2009 01 01 1623

O. W v.*il iwi S. J. IXjI!v l’A»nw    ^ujw 2U)7

ISBN *7P*y4\-l$}H-\ C by WN PWN 2W0

3.2. Chemia samego tlenu — powstawanie i aktywność molekularna ozonu    57

niowania, które ozon silnie absorbuje. Absorpcja, w wyniku której zachodzi rozkład ozonu, jest procesem, który chroni Ziemię przed dostępem szkodliwego promieniowania nadfioletowego.

Reakcja (3.4) opisuje mechanizm destrukcji nieparzystych postaci tlenu. Jest to proces egzotermiczny (ok. - 400 kJ • mol '). ale względnie duża wartość energii aktywacji (18 kJ mol ') i bardzo małe stężenia dwóch postaci nieparzystego tlenu sprawiają, żc proces ten w stratosferze przebiega powoli.

Warstwa ozonu (ozonosfera)

Istnienie warstwy ozonu w stratosferze jest wyjaśnione uprzednio przedstawionymi reakcjami. W górnych warstwach stratosfery natężenie wysokoenergetycznego promieniowania słonecznego jest tak duże. że czas przebywania ditlenu przed dysocjacją na atomy tlenu jest krótki (na wysokości 50 km n.p.m. czas przebywania ditlenu wynosi w przybliżeniu I h). Stąd też stosunek O do 0> jest względnie duży, ale ponieważ bezwzględne stężenie tlenu jest małe. tworzenie ozonu jest ograniczone reakcją (3.2). W niskich warstwach atmosfery występuje duża obfitość ditlenu. ale niewielkie natężenie promieniowania o dostatecznie dużej energii, aby nastąpiła jego dysocjacja, sprawia, że reakcja (3.1) zachodzi w ograniczonym zakresie. Na wysokości 20 km n.p.m. czas przebywania ditlenu wynosi około 5 lat. W obszarach pośrednich występuje zarówno odpowiednia ilość ditlenu. jak i wystarczające natężenie promieniowania, aby zmaksymalizować szybkość tworzenia się atomów tlenu (i stąd też ozonu). Dla tych obszarów przewiduje się maksymalną wartość gęstości ozonu, a została ona stwierdzona na wysokości ok. 23 km n.p.m. (rys. 3.1). Rzeczywista wysokość, przy której obserwuje się to maksimum, ulega zmianie wraz z porą roku i szerokością geograficzną.

Jakkolwiek chemia samego tlenu w poprawny sposób opisuje kształt i wysokość profilu ozonu, przewiduje ona jednak dwukrotnie większe bezwzględne jego stężenie. Sugeruje to. że inne procesy muszą brać udział w rozpadzie ozonu. Przyjmuje się, że w wyniku reakcji (3.4) ze stratosfery zostaje usunięte zaledwie 20% nieparzystego tlenu. Przyczyny rozpadu pozostałych 80% ozonu stanowią przedmiot zainteresowania chemików zajmujących się atmosferą, szczególnie od momentu, gdy stwierdzono, żc częściowo jest to związane z działalnością człowieka.

] DO ZAPAMIĘTANIA

Ozon jest naturalnie występującą odmianą alotropową tlenu, której synteza i rozkład określony jest przez, stężenie tlenu i reakcje fotoliz.y. Te czynniki sprawiają, że maksimum stężenia ozonu występuje w przybliżeniu na wysokości 23 km n.p.m. w warstwie (ozonowej), nazywanej ozonosferą.