چرا واکنش تشکیل اوزون از اکسیژن گرماگیر است

واکنش تبدیل اکسیژن به اوزون گرماگیر است علت این که فرایند دو مرحله ای تشکیل اوزون گرماگیر است در ادامه از جم شیمی همراه با واکنش ها بررسی می کنیم. این مورد در صفحه 65 شیمی یازدهم دبیرستان نیز یکی از مطالب مورد بحث می باشد.

می دانیم که شکستن پیوند قوی دوگانه O=O گرماگیر است.

O=O+q’→O+O

از طرفی برای اینکه اکسیژن اتمی بخواهد اوربیتال خالی جهت تشکیل پیوند داتیو با جفت الکترون آزاد یک مولکول دیگر O₂ راداشته باشد باید الکترون p آن انرژی گرفته و بر انگیخته شود یعنی این مرحله از واکنش نیز گرماگیر است.

2O+2 O=O+q’→2O₃

ازجمع دو واکنش گرما گیر واکنش کلی تشکیل اوزون بدست می آید که مجموعاً گرماگیر است

O=O+q’→O+O

2O+2O=O+q”→2O3

———————–

3O₂+(q’+q”)→2O₃

این فرایند در شرایط خاص خود اتفاق می‌افتد که فرایندی گرماگیر است. یعنی 3 مول گاز اکسیژن نیاز به 286 کیلو ژول انرژی دارد تا به 2 مول اوزون تبدیل شود. شرایط خاص برای چنین واکنشی که جهت رفت آن گرماگیر و با کاهش آنتروپی است، یعنی هر دو عامل لازم برای خود به خودی انجام شدن را ندارد، مثلا در منطقه استراتوسفر و یا روش زیمنس در آزمایشگاه که در شرایط استراتوسفر ایجاد می‌شود. این واکنش خودبه خود نیست به کمک تابش فرابنفش انجام می شود.