Química del Ozono

En 1840, Christian F. Schöbein descubre el gas que por su intenso olor denomina ozono (del griego "ozein", verbo que significa oler) y postula que dicho gas debe estar presente en la atmósfera. Mediante experiencias de laboratorio, otros científicos descubren que el ozono es una forma alotrópica del oxígeno formada por tres átomos de dicho elemento (O3).
El ozono fundamentalmente se encuentraen la estratosfera, entre unos 15 y 60 Km de altura. Allí juega un papel importantísimo por ser un potente filtro de la luz ultravioleta, por eso se consideran contaminantes a las sustancias que reduzcan la cantidad de ozono estratosférico existente. Sin embargo, a niveles próximos a la superficie terrestre, el ozono existente se considera un contaminante. La concentración existente en estas zonases de 0'01 ppm (partes por millón), pudiendo aumentar considerablemente en zonas urbanas industrializadas, produciendo en ocasiones el fenómeno llamado "smog" fotoquímico.
Formación.
El mecanismo de formación del ozono en la estratosfera comprende dos etapas:
 
i. descomposición de la molécula de oxígeno:
                  
la ruptura de la molécula de oxígeno necesita de gran cantidad deenergía solar y así se produce la absorción de radiaciones solares de alta energía (n < 242 nm) que no llegan a la superficie terrestre.
 
ii. reacción de los átomos de oxígeno con las moléculas de oxígeno:
                                        
 
este proceso se realiza con la presencia de otras moléculas M (generalmente nitrógeno u oxígeno) para disipar la energía producida en la reacción.La radiación solar es máxima en el Ecuador, por lo tanto es allí donde tiene lugar la mayor parte de la producción de ozono a unos 22 Km de altura, donde las condiciones son óptimas. Producido el ozono se desplaza horizontalmente hacia los polos y va disminuyendo en altitud. La mayor parte del ozono que se introduce en la troposfera se destruye parcialmente dado su fuerte carácter oxidante,quedando en una proporción mínima (0'010'03 ppm).
El resultado de esta situación es la formación de la llamada capa de ozono que envuelve a todo el planeta, con una concentración que depende de la latitud y de las estaciones climáticas. Los mayores niveles de ozono se encuentran en los polos.
 Descomposición fotoquímica del ozono: Junto al proceso de formación del ozono, tiene lugar también suproceso de descomposición fotoquímica. El ozono absorbe radiación ultravioleta descomponiéndose de forma inversa a como se formó:
 
este proceso de descomposición fotoquímica es el que le confiere a la capa de ozono su papel importantísimo como escudo protector al absorber las radiaciones ultravioletas que de llegar a la superficie terrestre causarían importantes efectos perjudiciales. Segúnteorías actuales, el origen de la vida en nuestro planeta no hubiese podido tener lugar sin esta protección ultravioleta, sin esta capa de ozono.
Podemos sintetizar diciendo que se establece un equilibrio entre la formación y la destrucción del ozono que tiene como resultado la absorción de la radiación ultravioleta.
 
 
 Destrucción del ozono: Existe otra reacción expuesta por Chapman en 1930 quesupone una doble pérdida:

por una parte se pierde ozono y por otra oxígeno atómico capaz de producirlo. La velocidad de dicha reacción es relativamente lenta. Ahora bien, este proceso de destrucción es catalizado por determinadas especies químicas X según el siguiente mecanismo de reacción:

por ejemplo:

La especie química X se recupera al final del proceso, por lo que una sola moléculapuede destruir muchas de ozono. Por ello, aunque las concentraciones de X sean pequeñas, sus efectos pueden ser considerables. X puede ser un átomo de Cl, H o Br, un radical OH, o moléculas de CO, NO, etc., siendo especialmente efectivos los átomos de Cl, Br y la molécula de NO.
Es precisamente el aumento considerable de las cantidades de especies X en la estratosfera lo que supone una seria...