Cykl ozonowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Schemat ilustrujący cykl ozonowy (w jęz. angielskim)

Cykl ozonowo-tlenowy (na cześć jego odkrywcy zwany też cyklem Chapmana) – szereg reakcji chemicznych opisujących przemiany jakim podlega ozon stratosferyczny czemu towarzyszy przemiana promieniowania ultrafioletowego w energię cieplną. W swej istocie proces ten został odkryty w roku 1930 przez brytyjskiego matematyka i geofizyka, Sydneya Chapmana (1888–1970)[1][2][3].

Podstawowy cykl ma nastęujący przebieg:

  1. Pod wpływem działania promieniowania ultrafioletowego o długości fali poniżej 242 nm obojętna cząsteczka tlenu jest rozbijana na dwa reaktywne atomy:
    O2 + → 2O
  2. W wyniku zderzenia atomu tlenu z cząsteczką tlenu powstaje ozon:
    O + O2 + M → O3 + M
    Cząsteczki M odprowadzają ciepło z układu
  3. Fale promieniowania ultrafioletowego z zakresu 240–310 nm powodują rozpad cząsteczki ozonu:
    O3 + hν → O2 + O
  4. Tlen atomowy może ponownie utworzyć ozon (etap 2) lub utworzyć tlen cząsteczkowy:
    O3 + O → 2O2
    2O → O2

W trakcie badań zwrócono uwagę na inne niż tlen związki współistniejące z nim w atmosferze ziemskiej. Utrudniają one trafienie fotonu w cząsteczkę tlenu, a wyłapując jego reaktywne atomy, zmniejszają prawdopodobieństwo powstania ozonu. Oto przykładowy schemat procesu konkurencyjnego:

NO2 + hν → NO + O
O + O2O3
O3 + NO → NO2 + O2

Za główną przyczynę zaniku ozonu w atmosferze czyli powstawanie dziury ozonowej uważa się zanieczyszczenie atmosfery chlorem pochodzącym z freonów.

Przypisy

  1. Chapman, S.. A theory of upper atmospheric ozone. „Memoirs of the Royal Meteorological Society, London”. 3, s. 103–125, 1930. 
  2. S. Chapman. On the Annual Variation of Upper-Atmospheric Ozone. „Philosophical Magazine (Series 7)”. 10, s. 345–352, 1930. 
  3. S. Chapman. On Ozone and Atomic Oxygen in the Upper Atmosphere. „Philosophical Magazine (Series 7)”. 10, s. 369–383, 1930. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Krzysztof Kożuchowski: Meteorologia i klimatologia. Warszawa: PWN, 2006. ISBN 978-83-01-14975-8.
  • Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004, s. 81. ISBN 8371832400.