Das Ozon

1)Was ist Ozon ?

Der Name Ozon kommt aus dem Griechischen (ocein) und bedeutet soviel wie Geruch.
Ozon ist ein duftendes, bläuliches Gas, dessen Moleküle aus drei Sauerstoffatomen bestehen.
Die atomare Bindung von Ozon ist nicht sehr stark, so dass es sehr heftig mit allen Stoffen reagiert und diese oxidiert. Für den Abbau des Ozonmoleküls wird eine beträchtliche Energie von 284 Kilojoule pro Mol benötigt, wie z.B. bei UV-Licht. Es zerfällt daher sehr leicht in molekulare (bivalente) und atomare Säure und ist daher sehr explosiv. 2)Wo entsteht Ozon und was ist seine Funktion? In einer Höhe von 15 bis 25 Kilometern, der Stratosphäre, überspannt das Gas Ozon einen Schutzschirm um die Erde . Dies nennt man “Ozonschicht (Die Ozonschicht oder Ozonschild ist eine Region der Stratosphäre der Erde , die den größten Teil der ultravioletten Strahlung der Sonne absorbiert)”. Wie eine Sonnenbrille filtert Ozon weitgehend die Bestandteile des ultravioletten Sonnenlichts (UV-Strahlen) heraus, zum Beispiel UVB-Strahlen (= schädliche UV-Wellenlängen), die für alle Lebewesen gefährlich sind.
Sonst würden sie mit voller Kraft an die Erdoberfläche gelangen, was das Leben auf der Erde wahrscheinlich unmöglich machen würde. “Bodennahes Ozon (Ozon ist ein Bestandteil der Troposphäre)” in der Troposphäre (Die Troposphäre ist der niedrigste Teil der Erdatmosphäre und ist auch der Ort, an dem fa

