OZON

Van het Grieks ozein ="geur". Het kreeg deze naam van zijn ontdekker Christian Friedrich Schönbein, wegens de typische reuk bij onweer.

Ozon of trizuurstof is een verbinding met formule O₃. Het is een allotroop van zuurstof, dat veel minder stabiel is dan dizuurstof. (Een allotroop is om het even welke van de fysiche vormen waaronder een bepaald element kan voorkomen; zo zijn grafiet en diamant allotropen van koolstof). Zoals je op de figuur hieronder kan zien is ozon een polaire molecule.

	Molmassa: 47,998 g/mol
	Dichtheid: 2,144 g/l (bij 273,15 K)
	Oplosbaarheid in water: 0,105 g/ 100 ml (bij 273,15 K)
	Smeltpunt: 80,7 K
	Kookpunt: 161,3 K
	Standaard vormingsenthalpie: + 142,3 kJ/mol

Het is een blauwachtig, zeer reactief gas, dat vooral voorkomt in de stratosfeer; daar filtert het schadelijke UV-stralen (huidkanker!) van de zon waarvan de golflengte korter is dan 310 nm

Ozon komt voornamelijk voor in de stratosfeer

Het wordt daar gevormd onder invloed van UV-stralen met korte golflengte (< 240 nm). Deze splitsen dizuurstof in atomaire zuurstof, waarna een zuurstofatoom reageert met een molecule dizuurstof en zo ozon vormt.

Vorming van ozon in de stratosfeer

Het gevormde ozon zal echter onder invloed van UV-stralen weer gemakkelijk O-atomen verliezen en omgezet worden in dizuurstof. We hebben hier te doen met een voortdurende cyclus:

Het gat in de ozonlaag

Op bovenstaand schema, zien we dat ozon kan verdwijnen o.i.v. (chloor)radicalen. Deze zouden verantwoordelijk zijn voor het ozongat boven Antarctica. Het proces voor de omzetting van de chloorverbindingen in schadelijke radicalen gebeurt op de oppervlakte van stratosferische wolken.

Voor uitgebreide informatie kan je terecht op "The Ozone Hole Tour", een website van de Universiteit van Cambridge.

De Dobson-eenheid (DU)

De hoeveelheid ozon wordt gewoonlijk uitgedrukt in Dobson-eenheden (DU), genoemd naar professor G.M.B. Dobson (1889 - 1976), die vanaf de jaren 20 van vorige eeuw onderzoek heeft gedaan naar de ozonlaag.

Voor het definiëren van de eenheeid vertrekt men van al de ozon die in een luchtkolom boven een willekeurig oppervlak zit. Vervolgens wordt al deze ozon denkbeeldig bij een temperatuur van 273,15 K en een druk van 1013,25 hPa gebracht en verzameld op het grondoppervlak. Eén DU stemt dan overeen met een laag ozon van 0,01 mm dikte.

Voor afbeeldingen van de huidige totale ozonwaarden gemeten met GOME (Global Ozone Monitor Experiment) aan boord van de ERS-2 satelliet, zie deze pagina, en voor de daaruit afgeleide globale ozonverdeling zie deze pagina.

Ozonpollutie

Waar ozon in de stratosfeer onmisbaar is voor de absorptie van schadelijke UV-stralen, is ozon in de onderste laag van de atmosfeer (de troposfeer) een gevaar voor de gezondheid. Hier kan het bij bepaalde concentraties ernstige ademhalingsstoornissen veroorzaken. Verder vertraagt het ook de plantengroei en vermindert het de opbrengst van gewassen.

Ozon ontstaat in de troposfeer door fotochemische ontbinding van NO₂ :

Ozon zelf reageert met het stikstofmonoxideradicaal, waarbij opnieuw de vertrekproducten gevormd worden:

Deze reacties zijn dus in evenwicht. Het wordt echter problematisch, wanneer de concentratie aan stikstofdioxide toeneemt. Dit kan op warme, zonnige dagen, want dan doet zich volgende reactie voor:

De zo gevormde hydroxylradicalen zijn nogal reactief: zij reageren met vluchtige organische verbindingen zoals methaan, uitlaatgassen e.d.

In de aanwezigheid van stikstofmonoxideradicalen geeft dit stikstofdioxide, water, aldehyden en veel andere producten, zonder één molecule ozon te verbruiken. Hieronder heb je een mogelijke reactiereeks:

Het extra gevormde stikstofdioxide verhoogt de snelheid waarmee ozon gevormd wordt.

Productie van ozon door fotochemische reacties

Procentuele inbreng van stikstofoxiden en vluchtige organische
bestanddelen door de verschillende actoren.

Beide groepen verbindingen spelen een rok in de productie van ozon
via fotochemische reacties.

[HOME] [CONTACT]