== Was ist Ozon und wie entsteht es? =={{navi|Atmosphäre|Luft}}
== Chemische Grundlagen ==[[Bild:Ozon2.jpg|thumb|200px|'''O<sub>2</sub> → 2 O∙'''<br />Bild 1: Aufspaltung von Sauerstoffmolekülen zu Radikalen]]Ozon (griechisch ''ozein'': „das Duftende“) ist bei Zimmertemperatur und unter [[Normaldruck|normalem Luftdruck ]] ein blassblaues, giftiges [[giftig]]es Gas mit durchdringendem Geruch. Es ist eine besondere Form von Sauerstoff: Seine Moleküle sind aus drei Sauerstoffatomen aufgebaut, daher die Formel O3.
Es ist eine besondere Form von [[Sauerstoff]], seine [[Molekül]]e sind im Gegensatz zu biatomaren Sauerstoff (O<sub>2</sub>) '''aus drei Sauerstoffatomen aufgebaut''', daher die Formel '''O<sub>3</sub>'''. O. ist eines der stärksten bekannten [[Oxidationsmittel]], es oxidiert [[Indigo]] zu gelbem Isatin – hierauf beruht der Nachweis in Dräger-Prüfröhrchen, siehe [[Ozon: O2 Experimente|Nachweis von Ozon]].[[Bild:Ozon3.jpg|thumb|200px|'''O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub>'''<br />Bild 2: O3Bildung von Ozon]]
Unter normalen Umständen ist Sauerstoff ein Molekül, in welchem zwei Sauerstoffatome miteinander chemisch gebunden sind. === Entstehung ===* '''Bild 1:''' Unter der Einwirkung des [[Ultraviolette Strahlung|UV-Lichts ]] der Sonne, aber auch bei elektrischen Entladungen, z.B. bei Gewittern, wird das "normale", also biatomare Sauerstoffmolekül aufgebrochenaufgespalten, dabei entstehen zwei einzelne Sauerstoffatome(Sauerstoffradikale, O∙).* '''Bild 2:''' Die einzelnen Sauerstoffatome sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit einem verbleibenden Sauerstoffmolekül zum O<sub>3</sub>-Molekül Ozon.
O2 → 2 O∙=== Physiologische Wirkung ===
Diese einzelnen Sauerstoffatome (Sauerstoffradikale, O∙) sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit einem verbleibenden Sauerstoffmolekül zum Molekül Ozon.Folgen einer zu hohen Ozondosis:
O∙ + O2 → O3*Kopfschmerzen und Mattigkeit
http://www.kowoma.de/gps/zusatzerklaerungen/Atmosphaere_02.jpg*Reizwirkungen auf die Augen (Bindehautentzündung)
== Physiologische Wirkung ==*Atembeschwerden bei Säuglingen und Kleinkindern, bei Patienten mit Asthma bronchial, Chronische Bronchitis und Herz-Kreislauf-Beschwerden
Folgen einer zu hohen Ozondosis :== Verwendung ==* Ozon wird zum Entfernen von Substanzen und Pharmazeutika genutzt, die im Abwasser und sogar im [[Trinkwasser]] vorkommen. * Zusammen mit UV-Licht wird das Ozon auch zur [[Trinkwasser]]aufbereitung verwendet, da Ozon keimtötend wirkt.
-Kopfschmerzen und Mattigkeit[[Bild:Atmosphaere.jpg|right]]
-Reizwirkungen auf == Ozon in der Atmosphäre ==Ozon kommt in verschiedenen Schichten der [[Atmosphäre]] als [[Spurengas]] vor. Wesentlich für die Augen kontroverse Diskussion um atmosphärisches Ozon ist die unterschiedliche Bedeutung des Ozons in Bodennähe (BindehautentzündungTroposphäre)und in der sogenannten [[Ozon#Stratosph.C3.A4re_.28atmosph.C3.A4risches_Ozon.29|Ozonschicht der Stratosphäre]].
-Atembeschwerden bei Säuglingen und Kleinkindern, bei Patienten mit Asthma bronchiale Chronische Bronchitis Herz-Kreislauf-Beschwerden=== Troposphäre (bodennahes Ozon)===
== Technischer Nutzen ==- Da Ozon wird reaktionsfreudiger ist als Entferner gewöhnlicher Sauerstoff ist, wirkt Ozon in Bodennähe als Reizgas auf Organismen und erhöht durch die stärkere [[Oxidation]]swirkung z. B. die Alterung von Hormondrüsen wirksamer Substanzen Gummi in Autoreifen. Eine Ozonkonzentration über dem Grenzwert von 120 μg/m³ gilt sogar als schädigend für Menschen, Pflanzen und Pharmazeutika genutztTiere, die im Abwasser und sogar im Trinkwasser vorkommensiehe ''physiologische Wirkung''.
