Otsonikerros. Mikä on otsonikerros?

THE otsonikerros, kuten nimestä voi päätellä, on otsonikaasumolekyylien (O_{3 g)}), hapen allotrooppinen muoto, jonka molekyyli on esitetty alla:

Se sijaitsee ilmakehän ulkopuolella olevassa kerroksessa 20-35 km: n korkeudessa, jota kutsutaan stratosfääri. Mutta tätä kaasua löytyy myös pienemmissä määrissä troposfääristä (korkeus noin 10 km).

Otsonikerroksella on tärkeä rooli maapallon elämän ylläpitämisessä, kuten se pystyy absorboimaan jopa 99% ultraviolettisäteily (UV) auringosta. Koska tällä säteilyllä on lyhyet aallonpituudet ja korkea energia, sillä on suuri ihon tunkeutumisvoima. Juuri tämä säteily aiheuttaa parkituksen, mutta se on myös vastuussa monista haitallisista vaikutuksista, koska se voi vahingoittaa DNA: ta (deoksiribonukleiinihappo) aiheuttaen geneettisiä mutaatioita.

UV-säteily on jaettu kolmeen erilliset energia-alueet: UVA (320 nm - 400 nm), UVB (290 nm - 320 nm) ja UVC (200 nm - 290 nm). Niistä haitallisin ja energisin on UVC, joka onneksi ei saavuta maan pintaa, koska kerros suodattaa sen. otsonia.

Joten otsonikerros on todella monipuolinen ja tehokas suoja, joka auttaa suojautumaan tältä haitalliselta säteilyltä. monet elämänmuodot, kuten plankton, jotka tuottavat suuren osan elämästämme happi.

Otsonin määrä stratosfäärissä ei ole vakio, mutta se on suoraan verrannollinen UV-säteilyn voimakkuuteen. Tämän kaasun molekyylien muodostuminen tapahtuu happikaasumolekyylien (O_{2 g)}) muodostaen vapaan hapen, joka reagoi toisessa vaiheessa happikaasun kanssa:

1. vaihe:_{2 g)} → 2 O_(g)

2. vaihe:_(g) + O_{2 g)} → 1_{3 g)}

Sitten muodostuu otsonikerrokseen kemiallinen tasapaino:

2 O_{2 g)} ↔ 1 O_{3 g)} + O_(g) ∆H = + 142,35 kJ / mol

Valitettavasti ajan mittaan ihmiset ovat kuitenkin vapauttaneet joitain saastuttavia yhdisteitä, jotka siirtävät tämän tasapainon kohti otsoni, vähentää sen pitoisuutta stratosfäärissä ja jättää planeetan suojaamattomammaksi.

Yksi suurimmista syistä Otsoni ovat CFC-yhdisteitä (kloorifluorihiilivedyt, tunnetaan myös nimellä Fréons®), jotka ovat hiiliatomien, fluorin ja kloorin muodostamia yhdisteitä. CFC-yhdisteet vapautuvat ilmakehään pääasiassa niiden käytöstä aerosoliponneaineena (suihkeet), jääkaapissa ja jääkaapissa, paisunta-aineena muoveille ja liuottimissa elektronisten piirien puhdistamiseksi.

Kuten alla olevista reaktioista näet, kun CFC osuu stratosfääriin, aurinkosäteily hajottaa sen molekyylit vapauttaen klooria. Kloori puolestaan ​​reagoi otsonin kanssa, mikä vähentää sen pitoisuutta:

CH₃Çℓ_(g) → CH_3(g)+Çℓ_(g)

Çℓ_(g) + O_{3 g)} → CℓO_(g) + O_{2 g)}

Lisäksi CℓMuodostunut reagoi myös ilmakehän vapaiden happiatomien kanssa vapauttaen enemmän klooriatomeja, jotka reagoivat otsonin kanssa ja tuhoavat yhä enemmän suojakerroksemme:

ClO_(g) + O_(g) → Cl_(g) + O_{2 g)}

Eniten kärsinyt alue on Antarktis, jossa reikä otsonikerroksessa oli kaksi kertaa suurempi kuin Euroopassa syyskuussa 2000. NASAn otsoniseuranta-satelliitti kirjasi suurin koskaan nähty reikä Etelämantereella, noin 28,3 miljoonaa neliökilometriä, mikä on yli kolme kertaa Australian pinta-ala. Tämä tilanne on pahempi Etelämantereella, koska siellä klooriatomien muodostuminen on hyvin suurta ja pysyy muuttumattomana epätyypillisten stratosfäärin pilvet muodostuivat australialaisen talven aikana, ja reaktiot tapahtuvat näiden pilvien hiukkasten pinnalla kuvassa.

NASA: n satelliittikuva "aukosta" otsonikerroksessa Etelämantereen yläpuolella, syyskuu 2000

Otsonikerroksen tuhoutumisen mahdolliset seuraukset ovatihosyövän ilmaantuvuuden kasvu ultraviolettisäteiden vaikutuksesta ja maapallon lämpenemisen voimistuminen, mikä johtaa useisiin katastrofaalisiin tuloksiin, kuten napajäätiköiden sulaminen, veden valtameret.

Mutta toivoa on vielä hiukan, vuodesta 2000 lähtien pitoisuudet sisäänCFC-yhdisteet ovat laskeneet lähes prosentin vuodessa.

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/camada-de-ozonio2.htm