En la química atmosférica , un ciclo nulo es un ciclo catalítico que simplemente interconvierte especies químicas sin llevar a la producción neta o remoción de ningún componente. [1] En la estratosfera , los ciclos nulos y cuando los ciclos nulos se rompen son muy importantes para la capa de ozono .
Uno de los ciclos nulos más importantes tiene lugar en la estratosfera, con la fotólisis del ozono por fotones con longitudes de onda inferiores a 330 nanómetros. Esta fotólisis produce un oxígeno monoatómico que luego reacciona con el oxígeno diatómico produciendo ozono. [2] No hay ningún cambio molecular o atómico neto, sin embargo, esta reacción convierte la energía de los fotones en energía térmica que calienta la estratosfera. [3]
O 3 + hv (λ <330 nm) → O 2 + O ( 1 D)
O ( 1 D) + M → O ( 3 P) + M
O ( 3 P) + O 2 → O 3
Neto: hv → H
El ciclo nulo puede romperse en presencia de ciertas moléculas, lo que lleva a un aumento o disminución netos del ozono en la estratosfera. Un ejemplo importante son las emisiones de NO x a la estratosfera. El NO x reacciona tanto con el oxígeno atómico como con el ozono, lo que lleva a una disminución neta del ozono. [2] Esto es particularmente importante por la noche cuando el NO 2 no puede fotolizar.
NO + O 3 → NO 2 + O 2
NO 2 + O ( 1 D) → NO + O 2
Neto: O 3 + O ( 1 D) → 2O 2 (pérdida neta de ozono)
Los ciclos nulos también pueden ocurrir en la troposfera. Un ejemplo es el ciclo nulo que ocurre durante el día entre el NO x y el ozono.
Ciclo nulo troposférico
O 3 + NO → O 2 + NO 2
NO 2 + hν → NO + O ( 3 P)
O ( 3 P) + O 2 + M → O 3 + M
Neto: hv → H
Este ciclo vincula el ozono con el NOx en la troposfera durante el día. En equilibrio, descrito por la relación de Leighton , la radiación solar y la relación NO 2 : NO determinan la abundancia de ozono, maximizándose alrededor del mediodía.
Referencias
- ^ M., Holloway, Ann (2010). Química atmosférica . Wayne, Richard P. Cambridge: RSC Pub. ISBN 9781847558077. OCLC 471801630 .
- ^ a b Pitts, Barbara J. (2000). Química de la atmósfera superior e inferior: teoría, experimentos y aplicaciones . Pitts, James N. San Diego: Prensa académica. pag. 661. ISBN 9780080529073. OCLC 162128929 .
- ^ "La estratosfera - descripción general". scied.ucar.edu . Corporación Universitaria de Investigaciones Atmosféricas. Consultado el 1 de noviembre de 2018.