OZON : Fakta, Sifat, Keamanan, Produksi, Lapisan Ozon

WANIBESAKc - Ozon atau trioksi, merupakan molekul anorganik dengan rumus kimia O₃. Ini adalah alotropi oksigen yang jauh lebih sedikit dibanding alotrop diatomik, O₂.

SIFAT-SIFAT OZON

1. Ozon merupakan gas biru pucat dengan aroma khas yang tajam. Bentuk cairnya berwarna biru tua dan membentuk padatan hitam-ungu pada suhu yang sangat rendah. Hal ini juga tidak stabil pada konsentrasi tinggi dan terurai menjadi oksigen diatomik biasa.

2. Ozon merupakan zat oksidan yang kuat, jauh lebih kuat daripada dioksigen.

Ozon akan mengoksidasi sebagian besar logam (kecuali logam mulia) menjadi oksida logam dalam keadaan oksidasi tertinggi. Ozon juga akan mengoksidasi nitrogen oksida menjadi dinitrogen pentoksida.

Persamaan reaksinya sebagai berikut.

NO + O₃ → NO₂ + O₂

NO₂ + O₃ → NO₃ + O₂

NO₃ + NO₂ → N₂O₅

3. Padatan nitronium perklorat dapat diperoleh dari reaksi antara NO₂, ClO₂, dan O₃.

Persamaan reaksinya sebagai berikut.

2NO₂ + 2ClO₂ + 2O₃ → 2NO₂ClO₄ + O₂

4. Ozon akan mengoksidasi sulfida menjadi sulfat dan sulfur dan belerang menjadi asam sulfat dengan adanya air.

Persamaan reaksinya sebagai berikut.

PbS + 4O₃ → PbSO₄ + 4O₂

S + H₂O + O₃ → H₂SO₄

5. Ozon bereaksi dengan karbon membentuk karbon dioksida, bahkan pada suhu kamar.

Persamaan reaksinya sebagai berikut.

C + 2O₃ → CO₂ + 2O₂

Reaksi ini berguna untuk membersihkan barang-barang gelas yang memiliki jejak karbon (seperti grafit) yang sulit dibersihkan.

6. Ozon tidak bereaksi dengan garam ammonium, tapi akan mengoksidasi amonia menjadi amonium nitrat:

Persamaan reaksinya sebagai berikut.

2NH₃ + 4O₃ → NH₄NO₃ + 4O₂ + H₂O

Ozon juga bereaksi dengan senyawa organik untuk membentuk berbagai zat.

PRODUKSI

7. Dalam laboratorium ozon diproduksi menggunakan generator ozon. Walaupun demikian metode seperti ini biasa menghasilkan oksida nitrat. Hal ini disebabkan karena udara adalah 78% nitrogen.

KEAMANAN

8. Ozon pada konsentrasi yang lebih tinggi dari 0,1 ppm di udara berbahaya, karena akan mengoksidasi bahan organik tanpa pandang bulu. Ozon tingkat dasar dapat membahayakan fungsi paru-paru dan mengganggu sistem pernapasan.

9. Ozon bereaksi dengan senyawa yang melapisi paru-paru untuk membentuk metabolit spesifik yang diturunkan kolesterol yang diperkirakan dapat memfasilitasi pembentukan dan patogenesis plak aterosklerotik (suatu bentuk penyakit jantung).

Ozon akan bereaksi dengan bahan organik untuk membentuk ozonida, yang bersifat eksplosif.

LAPISAN OZON

PERISAI OZON YANG MELINDUNGI BUMI DARI SINAR UV)

Ozon terbentuk secara melimpah di lapisan stratosfer pada ketinggian antara 25 dan 35 km. Karena adanya gerakan, konsentrasi ozon tertinggi dijumpai di daerah kutub pada ketinggian 15 km.

Pada lapisan stratosfer cahaya UV dari matahari diserap oleh molekul O₂ sehingga ikatannya putus dan dihasilkan atom-atom oksigen.

O₂ (uv, radiasi) ⟶ 2O

Tiap atom oksigen kemudian bergabung dengan molekul oksigen lain membentuk molekul ozon.

Persamaan reaksinya:

O + O₂ + M ⟶ O₃ + M

M merupakan partikel-partikel yang ada di atmosfer seperti molekul oksigen, nitrogen atau partikel lainnya. Molekul M harus ada untuk menyerap sebagian energi yang dibebaskan. Jika tidak ada, maka O₃ yang terbentuk akan segera terurai kembali karena tidak stabil.

