Chemia atmosfery na styku z geografią. Freony (CFC) pod wpływem promieniowania UV uwalniają atomy chloru, które katalitycznie rozkładają ozon — jeden atom Cl niszczy tysiące cząsteczek O₃, bo w cyklu się odtwarza. Dlatego nawet małe ilości CFC groziły warstwie ozonowej (Nobel 1995).

Dam Ci docelową grubość warstwy ozonowej — dobierz stężenie freonów i natężenie UV, aby ją uzyskać.
Co się właśnie stało?
Zwiększyłeś stężenie freonów. Promieniowanie UV rozbiło cząsteczki CFC i uwolniło atomy chloru, a te ruszyły w cykl katalityczny, w którym rozkładają ozon. Warstwa zmalała poniżej progu — otworzyła się dziura ozonowa.
Cykl katalityczny chloru:
Sumarycznie znika ozon, a atom chloru się odtwarza:
Dlaczego chlor jest katalizatorem?
W drugiej reakcji wraca w niezmienionej postaci i wchodzi w kolejny obieg. Nie zużywa się, więc jeden atom Cl rozbija tysiące cząsteczek (nawet ~100 000, zanim zostanie związany). Dlatego już małe ilości freonów są tak groźne — to sedno odkrycia nagrodzonego Noblem z chemii w 1995 r. (Crutzen, Molina, Rowland).
Gdzie tu geografia?
Dziura ozonowa jest największa nad Antarktydą, gdzie mroźne chmury polarne i wiosenny powrót Słońca uruchamiają chlor na masową skalę. Warstwę ozonową mierzy się w jednostkach Dobsona (DU); poniżej 220 DU mówimy o dziurze.
Po co Ci to na maturze:
Rozpoznasz katalizator po tym, że przyspiesza reakcję i odtwarza się w cyklu (nie ma go w równaniu sumarycznym). Freony + UV → Cl, a Cl katalitycznie niszczy ozon — to klasyczny przykład na styku chemii atmosfery i geografii.
Zapamiętaj: jeden atom chloru rozkłada tysiące cząsteczek O₃, bo cykl regeneruje Cl — dlatego małe ilości freonów niszczą warstwę ozonową i tworzą dziurę.
Freony (CFC) są trwałe, docierają do stratosfery, gdzie promieniowanie UV rozbija je, uwalniając atomy chloru:
Atom chloru działa katalitycznie — w cyklu się odtwarza: Sumarycznie: , a wraca i powtarza cykl. Jeden atom Cl niszczy tysiące cząsteczek — dlatego nawet małe ilości CFC są groźne.
Protokół montrealski (1987) ograniczył produkcję freonów; warstwa ozonowa powoli się odbudowuje (Nobel z chemii 1995).
To zagadnienie opisujemy równaniami reakcji — kluczowy jest katalityczny, powtarzalny charakter cyklu.
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Uwalniają atomy chloru, które katalitycznie rozkładają ozon (Cl + O₃ → ClO + O₂; ClO + O → Cl + O₂) — Cl się odtwarza.
Bo działają katalitycznie — jeden atom Cl rozkłada tysiące cząsteczek O₃.
Protokołem montrealskim (1987) ograniczającym produkcję freonów — warstwa ozonowa powoli się odbudowuje.