ультрафиолетового излучения. Прямые солнечные лучи молекул кислорода. Концентрация вещества в верхнем атмосферном слое
Один из путей появления атомарного кислорода Озон образуется, когда атом кислорода (это пример радикала) взаимодействует с молекулой кислорода О:кислорода составляет +498 кДж/моль. Такая энергия может быть обеспечена за – расщепление (диссоциация)кислородной молекулы. Эта реакция требует достаточно много энергии. Энергия связи кислород – кислород в молекуле
Как только атомы кислорода образуются, они реагируют с счет ультрафиолетового излучения или в электрическом разряде.озона вблизи включенных электромоторов или действующих кислородными молекулами, которые всегда присутствуют в воздухе. Вы часто можете ощущать резкий запах кислорода. Вы также, должно быть, видели ультрафиолетовые лампы, применяемые для дезинфекции (уничтожения бактерий) в воздушной среде? Возле них вы светокопировальных установок. Электрические разряды в воздухе, возникающие внутри электрических
машин, вызывают диссоциацию молекул тропосфере образуется в результате сложной последовательности тоже можете ощущать запах озона.Часть озона в свете в крупных городах, атмосфера которых сильно реакций в условиях фотохимического смога. Этот процесс происходит при ярком солнечном под действием солнечного излучения на газ загрязнена выхлопными газами
автомобилей. Атомы кислорода в этом случае образуются результате фотодиссоциациимолекулярного кислорода. Это происходит, когда молекула кислорода поглощает ультрафиолетовое излучение – загрязнитель диоксид азота.
В стратосфере атомы
кислорода образуются в кислород - кислород (в джоулях на 1 молекулу) в молекуле О?
определенной частоты.Задание 3.1. Какова энергия связи
Уравнение реакции диссоциации молекулы кислорода на 2. Используя выражение Е = hv, вычислите частоту излучения, способного разорвать эту
связь.
В этой реакции величина hv – это энергия фотона атомы записывается следующим
образом:атомы кислорода сталкиваются с другими частицами, и это может иметь различные последствия. Менее всего интересен ультрафиолетового излучения, поглощаемого молекулой кислорода..Образующиеся при диссоциации разлетаются. Но даже в том случае, когда атомы кислорода сталкиваются с частицами, с которыми они случай, когда после столкновения частицы просто снова
Более интересен случай, когда атом кислорода присоединяется к частице, с которой сталкивается. Такими частицами могут быть О, другой атом О могут взаимодействовать, не всегда это приводит к реакции.
О + О → О = -100 кДж/моль (реакция 2)
О + О → О = -498 кДж/моль (реакция 3)
О + О → О + О = -390 кДж/моль (реакция 4)
или Оз. Возможные результаты такого взаимодействия показаны ниже:
Когда озон поглощает излучение в диапазоне частот 10,1∙10Гц -14,0∙10 Гц, происходит фотодиссоциация О Реакция 2 - это реакция образования
озона.та реакция, которая обеспечивает защитные свойства озонового слоя, поскольку происходит поглощение жесткого солнечного излучения.
+ hv → О + О (реакция 5)
Это как раз 1-5.
1. Какая из реакций выводит озон из Задание 4.
Обратитесь к реакциям (или реакциях) поглощается ультрафиолетовое излучение?
3. Какая реакция (или реакции) является экзотермической?
4. Какая связь между
атмосферы?2. В какой реакции
б) реакциями 2 и 5?
5. Объясните, почему под действием а) реакциями 1 и 3?реакций), и почему стратосфера имеет более высокую температуру в верхних ультрафиолетового излучения происходит нагревание стратосферы (как результат этих
Начнем с самого простого вопроса: Откуда вообще берется озон и что слоях и более
низкую – в нижних?вами жить, нужен кислород, то есть молекулы О2. Об этом все мы знаем еще это такое?Для того, чтобы нам с
В природе озон может образоваться несколькими способами. Первый – благодаря солнечной радиации. Второй – благодаря электрическим разрядам со школы. Однако, кислород имеет аллотропную
модификацию: О3, которую называют озоном.силовых кабелей и других электрических устройств.
Какое применение имеет озон?
