성층권 오존층 파괴 기작

성층권 오존층 파괴 기작

성층권 오존층은 태양의 자외선(UV)을 흡수해 지구를 보호하지만, 특정 화합물에 의해 파괴됩니다. 주어진 정보(태양광, CCl₃F, O₃, O₂)를 이용해 기작을 설명합니다.

오존층 파괴 기작

오존(O₃)은 성층권에서 자연적으로 생성되고 분해되지만, CCl₃F(프레온-11) 같은 염화불화탄소(CFC)가 이를 가속화합니다. 주요 단계는 다음과 같아요:

1. CCl₃F의 광분해

태양광(UV)이 CCl₃F를 분해해 염소 라디칼(Cl•)을 생성합니다.

반응식: CCl₃F + UV → Cl• + CCl₂F•

이 염소 라디칼이 오존 파괴의 주범이에요.

2. 오존(O₃)과의 반응

Cl•이 O₃와 반응해 산소 분자(O₂)와 염소 산화물(ClO•)을 만듭니다.

반응식: Cl• + O₃ → ClO• + O₂

이 과정에서 오존이 줄어듭니다.

3. 연쇄 반응 (촉매 순환)

ClO•는 산소 원자(O)와 반응해 다시 Cl•을 생성하며, 이 Cl•이 또 다른 O₃를 파괴합니다.

반응식: ClO• + O → Cl• + O₂

결과적으로 하나의 Cl•이 수천 개의 O₃를 파괴하는 연쇄 반응이 일어납니다.

전체 과정 요약

CFC가 UV에 의해 분해되며 Cl•을 방출하고, Cl•은 오존을 O₂로 전환하며 촉매처럼 계속 작용합니다. 순 반응은:

순 반응: 2O₃ → 3O₂ (Cl• 촉매 작용)

특징: Cl•은 소멸되지 않고 재생되어 오존 파괴가 지속됩니다.

정리 표

단계	반응식	결과
광분해	CCl₃F + UV → Cl• + CCl₂F•	Cl• 생성
오존 분해	Cl• + O₃ → ClO• + O₂	O₃ 감소
촉매 재생	ClO• + O → Cl• + O₂	Cl• 재생

시험 대비 팁

"Cl•이 촉매로 O₃를 계속 파괴" 기억! 반응식은 "UV → Cl• → O₃ 분해 → 재생" 순으로 외우세요!

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