Warstwa ozonowa znajduje się w stratosferze i pełni kluczową rolę ochronną, pochłaniając część promieniowania UV. Zjawisko "dziury ozonowej" wiąże się z przyspieszonym ubytkiem ozonu, szczególnie w określonych warunkach sezonowych nad obszarami polarnymi.
Freony (CFC) są związkami zawierającymi m.in. chlor. W niższych warstwach atmosfery są dość trwałe, dlatego mogą przemieszczać się aż do stratosfery. Tam dociera silniejsze promieniowanie UV, które może rozrywać wiązania chemiczne w cząsteczkach CFC (fotoliza). Skutkiem jest uwalnianie atomów (i/lub rodników) chloru.
Dlaczego właśnie chlor jest bezpośrednią przyczyną niszczenia ozonu? Ponieważ atomy chloru uczestniczą w katalitycznych cyklach reakcji: chlor reaguje z ozonem, tworząc m.in. tlenek chloru, a następnie w kolejnych etapach regeneruje się z powrotem do formy zdolnej do dalszego niszczenia kolejnych cząsteczek ozonu. To oznacza, że pojedynczy atom chloru może przyczynić się do rozkładu wielu cząsteczek ozonu.
Pozostałe propozycje są błędne z typowych powodów:
- "węgla" – freony zawierają węgiel, ale w mechanizmie zubożania ozonu kluczowe są halogeny (zwłaszcza chlor i brom), a nie sam węgiel.
- "azotu" – azot dominuje w składzie powietrza, jednak nie jest to pierwiastek uwalniany z CFC w sposób prowadzący do katalitycznego niszczenia ozonu.
- "wodoru" – klasyczne CFC nie zawierają wodoru (w odróżnieniu od niektórych innych grup związków), a nawet gdy wodór występuje w innych substancjach, nie jest on typowym inicjatorem cykli katalitycznego rozkładu ozonu.
Na egzaminie warto zapamiętać prosty ciąg: CFC → UV (fotoliza) → Cl → katalityczny rozkład O3. To pozwala szybko wskazać, że właściwą odpowiedzią są atomy chloru.
