Siklus Halogen dan Perusakan Ozon Katalitik

Siklus radikal katalitik yang merusak ozon stratosfer jauh lebih efisien daripada reaksi Chapman yang hanya melibatkan oksigen.

Definition

Siklus halogen dan perusakan ozon katalitik adalah rantai reaksi di mana radikal jejak berulang kali merusak ozon sambil diregenerasi, yang menyumbang sebagian besar perusakan ozon stratosfer.

Scope

Mencakup siklus katalitik hidrogen-oksida, nitrogen-oksida, klorin, dan bromin, konsep katalis yang merusak banyak molekul ozon tanpa terkonsumsi, kimia gas sumber klorofluorokarbon dan halon, spesies reservoir, dan efisiensi relatif dari famili yang berbeda dalam merusak ozon.

Core questions

• Bagaimana radikal jejak dapat merusak ribuan molekul ozon?
• Famili katalitik mana yang mendominasi perusakan ozon pada ketinggian yang berbeda?
• Bagaimana gas sumber berumur panjang mengirimkan klorin dan bromin ke stratosfer?

Key theories

Siklus perusakan ozon katalitik

Radikal seperti nitrat oksida, klorin, dan bromin bereaksi dengan ozon dan oksigen atomik dalam siklus yang secara bersih merusak oksigen ganjil sambil meregenerasi katalis, sehingga reservoir kecil dapat merusak sejumlah besar ozon.

Mechanisms

Dalam siklus katalitik, radikal X bereaksi dengan ozon membentuk XO, yang kemudian bereaksi dengan oksigen atomik atau XO lain untuk meregenerasi X, dengan efek bersih mengubah oksigen ganjil menjadi oksigen molekuler. Famili hidroksil, nitrat oksida, klorin, dan bromin masing-masing menggerakkan siklus semacam itu, yang dominan pada ketinggian yang berbeda. Klorin dan bromin mencapai stratosfer terutama sebagai klorofluorokarbon dan halon yang secara kimiawi inert yang difotolisis di sana, melepaskan katalis; spesies reservoir seperti klorin nitrat untuk sementara mengikatnya, memodulasi laju perusakan.

Clinical relevance

Identifikasi peran katalitik klorofluorokarbon mengungkapkan ancaman manusia terhadap lapisan ozon dan memberikan dasar ilmiah untuk penghentian bertahap zat perusak ozon oleh Protokol Montreal.

History

Crutzen menjelaskan siklus katalitik nitrogen-oksida pada tahun 1970, dan Molina serta Rowland mengidentifikasi katalisis atom klorin dari klorofluorokarbon pada tahun 1974; bersama dengan pengamatan Antartika, karya ini dianugerahi Hadiah Nobel Kimia tahun 1995.

Key figures

• Paul Crutzen
• Mario Molina
• F. Sherwood Rowland

Seminal works

• crutzen1970
• molina1974

Frequently asked questions

Mengapa siklus katalitik sangat merusak ozon?

Karena katalis diregenerasi pada akhir setiap siklus, satu atom klorin atau bromin dapat merusak ribuan molekul ozon sebelum dihilangkan dari stratosfer.