En química atmosférica, un ciclo cero es un ciclo catalítico que simplemente convierte compuestos químicos sin que resulte en la producción o eliminación neta de ningún componente. [1] En la estratosfera , los ciclos cero y cuando se rompen los ciclos cero son muy importantes para la capa de ozono .
Uno de los ciclos cero más importantes tiene lugar en la estratosfera, con la fotólisis del ozono por fotones con longitudes de onda inferiores a 330 nm. Como resultado de la fotólisis, se forma oxígeno monoatómico, que luego reacciona con oxígeno diatómico para formar ozono. [2] No hay cambio molecular o atómico neto, pero esta reacción convierte la energía fotónica en energía térmica, calentando la estratosfera. [3]
O 3 + hv (λ < 330 nm) → O 2 + O ( 1 D) (Aquí ( 3 P) - estado fundamental , ( 1 D) - estado excitado )
O ( 1 D) + METRO → O ( 3 P) + METRO
O ( 3 P ) + O 2 → O 3
Total: hv → H
el ciclo nulo se puede romper en presencia de ciertas moléculas, lo que resulta en un aumento o disminución netos del ozono en la estratosfera. Un ejemplo importante son las emisiones de NOx a la estratosfera. [2] El NOx reacciona tanto con el oxígeno atómico como con el ozono, lo que da como resultado una reducción neta del ozono. Esto es especialmente importante por la noche cuando el NO2 no se puede fotolizar.
NO + O 3 → NO 2 + O 2
NO2 + O( 1 D) → NO + O2
Total: O 3 + O( 1 D) → 2O 2 (pérdida neta de ozono)
Los ciclos cero también pueden ocurrir en la troposfera. Un ejemplo es el ciclo cero que ocurre durante el día entre NOx y ozono.
Ciclo cero de la troposfera
O 3 + NO → O 2 + NO 2
NO2 + hν → NO + O ( 3P )
O ( 3 P) + O 2 + METRO → O 3 + METRO
Total: hv → H
Este ciclo vincula el ozono con el NOx en la troposfera durante el día. En el equilibrio descrito por la relación de Leighton , la radiación solar y la relación NO 2 : NO determinan el contenido de ozono, maximizándolo alrededor del mediodía.