InfoNu.nl > Wetenschap > Sterrenkunde > De ozonlaag: de opbouw

De ozonlaag: de opbouw

De ozonlaag is een actueel topic en hieronder staat beschreven waaruit ze is opgebouwd, waarom ze bestaat en wat de andere gebruiken van ozon zijn.

Waaruit is de ozonlaag opgebouwd?

Zoals reeds besproken is de ozonlaag een onderdeel van de stratosfeer en ligt ze op een hoogte van 30 km boven het aardoppervlak. Men vindt ozon terug in alle lagen van de atmosfeer maar doordat er in de atmosfeer een grote hoeveelheid ozon terug te vinden is noemt men dit de ozonlaag. Ozon werd in 1840 ontdekt door Christian Friedrich Schonbein. Het is een sterk reactieve en onstabiele verbinding van drie zuurstofatomen dat normaal als O2 voorkomt in de atmosfeer. De chemische formule ervan is dan ook O3.

Ozon is een blauw gas bij standaarddruk en –druk. Het smeltpunt van ozon is -193°C en onder deze temperatuur is het een vaste stof met een donkerblauwe kleur. Ook in vloeibare vorm heeft het een donkerblauwe kleur met een kookpunt van -112°C. Ozon heeft een erg sterke geur en dankt zijn naam eraan. Ozon komt namelijk van het Oudgriekse woord ‘ozein’ wat ‘ruiken’ betekent.

Ontstaan van ozon

Ozon wordt van nature gevormd in de atmosfeer onder invloed van elektrische ladingen ( zelf is het negatief geladen) zoals bijvoorbeeld bij bliksem en door de ultraviolette straling afkomstig van de zon. Eerst splitst zuurstof (O2) in zuurstofradicalen. Zoals eerder gezegd zijn deze atomen zeer reactief en gaan dan ook direct een binding met andere zuurstofatomen.

Reactievergelijking:

O2 => O + O
2O + 2 O2 => 2 O3


Zoals eerder gezegd is ozon zeer onstabiel en valt het na ongeveer 20 minuten terug uiteen in de oorspronkelijke zuurstofatomen.

Reactievergelijking:

2O3 => 2O + O2

Deze reactie vindt plaats op deze hoogte omdat er genoeg zuurstofatomen en inwerking van ultraviolette straling is. Dit proces is hoger in de atmosfeer niet mogelijk omdat er te weinig zuurstof is om ozon te vormen. Lager in de atmosfeer is er dan het probleem dat de meeste ultraviolette straling reeds geabsorbeerd is in de stratosfeer. Er kunnen dus geen zuurstofatomen ontstaan en zodanig dus ook geen ozonmoleculen.

De ozon is die in de stratosfeer gemaakt wordt is zeer belangrijk voor de bescherming van de biosfeer doordat ze de schadelijke ultraviolette straling tegenhoudt.

Er is echter nog een tweede vorming van ozon die zich voordoet aan het aardoppervlak die zeer schadelijk is. Onder invloed van zonlicht gaan koolwaterstoffen (KWS) en koolstofmonoxide (CO) chemische reacties aan met stikstofoxiden (NOx) waardoor onder andere ook ozon ontstaat.

Als benzine in een motor verbrand wordt, worden niet al de onderdelen van zuurstof daar bij verbrand. Het grootste deel van de zuurstof verbrandt, maar de stikstof blijft over. Door de enorme hitte in de cilinders gaat een deel van de stikstof een verbinding aan met

onverbrande zuurstof en zo ontstaat stikstofmonoxide, een licht giftig en kleurloos gas. Maar eenmaal het buiten komt neemt het nog een zuurstofatoom op en wordt het stikstofdioxide, een giftig, roodbruin gas. UV-stralen van de zon worden onmiddellijk geabsorbeerd door de stikstofdioxidemoleculen en splitsen een zuurstofatoom af van elke molecule, waardoor opnieuw het stikstofmonoxide gas wordt gevormd. Ondertussen verbindt een zuurstofatoom met een zuurstofmolecuul opgebouwd uit twee atomen en ontstaat het ozonmolecuul. Het ontstaan van deze moleculen wordt in gang gezet door koolwaterstoffen (onverbrande of gedeeltelijk verbrande benzinedampen) die de productie van ozon stimuleren.

