Mikä on otsonin kemiallinen kaava ja miten otsoni muodostuu ilmakehässä?

Otsoni on yksinkertainen kemiallinen yhdiste, joka sisältää vain happiatomeja, ja sen vaikutukset riippuvat ilmakehän sijainnista. Ylemmässä stratosfäärissä se muodostaa suojaavan suojan ultraviolettisäteilyä vastaan, mutta lähellä maata se on epäpuhtaus, joka voi aiheuttaa hengityselinten sairauksia ihmisillä ja eläimillä. Stratosfäärin otsonin muodostuminen ja tuhoaminen riippuvat ensisijaisesti luonnollisista prosesseista, mutta lähellä maata teolliset prosessit ovat enimmäkseen vastuussa sen syntymisestä.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Otsoni, jolla on kemiallinen kaava O3, muodostuu ylemmän stratosfäärin tavallisesta hapesta auringon ultraviolettisäteiden energian kanssa. Otsonia muodostuu myös ilmakehän alaosassa luonnollisista ja teollisista prosesseista.

Otsonimolekyyli koostuu kolmesta happiatomista (O3), kun taas vakaa hapen muoto, joka normaalisti esiintyy ilmakehässä, koostuu vain kahdesta. Kun tietyt kemialliset prosessit mahdollistavat ylimääräisen happiatomin saatavuuden, erittäin reaktiivinen atomi sitoutuu helposti happimolekyyliin. Otsoni on myös erittäin reaktiivinen, ja sen hapettava kyky on toisena kuin fluori. Se on hyödyllinen hajunpoistoaineena ja valkaisuaineena sekä bakteerien tappamiseen ja veden puhdistamiseen. Se on vaaleansininen kaasu huoneenlämmössä, ja sen voimakas haju muistuttaa ukkosta, koska salamaniskut tuottavat otsonia.

Auringon ultraviolettivalo reagoi ilmakehän ylempien happimolekyylien kanssa muodostaen stratosfäärin otsonikerroksen. Kun energinen valo iskee happimolekyyleihin, se hajottaa ne kahteen erilliseen happiatomiin ja kumpaankin erittäin reaktiiviset atomit sitoutuvat toiseen happimolekyyliin, mikä johtaa kahden otsonin muodostumiseen molekyylejä. Nämä reaktiot tapahtuvat useimmiten tropiikissa, missä auringonvalo on voimakkainta. Ne ovat tärkeitä, koska niiden absorboima ultraviolettisäteily pääsee muuten planeetan pinnalle, missä se vaikeuttaisi elämän olemassaoloa.

Koska se on niin syövyttävä kaasu, ilmakehän alaotsikko tunnetaan huonona otsonina, ja monet kemialliset reaktiot tuottavat sitä. Yksi niistä esiintyy automoottoreissa, joissa happi- ja typpikaasu yhdistyvät typpioksidiksi. Tämä kaasu reagoi hapen kanssa muodostaen typpidioksidia. Aurinkoisina, kuumina päivinä typpidioksidi hajoaa jälleen vapauttaen happiatomin, joka puolestaan ​​sitoutuu happiatomiin muodostaen otsonia. Fossiilisia polttoaineita polttavien tehtaiden ja energia-asemien päästöt tuottavat myös otsonia samanlaisella prosessilla. Otsonia muodostuu myös suurjännitteisten sähkölaitteiden ympärille.

Otsonia esiintyy luonnossa troposfäärissä, pääasiassa hiilivetyjen vapautumisen vuoksi kasveista ja maaperästä, jotka hajoavat auringonvalossa typpihappo- ja happiradikaaleiksi. Luonnollinen taso on harvoin tarpeeksi korkea aiheuttaakseen ihmisille ongelmia, mutta teollisuusprosesseista ja autoista aiheutuva ylimääräinen otsoni voi aiheuttaa useita niistä. Erittäin reaktiivinen kaasu vahingoittaa metsiä ja satoja, vahingoittaa elävää kudosta ja aiheuttaa hengityselinten sairauksia herkille ihmisille. Otsonitasot troposfäärissä eivät ole vakiot - ne nousevat kuumina aurinkoisina päivinä pääkaupunkiseudulla ja muilla korkean teollisen toiminnan alueilla. Otsoni on ensisijainen savu-komponentti.