Во-первых, озон является хорошим в атмосфере, то есть молниям.Третий – в электромагнитных полях вод и выбросов в атмосферу от вредных примесей, например от фенолов средством для обеззараживания
питьевой воды, очистки промышленных сточных применяется как сильный окислитель.
Благодаря этому свойству и цианидов.Во-вторых, в химии озон назначения; для отбеливания бумаги; для очистки масел.
Так что озон можно считать санитаром озон используется для
стерилизации изделий медицинского сильный окислитель, чем кислород нашел применение озону в качестве окислителя ракетного окружающей среды.Также, тот факт, что озон более смеси кислород-озон.
В чистом виде жидкий озон не топлива. Только не в чистом виде, а в виде взрывоопасен. Да к тому же озон еще и токсичен. На этом моменте применяют, так как он химически неустойчив и
Конечно в XXI веке многие фирмы выпускают бытовые озонаторы плавно перейдем к отрицательным моментам, связанным с озоном.
Когда вы обеззараживаете помещение, используя такой прибор, не надо самому при этом присутствовать для дезинфекции помещений, например для дома. Но почему-то они умалчивают о мерах безопасности.помещение и от себя, так как озон токсичен.
А потом кругом кричат, что экология у нас дрянь, сосед умер от так выглядит озонатор воздуха
Да, существуют озонотерапии в некоторых медицинских учреждениях. Но их эффективность клинически не доказана рака, А ведь не пил, не курил, озонатором пользовался, за здоровьем следил.признаётся лекарственным методом.
Но если вы хотите дома убить и в развитых странах озонотерапия не
Что еще может сделать озон. Ну например…, хотя возле земли его мало, но его достаточно, чтобы разрушать резину, да хотя бы плесень и бактерии, то озон к вашим услугам.окон. Резина трескается и постепенно разрушается.
Ультрафиолетовое излучение также покрышек автомобилей или в рамах пластиковых часть ультрафиолета, которая вызывает загар и рак кожи, и до поверхности Земли доходит лишь действует на озон, разрушая его. При этом почти
полностью поглощается жесткая в атмосфере Земли примерно 500—600 млн лет назад, когда в ней несколько процентов.Озоновый слой образовался после образования озонового слоя жизнь смогла выйти из океанов;
накопилось достаточно кислорода вследствие фотосинтеза. И только лишь млекопитающих, включая человека, не возникли бы.
Теперь поговорим о химическом получении озона.
Для этого используем реакцию персульфата аммония Без этого высокоразвитые
формы жизни типа
Осторожно подогреем смесь в колбочке и пропустим выходящий газ находится персульфат аммония с азотной кислотоййод и раствор окрашивается в жёлтый цвет:
через раствор иодида
Подводя итоги можно из-за того, что выделился йод (о том, что такое йод в некоторых делах и спасителем от солнечной радиации, так и сильным сказать о том, что озон является как помощником человека пагубное влияние.
На этом всё!
• Как образуется озон?
окислителем и ядовитым
газом, который оказывает очень слоя (ОС)
• Толщина слоя
• • Роль ОС Земли
• Где расположен?
• Процесс формирования озонового в повседневной жизни. Пахнет озоном
• Неприятное открытие ученых: озоновая дыра над Антарктидой
• Влияние на климат
• Встреча с озоном и восстановления ОС
Озон представляет собой аллотропный газ, состоящий из трехатомных • Недруги озона• Меры для защиты формирует озоновый слой, защищающий все живые организмы от опасного • предоставление информации международным оказали бы негативное воздействие на растительный мир, животных, людей. История открытия озонового слоя началась в 1912 г., когда французские физики при помощи спектроскопа смогли доказать существование вещества в отдаленной от Земли стратосфере.
Как образуется озон?
Образование озона происходит в большей степени в верхних атмосферных слоях под воздействием ультрафиолета. Молекулы кислорода, подвергаясь излучению, расщепляются на атомы, соединяются с другими молекулами. Также он образуется в ходе реакции разложения перекисей, окислении фосфора, электрических разрядов в атмосфере.
В лаборатории вещество получают из воздуха, кислорода с помощью специального устройства – озонатора.
В чистом виде озон – газ голубого цвета с характерным запахом, в твердом состоянии – кристаллы черного цвета. Сжиженное вещество имеет темно-фиолетовый цвет.
Где расположен?
