ชั้นโอโซน. ชั้นโอโซนคืออะไร?

THE ชั้นโอโซนตามชื่อหมายถึงเป็นชั้นหรือสารเคลือบที่เกิดจากโมเลกุลของก๊าซโอโซน (O_3(ก.)) รูปแบบของออกซิเจนแบบ allotropic ซึ่งมีโมเลกุลแสดงอยู่ด้านล่าง:

ตั้งอยู่ในชั้นนอกบรรยากาศ ที่ระดับความสูง 20-35 กม. เรียกว่า สตราโตสเฟียร์. แต่ก๊าซนี้สามารถพบได้ในปริมาณที่น้อยกว่าในชั้นโทรโพสเฟียร์ (ระดับความสูงประมาณ 10 กม.)

ชั้นโอโซนมีบทบาทสำคัญในการรักษาชีวิตบนโลก เช่น สามารถดูดซับได้ถึง 99% ของ รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) จากดวงอาทิตย์ เนื่องจากรังสีนี้มีความยาวคลื่นสั้นและมีพลังงานสูง จึงมีกำลังการซึมผ่านผิวหนังสูง รังสีนี้ทำให้เกิดการฟอกหนัง แต่ก็มีส่วนทำให้เกิดผลร้ายหลายอย่างเช่นกัน เนื่องจากมันสามารถทำลาย DNA (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก) ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม

รังสียูวีแบ่งออกเป็นสาม ช่วงพลังงานที่แตกต่างกัน: UVA (320 นาโนเมตรถึง 400 นาโนเมตร), UVB (290 นาโนเมตรถึง 320 นาโนเมตร) และ UVC (200 นาโนเมตรถึง 290 นาโนเมตร) ในหมู่พวกเขา UVC ที่เป็นอันตรายและมีพลังมากที่สุดซึ่งโชคดีที่ไม่ถึงพื้นผิวโลกเพราะถูกกรองโดยชั้น ของโอโซน

ดังนั้นชั้นโอโซนจึงเป็นเกราะป้องกันอเนกประสงค์และมีประสิทธิภาพที่ช่วยป้องกันรังสีที่เป็นอันตรายนี้ หลายรูปแบบของชีวิต เช่น แพลงก์ตอน ซึ่งมีหน้าที่ในการผลิตจำนวนมากของเรา ออกซิเจน

ปริมาณโอโซนในสตราโตสเฟียร์ไม่คงที่ แต่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของรังสียูวี การก่อตัวของโมเลกุลของก๊าซนี้เกิดขึ้นจากการสลายตัวของโมเลกุลของก๊าซออกซิเจน (O_2(ก.)) สร้างออกซิเจนอิสระที่ทำปฏิกิริยาในขั้นตอนที่สองกับก๊าซออกซิเจน:

ขั้นตอนที่ 1: The_2(ก.) → 2 ออน_(ช)

ขั้นตอนที่ 2: The_(ช) + โอ_2(ก.) → 1 ดิ_3(ก.)

จากนั้นจะเกิดความสมดุลทางเคมีในชั้นโอโซน:

2 ออนซ์_2(ก.) ↔ 1 ออน_3(ก.) + โอ_(ช) ∆H = + 142.35 kJ/โมล

อย่างไรก็ตาม น่าเสียดายที่เมื่อเวลาผ่านไป มนุษย์ได้ปล่อยสารก่อมลพิษออกมา ซึ่งเปลี่ยนความสมดุลนี้ไปสู่การสลายตัวของ โอโซนลดความเข้มข้นในสตราโตสเฟียร์และทำให้โลกไม่มีการป้องกันมากขึ้น

หนึ่งในสาเหตุที่ใหญ่ที่สุดของการทำลายชั้นของ โอโซนคือ CFCs (Chlorofluorocarbons หรือที่เรียกว่าFréons®) ซึ่งเป็นสารประกอบที่เกิดจากอะตอมของคาร์บอน ฟลูออรีน และคลอรีน CFCs ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโดยหลักผ่านการใช้เป็นสารขับดันละอองลอย (สเปรย์) ในตู้เย็นและตู้เย็น เป็นสารขยายสำหรับพลาสติกและในตัวทำละลายเพื่อทำความสะอาดวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ดังที่คุณเห็นจากปฏิกิริยาด้านล่าง เมื่อ CFC กระทบสตราโตสเฟียร์ การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์จะสลายโมเลกุลของมัน และปล่อยคลอรีนออกมา ในทางกลับกัน คลอรีนจะทำปฏิกิริยากับโอโซนและทำให้ความเข้มข้นลดลง:

CH₃คℓ_(ช) → CH_3(ช)+คℓ_(ช)

คℓ_(ช) + โอ_3(ก.) → Cℓโอ_(ช) + โอ_2(ก.)

นอกจากนี้ Cℓที่เกิดขึ้นยังทำปฏิกิริยากับอะตอมของออกซิเจนอิสระในบรรยากาศ ปล่อยอะตอมของคลอรีนออกมามากขึ้น ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับโอโซน ทำลายชั้นป้องกันของเรามากขึ้น:

ClO_(ช) + โอ_(ช) → Cl_(ช) + โอ_2(ก.)

สถานที่ที่ได้รับผลกระทบที่เลวร้ายที่สุดคือแอนตาร์กติกา ซึ่งรูในชั้นโอโซนมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของในยุโรปในเดือนกันยายน 2000 ดาวเทียมตรวจสอบโอโซนของนาซ่าบันทึก หลุมที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบเห็นในทวีปแอนตาร์กติกา มีขนาดประมาณ 28.3 ล้านตารางกิโลเมตร ซึ่งมากกว่าพื้นที่ของออสเตรเลียถึงสามเท่า สถานการณ์นี้เลวร้ายยิ่งกว่าในแอนตาร์กติกา เนื่องจากมีการก่อตัวของอะตอมของคลอรีนที่ใหญ่มากและยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากความผิดปกติ เมฆในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ก่อตัวขึ้นในฤดูหนาวออสตรัล และปฏิกิริยาเกิดขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาคของเมฆเหล่านี้ แสดง

ภาพถ่ายดาวเทียมของนาซ่า "หลุม" ในชั้นโอโซนเหนือแอนตาร์กติกา กันยายน 2000

ผลที่ตามมาของการทำลายชั้นโอโซนคือการเพิ่มขึ้นของอุบัติการณ์ของมะเร็งผิวหนังอันเนื่องมาจากการกระทำของรังสีอัลตราไวโอเลตและภาวะโลกร้อนที่ทวีความรุนแรงขึ้น ซึ่งนำไปสู่หายนะหลายประการ เช่น การละลายของธารน้ำแข็งที่ขั้วโลก ทำให้ระดับน้ำใน มหาสมุทร

แต่ก็ยังมีความหวังริบหรี่ตั้งแต่ พ.ศ. 2543 ความเข้มข้น ในCFCs ลดลงเกือบหนึ่งเปอร์เซ็นต์ต่อปี

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/camada-de-ozonio2.htm