Ozón

Okrem zvyčajných dvojatómových molekúl O₂ sa kyslík vyskytuje aj vo forme trojatómovej molekuly ako ozón O₃. Za normálnych podmienok je to vysoko reaktívny plyn modrej farby a charakteristického zápachu s mimoriadne silnými oxidačnými účinkami. Pri teplote -123°C kondenzuje na kvapalný tmavomodrý ozón a pri teplote -193 °C sa tvorí čiernofialový tuhý ozón.

Ozón možno pomerne ľahko vyrobiť tichým elektrickým výbojom v atmosfére čistého kyslíka. Vzniká tak zmes kyslíka s ozónom, v ktorej podiel O₃ dosahuje zvyčajne 10 %. Čistý ozón je možné pripraviť frakčnou destiláciou tejto plynnej zmesi.

Praktické využitie ozónu je dané jeho silnými oxidačnými účinkami.

• V medicíne slúži na sterilizáciu nástrojov. Diskutabilné sú účinky dnes pomerne populárnej ozónovej terapie, ktorá by podľa svojich zástancov mala viesť k regenerácii buniek a tkanív. Odporcovia tejto metódy poukazujú na možné riziká podobných omladzovacích kúr, dané najmä vysokou reaktivitou a toxicitou ozónu.

• Baktericídne účinky ozónu slúžia na dezinfekciu pitnej vody namiesto v minulosti veľmi využívanej dezinfekcii vody plynným chlórom alebo chlórnanom.

• Silné oxidačné účinky ozónu sa veľmi často využívajú v papierenskom priemysle na bielenie celulózy na výrobu papiera.

Mimoriadne významnú úlohu pre pozemský život hrá tzv. ozónová vrstva atmosféry. Je to časť stratosféry vo výške 25 – 35 km nad zemským povrchom, v ktorej sa nachádza značne zvýšený pomer ozónu voči bežnému dvojatómovému kyslíku.

K zvýšeniu obsahu ozónu tu dochádza pri strete molekúl kyslíka s fotónmi ultrafialového slnečného žiarenia. Dôjde pri tom k rozštiepeniu molekuly na dva atómy, ktoré ihneď reagujú s okolitými molekulami O₂ za vzniku ozónu. Molekula ozónu ochotne absorbuje energiu iného UV-fotónu a výsledkom je zníženie energie prechádzajúceho ultrafialového žiarenia.

Keby zmienené UV lúče prešli na zemský povrch bez straty energie v ozónovej vrstve, boli by mimoriadne nebezpečné pre pozemské organizmy, pretože vysoká energia fotónov spôsobuje vznik rôznych typov rakovinových nádorov kože a poškodenia zraku.

V súčasnosti sa často diskutuje o otázke vplyvu ľudskej činnosti na stav ozónovej vrstvy. Je dokázané, že prítomnosť organických halogénových zlúčenín alebo samotných halogénov fluóru, chlóru a brómu blokuje reakcie vedúce ku vzniku ozónu, pretože halogénové atómy prednostne reagujú s atomárnym kyslíkom a s molekulami ozónu.

Monitorovaním obsahu ozónu z družíc bolo zistené, že najmä v oblasti zemských pólov dochádza v posledných rokoch k značnému poklesu obsahu ozónu. Zároveň bol zaznamenaný nárast prípadov rakoviny kože a zrakových chorôb v oblastiach blízkych južnému pólu (Nový Zéland, Patagónia).

Svetové spoločenstvo sa na základe týchto pozorovaní rozhodlo pre radikálne obmedzenie používania organických chemikálií s obsahom halogénov, najmä freónov, zlúčenín s vysokým obsahom fluóru a chlóru v organickej molekule. Freóny sa používajú predovšetkým ako inertná tlaková náplň sprejov a chladiace médium v chladničkách a klimatizačných jednotkách.

Až nasledujúce desaťročia ukážu, či sa redukciou používania freónov podarí zastaviť oslabovanie ozónovej vrstvy.

Opakom životu prospešného ozónu v stratosfére je prízemný ozón, vyskytujúci sa tesne nad zemským povrchom. Tento plyn je ľudskému zdraviu nebezpečný, spôsobuje dráždenie a choroby dýchacích ciest, zvyšuje riziko astmatických záchvatov, podráždenie očí a bolesti hlavy. Až 95 % ozónu vdýchnutého do pľúc, zostáva v organizme. Spôsobuje oslabenie organizmu a zvyšuje náchylnosť na infekcie dýchacích ciest.

Zvýšený vznik prízemného ozónu pozorujeme najmä počas horúcich letných dní v lokalitách s vysokou koncentráciou výfukových plynov spaľovacích motorov, kde dochádza k nárastu obsahu oxidov dusíka a plynných uhľovodíkov vo vzduchu. Tento jav sa spoločným názvom označuje ako suchý smog, podľa miesta svojho častého a prvýkrát pozorovaného výskytu v roku 1940 tiež ako losangeleský smog.

V posledných rokoch sú všetky novovyrábané osobné automobily vybavené katalyzátormi, ktoré premieňajú oxidy dusíka na inertný plynný dusík a toxický oxid uhoľnatý na relatívne neškodný CO₂. Zavedením týchto opatrení sa podarilo znížiť koncentráciu prízemného ozónu vo veľkých priemyselných centrách o niekoľko desiatok percent.

Chemický portál Portál vedy o Zemi