Озон-оттегі айналымы - Ozone–oxygen cycle

Озон-оттегі циклы озон қабаты: 1. Оттегі атомдық оттегіне дейін фотолизденеді. Оттегі мен озон үздіксіз өзара ауысады. Күн Ультрафиолет оттегін ыдыратады; молекулалық және атомдық оттегі қосылып, озон түзеді. 3. Озон атом оттегімен реакция нәтижесінде жоғалады (плюс басқа атомдар).

The озон–оттегі циклі болып табылатын процесс озон үнемі жаңарып отырады Жер Келіңіздер стратосфера, түрлендіру ультрафиолет сәулеленуі (Ультрафиолет) ішіне жылу. 1930 жылы Сидней Чэпмен шешті химия қатысады. Процесс әдетте деп аталады Чэпмен циклі атмосфера ғалымдары.

Озон өндірісінің көп бөлігі тропикалық жоғарғы стратосферада және мезосферада болады. Тәулігіне бүкіл әлем бойынша озонның жалпы массасы шамамен 400 миллион метрлік тоннаны құрайды. Озонның ғаламдық массасы салыстырмалы түрде тұрақты болып, шамамен 3 миллиард метрлік тоннаны құрайды, яғни Күн күн сайын озон қабатының шамамен 12% өндіреді.[1]

Химия

  1. Құру: оттегі молекуласы бөлінеді (фотолизделген ) жоғары жиіліктегі ультрафиолет сәулесімен (жоғарғы жағы УК-В, УК-С және одан жоғары) екі оттегі атомына айналады (суретті қараңыз):
    O2 + ℎν → 2 O •
    Әрбір оттегі атомы оттегі молекуласымен тез қосылып озон молекуласын құрайды:
    O • + O2 → O3
  2. Озон-оттегі айналымы: реакция нәтижесінде пайда болған озон молекулалары арасында тиісті толқын ұзындығына ие сәулеленуді сіңіреді УК-С және УК-В. Үш атомды озон молекуласы екі атомды молекулалық оттекке және бос оттегі атомына айналады (суретті қараңыз):
    O3 + ℎν(240–310 нм) → O2 + O
    Өндірілген атомдық оттегі озонды түзу үшін басқа оттегі молекуласымен тез әрекеттеседі:
    O + O2 → O3 + EҚ
    қайда EҚ қосымша ретінде көрінетін реакцияның артық энергиясын білдіреді кинетикалық энергия. Бұл екі реакция O және O кезінде бөлінетін химиялық энергия болатын озон-оттегі циклын құрайды2 комбайн молекулалық қозғалыстың кинетикалық энергиясына айналады. Жалпы әсер озонның таза шығынынсыз енетін ультрафиолет-В сәулесін жылуға айналдырады. Бұл цикл озон қабатын тұрақты тепе-теңдікте ұстап, төменгі атмосфераны ультрафиолет сәулесінен қорғайды, бұл көптеген тіршілік иелеріне зиянды. Бұл сонымен қатар стратосферадағы екі негізгі жылу көздерінің бірі (екіншісі - О кезде бөлінетін кинетикалық энергия2 атомдарына фотолизденеді).
  3. Жоюегер оттегі атомы мен озон молекуласы түйісетін болса, олар қайта қосылып, екі оттегі молекуласын түзеді:
    O3 + O · → 2 O2
    Егер екі оттегі атомдары түйіссе, олар реакцияға түсіп, бір оттегі молекуласын түзеді:
    2 O · → O2
    Бұл реакцияның теріс екені белгілі реакция тәртібі -1-ден. Стратосферадағы озонның жалпы мөлшері күн радиациясы мен жоюдың өндірісі арасындағы тепе-теңдікпен анықталады. Жойылу жылдамдығы баяу, өйткені O атомдарының концентрациясы өте төмен.
    Таза реакция 2 O құрайды3 → 3 O2

Әрине бос радикалдар, ең маңызды болмыс гидроксил (OH), азот оксиді (NO) және атомдары хлор (Cl) және бром (Br), катализдейді рекомбинация реакция, катализаторлар болмаған кездегіден гөрі жұқа озон қабатына әкеледі.

OH және NO-дің көп бөлігі табиғи түрде стратосферада болады, бірақ адам әрекеті, әсіресе хлорофторкөміртегі шығарындылары (CFC ) және галондар, Cl және Br концентрациясын едәуір арттырды, әкеледі озон қабатының бұзылуы. Әрбір Cl немесе Br атомы стратосферадан шығар алдында он мыңдаған ыдырау реакцияларын катализдей алады.

Сыртқы сілтемелер

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Мұрағатталған көшірме». Архивтелген түпнұсқа 2011-07-27. Алынған 2011-06-16.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме)