Referat Auswirkungen von Halogenalkanen auf die Ozonschicht

Auswirkungen von Halogenalkanen auf die Ozonschicht

Definitionen:

Halogenalkane sind Alkane, deren Wasserstoffteilchen durch Halogene ( z.B. Fluor, Brom etc. ) substituiert wurden. Am bekanntesten sind die FCKW. Zu ihren Eigenschaften gehört, dass sie sowohl farblos als auch flüssig oder gasförmig sind. Sie zeichnen sich auch durch einfache und kostengünstige Herstellungsmöglichkeiten aus, weshalb sie h ufig in der Industrie Verwendung finden fanden ( sie sind weitestgehend aus dem Verkehr gezogen worden . Alle Halogenalkane besitzen eine hohe Langzeitstabilit t. Hier ein Beispiel für die Bildung eines Halogenalkanes ( In diesem Fall ein FCKW .

Als Ozonschicht versteht man im Allgemeinen die Stratosphäre, einen Teil der Erdatmosphäre, der etwa in der Höhe zwischen 10 bis 50 km angesiedelt ist. Hier gibt es eine auffallend hohe Ozonkonzentration ( Ozon = dreiatomiger Sauerstoff . Die Existenz der Ozonschicht ist für das Vorhandensein von Leben auf der Erde von essentieller Bedeutung, denn sie schützt die Tiere und Pflanzen vor lebensbedrohlicher Strahlung aus dem Weltall, wie z.B. der kurzwelligen UV Strahlung. Der Schutz, den die Ozonschicht bietet, h ngt von deren dicke ab, die in so genannten Dobson Units gemessen wird ( 100 DU = 1 mm .Die Einheit DU gibt an, wie dick alle Ozonteilchen bis in 50 km Höhe bei Normaldruck zusammengedr ckt w ren. Der globale Durchschnittswert liegt bei 300 DU.

Abbau der Ozonschicht durch Halkogenalkane

Das Problem besteht eben darin, dass ein Großteil der Halogenalkane ( bekannt ist hierbei vor allem die FCKW Gruppe ) die Ozonschicht hierbei sind die anderen Spurengase von

geringer Bedeutung) zus tzlich abbaut. Die aufsteigenden FCKW werden in Stratosphäre durch die UV Strahlung homolytisch gespalten. Dabei entstehen als Produkte ein Halogenradikal und ein Halogenalkylrest. Dieser Halogenradikal reagiert mit dem Ozon ,in dem er ein Sauerstoffatom entzieht und sich mit diesem zu einem Halogenmonoxidradikal verbindet. Dies ist der Auftakt zu einer Kettenreaktion ,die wie folgt abl uft Beispiel Chlor): Das bei der Startreaktion entstandene Chlormonoxidradikal zerstört zwar keinen Ozonmoleküle übernimmt allerdings das bei einer natürlichen Ozonspaltung kurzzeitig freigewordene Sauerstoffatom. Bei dieser Verbindung entsteht ein Molekularer Sauerstoff wodurch das Chlorradikal wieder freigesetzt wird ,welcher sich wieder mit einem Ozonmolekül reagiert Kettenreaktion) . Dieser Zyklus kann mehr als 10 0 mal hintereinander ablaufen und wird erst dann abgebrochen ,wenn das Chlormonoxid auf ein anderes Spurengas trifft (z.B. Stickstoffdioxid) ,wodurch eine nicht reaktive

Reservoirverbindung entsteht ,welche durch Luftströmung in die Troposphäre absinkt. Es kann passieren ,dass die Reservoirverbindungen durch die Strahlungsenergie abermals geteilt wird ,was zur erneuten Freisetzung eines Chloradikals führt und somit in einer erneuten Aufnahme einer Kettenreaktion endet.

1. Startreaktion

^{CFCl + UV > CFCl}

2. Kettenreaktionen

l

_{+ C} Bildung eines organischen Radikals und eines Cl Radikals

Spaltung eines Ozonmolek ls und Bildung eines Chlormonoxid-

_.

^{Cl  + O > ClO}

+ O

Radikals

^{ClO + O + hv > Cl}

+ 2 O

Chlormonoxid bernimmt freigewordenes O Atom und das

Radikal wird frei

3. Abbruchreaktion

ClO + NO > ClONO

Chlormonoxid reagiert mit Stickstoffdioxid es entsteht eine nicht reaktive Verbindung

Fluor ist ein ußerst reaktiv und könnte das Ozon zerstören ,es reagiert schnell mit dem

Wasserstoff zu Fluorwasserstoff und scheidet somit aus dem Abbauzyklus aus.

Brom kann 5.000.000 bis 6.000.000 Ozonmoleküle zerstören abbauen. Seine Verbindung mit anderen Spurenstoffen wie zum Beispiel Stickoxide ,Wasserdampf etc..) ist sehr locker". Es braucht daher eine schw cher Strahlung um aus der Reservoirverbindung rauszukommen.

Quellenachweis:

Alles über Ozon http region.hagen.de OZON ozon_i.htm

Chemie der Atmosphäre http www.acd.ucar.edu/index.html

Wörterbuch des Ozonabbaus http www.epa.gov docs ozone defns.html