हैलोजन और उत्प्रेरक ओजोन-क्षय चक्र

उत्प्रेरक रेडिकल चक्र जो ऑक्सीजन-मात्र चैपमैन अभिक्रियाओं की तुलना में समतापमंडलीय ओजोन को कहीं अधिक कुशलता से नष्ट करते हैं।

Definition

हैलोजन और उत्प्रेरक ओजोन-क्षय चक्र अभिक्रियाओं की श्रृंखलाएँ हैं जिनमें ट्रेस रेडिकल बार-बार ओजोन को नष्ट करते हैं जबकि पुनर्जीवित होते रहते हैं, जो अधिकांश समतापमंडलीय ओजोन हानि के लिए जिम्मेदार हैं।

Scope

इसमें हाइड्रोजन-ऑक्साइड, नाइट्रोजन-ऑक्साइड, क्लोरीन और ब्रोमीन उत्प्रेरक चक्र, एक उत्प्रेरक की अवधारणा जो उपभोग हुए बिना कई ओजोन अणुओं को नष्ट करता है, क्लोरोफ्लोरोकार्बन और हैलोन स्रोत गैसों का रसायन विज्ञान, जलाशय प्रजातियाँ, और ओजोन को नष्ट करने में विभिन्न परिवारों की सापेक्ष दक्षताएँ शामिल हैं।

Core questions

• एक ट्रेस रेडिकल हजारों ओजोन अणुओं को कैसे नष्ट कर सकता है?
• विभिन्न ऊँचाइयों पर कौन से उत्प्रेरक परिवार ओजोन हानि पर हावी होते हैं?
• दीर्घकालिक स्रोत गैसें क्लोरीन और ब्रोमीन को समतापमंडल तक कैसे पहुँचाती हैं?

Key theories

उत्प्रेरक ओजोन-विनाश चक्र

नाइट्रिक ऑक्साइड, क्लोरीन और ब्रोमीन जैसे रेडिकल ओजोन और परमाणु ऑक्सीजन के साथ चक्रों में अभिक्रिया करते हैं जो उत्प्रेरक को पुनर्जीवित करते हुए शुद्ध-विषम ऑक्सीजन को नष्ट करते हैं, इसलिए एक छोटा जलाशय बड़ी मात्रा में ओजोन को नष्ट करता है।

Mechanisms

एक उत्प्रेरक चक्र में एक रेडिकल X ओजोन के साथ अभिक्रिया करके XO बनाता है, जो तब परमाणु ऑक्सीजन या किसी अन्य XO के साथ अभिक्रिया करके X को पुनर्जीवित करता है, जिसका शुद्ध प्रभाव विषम ऑक्सीजन को आणविक ऑक्सीजन में परिवर्तित करना होता है। हाइड्रॉक्सिल, नाइट्रिक ऑक्साइड, क्लोरीन और ब्रोमीन परिवार प्रत्येक ऐसे चक्रों को संचालित करते हैं, जो विभिन्न ऊँचाइयों पर प्रभावी होते हैं। क्लोरीन और ब्रोमीन मुख्य रूप से रासायनिक रूप से निष्क्रिय क्लोरोफ्लोरोकार्बन और हैलोन के रूप में समतापमंडल तक पहुँचते हैं जो वहाँ फोटोलाइज़्ड होते हैं, जिससे उत्प्रेरक निकलते हैं; क्लोरीन नाइट्रेट जैसी जलाशय प्रजातियाँ उन्हें अस्थायी रूप से अलग करती हैं, जिससे हानि दर को नियंत्रित किया जाता है।

Clinical relevance

क्लोरोफ्लोरोकार्बन की उत्प्रेरक भूमिका की पहचान ने ओजोन परत के लिए मानवीय खतरे का खुलासा किया और मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के ओजोन-क्षयकारी पदार्थों के चरण-वार उन्मूलन के लिए वैज्ञानिक आधार प्रदान किया।

History

क्रुट्ज़ेन ने 1970 में नाइट्रोजन-ऑक्साइड उत्प्रेरक चक्र का वर्णन किया, और मोलिना और रॉलैंड ने 1974 में क्लोरोफ्लोरोकार्बन से क्लोरीन-परमाणु उत्प्रेरण की पहचान की; अंटार्कटिक अवलोकनों के साथ इस कार्य ने 1995 का रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीता।

Key figures

• Paul Crutzen
• Mario Molina
• F. Sherwood Rowland

Seminal works

• crutzen1970
• molina1974

Frequently asked questions

उत्प्रेरक चक्र ओजोन के लिए इतने विनाशकारी क्यों होते हैं?

क्योंकि प्रत्येक चक्र के अंत में उत्प्रेरक पुनर्जीवित होता है, एक एकल क्लोरीन या ब्रोमीन परमाणु समतापमंडल से हटाए जाने से पहले हजारों ओजोन अणुओं को नष्ट कर सकता है।