Ozônio - (O3)

Camada de Ozônio

• O ozônio ou tri oxigênio - segundo a nomenclatura da IUPAC - é um alótropo triatômico (O3) do oxigênio muito menos estável que o diatômico O2. É uma molécula composta por três átomos de oxigênio. Forma-se quando as moléculas de oxigênio (O2) se rompem devido à radiação ultravioleta que vem do sol, e os átomos separados combinam-se individualmente com outras moléculas de oxigênio.

Ozonosfera:

• A camada de ozono é encontrada na estratosfera, região da atmosfera. Esta camada tem a propriedade de absorver a radiação ultravioleta do Sol; por este motivo, sem a proteção do ozônio, as radiações causariam graves danos aos organismos vivos que habitam a superfície do planeta Terra.

É importante lembrar que não é o ozono em si o responsável pela proteção contra os raios ultravioleta, mas o ciclo ozônio-oxigênio. Neste ciclo, há grande absorção da radiação solar, transformada em energia térmica na estratosfera. Os CFCs, conhecidos pelo efeito prejudicial à camada de ozono, por meio do cloro gasoso, têm o papel de paralisar o ciclo.

• A Austrália tem sido bastante castigada pelo aumento de penetração dos raios ultravioleta, causando incidência elevada de câncer de pele na população local.

Observação: Embora os CFCs sejam gases do efeito estufa, sua ação neste fenômeno é pequena. Não deve-se confundir a questão do ozônio na atmosfera, relacionada à radiação ultravioleta com a questão do efeito estufa, relacionada com a radiação infravermelha.

Ciclo ozônio-oxigênio:

• Ciclo ozônio-oxigênio, mais conhecido como ciclo do ozônio, é o nome dado ao processo de interconversibilidade entre o ozônio e o oxigênio, o qual ocorre na estratosfera. Este ciclo é responsável pela absorção da maior parte da radiação ultravioleta solar, que pode causar sérios problemas aos seres vivos, como mutações gênicas, câncer e até catarata . O ciclo ozônio-oxigênio pode ser resumido pela equação química:

O3 ⇌ O2 + [O]

Na reação direta, o ozônio absorve grande quantidade de radiação ultravioleta, e na reação inversa, há pequeno desprendimento de energia térmica. Este equilíbrio químico é responsável pela filtração desta radiação.

Molécula de ozônio 

Formação do ozônio:

• Acima da estratosfera, o ar é muito leve e a concentração de moléculas é tão baixa que a maioria do oxigênio existe na forma atômica, resultado da dissociação das moléculas de oxigênio por fótons UV-C de luz solar. Mais abaixo, na estratosfera é mais comum encontrar o oxigênio na forma diatômica (O2), pois já não existe tanta radiação. As moléculas atômicas do nível superior acabam por colidir com as diatômicas abaixo, gerando assim o ozônio (O3).. Processo não Catalítico:

Da mesma maneira acontece a destruição do ozônio, qual absorve radiação UV-B e libera novamente moléculas diatômicas e atômicas. Funcionando como um ciclo, chamado de ciclo de Chapman.

Processo Catalítico:

• Alguns catalisadores aceleram a destruição do ozônio. Tais catalisadores em sua maioria são poluentes derivados da atividade humana, entre eles o mais preocupante são as moléculas que contém Cloro (Cl), que em sua forma atômica, age como catalisador da reação desequilibrando o ciclo de Chapman. 

Está representado pelas seguintes equações químicas:

Cl(g) + O3(g) → ClO(g) + O2(g)
ClO(g) + O3(g) → Cl(g) + 2 O2(g)

Reação global:

2 O3(g) → 3 O2(g)

Até o final dos anos 80, não se sabia desta reação que, ao ser descoberta, moveu uma grande preocupação alimentada pela depleção do ozônio na Antártida, e acabou movendo muitos países que classificaram a situação como crise ambiental. O cloro provinha da utilização de clorofluorocarbonetos (CFC) muito utilizados em aerossóis e gases para refrigeração. O Protocolo de Montreal foi idealizado para que os países signatários diminuíssem a emissão dos compostos catalisadores do ciclo ozônio-oxigênio.

Papel no aquecimento global:

• A eficiência do cloro como catalisador é bastante elevada, chegando a quebrar 100.000 moléculas de ozônio em um ano. Como o bom ozônio (da estratosfera) absorve grande quantidade de radiação solar no ciclo ozônio-oxigênio, a sua degradação pode intensificar o efeito estufa em muito. Por isso o CFC é considerado um gás de efeito estufa (GEE), mesmo que sua ação seja indireta. 

O Global Warming Factor (GWF) dos CFCs é 5000 a 14000, o que significa que é de 5000 a 14000 vezes mais eficiente que o CO2 na intensificação do efeito estufa. Porém, não há grande preocupação na comunidade científica internacional quanto a estes compostos, devido a dois fatores: a concentração deles na atmosfera é menor que 1 ppb, e, com o Protocolo de Montreal, sua produção e utilização estão sendo diminuídas a valores muito baixos.

Aquecimento global