O primeiro cientista a explicar a química da formação do ozônio na atmosfera superior foi Sydney Chapman ao propor o chamado “ciclo de Chapman” que pode ser assim simplificado:
1) Um fóton de UV atinge uma molécula de oxigênio provocando dissociação nos seus átomos.
2) Um dos átomos de oxigênio colide com outra molécula de oxigênio dando origem a uma molécula de ozônio.
O + O₂ 🡢 O₃
3) Podem ocorrer uma das seguintes possibilidades:
a) um fóton de UV atingir uma molécula de ozônio, e o resultado é a sua dissociação em uma molécula de oxigênio e um átomo de oxigênio.
b) um átomo de oxigênio colide com uma molécula de ozônio resultando em duas moléculas de oxigênio (essa possibilidade é menos comum).
O + O₃ 🡢 2O₂
A presença de ozônio na estratosfera é fundamental para filtrar a radiação ultravioleta que chega ao planeta Terra; entretanto, na troposfera (a parte mais baixa da atmosfera), a presença de ozônio é indesejável em concentrações superiores a 1 ppm por provocar nos indivíduos fortes dores de cabeça e dificuldades respiratórias.
Visando estudar a relação entre as velocidades de decomposição do ozônio e a formação do oxigênio, realizou-se em laboratório um experimento para medir a velocidade de decomposição do ozônio (conforme a equação abaixo), de onde foi encontrado o valor 2,50 x 10⁻⁵ mol L⁻¹ s⁻¹.
Sobre as substâncias oxigênio e ozônio, é correto afirmar que: