ozone

오존(ozone, 분자식 $\rm O_3$ )은 산소 원자 3개로 이루어져 있으며, 상온 대기압에서 푸른빛의 기체이다. 영하 112도 이하에서는 검푸른 액체이며, 영하 193도 이하로 내려가면 고체가 된다. 오존은 불안정하여 이원자의 산소로 분해되려는 경향이 있는데, 이러한 경향은 온도가 올라갈수록, 압력이 낮아질수록 강하다.

오존은 1785년, 네덜란드 화학자 마르티누스 반 마룸(Martinus van Marum)은 물 위에 전기 스파크를 일으켰을 때 이상한 냄새가 나는 것을 발견하였다.

1839년 독일의 화학자 크리스티안 쇤바인(Christian Friedrich Schönbein)은 냄새가 나는 기체를 분리해냈고 이를 ‘오존’이라고 이름을 붙였다.

오존층의 형성

태양에서 오는 자외선 중 약 200nm ~ 315nm 파장대의 자외선에 의해 산소를 산소 원자로 분해한다. 이때 우리에게 유해한 자외선이 흡수된다. 이렇게 생성된 산소 원자( $\rm O$ )가 다시 산소 분자( $\rm O_2$ )와 결합하여 오존이 형성되고 이 오존이 불안정하여 자외선에 의해 산소 산소 분자와 산소 원자로 다시 분해된다. 이런 과정을 거치면서 대기권의 오존층이 형성된다.

${\rm O_2} + hf \rightarrow {\rm 2O}$

${\rm O_2 + O \leftrightarrow O_3$

산소가 오존이 되고 오존이 산소가 될 때 열의 출입은 다음과 같다.

$\rm O_2 + energy \rightarrow 2 O$ : 흡열반응
$\rm O + O_2 \rightarrow O_3 + energy$ : 발열반응
$\rm O_3 + energy \rightarrow O + O_2$ : 흡열반응(빠른 반응)
$\rm O_3 + O \rightarrow 2O_2+energy$ : 발열반응(느린 반응)

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오존의 생성