Diskussion:Ozon-Sauerstoff-Zyklus

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Was ist bitte M in der Reaktionsgleichung? --WolfgangS 20:08, 1. Nov. 2006 (CET)

siehe meine Diskussion--OlliD 21:40, 1. Nov. 2006 (CET)

Zeit für den Abbau des Ozon

Die Behauptung der Ozonaufbau würde ein Jahr dauern ist nicht begründet und offenbar falsch. Im Gleichgewicht ist der Aufbau gleich dem Abbau. Der Ozonabbau ist jedoch offensichtlich weit schneller, denn Ozon kann nicht dauerhaft gelagert werden und erhöhte Ozonkonzentrationen werden in der Nacht rasch wieder abgebaut. Die Zeiten für den Abbau liegen folglich im Bereich von Minuten und nicht von Jahren.

84.169.236.90 11:41, 2. Nov. 2006 (CET)

Das was dort oben steht ist vollkommener Quatsch!!! Wenn der der abbau nur wenige minuten dauren würde hätten die menschen schon längst etwas dagegen getan.Und außerdem hätten wir dann nicht so ein großes Ozonloch.

Dritter Stoßpartner (M)

Warum ein weiterer Stoßpartner zur Bildung von Ozon aus atomarem Sauerstoff benötigt wird, ist völlig unklar. Die Luft besteht zum weit überwiegenden Teil (99 Prozent) aus Sauerstoff O₂ und Stickstoff N₂. Mit dem Stickstoff sind reichlich potentielle Stoßpartner vorhanden. Ich werde dieses wirre Zeug mit dem Stoßpartner M gleich mal entfernen.

84.169.236.90 11:49, 2. Nov. 2006 (CET)

Spaltung von Ozon durch UV-Strahlung

Dass Ozon tatsächlich im Wesentlichen durch UV-Strahlung abgebaut wird, ist eine eher fragwürdige und nicht bewiesene Behauptung. Falls zum Abbau des Ozon tatsächlich UV-Strahlung oder bestimme Moleküle wie FCKWs erforderlich wären, könnte Ozon auch gelagert werden, falls in einem geeigneten Behälter weder solche Moleküle noch UV-Strahlung vorhanden sind. Dies ist jedoch nicht möglich. Daher zerfällt Ozon offenbar auch allein durch Stöße in O₂.

Falls eine solche Reaktion stattfindet, kann sie selbstverständlich auch in der unteren und nicht nur in der oberen Atmosphäre stattfinden. 84.169.236.90 12:11, 2. Nov. 2006 (CET)

Zur Äußerung persönlicher Meinungen in diesem Artikel

Lieber IP 84.169.236.90,

Da es sich bei Dir offensichtlich um denselben Benutzer handelt, der bereits beim Artikel Ozonloch sein Unwesen treibt, möchte ich ein paar dezidierte Worte an Dich richten:

Der Artikel ist die Übersetzung des englischen Originalartikels "ozone-oxygen cycle". Die von Dir bemängelten Sachverhalte lassen sich auch anhand der angegebenen externen Quelle verifizieren. Bei dieser Quelle handelt es sich um ein NASA-Dokument und nicht etwa um das Machwerk eines X-beliebigen Crackpot mit irgendeiner IP-Adresse.

Als Beispiel sei genannt die von Dir kritisierte Zerfallsreaktion von O3 in O2. Diese ist nachzulesen in besagter Quelle in Kapitel 5.2.1.

Ferner dürfte Dich interessieren, dass für das Ozonmolekül gemäß Abbildung 5.01 der besagten Quelle der gemessene Wirkungsquerschnitt an der Resonanz mit $A_{O3}=10^{-17}cm^{2}=0.1\cdot 10^{-20}m^{2}$ angegeben ist. Wenn Du das mit dem Wert von $A_{O3}=3\cdot 10^{-20}m^{2}$ vergleichst, den ich in der Diskussion zum Artikel Ozonloch mittels einer Überschlagsrechnung, für die Du mich fachlich angreifen zu können meintest, geschätzt habe, dann dürftest du feststellen, dass die Werte in derselben Größendordnung sind. Meine dortige Abschätzung kann also durchaus als Abschätzung des maximalen Wirkungsquerschnitts dienen, was ich ja auch behauptet habe. Keinesfalls sind - wie von Dir behauptet - hier Werte in der Größenordnung der Wellenlänge des Lichts anzusetzen, oder ähnlicher Quatsch.

