Estação 3: Os poluentes e as transformações químicas na atmosfera (aula 11)
A atmosfera terrestre
A atmosfera terrestre é uma camada gasosa que envolve o planeta, e é composta por uma variedade de gases, incluindo nitrogênio, oxigênio, argônio, vapor de água e outros gases traços. As transformações químicas que ocorrem na atmosfera são essenciais para a vida na Terra, pois desempenham um papel importante na regulação do clima, na proteção da vida contra a radiação ultravioleta e na formação de chuva.
Acesse ao link para visualizar a imagem que contem as principais regiões da atmosfera terrestre
http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/atmosfera.pdf
Poluentes atmosféricos
As ações antrópicas, como a combustão de combustíveis fósseis, a agricultura e a indústria, podem liberar uma variedade de poluentes na atmosfera, que podem ser divididos em dois grupos principais:
Poluentes primários são liberados diretamente na atmosfera a partir de fontes antrópicas ou naturais. Alguns exemplos de poluentes primários são dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado (MP).
Poluentes secundários são formados na atmosfera pela reação de poluentes primários com outros gases ou partículas presentes na atmosfera. Alguns exemplos de poluentes secundários são ácido sulfúrico (H2SO4), ácido nítrico (HNO3) e ozônio troposférico (O3).
A química da luz na atmosfera
Genericamente, podemos dizer que a atmosfera seja como um grande reator químico (recipiente em que ocorrem reações químicas, transferências de massa e de calor), cuja fonte de energia seja o Sol, sem o qual as transformações químicas na atmosfera não ocorreriam.
Os processos químicos na atmosfera são iniciados por radicais livres, produzidos fotoquimicamente, seguidos por reações em cadeia.
Os tipos de reações químicas sob a presença da luz (λ)
Fotólise: é o processo de degradação de moléculas por meio da radiação luminosa. Como a energia da luz UV do Sol é da mesma ordem que as entalpias das ligações covalentes, essa energia pode resultar na ruptura da ligação, dividindo a molécula em fragmentos excitados, que, em fases posteriores, reagem entre si, formando novos compostos. Por exemplo, a fotólise da molécula de água:
2H2O + λ → O2 + 2H2
Fotodissociação: é a quebra de uma ligação química induzida por radiação. Na atmosfera superior, provoca a formação de átomos de oxigênio.
O3 + λ → O2 + O
Fotoionização: na fotoionização, ocorre a absorção de um fóton de energia por uma molécula, o suficiente para remover um elétron.
O2 + λ → 2 O+ + 2e-
A degradação da camada de ozônio
“Buraco” na camada de ozônio: os principais poluentes responsáveis por esse efeito são o tetracloreto de carbono (CTC), o hidroclorofluorcarbono (HCFC), o clorofluorcarbono (CFC) e o brometo de metila. Por esse motivo, protocolos de controle, como o de Montreal, foram criados.
Poluentes e chuva ácida
A chuva ácida é um fenômeno que ocorre quando há uma liberação exagerada de dióxido de enxofre (SO2) e de dióxido de nitrogênio (NO2) na atmosfera. Esses gases reagem com a água das nuvens, formando ácidos.
O SO2 , dióxido de enxofre, é emitido na combustão do petróleo, de alguns de seus derivados e do carvão, além de outros meios.
O SO2 é oxidado em SO3 (trióxido de enxofre), e este reage com água, formando o ácido sulfúrico (chuva ácida):
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
Em situações excepcionais, a reação entre o nitrogênio e o oxigênio do ar pode gerar NO2. Além disso, reações como a queima de combustível veicular ou de fornos industriais possibilitam a produção desse óxido.
O dióxido de nitrogênio na atmosfera também pode reagir com a água e formar chuva ácida.
N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g)
2NO2(g) + H2O(l) → HNO2(aq) + HNO3(aq)
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A água da chuva normalmente é ácida, pois tem um pH aproximado de 5,6, devido à presença de CO2 na atmosfera, que reage com a água, formando o H2CO3 (ácido carbônico). Nessas condições, não é considerada um problema ambiental. |
