Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvordan påvirker klor ozonlaget?

Ozon, en form for ilt, er ikke en rigelig forbindelse i jordens atmosfære, men det er en vigtig. Det danner et lag i stratosfæren, der blokerer for skadelig ultraviolet solstråling, og uden det lag vil forholdene på overfladen være mindre gunstige for levende væsener. Frigivelsen af ​​chlorfluorcarboner i atmosfæren ødelægger dette ozonlag, fordi chlor - en komponent af CFC'er - er meget reaktiv og virker sammen med ozon for at omdanne den til almindelige iltmolekyler.

Ozon i atmosfæren

Ozon er en forbindelse dannet af tre oxygenatomer, og den findes i to separate lag i atmosfæren. I troposfæren, nær jorden, betragtes det som et forurenende stof. Det beskadiger afgrøder og forårsager åndedrætsbesvær hos mennesker. I den øvre stratosfære udgør den imidlertid et lag, der absorberer ultraviolet sollys. Forskere måler tykkelsen af ​​dette lag af "god" ozon i Dobson-enheder, opkaldt efter britisk fysiker Gordon Miller Bourne Dobson, en pioner i undersøgelsen af ​​ozon. En Dobson-enhed defineres som en tykkelse på 0,01 millimeter (0,0004 inches) ved standard temperatur og tryk, hvilket er 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit) og 1 atmosfære.

Reaktion med Ozon

Klor virker som en katalysator for at omdanne ozon til ilt i en reaktion, som ikke blev forstået indtil 1973. Når et frit chloratom og et ozonmolekyle interagerer, klor chloratomet det tredje oxygenmolekyle til dannelse af chlormonoxid, en ustabil forbindelse og efterlad et stabilt oxygenmolekyle. Fordi chlormonoxidmolekylet er ustabilt, kan det interagere med et frit oxygenatom for at fremstille et andet molekyle bestående af to oxygenatomer og - vigtigere - lad chloratom være frit for at starte processen igen. Denne cyklus kan gentage tusindvis af gange, der reducerer mængden af ​​ozon stadigt.

Kilder til klor

Fordi klor er ustabil, vil det, hvis det frigives i sin elementære form, reagere med et andet element eller sammensatte, før den nogensinde nåede til stratosfæren. Klor er imidlertid et nøgleelement i en klasse af stoffer kaldet chlorfluorcarboner, som har en række anvendelser i industrien, herunder køling. I modsætning til ren klor er CFC'er inerte, og når de frigives på jorden, beholder de deres struktur på ubestemt tid. De flytter til sidst ind i den øvre atmosfære, hvor sollyset er intens nok til at ødelægge dem og frigive klor. Klor er ikke nødvendigvis det eneste element, der nedbryder ozon. Brom, hydrogen og nitrogen gør det også.

Ozonhulet

Ozonlagets tykkelse er i gennemsnit ca. 300 til 500 Dobson-enheder, hvilket stort set svarer til tykkelsen af ​​to stablede pennies. I 1984 rapporterede britiske forskere i Antarktis en tilbagevendende udtynding af dette lag til 180 Dobson-enheder, eller lidt mere end tykkelsen af ​​en øre. Denne udtynding sker i Antarktis vinter og forår, når stratosfæriske skyer af ispartikler fremskynder ødelæggelsen af ​​ozon. Hullet vokser hvert år for at omfatte det meste af det antarktiske kontinent og hinsides, og laget er blevet så tyndt som 73 Dobson-enheder i nogle år, hvilket er mindre end tykkelsen af ​​en krone.

Klik for at udvide hele teksten