Neben meiner in unserer Diskussion fußenden persönlichen Erkenntnis, dass Du weitestgehend inkompetent bist, an der Diskussion dieser Fragestellungen fachlich teilzunehmen, haben wir also auch schon mehrfache handfeste Belege, dass Du Dich offensichtlich hier vor allem mit Deinem Halbwissen aufblasen willst.

Hinzu kommen Deine ständigen unverholenen Eingeständnisse (beim Artikel Ozonloch), dass Du dieses oder jenes vermutest (natürlich immer im Sinne Deiner abstrusen Verschwörungstheorien). Dass in Deiner Fantasie die physikalische Welt andere Eigenschaften hat, mag nun schon sein, aber das dürfte die überwiegende Mehrzahl der Leser von Wikipedia nicht die Bohne interessieren. Außerdem habe ich nicht die Zeit, Deine ewig aus Dir heraussprudelnden Vermutungen nachzuforschen.

Daher: wenn du beliebst, hier nochmals kraftprotzend irgendwelche tiefgreifenden Veränderungen am Artikel vorzunehmen ohne Quellen anzugeben, dann werden diese - wie die jetzigen - ohne weiteren Kommentar revertiert.--OlliD 13:50, 2. Nov. 2006 (CET)

Mein lieber OlliD, ich habe bestimmt niemals behauptet die Wirkungsquerschnitte seien noch größer als $A_{O3}=10^{-17}cm^{2}$ oder gar in der Größenordnung des Quadrats der Wellenlänge. Mit einem derartigen Wirkungsquerschnitt wäre längst eine Sättigung (Wirkungsquerschnitt mal Dichte mal Länge = 1) erreicht und zwar auch bei einer Schichtdicke von nur 3 Millimetern Ozon. Genau dies bestreite ich jedoch. Ozon ist ein bläuliches Gas, dass im roten Bereich und nicht im blauen absorbiert. Das Ozongas (3 Millimeter bei Normaldruck!) die UV-B Strahlung fast vollständig absorbieren soll ist einfach ein Witz. UV-Strahlung ist im Vergleich zu sichtbaren Licht energiereicher. Falls die Energie zur Abspaltung eines O-Atoms so viel Energie erfordern würde, wäre es undenkbar, dass Ozon chemisch derart reaktiv ist und in wenigen Minuten (auch im dunkeln) zerfällt. Es ist daher eher zu erwarten, dass Ozon überhaupt kein UV-Licht absorbiert.

Ich finde es, wie ich schon bemerkt habe, irritierend, wenn Du Deine Antworten direkt in meine Beiträge schreibst. Bitte schreib' sie in Zukunft drunter. Hier ist es anders als in einem Forum, wo es eine natürliche Chronologie gibt. Wenn du das hier machst, dann blickt ein Außenstehender überhaupt nicht mehr, wer was wann geschrieben hat (insbesondere, wenn Du - mal wieder - nicht signiert hast). Und es sollen ja wenn möglich auch andere an der Diskussion teilnehmen, oder ? Das ist natürlich nur meine persönliche Ansicht.

Zur Sache: Du hast meine Wirkungsquerschnittberechnung grundsätzlich angezweifelt. Wie Du siehst, war sie nicht so falsch. Ich habe außerdem eine numerische Berechnung durchgeführt, der zu Folge das Ozon-Molekül tatsächlich viele Resonanzen <= 300 nm aufweist - im Gegensatz zu anderen Molekülen der Atmosphäre. Solche Rechnungen sind zwar in der Regel nicht besonders genau (wenn man sagen wir mal als Genauigkeit +-20% versteht), aber den Größenordnungen kann man schon vertrauen. Außerdem behauptet meines wissens nach niemand, dass UV-B fast vollständig absorbiert wird. Sonst müssten wir uns ja über "Hautkrebs auf Mallorca" keine Gedanken machen. Siehe auch das Bild zum Artikel Ozonschicht. Gerade das Exponentialgesetz der Absorption macht es aber wahrscheinlich, dass etwa ein Höhenunterschied von 2000 m zu einer substanziell höheren UV-B-Intensität führt (aber gib Dir keine Mühe, das Thema könnten wir endlos ausdehnen).

Manche deiner Argumente sind - zumindest auf den ersten Blick - nachvollziehbar. Das Problem liegt aber darin, dass Plausibilität keine Garantie für Wirklichkeitstreue ist. Es gibt so viele Möglichkeiten, über die Wirklichkeit nachzudenken - man könnte in IT-Begriffen auch von kombinatorischer Explosion reden -, dass man niemals alle Hypothesen überprüfen kann. Daher hat mit dem Mittelalter auch das Zeitalter geendet, in dem man Wissenschaft in der stillen Kammer allein betrieben hat.

Stell dir vor, jemand würde im Artikel Benzol die Hypothese vertreten, dass die Sache mit den Molekülorbitalen und der Mesomerie eine Irreführung der Öffentlichkeit ist, und dass Benzol in Wirklichkeit Cyclohexatrien ist. Ich zweifle nicht daran, dass man sich plausible Argumente dazu ausdenken kann. Aber es widerspricht etabliertem Wissen und die Erfahrung zeigt, dass man in, sagen wir mal mindestens 90% aller Fälle schlecht fährt, wenn man etabliertes Wissen vollständig in Frage stellt. Die sogenannten wissenschaftlichen Genies, die mit ihren Zweifeln eine Revolution ausgelöst haben, die kann man an einer Hand abzählen. Sie sind zwar sehr bekannt, aber die ganzen Spinner, die dazwischen kamen, für die interessiert sich eben kein Schwanz.

Es gibt also keine andere Möglichkeit, als dass Du jemanden davon überzeugen musst, dass er Dir Geld für ein entsprechendes Forschungsprojekt zur Verfügung stellt, um Deine Hypothesen zu verifizieren, sowie andere davon, dass sie Deine Paper dann lesen und ernst nehmen. Bis dahin können sie nicht als gesichertes Wissen gelten. Tut mir sehr leid für Dich, aber anders kann es wie gesagt nicht gehen.--OlliD 19:17, 2. Nov. 2006 (CET)

Sorry, von welchen Hypothesen redest Du. Ich habe keine Hypothesen über Ozon aufgestellt. Dagegen haben andere Leute, mit einigem Erfolg, seltsame Hypothesen über die wunderbare schützende Funktion (trotz minimaler Konzentration) des Ozon vor der gefährlichen UV-Strahlung verbreitet. Diese Hypothesen passen nur überhaupt nicht zu den Eigenschaften des Ozon (bläuliches, instabiles, stark oxidierendes Gas). Die UV-Strahlung wird offenbar von gewöhnlichem Sauerstoff, der in der Atmosphäre reichlich vorhanden ist, absorbiert, wobei auch Ozon in geringen Mengen entsteht. Diese simple Erklärung ist aber wohl zu unspektakulär, um geglaubt zu werden.84.169.226.58 20:54, 2. Nov. 2006 (CET)

Du hast durchaus eine ganze Menge Hypothesen aufgestellt, die der Lehrmeinung widersprechen. Lies Dir Deine Beiträge einfach noch mal durch. Laut Lehrmeinung ist das, was Du im vorletzten Satz sagst zumindest teilweise unbestritten. Also wozu die Aufregung Deinerseits ?--OlliD 21:12, 2. Nov. 2006 (CET)

Ist doch klar, weil offenbar jede Menge Geld ins Weltall geschossen wird, um das Ozon in der Stratosphere zu messen, obgleich dieses Ozon ohne jede Relevanz ist.

