Ozon: Unterschied zwischen den Versionen
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- Zusammen mit UV wird das Ozon auch zur Trinkwasseraufbereitung verwendet, da Ozon keimtötend wirkt. | - Zusammen mit UV wird das Ozon auch zur Trinkwasseraufbereitung verwendet, da Ozon keimtötend wirkt. |
Version vom 25. Februar 2008, 09:37 Uhr
Inhaltsverzeichnis
- 1 Was ist Ozon und wie entsteht es?
- 2 Physiologische Wirkung
- 3 Technischer Nutzen
- 4 Troposphäre (bodennahes Ozon)
- 5 Stratosphäre (Atmosphärisches Ozon)
- 6 Was sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe ( FCKW) ?
- 7 Ozonloch
- 8 Lösungsansätze
- 9 Zusammenfassung
- 10 Fragebogen
- 11 Versuch
- 12 Internet-Links
- 13 Sicherheitshinweise
Was ist Ozon und wie entsteht es?
Ozon (griechisch ozein: „das Duftende“) ist bei Zimmertemperatur und unter normalem Luftdruck ein blassblaues, giftiges Gas mit durchdringendem Geruch. Es ist eine besondere Form von Sauerstoff: Seine Moleküle sind aus drei Sauerstoffatomen aufgebaut, daher die Formel O3.
Sauerstoff: O2 Ozon: O3
Unter normalen Umständen ist Sauerstoff ein Molekül, in welchem zwei Sauerstoffatome miteinander chemisch gebunden sind. Unter der Einwirkung des UV-Lichts der Sonne, aber auch bei elektrischen Entladungen, z.B. bei Gewittern, wird das Sauerstoffmolekül aufgebrochen, dabei entstehen zwei einzelne Sauerstoffatome.
O2 → 2 O∙
Diese einzelnen Sauerstoffatome (Sauerstoffradikale, O∙) sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit einem verbleibenden Sauerstoffmolekül zum Molekül Ozon.
O∙ + O2 → O3
Physiologische Wirkung
Folgen einer zu hohen Ozondosis :
-Kopfschmerzen und Mattigkeit
-Reizwirkungen auf die Augen (Bindehautentzündung)
-Atembeschwerden bei Säuglingen und Kleinkindern, bei Patienten mit Asthma bronchiale Chronische Bronchitis Herz-Kreislauf-Beschwerden
Technischer Nutzen
- Ozon wird als Entferner von Substanzen und Pharmazeutika genutzt, die im Abwasser und sogar im Trinkwasser vorkommen.
- Zusammen mit UV wird das Ozon auch zur Trinkwasseraufbereitung verwendet, da Ozon keimtötend wirkt.
Troposphäre (bodennahes Ozon)
Das Ozon in Bodennähe ragt bis zu 15 km in die Atmosphäre. In dieser Ebene wirkt das Ozon als Reizgas. Ein Teil dieser Reaktion sind Stickoxide und diese wiederum entstehen bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, z.B. im Straßen- und Flugverkehr sowie bei Verbrennungsprozessen in der Industrie. Der andere Teil der Reaktion sind flüchtige organische Verbindungen und diese beiden Komponenten wirken bei intensiver Sonneneinstrahlung als Reizgas. Die Wirkung des Ozons in Bodennähe ist für Menschen, Pflanzen und Tiere gesundheitsschädigend. Wenn die Ozon konzentration über dem Grenzwert von 120 ug/m³ liegt, ist dies schädlich für die Gesundheit. Die Reaktion der Menschen auf die hohen Ozonwerte ist bei dem Punkt Physiologische Wirkung nach zu lesen.
Stratosphäre (Atmosphärisches Ozon)
Die von 15-50 km über der Erde reichende Gasschicht, die sogenannte Stratospähre, ist eine Gasschicht mit besonders viel Ozon. Dieses Ozon ist wiederum besonders wichtig für die Erde, da sie wie ein Filter wirkt und die harten violetten Sonnenstrahlen absorbiert und sie dann in Wärme umwandelt. Hierbei wird eun erheblicher Anteil des UV-Lichtes daran gehindert, bis zur Erdoberfläche durchzudringen. Somit schützt sie also Menschen, Tiere und Pflanzen. Die übrig gebliebenen UV-Strahlungen, die die Oberfläche erreichen, kann jedoch, wenn die Dosis zu hoch ist, anfangszu Sonnenbrand führen weiterhin zum Hautkrebs.
