + O2 + 2OH-

 

Ambas reacciones pueden ocurrir con compuestos orgánicos e inorgánicos.  Este es solo un ejemplo sencillo de las reacciones de oxidación del ozono.

 

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