==== Auf- Zusammen mit UV wird das und Abbau von Ozon auch zur Trinkwasseraufbereitung verwendet, da Ozon keimtötend wirkt.====
== Troposphäre (bodennahes Ein interessantes Phänomen ist, dass im Sommer in Reinluftgebieten sogar eine höhere Ozon)==-[[Konzentration]] erreicht wird als in den Städten. Neben der [[Ozon#Entstehung|UV-Strahlung]] wird die Konzentration von bodennahem Ozon von zwei Komponenten bestimmt, den [[Stickoxide]]n und [[Kohlenwasserstoffe]]n:
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 '''Einfluss der 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 Einen wesentlichen Einfluss auf bodennahes Ozon haben die verschiedenen [[Stickoxide]], die bei der Verbrennung von [[fossile Brennstoffe|fossilen Brennstoffen]] entstehen, z. B. [[Stickstoffdioxid]] (NO<sub>2</sub>) und Stickstoffmonoxid (Atmosphärisches OzonNO)==aus Abgasen im Straßenverkehr und der Industrie. In Abhängigkeit von der Tageszeit bzw. Intensität der Sonnenstrahlung stehen die folgenden [[Chemische Reaktionen|chemischen Reaktionen]] in Konkurrenz zueinander:
Die von 15-50 km über der Erde reichende GasschichtOzonbildung durch Stickstoff'''di'''oxid, die sogenannte Stratospähre, ist eine Gasschicht mit besonders viel Ozonz. B. Dieses Ozon ist wiederum besonders wichtig für die Erde, da sie wie ein Filter wirkt und die harten violetten Sonnenstrahlen absorbiert und sie dann durch morgendlichen Berufsverkehr in Wärme umwandelt. Hierbei wird eun erheblicher Anteil des den Ballungszentren: NO<sub>2</sub> + UV-Lichtes daran gehindert, bis zur Erdoberfläche durchzudringen. Somit schützt sie also Menschen, Tiere und Pflanzen. Die übrig gebliebenen Strahlung → NO∙ + O∙ (Reaktion 1: NO<sub>2</sub> wird durch die UV-Strahlungen, die die Oberfläche erreichen, kann jedoch, wenn die Dosis Strahlung zu hoch ist, anfangszu Sonnenbrand führen weiterhin zum HautkrebsRadikalen gespalten.
In der Stratosphäre herrscht normalerweise ein Gleichgewicht zwischen dem natürlichen Ab O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub> (Reaktion 2: Ozonbildung - 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 [[das Sauerstoffradikal verbindet sich mit einem Sauerstoffmolekül (O<sub>2</sub>) zu Ozon#Ozonloch|Ozonlochs]] reden.)
Die gestiegene Konzentration von Stickstoff'''mon'''oxid (NO) führt im weiteren Verlauf des Tages zu Ozonabbau: O<sub>3</sub> + NO∙ → NO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> (Reaktion 3: Ozonabbau) Je stärker die Sonne scheint, desto mehr Ozon wird gebildet und umso stärker wird NO<sub>2</sub> abgebaut. '''Abbau der Stickoxide durch Kohlenwasserstoffe''' In der Atmosphäre befinden sich auch flüchtige [[organische Verbindung]]en wie unverbrannte [[Kohlenwasserstoffe]] (HC), z. B. aus dem Abgas im Straßenverkehr. HC reagieren mit OH-Radikalen zu Peroxid-Radikalen R-O-O{{*}}. Die Peroxid-Radikale oxidieren NO∙ zu NO<sub>2</sub>, ohne dass dabei O<sub>3</sub> verbraucht wird. R-O-O∙ + NO → R-O∙ + NO<sub>2</sub> (Reaktion 4) In reiner Luft kann demnach Ozon nur langsamer abgebaut werden. Langanhaltend hohe Ozonbelastungen können also gerade in verkehrsarmen Gegenden auftreten, da nur in Städten die Autoabgase dafür sorgen, dass nachts wiederum die Ozonkonzentration sinkt. === Was sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe Stratosphäre ( FCKWatmosphärisches Ozon) ? ===chemischer Nomenklatur nach IUPAC: ChlourflourwasserstoffeIn der von 15-50 km über der Erde reichenden Gasschicht, der sogenannten Stratosphäre, sind befindet sich in ca. 30 km Höhe eine umfangreiche chemische