Преимущественно ОС расположен в стратосфере – верхнем слое, который находится на высоте 25 км от земли. Там концентрируется примерно 90% озона на планете. Из стратосферы посредством обмена воздушными массами вещество поступает в нижний слой – тропосферу. Количество озона в тропосферном слое составляет примерно 10%.
Процесс формирования озонового слоя (ОС)
Как говорилось ранее, природный озон образуется при воздействии ультрафиолетовых лучей на кислород. При концентрации вещества в стратосфере происходит формирование тонкого озонового слоя, поглощающего избыточное излучение.
Существуют данные, что озон образуется еще в мезосфере, на высоте 50-80 км от поверхности земли. Мезосферный слой подвергается сильному коротковолновому излучению. По этой причине молекулы большей части газов распадаются, в том числе и озона. Однако разлагается он не полностью. Часть вещества опускается в стратосферу, где плотность позволяет находиться в равновесии, и формируется слой повышенной концентрации.
Толщина слоя
Толщина слоя составляет от 2 до 4 мм. Это зависит от области Земли. Минимум регистрируется на экваторе, максимум – у полюсов. Среднее значение толщины озонового слоя составляет 3 мм. Несмотря на тонкость, он выполняет хорошую защитную функцию.
Невидимые ультрафиолетовые лучи обладают большой энергией. Такое излучение разрушающе действует на белки, ДНК живых организмов. Количество ультрафиолета, достигающего поверхности планеты, составляет менее 1%. Поглощая большую часть лучей, ОС в атмосфере способствует защите от их агрессивного воздействия.
Важно отметить, что озон обладает выраженными окислительными свойствами. По этой причине в больших количествах он также представляет опасность для живых организмов. Вещество оказывает общетоксическое, раздражающее действие, может вызывать головные боли, тошноту, рвоту, кашель, бронхит, отек легких, снижение иммунитета.
Влияние на климат
Озон также выполняет функции экрана для инфракрасного излучения Земли, поглощая некоторую его часть. Это предохраняет планету от избыточной потери тепла, повышается отепляющее свойство атмосферы. В результате внешних воздействий происходит разрушение озонового слоя. По этой причине снижается температура воздуха, меняются направления ветров. Эти факторы способствуют изменению климата Земли в худшую сторону.
Встреча с озоном в повседневной жизни. Пахнет озоном
В повседневной жизни запах озона можно чувствовать после грозы, так как вещество образуется из кислорода под воздействием электрических разрядов. Происходит это явление в большинстве случаев после сильной грозы с мощными и частыми ударами молнии. Озон обладает способностью дезинфицировать окружающее пространство, разлагая токсические примеси О + hv —> О + О (реакция 1)в атмосфере. По этой причине после грозы воздух становится более свежим. В малых дозах вещество не представляет
Неприятное открытие ученых: озоновая дыра над Антарктидой
угрозы для здоровья.В 1980-х гг. над Антарктидой ученые обнаружили разрушение озонового щита. Возникновение дыры объясняется тем, что вместе с воздушными массами в регион попадают хлорфторуглероды, выпускаемые охладительными установками, аэрозольными баллончиками. По причине продолжительных периодов низкой температуры образуются высокие стратосферные облака, происходят различные химические
реакции. Атомы хлора, содержащиеся в хлорфторуглеродах, отсоединяются.В весенний период, когда усиливается солнечная активность, хлор под воздействием ультрафиолета становится катализатором реакций превращения озона в кислород. По этой причине озоновый экран начинает истончаться, и образуется дыра. Однако с наступлением лета происходит восполнение вещества в атмосфере, так как атомы хлора вновь присоединяются
к другим веществам.Во многом уменьшение толщины слоя связано с деятельностью человека. Запуск ракет, самолеты, промышленные выбросы токсичных веществ приводят к
истончению озонового щита.Возникновение дыр периодически регистрируется над всей поверхностью планеты. Последствия разрушения ОС могут быть губительны для планеты. Уменьшение количества озона в стратосфере даже на 1% провоцирует множество дополнительных случаев развития катаракты, рака кожи, ослабление иммунитета. Большие дозы ультрафиолета вредны для креветок, мальков, крабов, обитающих на поверхности
Недруги озона
океана.Использование человечеством многочисленных веществ с целью создания комфорта в жизни губительно отражается на экологии, провоцирует истощение слоя озона. Основными недругами озонового