Zur Regenerationszeit des Ozons

Die ursprünglich im Artikel (und damit im englischen Original) aufgestellte Behauptung, dass es ein Jahr dauern würde, um vollständig fehlendes Ozon zu regenerieren, ist mit etablierten Kenntnissen über chemische Reaktionskinetik unvereinbar. Dazu wurde im Artikel eine entsprechende Rechnung eingefügt. Das Statement beruhte offensichtlich auf einer Fehlinterpretation seitens des originalen Wikipedia-Autors.

In diesem Punkt (und nur in diesem) gebe ich IP 84.169.226.58 recht.--OlliD 12:28, 3. Nov. 2006 (CET)

Die eingeführte Rechnung ist jedoch zu stark vereinfacht. Es ist mindestens die Konzentration von atomoren Sauerstoff, O₂ und Ozon, die Temperatur sowie die Intensität der UV-Strahlung zu Spaltung von O₂ zu betrachten. Diese Größen sind weder zeitlich noch räumlich konstant. Die Sonnenstrahlung ändert sich selbstverständlich täglich und im Jahresverlauf. Schließlich spielen auch noch andere Bestandteile der Luft und diverse chemische Reaktionen, die insbesondere Ozon eingehen kann, eine Rolle. 10 ppm sind weniger als ein Faktor 100.000 im Bezug auf Sauerstoff, da die Atmosphäre zum Großteil aus Stickstoff besteht.

Alle diese von Dir angeführten Dinge sind in der Rechnung angemessen berücksichtigt und erwähnt. Offensichtlich hast Du - mal wieder - nicht richtig gelesen. Wenn Dir das als zu starke Vereinfachung erscheint, solltest Du vielleicht Deine eigenen Beiträge nochmal durchlesen. Dann weißt Du was stark vereinfachte Schlussfolgerungen sind.--OlliD 17:54, 3. Nov. 2006 (CET)

Ich habe noch entdeckt, dass die zweifelhafte Behauptung bezüglich der Lebensdauer von Ozon noch ein zweites mal auftaucht. Ich habe sie entfernt.--OlliD 08:44, 4. Nov. 2006 (CET)

Zerfall von Ozon durch UV-Strahlung

Es gibt in der Tat einen Punkt in dem ich der "Lehrmeinung" (soweit die Darstellung im Artikel die Lehrmeinung ist) entschieden widerspreche. Dies ist die unbelegte These, der Abbau von Ozon werde (abgesehen von der Schadstoffbelastung durch FCKWs) weitgehend durch UV-Strahlung verursacht. Ozon wird ganz offensichtlich und unbestreitbar auch ohne UV-Strahlung und Schadstoffe abgebaut. Aus diesem Grund kann Ozon nicht gelagert werden, was eine unbestrittene Tatsache ist. Offenbar ist die erforderliche Energie zur Abtrennung eines Sauerstoffatoms relativ gering, d.h. nicht im Bereich der UV-Strahlung. Es wäre sonst nicht erklärbar, warum Ozon derart instabil und chemisch aktiv ist. In jedem Fall kann Ozon auch nur durch Stöße mit gewöhnlichem Sauerstoffmolekülen zerfallen.

1) hast Du seit wir diskutieren in einer Menge Punkten der Lehrmeinung widersprochen 2) die These ist wie gesagt belegt (s.o. in der Diskussion), 3) Du sagst es doch selbst: die erforderliche Energie wird offensichtlich auch thermisch aufgebracht. Na und ? Wenn mehr Energie da ist, als erforderlich, dann gehts eben schneller. Wo liegt da ein Widerspruch ? Die Thermodynamik des Gases wird durch die Boltzmannverteilung in der Stratosphäre bestimmt (Temperatur etwa 0 Grad). Die Thermodynamik der Strahlung wird dagegen durch die Boltzmannverteilung an der Oberfläche der Sonne bestimmt (Temperatur etwa 5000 Grad). Ohne dieses Prinzip gäbe es hier auf der Erde kein Leben. Licht kann Sachen, die Wärme nicht oder nicht so gut kann. --OlliD 13:09, 3. Nov. 2006 (CET)