Ozon dalam stratoser bersifat esensial dan menjadi kebutuhan vital oleh semua kehidupan di bumi karena dapat menyerap sinar UV dari matahari, jika tidak maka sinar UV akan mencapai permukaan bumi.

O₃ (uv, radiasi) ⟶  O₂ + O

Atom oksigen yang dihasilkan dalam proses ini dapat bereaksi kembali membentuk ozon melalui persamaan reaksi pembentukan ozon.

Energi yang dimiliki oleh sinar UV cukup untuk memutuskan ikatan dalam suatu molekul. Pemutusan suatu ikatan sangat membahayakan organisme hidup karena menjadi langkah awal dalam suatu reaksi yang tidak diinginkan.

Pengaruh paparan sinar UV pada manusia dapat menyebabkan kanker kulit. Untuk tumbuhan hijau dapat mempercepat teradinya mutasi dan efisiensi fotosintesis menjadi berkurang. Di samudera, sinar UV akan menyebabkan populasi plankton berkurang. Padahal plankton merupakan dasar dari rantai makanan di samudera. Berkurangnya populasi plankton dapat mengganggu keseimbangan rantai makanan samudera.

ZAT YANG BERBAHAYA BAGI LAPISAN OZON

Terdapat zat yang dapat menyerang dan menghabiskan lapisan ozon. Beberapa zat yang telah diketahui mengancam lapisan ozon adalah oksida-oksida nitrogen dan Freon.

Oksida-oksida nitrogen lepas ke atmosfer sebagai N₂O, lalu berpindah ke lapisan stratoser. Pada lapisan stratosfer gas N₂O dioksidasi menjadi NO yang kemudian bereaksi dengan ozon.

NO + O₃ ⟶ NO₂ + O₂

Terdapat dua sumber yang mengirim oksida nitrogen langsung ke lapisan stratosfer yakni ledakan nuklir dan pesawat supersonic yang terbang tinggi. Dewasa ini telah muncul larangan uji coba bom nuklir di udara.

Freon biasanya digunakan dalam refrigerator, AC, semprot aerosol seperti parfum. Terdapat dua senyawa yang disebut sebagai Freon yakni Freon-11 (CCl₃F) dan Freon-12 (CCl₂F₂). 

Dua senyawa ini disebut sebagai klorofluorokarbon. Senyawa ini mudah dicairkan, tidak mudah bereaksi secara kimiawi, dan mudah menyuap setelah disemprotkan. Karena sifat inilah klorofluorokarbon banyak digunakan dalam rumah tangga sebagai refrigen.

Namun berdasarkan penelitian, klorofluorokarbon ternyata mengancam lapisan ozon. Karena kedua senyawa ini tidak bereaksi dengan molekul-molekul lain di udara, mereka menyebar ke mana-mana selama bertahun-tahun. Pada akhirnya banyak molekul klorofluorokarbon diduga telah mencapai lapisan statoser atas. 

Eksperimen dalam laboratorium membuktikan bahwa sinar UV mampu menguraikan molekul CCl₃F dan CCl₂F₂ menjadi atom klor yang mengkatalisis perusakan ozon. Sejak tahun 1970-an setelah diketahui ancaman ini, kini kedua senyawa tersebut tidak digunakan lagi.

Kehadiran ozon di lapisan stratoser memainkan peran yang sangat penting, namun kehadirannya dalam stroposer bawah dekat permukaan tanah berbahaya bagi makluk hidup dan benda mati. Hal ini disebabkan ozon merupakan zat pengoksidasi kuat (oksidator kuat) yang bersifat merusak. 

Hanya fluor dan beberapa zat lain yang sifat oksidatornya lebih kuat dari ozon. Menghirup udara yang mengandung ozon serendah 0,1 ppm terus menerus akan menyebabkan pusing kepala dan gejala lain yang tidak nyaman. 

Kadar ozon yang tinggi di atas permukaan tanah sangat berbahaya bagi makluk hidup dan benda mati.

Pengaruh ozon pada hewan mencakup perubahan struktur dalam jaringan paru-paru, ketahan yang rendah terhadap penularan kuman pada system pernapasan dan kacaunya reaksi biokimia sel. 

Ozon juga mampu merusak karet dan plastik tertentu. Di tempat-tempat yang kadar ozonnya lebih tinggi usia ban mobil menjadi lebih pendek.