Química Estratosférica y Ozono
La química que crea y destruye la capa de ozono estratosférico, incluyendo los ciclos catalíticos responsables del agotamiento del ozono.
Definition
La química estratosférica y el ozono es el estudio de las reacciones que rigen la abundancia de ozono y especies relacionadas en la estratosfera, donde la capa de ozono protege la superficie de la radiación ultravioleta.
Scope
Esta área cubre la formación y destrucción fotoquímica del ozono estratosférico descrita por el mecanismo de Chapman, los ciclos catalíticos que involucran especies de hidrógeno, nitrógeno, cloro y bromo, el papel de los gases fuente halogenados, la química heterogénea en las nubes estratosféricas polares, y los agujeros de ozono polares primaverales y su recuperación bajo regulación internacional.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo se forma y se mantiene la capa de ozono estratosférico?
- ¿Qué ciclos catalíticos destruyen el ozono y por qué son tan eficientes?
- ¿Qué causó los agujeros de ozono polares y cómo se está recuperando la capa?
Key theories
- Mecanismo de Chapman
- Un conjunto de reacciones fotoquímicas solo de oxígeno que producen y destruyen ozono, explicando la existencia de la capa de ozono aunque sobrestimando su abundancia.
- Destrucción catalítica del ozono
- Los radicales traza de hidrógeno, nitrógeno y especialmente especies halógenas destruyen catalíticamente el ozono, identificándose el cloro de los clorofluorocarbonos como una importante amenaza antropogénica.
Mechanisms
La luz solar ultravioleta divide el oxígeno molecular, y los átomos se combinan con el oxígeno para formar ozono; el ciclo de Chapman de formación y fotólisis establece una abundancia de ozono de referencia. Los niveles reales de ozono son más bajos porque los ciclos catalíticos que involucran radicales hidroxilo, óxido nítrico, cloro y bromo destruyen el ozono sin ser consumidos. Los gases fuente halogenados de larga vida transportan cloro y bromo a la estratosfera, donde la fotólisis libera los catalizadores, y las reacciones heterogéneas en las nubes estratosféricas polares los activan para producir un agotamiento estacional severo.
Clinical relevance
El ozono estratosférico absorbe la radiación ultravioleta dañina, por lo que la comprensión de su química sustentó el Protocolo de Montreal y continúa guiando la evaluación de la recuperación de la capa de ozono.
History
Chapman propuso el mecanismo de ozono solo de oxígeno en 1930; Crutzen, Molina y Rowland revelaron los papeles catalíticos de los óxidos de nitrógeno y los clorofluorocarbonos en la década de 1970, trabajo reconocido con el Premio Nobel de Química de 1995, y el descubrimiento en 1985 del agujero de ozono antártico impulsó el Protocolo de Montreal.
Key figures
- Mario Molina
- F. Sherwood Rowland
- Paul Crutzen
- Susan Solomon
Related topics
Seminal works
- molina1974
- brasseur2005
Frequently asked questions
- ¿Se está recuperando el agujero de ozono?
- Sí. Tras la eliminación gradual de las sustancias que agotan el ozono por parte del Protocolo de Montreal, el cloro y el bromo estratosféricos están disminuyendo y las observaciones indican que la capa de ozono se está recuperando lentamente.