O ozônio (O3) é um gás instável, com PE -112C.
É uma forma alotrópica do oxigênio, constituído por 3 átomos unidos por ligações dupla e coordenada. É um agente oxidante extremamente poderoso, reagindo muito mais rapidamente que oO2 .
Sua alta reatividade o transforma em elemento tóxico capaz de atacar proteínas (destruindo microorganismos) e prejudicar o crescimento dos vegetais. É um gás à temperatura ambiente, de coloração azul-pálida, devido à intensa absorção de luz vermelha, atingindo coloração azul-escura quando transita para o estado líquido, situação em que adquire propriedades explosivas.
É produzido naturalmente na estratosfera pela ação fotoquímica dos raios ultravioleta sobre as moléculas de oxigênio. Esses raios são suficientemente intensos para separar os dois átomos que compõe a molécula de O2, produzindo assim o oxigênio atômico.
Onde hn representa a energia correspondente à luz ultravioleta necessária para a ocorrência da dissociação.
A produção de ozônio é realizada numa etapa imediatamente posterior, resultando da associação de um átomo de oxigênio e uma molécula de O2 na presença de um catalisador (elemento necessário para manter o balanço de energia mas que não é consumido na reação).
Ex.:
Devido à alta reatividade, a concentração de ozônio é resultado de um equilíbrio entre a sua produção e destruição, gerando camadas de alta e baixa concentração que atingem níveis máximos numa faixa de 30 Km de altura, chamada Camada de Ozônio.
Está situada na estrastosfera, entre 15 e 50 Km , formando um escudo protetor natural da Terra, contra as radiações UV provenientes do Sol.
O ozônio, assim como o metano, o óxido nítrico e o dióxido de carbono, é um gás capaz de causar efeito estufa. Mas, na estratosfera, a camada de ozônio absorve parte da radiação ultravioleta vinda do sol, agindo como um escudo contra a radiação UV. Neste processo, o ozônio é destruído, gerando oxigênio molecular e oxigênio atômico.
O Oxigênio molecular também pode ser quebrado pela radiação UV, resultando em 2 átomos de Oxigênio:
O ozônio pode ser regenerado, pela combinação de uma molécula de Oxigênio com um átomo de Oxigênio:
Raios Ultravioleta
Entre 1978 a 1994, a camada de ozônio sobre a Antárctica diminuiu em mais de 50%. Na década de 60, o surgimento de novos instrumentos de química analítica permitiu o exame da concentração de clorofluorcarbonos na estratosfera. Em 1974, havia 0.1 ppb (partes por bilhão) de CFC na estratosfera. Este número cresceu para 0.2 ppb, em 1975 e para 0.4 ppb em 1987. Há uma forte relação, como se percebe, entre a presença de CFC e a diminuição da camada de ozônio.
A certeza da presença de CFC na estratosfera, em 1974, levou Mario Molina e Sherwood Rowland a propôr um mecanismo detalhando a destruição do ozônio pelo CFC. O primeiro passo requer a quebra do CFC pela luz UV em um átomo reativo de cloro.
O próximo passo envolve o ataque ao ozônio pelo átomo de cloro:
O átomo de cloro é regenerado na equação 6 (o átomo de Oxigênio é das equações 1 e 2):
O átomo de cloro, que pode ser reciclado milhares de vezes, faz com que apenas 1 molécula de CFC provoque a quebra de mais de 1000 moléculas de ozônio! O átomo de cloro reside por mais tempo na estratosfera quando a temperatura é muito baixa - que é o caso da Antárctica.
O ciclo de destruição do ozônio estratosférico por radiação UVB desempenha um papel importante em favor da vida, pois diminui a quantidade de radiação UV que chega até superfície do planeta. A radiação UV, que bronzeia, seca e envelhece a pele, é prejudicial aos animais e plantas, principalmente porque pode danificar o DNA (ácido desoxirribonucléico). Essa molécula contém informações genéticas necessárias para reprodução e manutenção saudável dos seres vivos.
Danos causados ao DNA por exposição excessiva à radiação UV, aumentam a probabilidade de ocorrer uma mutação indesejável durante a reprodução celular, levando eventualmente a um crescimento tumoroso como, por exemplo, o câncer de pele. A destruição da Camada de Ozônio multiplicaria estes efeitos.
Além de queimaduras , catarata, fragilização do sistema imunológico, redução das colheitas, degradação do ecossistema dos oceanos e redução da pesca. Se essa camada desaparecesse, a radiação ultravioleta do Sol esterilizaria a superfície do globo e aniquilaria toda a vida terrestre. Dada a magnitude dos riscos, foi impulsionada a adoção de medidas imediatas a nível mundial para a proteção da Camada de Ozônio
Quanto menos ozônio houver na estratosfera, maior será a incidência de radiações ultravioleta sobre a terra. Como essas radiações são extremamente nocivas para o tecido cutâneo humano, uma grave conseqüência de seu aumento é a maior incidência dos vários tipos de câncer de pele, entre eles o carcinoma de células basais, ou basocelular e o melanoma.
