5. MOLÉCULAS NA TROPOSFERA

5.1. LIGAÇÃO COVALENTE EM MOLÉCULAS DIATÓMICAS

Escola Secundária Maria Lamas – Torres NovasFísica e Química A – 10º AnoNelson Alves Correia

UNIDADE 2 – NA ATMOSFERA DA TERRA: RADIAÇÃO, MATÉRIA E ESTRUTURA

OBJECTIVOS

• Indicar o significado da sigla CFC, identificando os respectivos compostos pelo nome e fórmula, como derivados do metano e do etano.

• Aplicar a nomenclatura IUPAC a alguns alcanos e seus derivados halogenados.

FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

Cerca de 90% do ozono está na Estratosfera.

Formação do ozono:

1º - Fotodissociação das moléculas de O2 por acção das radiações UV

2º - Os radicais livres de oxigénio (O•) reagem com moléculas de oxigénio

FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

Decomposição do ozono:

1º - Fotodissociação das moléculas de ozono

2º - Os radicais livres de oxigénio (O•) reagem commoléculas de ozono

FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

A velocidade de formação de ozono é igual à sua velocidadede decomposição.

Existe um equilíbrio entre a formação e a decomposição naturais de ozono, pelo que a concentração de ozono na Estratosfera fica constante.

Este equilíbrio é importante para os seres vivos, pois é responsável pela existência da camada de ozono, queprotege a Terra da radiação ultravioleta.

FILTROS SOLARES

As radiações ultravioleta são classificadas em UVA, UVB e UVC, por ordem crescente da sua energia.

As radiações UVC são as mais energéticas e mais perigosas,mas não chegam à Terra. São absorvidas na parte superior da atmosfera (na Termosfera e, em menor grau, na Mesosfera).

As radiações UVB são absorvidas pela camada de ozono,mas algumas chegam à Terra, provocando queimaduras,cancros de pele (melanoma), doenças dos olhos, mutações genéticas, destruição de espécies vegetais e deterioração de alguns materiais.

FILTROS SOLARES

As radiações UVA, são as menos energéticas e menos perigosas, mas provocam o envelhecimento da pele, a síntese da melanina (pigmento natural que protege a pele absorvendo a radiação) e queimaduras.

Apesar da atmosfera, nomeadamente a camada de ozono,funcionar como um filtro solar, absorvendo os ultravioletas,parte desta radiação não é absorvida e atinge os seres vivos.

Assim, é importante proteger a pele, que está mais exposta à radiação solar, usando protectores solares (cremes solares).

FILTROS SOLARES

Os protectores solares têm filtros solares que absorvem ou reflectem a radiação solar:

o Filtros químicos - Formados por moléculas orgânicas que absorvem as radiações UVA e UVB;

o Filtros físicos (ecrãs minerais) - Formados por compostos inorgânicos (óxidos de zinco e de titânio) que reflectem a maior parte da radiação solar. São mais eficazes do que os filtros químicos.

FILTROS SOLARES

Índice de protecção solar ou factor de protecção solar (FPS) – Indica o número de minutos que uma pele pode estar exposta ao sol sem sofrer danos. Depende do tipo e da concentração das substâncias protectoras.

Um factor de protecção 30 indica que uma pele com esse protector suporta 30 × 10* = 300 minutos (5 horas) de exposição ao sol sem sofrer danos.

* 10 minutos de exposição ao sol sem sofrer danos e sem protector

CAMADA DE OZONO

Camada de ozono - Quantidade de ozono que existe na Estratosfera, disperso entre 15 km e 50 km de altitude.

A camada de ozono absorve as radiações ultravioleta com energia entre 6,6 x 10-19 J e 9,9 x 10-19 J, funcionando comoum filtro solar natural.

Durante a absorção da radiação ocorre efeito químico da radiação (quebra das ligações químicas) e efeito térmico (aumento da energia cinética das partículas, responsávelpelo aumento da temperatura na Estratosfera).

CAMADA DE OZONO

O ozono na Estratosfera protege os seres vivos, mas na Troposfera é uma substância nociva que irrita os olhos,o nariz e a garganta.

ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃOE DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

A concentração do ozono na Estratosfera manteve-se constante durante muito tempo, porque existe um equilíbrio entre a formação e a decomposição naturais do ozono .

Mas, a concentração do ozono começoua diminuir quando substâncias,libertadas pelo Homem para atmosfera(óxidos de azoto e radicais de cloro Cl•),aumentaram a velocidade dedecomposição do ozono.

ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃOE DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

Os óxidos de azoto formam-se a partir do oxigénio e do azoto atmosféricos, a temperaturas elevadas, com os efluentes dos aviões supersónicos.

Os radicais Cl• formam-se principalmente a partir dos CFC (clorofluorcarbonetos ou freons).

Os CFC são derivados do metano (CH4) e do etano (C2H6),onde os átomos de hidrogénio são substituídos por átomosde cloro e de flúor (derivados halogenados):CFCl3 (triclorofluormetano) e CF2Cl2 (diclorodifluormetano).

ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃOE DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

Os CFC têm sido usados no arrefecimento dos frigoríficos e aparelhos de ar condicionado, em espumas de isolamento térmico, em latas de spray (lacas, desodorizantes e perfumes), diluentes, etc.

A maioria dos CFC acabam por ser lançados na atmosfera e, como são praticamente inertes (reagem pouco), atingem a Estratosfera e provocam a destruição do ozono.

DESTRUIÇÃO DO OZONO

Na Estratosfera, os CFC são decompostos pelas radiações UV, formando os radicais cloro:

O radical cloro reage com o ozono, formando monóxido de cloro e oxigénio (reacção A). O monóxido de cloro reage com o radical oxigénio e forma radical cloro (reacção B):

DESTRUIÇÃO DO OZONO

A reacção global resultante das reacções A e B pode ser representada pela seguinte equação:

O radical cloro não aparece na reacção global porque é consumido na 1ª reacção e forma-se de novo na 2ª reacção, ficando disponível para reagir novamente com o ozono.

Significa que funciona como um catalisador(aumenta a velocidade da reacção sem se transformar).Outros catalisadores da decomposição do ozono são as que produzem os radicais livres:

DESTRUIÇÃO DO OZONO

Para além dos agentes antropogénicos (CFC e óxidos de azoto), também existem agentes naturais que podem provocar a destruição do ozono.

Os principais agentes naturais são os vulcões, cujas erupções libertam grandes quantidades de gases para a Estratosfera.As partículas finas e o ácido sulfúrico contidos nestes gases também podem funcionar como catalisadores da decomposição do ozono.

BURACO DE OZONO

A diminuição da camada de ozono não é uniforme emtoda a atmosfera, sendo muito acentuada na Antárctida(foi detectada em 1987, sobre o Pólo Sul).

Buraco de ozono - Zona sobre a Antárctida onde o ozonoquase desapareceu.

Desde 1987 (Protocolo de Montreal) que alguns países têm estabelecido normas e prazos para a redução dos CFC.

BURACO DE OZONO

BURACO DE OZONO

Os ventos polares empurramos CFC para o Pólo Sul.

Durante 6 meses, o Pólo Sul ficasem luz solar e com temperaturasaté -80 ºC.

Formam-se pequenos cristais de geloque actuam como catalisadores natransformação dos CFC em radicaiscloro, o que aumenta ainda maiscom as radiações UV do Sol, duranteos restantes 6 meses.

BURACO DE OZONO

Nas latitudes médias, a radiação ultravioleta tem sido constante na última década.

Em 2010, a quantidade de ozono não estava a diminuirnem a aumentar.

A camada de ozono, fora das regiões polares, deve recuperaraté 2050, para os níveis antes de 1980, mas o buraco de ozono sobre a Antártida deve recuperar muito mais tarde.

O buraco de ozono já está a influenciar o clima da Terra, alterando a temperatura e o movimento do vento.

Fonte: Earth Observatory (NASA)

BIBLIOGRAFIA

Dantas, M., & Ramalho, M. (2008). Jogo de Partículas A – Físicae Química A - Química - Bloco 1 - 10º/11º Ano. Lisboa: Texto Editores.