Reaksi CFC dengan Ozon

Reaksi CFC dengan ozon (O₃)

          CFC adalah singkatan dari  Chloroflourocarbon yang terbentuk dari atom chlor, flour, dan carbon. Ketiga atom ini termasuk atom yang memiliki jumlah elektron valensi yang relatif kurang stabil atau mudah terikat oleh atom lainnya. Saat CFC telah menyebar ke lapisan ozon dan  sangat mudah dipecah dan kemudian bereaksi dengan ozon yang terbentuk dari tiga atom O (oksigen) yang juga akan terpecah bila ada daya tarik yang lebih kuat dari atom lain di luarnya. Reaksi kimia di antara atom-atom inilah yang akan menghasilkan molekul-molekul baru, mulai dari O₂, O, CO, CO₂, dan lain-lain. Jika 0₃ sudah terpecah, fungsinya sebagai filter radiasi matahari akan hilang.

Dua CFC yang umum adalah CFC-11 (Trichloromonofluoromethane atau freon 11) dan CFC-12 (Dichlorodifluoromethane). CFC merupakan zat-zat yang tidak mudah terbakar dan tidak terlalu toksik. Satu buah molekul CFC memiliki masa hidup 50 hingga 100 tahun dalam atmosfer sebelum hilang dari atmosfer.

Ozon adalah suatu molekul yang terdiri dari tiga atom oksigen yang terjadi secara alami dan ditemukan pada atmosfer bumi. Ozon pertama kali ditemukan oleh C. F. Schonbein pada kira-kira pertengahan abad ke-19. Penamaan ozon diambil dari  bahasa Yunani yakni “ozein” yang berarti bau atau smell. Lapisan ozon terjadi di seluruh bagian stratosfer, tetapi lebih rapat pada jarak antara 20 dan 30 km di atas tanah. Lapisan ini menyerap sebagian besar dari radiasi ultraungu dari matahari yang mencapai bumi. Sinar ultraungu yang mencapai permukaan bumi mempunyai pengaruh yang penting. Radiasi ini memberikan warna kulit yang alami pada manusia. Akan tetapi, radiasi ultraungu yang terlalu banyak dapat memberikan pengaruh yang berbahaya bagi tumbuhan dan hewan, termasuk juga manusia.

Secara permanen ozon terbentuk dan rusak kembali di dalam daerah stratosfer dan sebagian kecil terbentuk pada daerah troposfer. Reaksi destruksi/perusakan ozon dan terbentuknya O₂ dapat berlangsung melalui dua jalan :

O + O₂ → 2O₂

O₃ + O₃ → 3O₂

Reaksi ini dihasilkan melalui reaksi yang kompleks dengan katalis gas dan radikal, seperti atom Cl, NO, OH. Reaksi OH dapat terbentuk oleh perusakan uap H₂O, gas buangan dari pesawat supersonik. Radikal Cl dapat berasal dari chloroflurocarbon (CFCl atau CFC- I I dan CF2Cl atau CFC-12 ) yang banyak digunakan pada pendingin (refrigerator) dan bahan bakar (propelan).

Dekomposisi oleh sinar ultra violet terbentuk Cl dan ClO. Radikal NO dapat berasal dari tanah (soil) dan air dari sisa buangan pupuk. Melalui fotodekomposisi dapat terbentuk NO.  CFCs dapat dagunakan sebagai gas freon yang dipakai dalam lemari es, AC, aerosol, dalam produksi busa (foam), dan untuk sterilisasi. Halon digunakan untuk pemadaman kebakaran. Carbon tetra chlorida digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan CFC-11 dan CFC-12, untuk pembuatan beberapa jenis pestisida, sebagai pelarut dalam produksi karet dan zat warna sintesis, sebagai metal dereaser,dry-cleaning agent, pemadam kebakaran, dan juga untuk fumigasi biji-bijian.

Sifat stabil dari CFC yang sangat bermanfaat di bumi ini memberikan peluang baginya untuk merusak lapisan ozon. CFC yang terdifusi ke stratosfer akan mengalami pemutusan ikatan kimianya oleh radiasi UV-C menghasilkan khlor-khlor bebas yang bersifat sangat reaktif, kemudian mengikat sebuah atom oksigen dari molekul ozon (O₃) sehingga mengubah ozon tersebut menjadi molekul oksigen (O₂). Reaksi perubahan ozon menjadi molekul oksigen adalah sebagai berikut:

CFCl₃ +  uv                 –>       CFCl₂ +  Cl^-

Cl^- +  O₃                      –>       ClO  +  O₂

O₂ +  uv energi            –>     2O

ClO  +  2O                  –>       O₂ + Cl^-

Cl^- +  O₃ à                    –>        ClO  +  O₂

Masuknya CFC ke atmosfer menimbulkan proses reduksi-oksidasi (redoks) antara ozon dengan unsur-unsur halogen dari senyawa CFC dan yang sejenisnya. Setiap molekul CFC mampu merusak 100 ribu molekul ozon. Sedangkan senyawa halon (berasal dari unsur halogen) mampu merusak 10 kali lebih efektif dibandingkan dengan CFC. CFC mengurai ozon menjadi oksigen dan sebuah oksigen bebas radikal yang menimbulkan suatu lapisan oksigen sehingga lapisan ozon menjadi semakin tipis yang mudah tertembus sinar ultraviolet dari matahari. Semakin menipisnya lapisan ozon di atmosfer, bahkan sampai berlubang, dapat menimbulkan bencana. Karena manusia akan bermandikan sinar ultraviolet dengan intensitas tinggi yang dapat mengundang penyakit kanker kulit, katarak, serta penurunan sistem kekebalan tubuh.

Ketika freon (CFC) terlepas ke atmosfer, maka molekul CFC akan terurai menjadi atom C sendiri yang sangat reaktif terhadap atom O (rumus molekul ozon adalah O₃). Ketika atom C dari pecahan freon bertemu dengan molekul O₃, maka atom C akan menarik satu atom O dari ozon, yang akan mengakibatkan  timbulnya karbon monoksida (CO) dan ozon menjadi oksigen biasa (O₂) karena kehilangan satu atom O-nya, ditambah lagi, ketika CO terbentuk, maka mereka akan menarik lagi satu atom O dari ozon-ozon (O₃) lain sehingga menciptakan CO₂, oleh karena itu ozon sebagai pelindung bumi dari sinar ultraviolet menjadi rusak, sementara CO₂ memiliki efek rumah kaca yang dapat menahan panas di bumi. Dengan demikian bumi akan menjadi semakin panas.