Prtocesso de destruição do Ozônio
Fonte: www.energiasul.com.br
A região mais afetada pela destruição da camada de ozônio e a Antártida. Nessa região, principalmente no mês de setembro, quase a metade da concentração de ozônio e misteriosamente sugada da atmosfera. Esse fenômeno deixa a merce dos raios ultravioletas uma area de 31 milhões de quilômetros quadrados, maior que toda a América do Sul, ou 15% da superfície do planeta. Nas demais áreas do planeta, a diminuição da camada de ozônio também é sensível, de 3 a 7% do ozônio que a compunha ja foi destruído pelo homem. Mesmo sendo menores que na Antártida, esses números são um enorme alerta ao que poderá acontecer se continuarmos a fechar os olhos para esse problema.
Raios ultravioleta são ondas semelhantes as ondas luminosas, que estão exatamente acima do extremo violeta do espectro da luz visível. O comprimento de onda dos raios ultravioleta varia de 4,1 x 10-4 ate 4,1 x 10-2 mm. As ondas prejudiciais de raios ultravioleta são as mais curtas.
As moléculas de clorofluorcarbono, ou Freon, passam intactas pela troposfera, que e a parte da atmosfera que vai dos 0 aos 10000 metros de altitude. Quando passam por essa parte, desembocam na estratosfera, onde os raios ultravioletas do sol estão em maior quantidade. Esses raios quebram as partículas de CFC (ClFC) liberando o átomo de cloro. Este átomo, então, rompe a molécula de ozônio (O3), formando monóxido de cloro (ClO) e oxigênio (O2). Mas a reação nao para por ai, logo o átomo de cloro libera o de oxigênio que se liga a um oxigênio de outra molécula de ozônio e o átomo de cloro passa a destruir outra molécula de ozônio, criando uma reação em cadeia.
Por outro lado, existe a reação que beneficia a camada de ozônio: Quando a luz solar atua sobre óxidos de nitrogênio, estes podem reagir liberando os átomos de oxigênio, que se combinam e produzem ozônio. Estes óxidos de nitrogênio são produzidos diariamente pela queima de combustíveis fósseis feita pelos carros. Infelizmente, a produção de CFC, mesmo sendo menor que a de óxidos de nitrogênio consegue, devido a reação em cadeia ja explicada, destruir muitas mais moléculas de ozônio que as produzidas pelos automóveis.
Em todo o mundo, as massas de ar circulam, sendo que um poluente lancado no Brasil, pode ir parar na Europa devido as correntes de convecção.
Na Antártida, por sua vez, devido ao rigoroso inverno de seis meses, essa circulação de ar não ocorre e então se formam círculos de convecção exclusivos daquela área. Assim, os poluentes atraídos durante o verão, ficam na Antártida até que sobem para a estratosfera. Quando chega o verão, os primeiros raios de sol já quebram as moléculas de CFC encontradas nessa área, iniciando a reação. Em 1988, foi constatado que na atmosfera da Antártida, a concentração de monóxido de cloro e cem vezes maior que em qualquer outro lugar do mundo.
No Brasil, a camada de ozônio ainda não perdeu 5% do seu tamanho original. Isso é o que dizem os instrumentos medidores do IMPE (Instituto de Pesquisas Espaciais). O instituto acompanha a movimentação do gás na atmosfera desde 1978 e até hoje não detectou nenhuma variação significante. Talvez isso se deva a pouca produção de CFC no Brasil em comparação com os países de primeiro mundo. Isso se deve a que no Brasil, apenas 5% dos aerossois utilizam CFC, já que aqui uma mistura de butano e propano e significativamente mais barata, e funciona perfeitamente em substituição do clorofluorcarbono.
A principal consequência da destruição da camada de ozônio será o grande aumento da incidência de câncer de pele, já que os raios ultravioletas sao mutagênicos. Além disso, existe a hipótese que a destruição da camada de ozônio pode causar um desequilíbrio no clima, resultando no "efeito estufa", que acarretaria no descongelamento das geleiras polares e enfim, na inundação de muitos territórios que hoje podem ser habitados. De qualquer maneira, a maior preocupação dos cientistas e mesmo com o câncer de pele, cuja incidência já vem aumentando nos últimos vinte anos. Cada vez mais se indica evitar as horas em que o sol está mais forte e a utilização de filtros solares, únicas maneiras de se prevenir, e de se proteger a pele.
Fonte: www.trabalhoescolar.hpg.ig.com.br
