臭氧

米拉Senthilingam

本周,我们考虑我们的环境在我们看起来高复合大气,与大卫·林赛:

大卫·林赛

对大多数人来说,大气中臭氧与一个洞,和环境破坏的想法。但臭氧的重要属性,使洞非常重要的,和背后的化学洞,还有不为人知的一面。

臭氧是氧气的同素异形体。同素异形体不同形式的相同元素,例如钻石和石墨是碳的同素异形体。空气中的氧气是由两个氧原子结合在一起,并正式称为分子氧。臭氧分子氧的略大的兄弟姐妹,是由三个氧原子。对于这样一个小分子密切相关的分子氧,臭氧的化学成分困惑19世纪化学家很多年了。

臭氧是一种淡蓝色气体,有刺激性,bleach-like气味。事实上,名字来源于希腊语ozein臭氧,意思“闻”。这个名字是在1840年代末被基督教弗里德里希·Schonbein德化学家19世纪的人花了许多年研究气体。臭氧可以由一个放电在氧气气氛,事实上后存在的特征气味电子风暴是由于低水平的臭氧。尽管Schonbein认为这气味是由于不同的化合物,实际上当时其他一些科学家认为这种现象只是电力的气味。这种不确定性,以及其他的分离纯化困难,意味着它将直到1860年代中期之前臭氧的分子式,O₃,成立。

臭氧凝结到深蓝墨紫固体液体,然后,这两个高度爆炸性。这些颜色是由于臭氧的强吸收的可见光谱的红色区域,但也强烈吸收紫外线(UV)辐射,正是这个属性使臭氧环境重要的化合物,在地面上和在高层大气中。在地面上,产生的臭氧是阳光、有机污染物和氮氧化物。这地势低洼的臭氧是非常常见的在城市和在媒体上通常称为“烟雾”。臭氧对人类是有害的,特别是对肺功能和呼吸系统有害,因为它与重要化合物的反应肺。因此,光化学烟雾是一个大问题,会导致严重的健康问题。在美国的一些地区,臭氧提醒天的声明时水平预计将变得危险,和鼓励人口限制其使用的主要罪魁祸首,如汽车和气溶胶。

虽然臭氧可能是有害的对我们在地面上,更高的大气中,它对我们的保护是至关重要的。在同温层,臭氧在地球表面约20公里,是由太阳紫外线的作用在分子氧。因此,臭氧的一层笼罩着大地,其防紫外线产权保护我们免受太阳的有害影响。如果没有这种保护,紫外线辐射会伤害植物和动物生活在地球表面,例如,通过增加皮肤癌的发病率。

在1970年代末和1980年代初,科学家开始意识到这一层的臭氧被耗尽,导致的薄层,在1985年,一个洞在南极臭氧层被观察到。损耗的原因之一是建议氯氟化碳的存在,或含氯氟烃。当时,氯氟烃被广泛用作冷却剂在冰箱、和气溶胶,看似理想由于其化学稳定性高。然而,在1974年,马里奥·莫利纳和弗兰克·舍伍德罗兰在本质上发表了一篇论文,描述如何氯氟烃被紫外线分解高层大气中的氯原子然后释放可以催化臭氧分解成分子氧,导致大量消耗平流层的臭氧。不仅是一般的臭氧水平逐年下降,但季节性变化也导致了南极臭氧的完全没有每年春天——所谓的“臭氧空洞”。世界各国领导人终于采取行动在这个问题上与1987年签署的《蒙特利尔议定书》,限制和淘汰氟利昂的生产和使用。多亏了这一行动,平流层的臭氧水平又在不断增加,水平预测,pre - 1970年代将恢复2060 - 2070左右。莫利纳和罗兰,荷兰科学家Paul Crutzen,被授予1995年诺贝尔化学奖的氯氟烃和臭氧损耗。

臭氧是一种强氧化剂,有机化学家用来分裂碳碳双键。一个明显的使用这种化学反应的转换是油酸为原料用于生产增塑剂在PVC等塑料。然而,臭氧本身可以产生有害的影响在一些聚合物,因为它会破坏橡胶的交联,使他们脆弱,容易断裂,高反应活性和毒性的臭氧也可以好好利用。它是用来清洁废物流,破坏微生物在水供应和冲销食品。

臭氧的故事开始19世纪化学家的一个难题。但是今天,现在我们欣赏它对地球上的生命的重要性,尽管其光化学烟雾的毒性和危害意味着它仍然是一个分子我们宁愿保持距离。

米拉Senthilingam

但是当保持在这个距离和使用得当,这种有毒化合物有其许多使用在工业以及保护我们免受太阳的有害射线。这是格拉斯哥大学的大卫·林赛带来的利弊复合臭氧。现在,下周:准备好你的嗅觉

西蒙棉花

“标志性”滥用形容词得多,但如果有一个消费产品,它可以应用,它无疑是香奈儿5号。

所有香水采用混合物的化学物质——小,挥发性分子提供的直接影响;中等大小的分子生成持续几个小时的主要人格;总的来说,相当不挥发性分子提供持久的味道当所有的其他分子了。自1880年代以来,人造分子越来越多的使用,和这些中型分子已成为著名的协会与香奈儿5号是12-carbon醛,2-methylundecanal。

米拉Senthilingam

发现这种化合物如何给香奈儿5号其标志性的香味,加入西蒙棉花在下周的化学元素。在那之前,谢谢你的倾听。我是米拉Senthilingam。