Gruppe niedermolekularer organischer VerbindungenGasschicht mit besonders viel Ozon ("Ozonschicht", mit ca. 10 ppm Ozonanteil). Die Ozonschicht ist wichtig für die Erde, da sie wie ein Filter wirkt und die als Treibgase oder Kältemittel verwendet werdenharten ultravioletten Sonnenstrahlen absorbiert. Hierbei wird eun erheblicher Anteil des UV-Lichtes daran gehindert, bis zur Erdoberfläche durchzudringen. FCKW sind KohlenwasserstoffeSomit schützt sie also Menschen, bei denen Wasserstoffatome durch die Halogene Chlor beziehungsweise Flouer ersetzt wurde Tiere und sind eine Untergruppe der Halogenkohlenwasserstoffe. FCKWPflanzen. Die übrig gebliebene UV-Strahlung, die die nur Einfachbindungen enthaltenOberfläche erreicht, kann jedoch, nennt man gesättigte FCKWbei entsprechender Dosis zu Sonnenbrand bishin zum Hautkrebs führen. In der Stratosphäre herrscht normalerweise ein Gleichgewicht zwischen dem natürlichen Ab- und Aufbau des Ozons. Dieses Gleichgewicht wird jedoch von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen gestört. Ist Durch diesen Ablauf wird die Verbindung kein Wasserstoff mehr enthalten, so nennt Ozonschicht geschädigt und somit kann man sie Chlorflourkohlenstoffevon einer Entstehung des Ozonlochs reden.
== Ozonloch ==
[[Bild:Ozonj aus.jpg|thumb|Abbau des Ozons]]
Bei dem natürliche Ab==== Ozonloch ====[[Bild:Bildung1.jpg|thumb|Die Bildung des Chlormonoxidradikals]][[Bild:Bildung2.jpg|thumb|Die Bildung des Sauerstoffmoleküls]]Beim natürlichen Auf- und Aufbau Abbau des Ozons entsteht in der Stratosphäre ein Gleichgewicht. Dieses Gleichgewicht wird von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen [[Fluorchlorkohlenwasserstoffe]]n 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 schädigt die Augen, fördert den grauen Star und kann bis zur Erblindung führen schwächt das Immunsystem
- * sie schwächt das Immunsystem schädigt die Erbsubstanz, es wäre denkbar, dass die Menschen unfruchtbar werden, dass die Krebsrate ansteigt oder dass vermehrt Missbildungen vorkommen.
- sie schädigt die Erbsubstanz, es wäre denkbar, dass die Menschen unfruchtbar werden, dass die Krebsrate ansteigt oder dass vermehrt Missbildungen vorkommen.== Zusammenfassung ==
== Lösungsansätze ==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. * '''Ozon hat eine nützliche Wirkung in der Stratosphäre, aber eine schädliche Wirkung in Bodennähe.'''
- Fahrverbot an Sonntagen === Lösungsansätze ===
- * Verminderung verkehrsbedingte Emissionen von Stickoxiden, z.B. durch Fahrverbot an Sonntagen und Tempolimit auf den Autobahnen
== kurz & knapp" ==Das Ozon in * Bei der Stratosphäre ist besonders wichtig für uns, da es die UV-Strahlung absorbiert und somit die Menschen, Tiere und Pflanzen Stromerzeugung auf der Erde schützt. Dagegen ist das Ozon in der Troposphäre, wenn es in zu hohen Konzentrationen vorkommt, gesundheitsgefährdend. [[Solarenergie]] umstellen
(nützliche Wirkung in * Verminderung der Stratosphäre[[FCKW]]-Emissionen, schädliche Wirkung in Bodennähe)z.B. durch Einsatz vonn FCKW-freien Kühlschränken
== Fragebogen ==
* [[Ozon: Fragebogen|Fragebogen zum Thema Ozon]]
* [[Ozon: Antworten|Antworten zum Fragebogen]]
== Experimente ==[[Ozon: FragebogenExperimente|Fragebogen Experimente zum Thema Ozon]]
== Versuch =={{Sammlung}}
[[Ozon: Versuch{{cb|-|392|Versuch zum Thema Ozon]]468}}{{www}}== Internet-Links =={{Blume|ozon}}* [http://dewww.umwelt.wikipedianiedersachsen.orgde/wikimaster/C44768198_N41769412_L20_D0_I598.html Luftüberwachung in Niedersachsen mit aktuellen Ozon Ozon in der Wikipedia-Messwerten]