cienciesnaturals.com

Ciències de la Terra i del medi ambient

Activitats complementàries

4.- Lectura i qüestions: L'ozó

L'ozó (O3) es forma per l'acció de la radiació ultraviolada (ru) provinent del Sol sobre les molècules d'oxigen (O2) de l'aire, segons les reaccions químiques següents (vegeu també aquest enllaç -Environmental Protection Agency- i el glossari, tot en anglès):

a) O2 + ru -----------------> 2O

b) O + O2 -----------------> O3

Aquest gas amb diferents densitats o concentracions segons l'altitud forma una capa a l'estratosfera anomenada ozonosfera; aquesta capa té una gran importància perquè protegeix als éssers vius contra les radiacions ultraviolades. Des de fa anys ja se sap que quantitats elevades d'aquestes radiacions destrueixen parcialment les estructures cel·lulars i, sobretot, el material genètic; en els éssers humans, un excés d'exposició a la llum ulraviolada pot provocar cremades i càncers o tumors malignes en la pell.
L'any 1985 s'observà per primera vegada un fenomen que ja havia estat anunciat des dels anys setanta: la possible destrucció de la capa d'ozó estratosfèric. Científics britànics a partir de dades obtingudes per la NASA, van descobrir que cada primavera es produeix una disminució de la concentració de l'ozó sobre l'Antàrtida; disminució que en el llenguatge popular ha rebut el nom de forat d'ozó.
Aquesta disminució primaveral es repeteix anualment i arriba fins a un 60% de pèrdua de l'ozó en l'àrea antàrtica. Però durant l'estiu austral, l'aire pobre en ozó s'escampa cap a la resta de l'hemisferi sud i d'aquesta manera, en l'Antàrtida es compensa parcialment l'afebliment de la capa d'ozó (es tanca el forat!)
Hi ha vàries causes que provoquen aquesta disminució i que no són prou conegudes. En primer lloc, la reacció de l'ozó amb el clor per formar monòxid de clor (ClO) i un derivat (ClO)2:

Cl + O3 -----------------> ClO + O2

2ClO -----------------> (ClO)2

En segon lloc, la llum del Sol i sobretot les radiacions ultraviolades provoquen el trencament dels òxids de clor, d'aquesta manera els àtoms de clor queden lliures i poden tornar a trencar més molècules d'ozó:

(ClO)2 + ru -----------------> 2Cl + O2

En tercer lloc, les temperatures de la baixa estratosfera que a l'hivern descendeixen localment fins als -85º C afavoreixen la formació de l'anterior derivat del clor; en conseqüència, quan arriben els raigs de Sol a la primavera es multipliquen les reaccions de destrucció de l'ozó. I en quart lloc, els vents predominants durant l'hivern àrtic dificulten que l'aire es barregi amb l'aire de més cap al nord i per tant, que arribin molècules noves d'ozó.

S'ha observat també que a l'Àrtic hi ha un afebliment estacional important de la capa d'ozó estratosfèric però els nivells de destrucció només arriben al 8%, probablement perquè les condicions hivernals del pol nord no són tant extremes en comparació amb l'hivern austral. Però, d'on provenen els àtoms de clor que desencadenen la destrucció de l'ozó estratosfèric? Els àtoms de clor lliures en l'aire i molt reactius provenen dels CFC, els clorofluorcarbonis, compostos molt útils com a propulsors en aerosols, com a refredadors en aparells condicionadors d'aire, o per a la neteja de circuits electrònics d'ordinadors.
Les molècules de CFC poden perdurar en l'atmosfera entre 50 i 100 anys i aquí també, les radiacions ultraviolades solars tenen un paper important perquè alliberen els àtoms de clor:

CFC + ru -----------------> Cl + altres compostos

Per una altra banda, l'ozó que ens protegeix de les radiacions ultraviolades, és un gas tòxic pels éssers humans i tots els organismes vius en concentracions molt baixes (1 ppm); als humans ens provoca un agreujament d'algunes malalties respiratòries com l'asma o les infeccions. En els vegetals provoca una disminució important de la fotosíntesi i per tant, una disminució general del creixement vegetal, de la renovació de fulles, etc.
El problema és que l'ozó a més de sintetitzar-se en les zones tropicals de l'alta estratosfera també es forma en la baixa troposfera a partir de components de les emissions dels combustibles i de gasos que es desprenen d'algunes pintures. L'any 1987 la majoria de països industrialitzats amb la signatura del Protocol de Montreal (Canadà) van acordar restringir la producció de productes químics que destrueixen la capa d'ozó.

4.1.- Expliqueu les equacions químiques següents i situeu-les en l'atmosfera:

a) 2O3 ------------> 3O2

b) CFCl3 + ru ------------> Cl + CFCl2

c) 2Cl + 2O3 ------------> 2ClO + 2O2 ------------> (ClO)2 + 2O2

4.2.- Quan i qui va descobrir l'ozó? Quan se li va donar el nom? I, que vol dir la paraula ozó?
4.3.- Quines diferències hi ha entre l'ozó troposfèric i l'ozó estratosfèric?
4.4.- En els nivells inferiors de la troposfera, quins són els precursos de l'ozó?
4.5.- En l'aire net i sec, és a dir, sense contaminants, quina és la quantitat normal d'ozó en ppm?
4.6.- Quines són les aplicacions industrials de l'ozó?
4.7.- Raoneu si hi ha, o no, un forat en la capa d'ozó a l'Àrtic.
4.8.- Feu clic aquí i cerqueu les darreres imatges dels nivells d'ozó estratosfèric.

tornar a les activitats complementàries núm. 1, 2 i 3

activitat complementària núm. 5

exemples d'exercicis de les PAU

Índex de ciències de la Terra
cercadors

enllaços

tornar a la pàgina principal

podeu contactar amb nosaltres a: editor@cienciesnaturals.com

© 2000-03 Xavier Varela