В атмосферной химии , А цикл нулевой представляет собой каталитический цикл , который просто interconverts химических веществ , не приводя к чистой продукции или удалению любого компонента. [1] В стратосфере нулевые циклы и когда нулевые циклы нарушаются, очень важны для озонового слоя .
Один из наиболее важных нулевых циклов имеет место в стратосфере с фотолизом озона фотонами с длинами волн менее 330 нанометров. В результате фотолиза образуется одноатомный кислород, который затем вступает в реакцию с двухатомным кислородом с образованием озона. [2] Нет никаких чистых молекулярных или атомных изменений, однако эта реакция преобразует энергию фотонов в тепловую энергию, нагревая стратосферу. [3]
O 3 + hv (λ <330 нм) → O 2 + O ( 1 D)
O ( 1 D) + M → O ( 3 P) + M
О ( 3 П) + О 2 → О 3
Сеть: hv → H
Нулевой цикл может быть нарушен в присутствии определенных молекул, что приведет к чистому увеличению или уменьшению содержания озона в стратосфере. Одним из важных примеров являются выбросы NO x в стратосферу. NO x вступает в реакцию как с атомарным кислородом, так и с озоном, приводя к чистому уменьшению содержания озона. [2] Это особенно важно ночью, когда NO 2 не может фотолизироваться.
НЕТ + О 3 → НЕТ 2 + О 2
НЕТ 2 + О ( 1 Д) → НЕТ + О 2
Нетто: O 3 + O ( 1 D) → 2O 2 (чистая потеря озона)
Нулевые циклы также могут происходить в тропосфере. Одним из примеров является нулевой цикл, который происходит в течение дня между NO x и озоном.
Тропосферный нулевой цикл
О 3 + НЕТ → О 2 + НЕТ 2
NO 2 + hν → NO + O ( 3 P)
О ( 3 П) + О 2 + М → О 3 + М
Сеть: hv → H
Этот цикл связывает озон с NOx в тропосфере в дневное время. В равновесии, описываемом соотношением Лейтона , солнечная радиация и соотношение NO 2 : NO определяют содержание озона, достигая максимума примерно в полдень.
Рекомендации
- ^ М., Холлоуэй, Энн (2010). Атмосферная химия . Уэйн, Ричард П. Кембридж: RSC Pub. ISBN 9781847558077. OCLC 471801630 .
- ^ а б Питтс, Барбара Дж. (2000). Химия верхней и нижней атмосферы: теория, эксперименты, приложения . Питтс, Джеймс Н. Сан-Диего: Academic Press. п. 661. ISBN. 9780080529073. OCLC 162128929 .
- ^ "Стратосфера - обзор". scied.ucar.edu . Университетская корпорация атмосферных исследований. Проверено 1 ноября 2018.