== 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, im Gegensatz zu biatomaren Sauerstoff (O<sub>2</sub>) aus drei Sauerstoffatomen aufgebaut, daher die Formel O<sub>3</sub>.
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: Experimente|Nachweis von Ozon]].[[Bild: Ozon3.jpg|thumb|200px|'''O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub>'''<br />Bild 2: Bildung von Ozon]]
[[=== Entstehung ===* '''Bild1:Ozon2.jpg|thumb|Bildung von Sauerstoffatomen]]Unter normalen Umständen ist Sauerstoff ein Molekül, in welchem zwei Sauerstoffatome miteinander chemisch gebunden sind. ''' 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.
=== Physiologische Wirkung ===
Folgen einer zu hohen Ozondosis:
O<sub>2</sub> → 2 O∙*Kopfschmerzen und Mattigkeit
*Reizwirkungen auf die Augen (Bindehautentzündung)
*Atembeschwerden bei Säuglingen und Kleinkindern, bei Patienten mit Asthma bronchial, Chronische Bronchitis und Herz-Kreislauf-Beschwerden
== Verwendung ==* Ozon wird zum Entfernen von Substanzen und Pharmazeutika genutzt, die im Abwasser und sogar im [[Bild:Ozon3Trinkwasser]] vorkommen.jpg|thumb|Bildung von * Zusammen mit UV-Licht wird das Ozonauch zur [[Trinkwasser]]Diese einzelnen Sauerstoffatome (Sauerstoffradikaleaufbereitung verwendet, O∙) sind extrem reaktionsfreudig und verbinden sich mit einem verbleibenden Sauerstoffmolekül zum Molekül da Ozon:keimtötend wirkt.
[[Bild:Atmosphaere.jpg|right]]
O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub>== Ozon in der Atmosphäre ==Ozon kommt in verschiedenen Schichten der [[Atmosphäre]] als [[Spurengas]] vor. Wesentlich für die kontroverse Diskussion um atmosphärisches Ozon ist die unterschiedliche Bedeutung des Ozons in Bodennähe (Troposphäre) und in der sogenannten [[Ozon#Stratosph.C3.A4re_.28atmosph.C3.A4risches_Ozon.29|Ozonschicht der Stratosphäre]].
=== Troposphäre (bodennahes Ozon)===
http://wwwDa Ozon reaktionsfreudiger ist als gewöhnlicher Sauerstoff ist, wirkt Ozon in Bodennähe als Reizgas auf Organismen und erhöht durch die stärkere [[Oxidation]]swirkung z. B.kowomadie Alterung von Gummi in Autoreifen.de/gps/zusatzerklaerungenEine Ozonkonzentration über dem Grenzwert von 120 μg/Atmosphaere_02m³ gilt sogar als schädigend für Menschen, Pflanzen und Tiere, siehe ''physiologische Wirkung''.jpg
== Troposphäre (bodennahes == Auf- und Abbau von 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 Brennstoffeninteressantes Phänomen ist, z.B. dass im StraßenSommer in Reinluftgebieten sogar eine höhere Ozon- und Flugverkehr sowie bei Verbrennungsprozessen [[Konzentration]] erreicht wird als in der Industrieden Städten. Der andere Teil Neben der Reaktion sind flüchtige organische Verbindungen und diese beiden [[Ozon#Entstehung|UV-Strahlung]] wird die Konzentration von bodennahem Ozon von zwei Komponenten wirken bei intensiver Sonneneinstrahlung als Reizgas. Die Wirkung des Ozons in Bodennähe ist für Menschenbestimmt, Pflanzen den [[Stickoxide]]n und Tiere gesundheitsschädigend. Wenn die Ozonkonzentration 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.[[Kohlenwasserstoffe]]n:
'''Einfluss der Stickoxide'''
Die Einen wesentlichen Einfluss auf bodennahes Ozon-Konzentration in Reinluftgebieten ist im Sommer teilweise höher als in den Städten. Durch haben die vielen Autoabgase in den Städtenverschiedenen [[Stickoxide]], ist die bei der Verbrennung von [[fossile Brennstoffe|fossilen Brennstoffen]] entstehen, z. B. [[Stickstoffdioxid]] (NO<sub>2</sub>) und Stickstoffmonoxid (NO-Konzentration sehr hoch) aus Abgasen im Straßenverkehr und der Industrie. Dieses Stickoxid wirkt In Abhängigkeit von der Ozonbildung entgegenTageszeit bzw.Intensität der Sonnenstrahlung stehen die folgenden [[Chemische Reaktionen|chemischen Reaktionen]] in Konkurrenz zueinander:
Ozonbildung durch Stickstoff'''di'''oxid, z. B. durch morgendlichen Berufsverkehr in den Ballungszentren: NO<sub>2</sub> + UV-Strahlung → NO∙ + O∙ (Reaktion 1): NO<sub>2</sub> wird durch die UV-Strahlung zu Radikalen gespalten.
O∙ + O<sub>2</sub> → O<sub>3</sub> (Reaktion 2: Ozonbildung - das Sauerstoffradikal verbindet sich mit einem Sauerstoffmolekül (O<sub>2</sub>) zu Ozon)
Abbau durch 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)
O<sub>3</sub> + NO∙ → Je stärker die Sonne scheint, desto mehr Ozon wird gebildet und umso stärker wird NO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> (Reaktion 3)abgebaut.
Je stärker die Sonne scheint, desto mehr Ozon und umso weniger NO<sub>2</sub> ist vorhanden. NO<sub>2</sub> wird durch die UV-Strahlung gespalten.