Ich kann nicht erkennen, dass es einen Beleg für die Spaltung von Ozon durch UV-Strahlung gibt. Die thermische Energie in der Atmosphäre liegt unter einem Prozent der Energie der UV-Photonen. Diese Energie kann durch einen Stoß praktisch niemals aufgebracht werden. Daher liegt die Energie zur Spaltung von Ozon sicherlich weit darunter. Theoretisch könnten die UV-Photonen einen Teil der Energie z.B. auf ein angeregtes Sauerstoffatom übertragen. Der Wirkungsquerschnitt für eine solche Reaktion ist aber minimal, und könnte niemals zu einer beträchtlichen Absorption der UV-Strahlung führen.

Eine Menge Deiner Verständnisprobleme kommen daher, dass Du offensichtlich nicht lesen kannst. Die Quelle und damit der Beleg der Zerfallsreaktion von Ozon durch UV ist hier, d.h. Kapitel 5.2.1 der im Artikel angegebenen und von Dir wohl überlesenen Quelle. Dort findest Du auch das Absorptionsspektrum von Ozon, das im Gegensatz zu Deinen Vermutungen belegt, dass Ozon im Bereich um ungefähr 250nm stark absorbiert.

Zu Deinem physikalischen Verständnis: Beim Stoß zweier Moleküle passiert doch etwas ganz anderes, als bei der Absorption eines UV-Quantes. Im ersteren Fall tauschen die Atomkerne der beteiligten Moleküle Bewegungsenergie und -impuls aus. Im zweiten Fall wird dagegen das Molekülorbital von einem Zustand in einen dazu angeregten Zustand versetzt (was im wesentlichen einer Erhöhung der kinetischen Energie der Elektronen, und damit einer Vergrößerung ihrer Entfernung vom Kerngerüst des Moleküls entspricht). Die Kerne kriegen davon zunächst (fast) nichts mit.

Während im ersten Fall die Atomkerne relativ zueinander in Schwingung und Rotation geraten, und das Ozon-Molekül sozusagen gegen die elektromagnetischen Bindungskräfte der Elektronenhülle auseinandergerissen wird, so wird im zweiten Fall die Elektronenhülle einfach nur mehr oder weniger stark vom Kerngerüst entfernt, so dass die Atomkerne ihre gegenseitige Abstoßung stärker spüren, und man möglicherweise überhaupt nicht mehr reißen muss.

Energie ist vom Standpunkt der zu erzielenden Wirkung eben nicht gleich Energie. Es kommt darauf an, mit welchen Freiheitsgraden, d.h. welchen Schwingungsmoden des Systems die Energie ausgetauscht wird.

Nimm doch zum Beispiel eine Gitarre: wenn Du mit einer winzigen Kraft an den Saiten zupfst, dann hörst Du einen relativ lauten Ton. Wenn Du an einer anderen Saite zupfst, hörst Du sogar einen ganz anderen Ton. Wenn Du dagegen in entsprechender Weise (mit vergleichbarem Energieübertrag) auf den Hals der Gitarre klopfst, dann hörst Du fast nichts. Wenn Du dagegen mit ganz großer Kraft (hohem Energieübertrag) auf den Hals klopfst, dann hörst Du irgendwann Töne. Einer von diesen Tönen ist dann sicher derjenige, den Du ursprünglich hören wolltest.

Ähnlich wie beim obigen Klopfen auf den Gitarrenhals, sind beim Ozonmolekül die verhältnismäßig ungeeigneten Anregungen die UV-Übergänge des Molekülorbitals. Diese benötigen vorübergehend relativ viel Energie, um den gewünschten Effekt (Zerfall des Ozons) zu erzielen, die überschüssige Anregungsenergie wird aber nach der Zerfallsreaktion an die Umgebung abgeführt. --OlliD 17:32, 3. Nov. 2006 (CET)

Energieerhaltung

All Deinem Blabla zum Trotz, gibt es so etwas wie den Energierhaltungssatz. Daher ist es für die insgesamt freigesetze oder zugeführte Energie gleichgültig auf welchem Weg eine Substanz aus bestimmten Ausgangsprodukten gebildet wird. Zwei Moleküle Ozon können aus drei Molekülen O₂ gebildet werden indem zunächst ein O₂ Molekül in zwei Atome gespalten wird und anschließend zwei O₂ Moleküle mit je einem dieser beiden Atome reagieren.