In der Stratosphäre herrscht normalerweise ein Gleichgewicht zwischen dem natürlichen Ab- und Aufbau des Ozons. Dieses Gleichgewicht wird jedoch von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen gestört. Durch diesen Ablauf wird die Ozonschicht geschädigt und somit kann man von einer Entstehung des Ozonlochs reden.
Was sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe ( FCKW) ?
Chlorflourkohlenwasserstoffe, sind eine umfangreiche chemische Gruppe niedermolekularer organischer Verbindungen, die als Treibgase oder Kältemittel verwendet werden. FCKW sind Kohlenwasserstoffe, bei denen Wasserstoffatome durch die Halogene Chlor beziehungsweise Flouer ersetzt wurde und sind eine Untergruppe der Halogenkohlenwasserstoffe. FCKW. die nur Einfachbindungen enthalten, nennt man gesättigte FCKW. Ist die Verbindung kein Wasserstoff mehr enthalten, so nennt man sie Chlorflourkohlenstoffe.
Ozonloch
Bei dem natürliche Auf- und Abbau des Ozons entsteht in der Stratosphäre ein Gleichgewicht. Dieses Gleichgewicht wird von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen gestört. Sie tragen dazu bei, dass mehr Ozon zersetzt wird als das sich Neues bilden kann. Durch Luftbewegungen in der Atmosphäre verteilen sich die FCKW rund um die Erde. Da ihre Moleküle sehr stabil gegen äußere Einflüsse sind, verändern sie sich beim Kontakt mit anderen Molekülen nicht. In der Stratosphäre werden jedoch durch die intensive UV-Strahlung aus den FCKW reaktionsfähige Chlorradikale abgespalten. Diese wiederum greifen die Ozonmoleküle an und bewirken deren Umwandlung in Sauerstoffmoleküle. Dabei entsteht außerdem das radikale Chlormonooxid.
Durch die Ausdünnung der Ozonschicht gelangen vor allem UV-B-Strahlungen auf die Erde. Diese Strahlen stellen für alle Lebewesen eine große Bedrohung dar.
- sie verursacht Sonnenbrände und Hautkrebs
- sie schädigt die Augen, fördert den grauen Star und kann bis zur Erblindung führen
- sie schwächt das Immunsystem
- sie schädigt die Erbsubstanz, es wäre denkbar, dass die Menschen unfruchtbar werden, dass die Krebsrate ansteigt oder dass vermehrt Missbildungen vorkommen.
Lösungsansätze
- Fahrverbot an Sonntagen
- Tempolimit auf den Autobahnen
- Bei der Stromerzeugung auf Solarenergie umstellen
- FCKW- und FKW-freien Kühlschrank
Zusammenfassung
Das Ozon in der Stratosphäre ist besonders wichtig für uns, da es die UV-Strahlung absorbiert und somit die Menschen, Tiere und Pflanzen auf der Erde schützt. Dagegen ist das Ozon in der Troposphäre, wenn es in zu hohen Konzentrationen vorkommt, gesundheitsgefährdend.
"kurz&knapp": Nützliche Wirkung in der Stratosphäre, schädliche Wirkung in Bodennähe.
Fragebogen
Versuch
Internet-Links
- Ozon in der Wikipedia
- Foliensatz
- Ozon und Ozonloch
- Ozonschicht
- Bodennahes Ozon
- Bodennahes Ozon 2
- Was ist Ozon?
- Stratosphäre
- Stratosphäre 2
- "Ozonloch" in der Stratosphäre?
Sicherheitshinweise
Bei der Verwendung von Ozon beim Experimentieren gilt:
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Auf Chemikalien-Gefäßen finden sich codierte Hinweise auf Gefährdungen und entsprechende Vorsorgemaßnahmen beim Umgang mit dieser Chemikalie. Diese sogenannten H- & P-Sätze hängen gemeinsam mit den Arbeitsregeln für Schülerexperimente als Betriebsanweisung im Chemieraum aus und müssen in jedem Fall beachtet werden! |
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