st jedes Wetter stattfindet) ist eine negative Folge der Bildung des Ozonlochs (Ozonabbau beschreibt zwei verschiedene, aber verwandte Phänomene, die seit Ende der 70er Jahre beobachtet wurden: ein stetiger Rückgang der Gesamtmenge an Ozon in der Stratosphäre der Erde um etwa vier Prozent und ein viel größerer Rückgang des stratosphärischen Ozons im Frühjahr um die Polarregionen der Erde). Das schädliche und aggressive Ozon bildet sich in den erdnahen Luftschichten unter dem Einfluss des Sonnenlichts durch UV-Bestrahlung des Schadstoffes (Ein Schadstoff ist eine Substanz oder Energie, die in die Umwelt eingebracht wird und unerwünschte Wirkungen hat oder den Nutzen einer Ressource beeinträchtigt) Partikel in der Luft. Ozonbildende Schadstoffe sind Stickstoff (Stickstoff ist ein chemisches Element mit dem Symbol N und der Ordnungszahl 7) Oxide (NO und NO) und Kohlenmonoxid (Kohlenmonoxid ist ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas, das etwas weniger dicht ist als Luft), aber auch flüchtige Kohlenwasserstoffe. Sie sind Bestandteile der Abgase aus Industrie, Handwerk, Heizungsanlagen, Kraftfahrzeugen, Kraftwerken und so weiter. 3) Wie entsteht Ozon? Trifft UVB-Strahlung (B steht für eine Wellenlänge (in der Physik ist die Wellenlänge einer Sinuswelle die räumliche Periode der Welle – der Abstand, über den sich die Wellenform wiederholt) von 270 – 320 Nanometern) auf ein Säuremolekül, wird sie in zwei hochreaktive Sauerstoffatome, also Radikale, gespalten. Diese verbinden sich sehr schnell mit Säuremolekülen zu einem Ozonmolekül. Das so gebildete Ozon wird auch in der Stratosphäre durch UVB-Strahlen wieder aufgebrochen, d.h. es verbraucht Energie aus UVB (Ultraviolett ist eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von 10 nm bis 400 nm, kürzer als das sichtbare Licht, aber länger als Röntgenstrahlen) Strahlen und schützt so die Atmosphäre vor ihnen. Durch Aufspaltung des Ozonmoleküls in ein Sauerstoffatom und ein Säuremolekül steht sofort wieder ein Sauerstoffatom für die Bildung eines Ozonmoleküls zur Verfügung. Unter konstanten Bedingungen entsteht so ein Ozongleichgewicht, d.h. es werden so viele Ozonmoleküle gebildet, wie zerstört werden. 4) Was zerstört Ozon? Bereits 1974 bestand der erste Verdacht, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe (Ein Fluorchlorkohlenwasserstoff ist eine organische Verbindung, die nur Kohlenstoff, Chlor und Fluor enthält, hergestellt als flüchtiges Derivat von Methan , Ethan und Propan) (FCKW) langfristig Ozon in den erdfernen Schichten abbauen würden. Seit 1977 konnte erstmals über der Antarktis (Antarktis ist der südlichste Kontinent der Erde) ein deutlicher Rückgang des in der Stratosphäre gebildeten Ozons beobachtet werden.
FCKW sind Kohlenwasserstoffe, bei denen der Wasserstoff (Wasserstoff ist ein chemisches Element mit dem chemischen Symbol H und der Ordnungszahl 1) Atome durch Fluor (Fluor ist ein chemisches Element mit dem Symbol F und der Ordnungszahl 9) oder Chloratome ersetzt sind.
Dieser chemische Austausch macht sie sehr stabil und – im Gegensatz zu Kohlenwasserstoffen – nahezu untrennbar. Bis 1974 waren FCKW ein sehr fortschrittliches Produkt, da sie ungiftig und besonders stabil sind. FCKW werden hauptsächlich als Treibmittel in Spraydosen und als Treibmittel für Schäume, Lösungsmittel und als Kühlmittel in Kühl- und Gefrieranlagen eingesetzt. Dank ihrer hohen Stabilität erreichen sie die 10 – 50 Kilometer entfernte Stratosphäre innerhalb von 10 – 20 Jahren – ohne demontiert zu werden. Die hochenergetischen UV-Strahlungskomponenten zersetzen die FCKW-Moleküle und setzen ungebundene Chloratome frei.
Das freie Chlor reagiert nun zu Ozon und bildet eine normale Säure und ein Chloroxid (Dichlorhexoxid ist die chemische Verbindung mit der für den Gaszustand richtigen Summenformel) Radikal. Das Chlormonoxid reagiert sofort mit einem Sauerstoffatom, wodurch ein freies Chloratom und ein Säuremolekül entstehen.
Das Chloratom spaltet ein Ozon in ein saures Molekül (Ein Molekül ist eine elektrisch neutrale Gruppe von zwei oder mehr Atomen, die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden) und Chlormonoxid (Chlormonoxid ist ein chemischer Rest mit der chemischen Formel ClO).
Ein freigesetztes Chlor (Chlor ist ein chemisches Element mit dem Symbol Cl und der Ordnungszahl 17) Atom (Ein Atom ist die kleinste Einheit der gewöhnlichen Materie, die die Eigenschaften eines chemischen Elements hat) kann bis zu 100.000 Ozon (Ozon, oder Trioxygen, ist ein anorganisches Molekül mit der chemischen Formel ‘) Moleküle zerstören, bevor es Bestandteil langlebiger Substanzen wird, d.h. es findet andere Reaktionspartner, die es binden und somit aus dem Kreislauf ausschleusen. Da der Transport von FCKW nach ihrer Freisetzung in die Stratosphäre (die Stratosphäre ist die zweite große Schicht der Erdatmosphäre, knapp über der Troposphäre und unter der Mesosphäre) viele Jahre dauern wird, wird das volle Ausmaß der Schäden erst in den nächsten Jahrzehnten sichtbar werden.
Selbst wenn heute keine FCKW mehr freigesetzt würden, wäre die Ozonzerstörung noch viele Jahre lang ein Problem. Durch den Mangel an Ozon gelangen heute immer mehr gefährliche UV-Strahlen auf die Erde , deren Energie im Ozonkreislauf nicht verbraucht werden konnte, weil zu wenig Reaktanden zur Verfügung standen.