Altos níveis de hv, geram grandes de taxas de reação para:
O2 + hv => O + O (1)
O3 + hv => O2 + O (3)
Porém, baixas taxas para O + O2 => O3 (2) devido à baixa densidade
Aumento de densidade combinado com a abundância de Oxigênio atômico (reação 1) aumenta a taxa da reação 2. A densidade maior também aumenta a absorção de radiação reduzindo a reação 3.
A densidade maior aumenta a absorção de radiação, reduzindo ainda mais as reações 1 e 3, diminuindo a abundância de Oxigênio atômico e , conseqüentemente, reduzindo significativamente a reação 2
A razão de produção de O3 é dada pela razão da produção de O em (1) e a razão da remoção de O3 em (4).
Como a maioria do [Ox] é formado por O3 (99%), o mecanismo de Chapam diz que a concentração do Ozônio Estratosférico é proporcional a raiz quadrada da fotólise do O2.
Nas regiões superiores da atmosfera, o oxigênio atômico prevalece e os níveis de radiação UV são elevados.
Nas camadas mais baixas da estratosfera, o ar é mais denso, a absorção de UV é maior e os níveis de ozônio são mais elevados;
Pela noite as reações (1) e (3) cessam , mas as reações (2) e (4) persistem .
Assim a concentração do átomo de O é maior pelo dia do que pela noite.
E a concentração de [O3] é maior pela noite do que pelo dia.
Até 1964, o mecanismo de Chapman era a principal explicação da formação e destruição de Ozônio da Estratosfera
Mas, foi observado que a destruição de ozônio pela reação (4) era muito lenta e não condizia com a realidade
No começo da década de 50 foi proposto por Bates e Nicolet, que haveria uma substância em grande quantidade na Estratosfera que atuaria como um catalisador na destruição de Ozônio
Mas só no início da década de 70, que um trabalho pioneiro de Crutzen e Johnston revelou o papel dos Óxidos de Nitrogênio na Estratosfera.
Os subseqüentes trabalhos de Stolarski e Cicerone (1974), Molina e Rowland (1974), e Rowland e Molina (1975) elucidou o efeito do compostos que contém cloro na Estratosfera.
O primeiro ciclo catalítico é o que envolve o Hidrogênio contendo radicais:
H, OH e HO2, denotados por HOx.
Em 1974, Molina e Rowland descobriram que os Clorofluorcarbonos (CFC’s) persistem na atmosfera até atingirem a estratosfera, onde são fotolizados pelos raios UV de tamanho entre 185 e 210 nm
CFCl3 + h? ? CFCl2 + Cl
CF2Cl2 + h? ? CF2Cl + Cl
O cloro é altamente reativo com o Ozônio, e estabelece um ciclo rápido de destruição do O3.
Os ciclo do HOx, do NOx e do ClOx que tem o papel de destruir O3 podem ser interrompidos quando OH, NO2, Cl e ClO estão participando de outras reações.
Exemplos de reações que interrompem os ciclos
OH + NO2 + M ? HNO3 + M
Cl + CH4 ? HCl + Cb
ClO + NO2 + M ? ClONO2 + M
O ciclo do ClOx pode destruir 100000 moléculas de O3 antes de ser removido.
Buraco na Camada de OzônioEm 1985, um time de cientistas liderados pelo britânico J. Farman chocou a comunidade científica com a descoberta de um maciço decrescimento anual do ozônio estratosférico sobre a antártica na primavera polar.
O O3 presente na antártica é proveniente dos trópicos. A antártica é deficiente em O2. Os ares frios do inverno antártico criam uma circulação ocidental de ar, que gera um núcleo de ar gelado, chamado de vortéx, que sustenta o ozônio na antártica por muitos meses. Com o retorno do sol em setembro, na primavera, a temperatura sobe fazendo com que a radiação solar ultravioleta quebre as moléculas de ozônio;
Quando a primavera da Antártica vai chegando ao fim existe a tendência de retorno da concentração normal de ozônio;
Assim toda primavera na Antártica, podemos ter em sua Estratosfera, um maior ou menor buraco na camada de ozônio.
A Estratosfera é muito seca e geralmente sem nuvens;
A longa noite polar produz temperaturas de até -90°C nas alturas de 15 a 20 Km, frio suficiente para condensar vapor de água na forma de nuvens polares estratosféricas;
As baixas temperaturas da Estratosfera prevalecem mais na Antártica, onde o vortéx é mais estável do que no Ártico.
Fonte: www.inf.ufes.br
