39. Озон және озон қабаттары туралы түсінік

Озон(грек. ozon – аңқығыш) – оттегінің аллотропиялық түр өзгерісі. Химиялық формуласы О3. Түсі қою көк, өткір иісті газ,ал сұйық озон күлгін көк; балқу t – 192,7°С, қайнау t – 112°С. Суда ерігіштігі 0,394 г/л (0°С-та). Озонды 1785 жылы голландия физигі М. ван Марум ашқан. Озон тұрақсыз, өздігінен жылу бөліп, оттекке айналады. Күшті тотықтырғыш, алтын мен платинадан басқа барлық металдарды тотықтырып, кейбір органикалық және бейорганикалық қосылыстарға әсер етіп, озонидтер түзеді. Озонды иод-крахмал қағазының түсінің өзгеруі бойынша анықтайды: O3+ +2KІ+H2O=І2(көк)+O2+2KOH. “Кәдімгі оттек О2 КІ-мен реакцияға түспейді. Табиғатта озон найзағай жарқылдаған кезде және кейбір органикалық заттар тотыққанда түзіледі (Озоносфера қабаты). Таза озон – улы, микроорганизмдерді өлтіреді, сол себепті суды, ауаны дезинфекциялауда, күшті тотықтырғыш болғандықтан қағаз ағартуда, т.б. қолданылады. Озон тесігі (Озоновая дыра; грек, ozon — иісі шығу, аңқу) — ғаламшардың озон кабатындағы озон (көк түсті, өткір иісті газ) құрамының едоуір төмендеуінен I (50 %-ға дейін және одан да жоғары) 20-25 км биіктікте пайда болған кеңістік. Бұл — жердің озон қабатының тозуындағы күрделі экологиялық моселенің бір бөлігі. Антропогендік факторлардың салдарынан атмосфераға суытқыштар (фреондар) мен азот оксиді (космостық аппараттар және ұшақтардың органикалық отынының толық жанбаған өнімі) шығарындыларының көп бөлінуінен ғаламшардың озон қабатында бұзылу процесі басталған. Озондық қабат — 22—25 км биіктіктегі үш атомдық оттегі шоғырланған атмосфера қабаты. Мұнда озон аз мөлшерде кездессе де, жердегі тіршілік үшін оның маңызы өте зор. Үйткені барлық организмдерді өлтіріп жіберетін Күн көзінің ультракүлгін сәулесін озон өзіне сіңіріп алады. Біздің өмір сүріп отырған Жер планетасындағы озон қабаты 15 км-дан бастап 100 км биіктікке дейін жетеді. Алайда, 50 км-дан ары қарайғы бөлігінде озонның мөлшері тым аз, шамамен 0,001%. Озон қабатынсыз жердегі тіршілік қазіргі біз көріп отырғандай болмайды. Озон қабаты ұстап қалатын күннің ультра-күлгін сәулелері жер бетіне тікелей өтіп кететін болса, онда тереңдігі 10 метрден асатын суларда ғана тіршілік етуге болар еді. Себебі, он метр тереңдікте ультра-күлгін сәулелердің кері әсері болмайды. Зерттеуші ғалымдар ауаға шығарылатын зиянды да улы газдардың азаюы нәтижесінде атмосфераның озон қабаты қалпына түсе бастаған сыңай байқатып отыр. Бірақ озон қабаты өзінің 1980-інші жылғы деңгейінде тұрақтай қоймас деп ескертеді ғалымдар. Жерді күннің зиянды сәулелерінен қорғайтын озон қабаты – құрамында хлор мен бромы бар аэрозоль және мұздатқыш жабдықтарда қолданатын сұйық газдардың әсерінен жұқарады. Озон қабатының қалыңдығын есептейтін бірлік — Добсон бірлігі (ағылшынша: Dobson Unite) DU. Ол былайша есептеледі: 100 DU = 1 мм, яғни, 100 Добсон бірлігі молекулалық қабаттың қалыңдығының 1 мм-ге тең екендігін көрсетеді.

40. Озон қабатының бұзылу механизмі. Фреон және галогендер. Фотохимиялық процесс.

