Оксид азота (I) атмосферы

Окси́дазо́та(I) (оксид диазота, закись азота, веселящий газ) — соединение с химической формулой N2О. Иногда называется «веселящим газом» из-за производимого им опьяняющего эффекта. При нормальной температуре это бесцветный негорючий газ с приятным сладковатым запахом и привкусом.

Закись азота является озоноразрушающим веществом, а также парниковым газом.

В атмосферном воздухе всегда есть оксид азота(1) (N2О). Естественное образование и поступление его в атмосферу, так же как и NО, NО2, происходит, главным образом, за счет процессов, связанных с грозовыми явлениями.

Относится к несолеобразующим оксидам, с водой, с растворами щелочей и кислот не взаимодействует. Не воспламеняется, но поддерживает горение: тлеющая лучина, опущенная в него, загорается, как в чистом кислороде. Смеси с эфиром, циклопропаном, хлорэтаном в определённых концентрациях взрывоопасны. В нормальных условиях N2О химически инертен, при нагревании проявляет свойства окислителя:

При нагревании N2О разлагается:

Антропогенные источники N2О связаны главным образом с высоко-температурным окислением молекулярного азота в процессе горения различных видов топлива. Можно предполагать также, что широкое использование азотных (нитратных и аммонийных) удобрений влияет на потоки N2О из возделываемых почв. Изменениям его содержания в тропосфере соответствует небольшой, но устойчивый положительный тренд. Современный поток N2О в атмосферу оценивается как 9,0–40,5 МтN/год.

Вследствие высокой химической инертности и малой растворимости в воде среднее время жизни оксида азота(1) в тропосфере равно 120–150 годам. Поэтому эта малая газовая составляющая равномерно распределена во всей толще тропосферы.

Предполагается, что существует небольшой сток N2О в почву, где этот оксид поглощается некоторыми видами микроорганизмов. Однако в качестве главного стока из тропосферы рассматривают перенос в стратосферу и последующую фотолитическую диссоциацию в средних ее слоях под действием солнечной радиации с длиной волны менее 200 нм.

Фторхлоруглеводороды

Считается, что фторхлоруглеводороды – исключительно антропогенные примеси атмосферы. Однако значительные концентрации фреона-11(СFС13) и фреона-12 (СF2Сl2) и некоторых других соединений этого класса были зарегистрированы в газовых выбросах действующих вулканов и в газах гидротермальных источников в сейсмически активных районах.

Размеры природной эмиссии фторхлоруглеводородов до настоящего времени не определены, но, безусловно, они заметно уступают антропогенным выбросам, наиболее быстрый рост которых пришелся на 1950–1970-е г. и связан с производством фреонов.

В настоящее время считается, что практически единственным стоком галогенуглеродов служит перенос в стратосферу, где они подвергаются фотолитическому разложению.

У поверхности Земли фторхлоруглеводороды не особенно часто вступают в какие-либо реакции — для этого они слишком инертны. Однако, по мнению многих учёных, попадая в атмосферу, эти вещества вступают в реакцию с озоном, находящимся в стратосфере, и тем самым приводят к разрушению озонового слоя.

Рассмотрим, как происходит эта реакция.

1. Типичный полифторхлоруглеводород (CF2Cl2) подвергается ультрафиолетовому излучению, и образуется атом хлора с высокой реакционной активностью.

CF2Cl2 + ультрафиолет → CF2Cl(г) + Cl (г)

2. В стратосфере этот атом хлора вступает в реакцию с озоном, и образуются молекулы двух газов: кислорода и оксида хлора (ClO).

Cl(г) + O3(г) → O2(г) + ClO(г)

Это реакция, которая приводит к разрушению озонового слоя. Однако если на этом процесс остановится, то проблемы будут сведены к минимуму.

3. Затем в стратосфере оксид хлора может вступать в реакцию с атомом кислорода, в результате чего образуются молекула кислорода и атом хлора, которые теперь могут снова начать процесс разрушения озона.

ClO(г) + O(г) → O2(г) + Cl(г)

Таким образом, одна молекула фторхлоруглеводорода может положить начало процессу, в результате которого будет разрушено большое количество молекул озона.

Дата добавления: 2015-08-17