สูตรทางเคมีของโอโซนคืออะไรและโอโซนก่อตัวอย่างไรในบรรยากาศ?

โอโซนเป็นสารประกอบทางเคมีอย่างง่ายที่มีเพียงอะตอมของออกซิเจน และผลกระทบของมันขึ้นอยู่กับว่าเกิดขึ้นที่ใดในบรรยากาศ ในสตราโตสเฟียร์ตอนบน จะสร้างเกราะป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ แต่ใกล้พื้นดิน มันคือมลพิษที่อาจทำให้เกิดโรคทางเดินหายใจในมนุษย์และสัตว์ การสร้างและการทำลายโอโซนในสตราโตสเฟียร์ขึ้นอยู่กับกระบวนการทางธรรมชาติเป็นหลัก แต่กระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่อยู่ใกล้พื้นดิน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

โอโซนที่มีสูตรทางเคมี O3 เกิดขึ้นจากออกซิเจนธรรมดาในสตราโตสเฟียร์ตอนบนด้วยพลังงานจากรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์ โอโซนยังก่อตัวในบรรยากาศชั้นล่างจากกระบวนการทางธรรมชาติและทางอุตสาหกรรม

โมเลกุลของโอโซนประกอบด้วยออกซิเจนสามอะตอม (O3) ในขณะที่ออกซิเจนในรูปแบบเสถียรซึ่งปกติจะมีอยู่ในบรรยากาศประกอบด้วยเพียงสองอะตอม เมื่อกระบวนการทางเคมีบางอย่างทำให้อะตอมของออกซิเจนเพิ่มขึ้น อะตอมที่มีปฏิกิริยาสูงจะจับกับโมเลกุลออกซิเจนได้อย่างง่ายดาย โอโซนยังมีปฏิกิริยาสูง และความสามารถในการออกซิไดซ์ของโอโซนเป็นรองเพียงฟลูออรีนเท่านั้น มีประโยชน์ในฐานะสารกำจัดกลิ่นและสารฟอกขาวเช่นเดียวกับการฆ่าเชื้อโรคและการทำให้น้ำบริสุทธิ์ มันเป็นก๊าซสีฟ้าซีดที่อุณหภูมิห้อง และกลิ่นที่แรงของมันชวนให้นึกถึงพายุฝนฟ้าคะนองเนื่องจากฟ้าผ่าทำให้เกิดโอโซน

แสงอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลออกซิเจนในบรรยากาศชั้นบนเพื่อสร้างชั้นโอโซนในสตราโตสเฟียร์ เมื่อแสงที่กระฉับกระเฉงกระทบโมเลกุลออกซิเจน มันจะแตกตัวออกเป็นสองอะตอมออกซิเจนแยกกัน และแต่ละอะตอม อะตอมที่มีปฏิกิริยาสูงจับกับโมเลกุลออกซิเจนอีกตัวหนึ่ง ส่งผลให้เกิดโอโซน 2 ตัว โมเลกุล ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นบ่อยที่สุดในเขตร้อน ซึ่งแสงแดดจัดมากที่สุด พวกมันมีความสำคัญเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่พวกมันดูดซับจะไปถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้ยาก

เนื่องจากเป็นก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โอโซนในบรรยากาศชั้นล่างจึงเรียกว่าโอโซนที่ไม่ดี และเกิดปฏิกิริยาเคมีจำนวนหนึ่ง หนึ่งในนั้นเกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์ของรถยนต์ ซึ่งออกซิเจนและก๊าซไนโตรเจนรวมกันเป็นไนตริกออกไซด์ ก๊าซนี้ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างไนโตรเจนไดออกไซด์ ในวันที่แดดจัดและอากาศร้อน ไนโตรเจนไดออกไซด์จะสลายตัวอีกครั้งเพื่อปล่อยอะตอมออกซิเจนออกมา ซึ่งจะจับกับอะตอมออกซิเจนเพื่อสร้างโอโซน การปล่อยมลพิษจากโรงงานและสถานีพลังงานที่เผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลยังสร้างโอโซนด้วยกระบวนการที่คล้ายคลึงกัน โอโซนยังก่อตัวขึ้นรอบๆ อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

โอโซนเกิดขึ้นตามธรรมชาติในชั้นโทรโพสเฟียร์ ส่วนใหญ่เกิดจากการปล่อยไฮโดรคาร์บอนจากพืชและดินที่สลายตัวในแสงแดดจนถึงกรดไนตริกและอนุมูลออกซิเจน ระดับธรรมชาตินั้นแทบจะไม่สูงพอที่จะสร้างปัญหาให้กับมนุษย์ แต่โอโซนส่วนเกินจากกระบวนการทางอุตสาหกรรมและรถยนต์สามารถทำให้เกิดปัญหาได้หลายอย่าง ก๊าซที่มีปฏิกิริยารุนแรงทำลายป่าไม้และพืชผล ทำลายเนื้อเยื่อที่มีชีวิต และทำให้เกิดโรคทางเดินหายใจในบุคคลที่มีความอ่อนไหว ระดับโอโซนในโทรโพสเฟียร์ไม่คงที่ โดยจะเพิ่มขึ้นในวันที่มีแดดจ้าในเมืองใหญ่และพื้นที่อื่นๆ ที่มีกิจกรรมทางอุตสาหกรรมสูง โอโซนเป็นองค์ประกอบหลักของหมอกควัน