Reactievergelijking:

N + O => NO
NO + O => NO2
NO2 => NO + O


Deze reactie heet fotochemische smog. De ozon aan het aardoppervlak tast bij mensen en dieren de longen aan en het remt de groei van bladeren en beschadigt ze ook. Ozon heeft dus een paradoxale rol, langs de ene kant beschermt ze ons en langs de andere kant is ze zeer schadelijk als we er rechtstreeks mee in contact komen.

Gebruik van ozon door de mens

Ozon werkt desinfecterend en wordt gebruikt als ontsmettingsmiddel voor drinkwater. Ten opzichte van chloor bijvoorbeeld heeft het als voordeel dat het geen smaak achterlaat. Het wordt ook gebruikt bij:
  • Desinfectie van oppervlaktes die in aanraking komen met voedsel
  • Het verwijderen van sporen van gisten uit lucht ( bij het inpakken van voedsel
  • Het schoonmaken en bleken van stoffen
  • Het ontgeuren van interieurs en materialen na brandschade
  • Het verwijderen van ongewenste schadelijke stoffen uit water (herbiciden)
  • Desinfectie van zwemwater als aanvulling bij chloor

Er zijn ook nog andere gebruiken van ozon zoals medisch gebruik. Dit is echter niet wetenschappelijk onderbouwd en kan aanzien worden als kwakzalverij. Zo word het bijvoorbeeld gebruikt bij kanker en tandaandoeningen. (Ozontherapie is hier een voorbeeld van, waarbij een kleine hoeveelheid bloed wordt afgetapt en met ozon bewerkt wordt. Daarna wordt het terug in de aderen gebracht.)

De beschermende functie van de ozonlaag

Ultraviolette stralen of UV-licht is een elektromagnetische straling die niet zichtbaar is voor het menselijk oog. De Duitse chemicus Johann Wilhelm Ritter ontdekte deze stralen in 1801 toen hij experimenteerde met zilverchloride. De golflengte van UV-licht bedraag 1 tot 400 nanometer. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen drie types van UV-stralen:
  • UVC (100-280 nanometer): bereikt het aardoppervlak niet doordat het geabsorbeerd wordt door de ozonlaag.
  • (280-320 nanometer): deze stralen zijn verantwoordelijk voor het bruinen van de huid, maar ook voor het verbranden van de huid. Deze stralen geven dus ook een verhoogd risico op huidkanker als je er veel mee aanraking komt. Ook oogziektes zoals staar worden hierdoor veroorzaakt. UVB stimuleert ook de aanmaak van vitamine D.
  • UVA (320-400 nanometer: van de drie UV-stralen komt deze het vaakst voor (95%). Ze versnellen de veroudering van de huid, versterken allergieproblemen en verhogen ook de kans op huidkanker.

Deze stralen hebben dus goede eigenschappen (bruin kleurtje, vitamine D aanmaak) maar ook zeer schadelijke eigenschappen.
Zoals reeds gezegd vangt ozon de UV-stralen op en vallen de ozonmoleculen uit elkaar door de inwerking van de UV-stralen. Bij een tekort aan ozon zou onze beschermlaag wegvallen en zouden de UV-stralen dus wel tot op het aardoppervlak geraken met alle schadelijke gevolgen van dien.
© 2010 - 2019 Loen, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Ozon en ozonlaag, wat is het verschil?Iedereen heeft al wel eens gehoord van ozon en ozonlaag. Maar wat is nu juist het verschil en wat zijn de gevolgen ervan…
Het broeikaseffectDe temperatuur is in de laatste jaren fors gestegen en de voorspellingen voor de toekomst zien er niet al te best voor o…
De zomer en verhoogde ozonconcentratiesAls de temperaturen beginnen te stijgen en de zon volop aanwezig is, kan dit gepaard gaan met een verhoogde concentratie…
Het BroeikaseffectHet BroeikaseffectIn de afgelopen 100 jaar steeg de temperatuur 0,6 graden C. Waar maken we ons druk om? Het is maar 0,6 graden C. Toch is…
Zonnesterkte, zonkracht of UV-indexZonnesterkte, zonkracht of UV-indexUv-straling in het zonlicht is schadelijk voor de huid. Huidkanker kan ontstaan door Uv-straling. De Uv-straling neemt i…

Reageer op het artikel "De ozonlaag: de opbouw"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Loen
Gepubliceerd: 22-03-2010
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Sterrenkunde
Schrijf mee!