'''Abbau der Stickoxide durch Kohlenwasserstoffe'''
In der Atmosphäre befinden sich auch flüchtige [[organische Verbindung]]en wie unverbrannte [[Kohlenwasserstoffe]](HC), die sowohl von Menschen als auch von Vegetationen verursacht werdenz. B. aus dem Abgas im Straßenverkehr. HC werden von reagieren mit OH-Radikalen oxidiert und zu Peroxid-Radikalen R-O-O{{*}}. Die Peroxid-Radikale oxidieren NO 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)
Der Kreislauf schließt sichIn reiner Luft kann demnach Ozon nur langsamer abgebaut werden. Langanhaltend hohe Ozonbelastungen können also gerade in verkehrsarmen Gegenden auftreten, wenn da nur in Städten die Reaktionen 1 und 2 wieder stattfindenAutoabgase dafür sorgen, dass nachts wiederum die Ozonkonzentration sinkt.
Folgen einer In der von 15-50 km über der Erde reichenden Gasschicht, der sogenannten Stratosphäre, befindet sich in ca. 30 km Höhe eine Gasschicht 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 harten ultravioletten Sonnenstrahlen absorbiert. Hierbei wird eun erheblicher Anteil des UV-Lichtes daran gehindert, bis zur Erdoberfläche durchzudringen. Somit schützt sie also Menschen, Tiere und Pflanzen. Die übrig gebliebene UV-Strahlung, die die Oberfläche erreicht, kann jedoch, bei entsprechender Dosis zu hohen Ozondosis :Sonnenbrand bishin zum Hautkrebs führen.
*Kopfschmerzen In der Stratosphäre herrscht normalerweise ein Gleichgewicht zwischen dem natürlichen Ab- und MattigkeitAufbau 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.
*Reizwirkungen auf die Augen (Bindehautentzündung)
*Atembeschwerden bei Säuglingen und Kleinkindern, bei Patienten mit Asthma bronchial,Chronische Bronchitis und 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.
== Stratosphäre (atmosphärisches Ozon)==
Die von 15-50 km über der Erde reichende Gasschicht, die sogenannte Stratosphäre, 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 gebliebene UV-Strahlung, die die Oberfläche erreicht, kann jedoch, bei 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. Durch diesen Ablauf wird die Ozonschicht geschädigt und somit kann man von einer Entstehung des [[Ozon#Ozonloch|Ozonlochs]] reden.
== Ozonloch ==
[[Bild:Ozon_ein.jpg|thumb|Bildung von Ozon]]
[[Bild:Ozonj aus.jpg|thumb|Abbau des Ozons]]
==== Ozonloch ====
[[Bild:Bildung1.jpg|thumb|Die Bildung des Chlormonoxidradikals]]
[[Bild:Bildung2.jpg|thumb|Die Bildung des Sauerstoffmoleküls]]
Bei dem natürliche Beim natürlichen Auf- und 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 schädigt die Erbsubstanz, es wäre denkbar, dass die Menschen unfruchtbar werden, dass die Krebsrate ansteigt oder dass vermehrt Missbildungen vorkommen.
=== Was sind Fluorchlorkohlenwasserstoffe ( FCKW) ? =Zusammenfassung ==
[[Fluorchlorkohlenwasserstoffe]] sind eine umfangreiche chemische Gruppe niedermolekularer organischer VerbindungenDas Ozon in der Stratosphäre ist besonders wichtig für uns, da es die UV-Strahlung absorbiert und somit die als Treibgase oder Kältemittel verwendet werden. FCKW sind KohlenwasserstoffeMenschen, bei denen Wasserstoffatome durch die Halogene Chlor beziehungsweise Flouer ersetzt wurde Tiere und sind eine Untergruppe Pflanzen auf der HalogenkohlenwasserstoffeErde schützt. FCKW. die nur Einfachbindungen enthaltenDagegen ist das Ozon in der Troposphäre, wenn es in zu hohen Konzentrationen vorkommt, nennt man gesättigte FCKWgesundheitsgefährdend. Ist die Verbindung kein Wasserstoff mehr enthalten* '''Ozon hat eine nützliche Wirkung in der Stratosphäre, so nennt man sie Chlorflourkohlenstoffeaber eine schädliche Wirkung in Bodennähe.'''
=== Lösungsansätze ===
* Verminderung verkehrsbedingte Emissionen von Stickoxiden, z.B. durch Fahrverbot an Sonntagen und Tempolimit auf den Autobahnen
* Bei der Stromerzeugung auf [[Solarenergie ]] umstellen * Verminderung der FCKW Emissionen, z.B. durch Einsatz vonn FCKW-freien Kühlschränken== 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":'''
Ozon hat eine nützliche Wirkung in * Verminderung der Stratosphäre[[FCKW]]-Emissionen, aber eine schädliche Wirkung in Bodennähez.B. durch Einsatz vonn FCKW-freien Kühlschränken
== Fragebogen ==
* [[Ozon: Antworten|Antworten zum Fragebogen]]
== Versuche Experimente ==[[Ozon: VersuchExperimente|Versuche Experimente zum Thema Ozon]]
{{Sammlung}}
{{cb|-|392|468}}
{{www}}
*[http://www.chemieunterricht.de/dc2/{{Blume|ozon/ Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie]}}*[http://www.umwelt.niedersachsen.de/master/C21884990_N41769409_L20_D0_I598C44768198_N41769412_L20_D0_I598.html Luftüberwachung in Niedersachsen mit aktuellen Ozon-Messwerten]