Aus dem von Dir ständig angeführten Quellen geht hervor, dass die notwendige Energie zur Spaltung von O₂ einer Wellenlänge von 240 nm entspricht und die Reaktion eines Atoms mit O₂ eine nur etwa geringere Energie entsprechend 325 nm freisetzt. Dies ist jedoch undenkbar, weil dann bei der Reaktion insgesamt Energie freigesetzt würde. Der Sauerstoff wäre entsprechend in Ozon stärker gebunden als in O₂. Dies ist absurd, da Ozon im Gegensatz zu O₂ höchst instabil ist und nicht umgekehrt.

Sag mal, bist Du eigentlich nicht ganz nüchtern ?--OlliD 20:04, 3. Nov. 2006 (CET)

Erklärung für die UV-Absoption

Du kannst ja vielleicht einmal versuchen die Argumente sachlich zu widerlegen. Es dürfte Dir jedoch schwer fallen, weil mehrere Quellen gibt, die bestätigen, dass die notwendige Energie zur Spaltung des Ozonmoleküls im Infrarot liegt (ca. 1,1 µ). In der Diskussion zum unten aufgeführten Link sind einige Quellen genannt.

Für mich stellt sich die Frage, wie überhaupt die Vorstellung entstehen konnte, eine minimale Menge Ozon könnte einen nennenswerten Anteil der UV-Strahlung absorbieren.

Ozon verhält sich bei großer Dichte sowie als Flüssigkeit grundlegend anders als ein einzelnes Molekül, insbesondere bei der Streuung von UV-Strahlung. Der Vergleich mit dem Benzolmolekül und die Strukturformel des Ozon, die im entsprechenden Artikel angegeben ist, zeigen dass eventuell Elektronen über mehrere Moleküle des Ozon verteilt sein können. Die UV-Strahlung bringt dann nicht ein einzeles Molekül zum Schwingen sondern einen Verbund mehrerer Moleküle. Mit der Größe des Moleküls steigt der Wirkungsquerschnitt für die Streuung stark an. Eventuell könnte ein solches Ozoncluster die UV-Strahlung daher merklich streuen (nicht jedoch absorbieren).

Dies könnte erklären, weshalb im Laborversuch bei hoher Konzentration eine Abschwächung der UV-Strahlung in der Transmission zu erkennen ist. Ferner könnte dies die blaue Farbe des Gases bzw. der Flüssigkeit erklären.

Weblink

• Beitrag in Wikipedia (englisch) zum Abbau von Ozon

nicht nur! Auch von irgendjemand anderen und von UNS!!! Kelly Marie Uebing und Daria Kiesel

Paar daten

Ein Daar daten die ich jetzt zum eigenen verständnis zusammengesammelt hab:

• sichtbarer bereich = 380nm - 780nm
• UV-A = 320nm-380nm
• UV-B = 280nm-320nm
• UV-C = ?(10nm)?-280nm
• Infrarot: 780nm - ?(egal)?

UV-B (in maßen) ist lebensnotwendig, UV-C erbgutschädigend. UV-A verursacht bräune und wird auch in Solarien erzeugt.

Absorptionsspektren sehen so aus: unter 240nm absorbiert sauerstoff das UV-C und wird dabei zu ozon. Ab 240nm bis in den infraroten bereich ist Ozon das einzige gas, das nennenswert absorbiert, und zwar im Bereich 240nm bis 300nm (Also UV-C bis teilweise UV-B) - Es ist anzunehmen dass es dabei ebenfalls abgebaut wird - durch den Abbau entsteht aber wieder ein freies Sauerstoffradikal, es bildet sich also womöglich erneut ein Ozonmolekül. Im infraroten Bereich absorbiert Wasserdampf so ziemlich alles.

--84.75.133.164 18:05, 20. Nov. 2008 (CET)