Autour de l'Ozone

2. Production d’ozone dans la stratosphère

À haute altitude, l’ozone est produit par irradiation du dioxygène par les rayons UV du soleil, à une longueur d’onde inférieure ou égale à 210 nm. Le mécanisme de formation comprend deux étapes, détaillées ci-dessous :

O2 + h\(v\) → 2 .O.
 (1)
.O. + O2 + M → O3 + M  
 (2)

La première étape correspond à la rupture de liaison au sein du dioxygène et à la formation d’atomes d’oxygène. La deuxième correspond à la fixation d’un atome d’oxygène sur une molécule de dioxygène, en présence d’une troisième molécule M qui peut être une molécule de diazote ou de dioxygène.

8.L’énergie du rayonnement UV à 210 nm est-elle suffisante pour casser la liaison au sein du dioxygène ?

9.Calculer l’enthalpie de la réaction (2). Pourquoi la présence de M est-elle nécessaire ?

10.En vous basant sur l’étude de la figure ci-dessous, expliquer en quoi la couche d’ozone présente dans la stratosphère sur une épaisseur d’environ 30 km est utile ? Pourquoi avoir fixé la destruction de la couche d’ozone comme l’une des 9 limites planétaires (cf travaux de Rockström et al.) ?

figure 2

Figure 2 : Spectre d’absorption de l’ozone en fonction de la longueur d’onde en nm

Source : Lelivrescolaire.fr [CC BY-NC-SA]