Озон жыртығы, озон тесігі – озоносфера қабатының жарылуы (диаметрі 1000 км-ден астам). Антарктида мен Арктикада ерекше байқалады. Бұл құбылыс 20 ғасырдың 80-жылдарында байқалғанымен, оның пайда болу себебі әлі күнге дейін талас тудыруда. Озон жыртығы табиғи, сондай-ақ антропогендік жағдайларға байланысты, әсіресе өнеркәсіпте және күнделікті тұрмыста озон қабатын бұзатын құрамында хлоры бар хладондарды (фреондарды) пайдалануға байланысты пайда болады деп есептелінеді. Соңғы 20 жылда озон жыртығы аясы ұлғая түсті (жыл сайын 4%-ға). Озон жыртығы арқылы күннің ультракүлгін сәулелерінің атмосфераға еш бөгетсіз өтіп кетуі қоршаған ортаны ластап, ондағы тірі организмдерге қауіп-қатер туғызады. Түрлі вирусты және қатерлі ісік ауруларының көбеюіне әкеледі. Сондай-ақ күннің ультракүлгін радиациясының жоғарылауынан өсімдіктерде жүретін фотосинтез процесі мен протеиннің түзілуі тежеледі. 1985 ж. озон қабатын қорғау туралы Вена конвенциясы, 1987 ж. Монреаль хаттамасы қабылданған. Озон жыртығы алғаш рет 1985 ж. ағылшын зерттеушісі Дж. Фарман байқаған. Фреондар (лат. frіgor — суық) — тоңазытқыш машиналарда суытқыш реагент ретінде қолданылатын құрамында фторы бар қаныққан көмірсутектердің қосылыстары. Фреондардың құрамында фтордан басқа хлор, бром да кездеседі. Фреондардың 40-тан астам түрі белгілі, олардың көпшілігі өндірістік жолмен алынады. Техникада Фреондар арнайы белгіленеді. Ол Ф әрпінен және үш саннан тұрады. Ф. — фреон, 1-сан көміртек атомдарының санынан 1-ді алғанға, ортаңғы сан сутек атомдарының санына 1-ді қосқанға, ал соңғы сан фтор атомдарының санына тең. Мысалы, C₂F₃Cl₃— Ф-113, CF₂Cl₂ — Ф-012 немесе Ф-12 болып белгіленеді, т.б. Фреон — иіссіз газ немесе сұйықтық, олар органикалық еріткіштерде жақсы, суда нашар ериді. Фреондардың ең көп таралғандары дифтордихлорметан (CF₂Cl), фтортрихлорметан (CFCl₃) және дифтордихлорметан (CHF₂Cl₂), олардың қайнау темп-ралары оларға сәйкес —29,8 — 23,8°С және — 40,8°С. Фреондар жанбайды, ауамен қосылып жарылғыш заттар түзбейді және салыстырмалы түрде химиялық инертті, алайда ашық отпен жанасқанда улы дифтор- және фторхлорфосген түзіп, ыдырайды. Галогендер VIIA топшада орналасқан, олар: фтор F, хлор С1, бром Вr, йод I, астат At. Астат - радиобелсенді элемент. Галогендердің соңғы электрондары р-деңгейшесіне түседі, сондықтан олар р элементтеріне жатады. Топ бойынша жоғарыдан төмен қарай олардың атом радиустары артады, қайнау температурасы мен тығыздықтары да осы бағытта өседі. Олардың агрегаттық күйлері газдан (F₂, С1₂) сұйықтыққа (Вr₂), ары қарай қатты (І₂) күйге өзгереді, түстері де біртіндеп қоюлана түседі. Галогендер типтік бейметалдар, себебі олардың сыртқы валенттілік қабаттарының толысуына бір ғана электрон жетіспейді, оны қосқанда тотықтырғыштық қасиет көрсетіп, өзінен кейін тұрған бекзат газдардың электрондық кұрылысын алады. Фотохимиялық реакциялар - жарықтың әрекетімен болатын химиялық процестер. Табиғатта кеңінен тараған, фотосинтездің, озон қабатының түзілуі мен бұзылуының, фотохимиялық у түтін пайда болуының және ластағыш заттектердің басқа да бірқатар айналуларының негізі осы фотохимиялық реакциялар болып табылады.