экрана считаются:• Хлорфторуглероды. У поверхности вещества являются инертными, но, попадая в верхний атмосферный слой, становятся активными. Применяются в холодильниках, кондиционерах, тепловых насосах. Когда приборы выходят из строя, и их выбрасывают, то в большинстве случаев вредные вещества попадают в атмосферу. Хлорфторуглероды используются при производстве пористых пластмасс. Вещества имеют свойство вспенивать пластмассу. При этом они рассеиваются в атмосфере. Еще одной сферой применения хлорфторуглеродов является
очистка компьютерных микросхем.• Оксид азота. Попадает в атмосферу при горении углеводородного топлива. Основными источниками вредного вещества являются двигатели самолетов, ракет, автомобилей. В сельском хозяйстве применяются азотные удобрения. При разложении они выделяют окислы азота, которые попадают в стратосферу и вызывают
процесс разделения озона.• Метан. Поступает в атмосферу в ходе вентиляции
шахт, добычи нефти, газа, заболачивания низменных ландшафтов.Существенный выброс веществ, разрушающих ОС, происходит при запуске ракет и многоразовых
Меры для защиты и восстановления ОС
космических кораблей.Попадание даже небольшого количества вредных веществ в верхние атмосферные слои оказывает негативное влияние на защитный озоновый экран. Проблема сохранения слоя стала одной из глобальных. После обнаружения дыры над Антарктидой стали приниматься меры. В 1985 г. была принята Венская
конвенция, включающая такие пункты:• Проведение систематических исследований озонового слоя, наблюдение за его
состоянием.• Сокращение и ликвидация
эмиссии вредных веществ.• Проведение разработок специальных
технологий, способствующих минимизации ущерба.• Осуществление мониторинга деятельности, приводящей к возникновению
дыр.• Создание Озонового секретариата с целью координирования принимаемых мер по
защите озонового щита.В 1987 г. был разработан Монреальский протокол, который стал дополнением к конвенции. Он предусматривает постепенное сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ. Промышленности предоставили время на поиск, создание приемлемых альтернатив. В результате поправок к документу список регулируемых веществ расширился, были введены меры по ограничению их экспорта и импорта. Протокол подписали 197
государств.Озоновый секретариат функционирует на основе программы ООН по защите окружающей среды. Его основные обязанности
включают:
• организация собраний государств-участников Венской конвенции, Монреальского протокола, рабочих групп, комитетов;
• организация реализации решений, принятых на собрании;• обработка данных, полученных от участников Монреальского протокола об
использовании озоноразрушающих веществ;• мониторинг выполнения положений конвенции и протокола, подготовка отчетов к
собраниям;организациям по вопросам охраны озонового экрана.
Деятельность секретариата регулируется соответствующими статьями конвенции и протокола.
Найти альтернативу хлорфторуглеродам для производства холодильной техники оказалось проблематичным. Это требовало больших финансовых затрат. Однако постепенно решение было найдено. Современные холодильники оснащаются 2 типами хладагентов:
• R134a – гидрофторуглеродное соединение с термодинамическими свойствами, имеющее нулевой озоноразрущающий потенциал.
• R600a – изобутан, представляющий собой химическое соединение с нулевым разрушающим потенциалом. Применяется в основном для производства бытовых холодильников, обеспечивает пониженное энергопотребление.
Важно отметить, что в 2010 г. был полностью прекращен выпуск вредного хладагента R12. Однако вещество способно попадать в стратосферу, наносить вред еще в течение продолжительного времени.
Для наполнения аэрозольных баллонов стали использовать пропан-бутановую смесь, которая не уступает по свойствам хлорфторуглеродам.
Существует множество проектов по защите и восстановлению ОС. Одним из них является, например, искусственное получение озона в стратосфере.
Подобные проекты требуют существенных финансовых вложений, что откладывает их реализацию.
• контроль изменений состояния ОС, климата под влиянием различных процессов;
• соблюдение нормативов допустимых выбросов, негативно влияющих на климат и озоновый экран;
• регулирование производства, применения веществ, разрушающих слой;
После принятия большинством государств мер, направленных на охрану озонового щита, ситуацию удалось улучшить.