a quimica da biosfera

Rede So Paulo de

Cursos de Especializao para o quadro do Magistrio da SEESP Ensino Fundamental II e Ensino Mdio

ca Da Biosfer A Q umi

a

d08

http://earthobservatory.nasa.gov

Rede So Paulo de


So Paulo 2012

2012, by Unesp - Universidade estadUal paUlista

rua Quirino de andrade, 215 Cep 01049-010 so paulo sp tel.: (11) 5627-0561 www.unesp.br

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SECRETARIA ESTADUAL DA EDUCAO DE SO PAULO (SEESP)

praa da repblica, 53 - Centro - Cep 01045-903 - so paulo - sp - brasil - pabx: (11)3218-2000

Rede So Paulo de


BLOCO 1

Sumrio

Ficha

BibliografiaTEMAS

Sumrio1. Atmosfera Importncia da qualidade do ar para a manuteno da vida no planeta .............................................10Introduo ............................................................................................ 10A Qumica Ambiental em constante movimento ..................................... 13 reas da Qumica Ambiental ..................................................................12

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Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

As interfaces entre os sistemas gua-solo-ar ............................................. 14

1.1 Caractersticas da atmosfera terrestre ........................................... 15 1.2 As regies da atmosfera terrestre ................................................. 18A cama terrestre: Troposfera .................................................................... 18 Termosfera e exosfera ...............................................................................34

A Estratosfera ..........................................................................................27

2. A Hidrosfera gua Que Lquido Esse? Por Que Devemos Cuidar? ......................................................362.1 - Propriedades da gua ................................................................... 39Calor especifico ........................................................................................42 Ponto de fuso e ponto de ebulio .......................................................... 39 Densidade ................................................................................................ 43 Tenso superficial ..................................................................................... 45 Decrscimo da temperatura de fuso com aumento da presso ................46

gua como solvente .................................................................................48

4

2.2 - Distribuio de gua no Planeta ................................................. 49

Sumrio

Ficha

BibliografiaTEMAS12 34 5 6Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

3. Poluio Das guas .................................................................53Poluentes Orgnicos recalcitrantes ou refratrios ..................................... 55 Poluio por fertilizantes agrcolas ........................................................... 56 Poluentes orgnicos biodegradveis .......................................................... 57

Contaminao biolgica ...........................................................................54

Oxignio presente na gua. ...................................................................... 58 Bioacumulao e biomagnificao ............................................................63 Poluio fsico-qumica ............................................................................64

Contaminao por metais txicos ............................................................60

4. A qumica da parte slida da Terra ..........................................664.1 - O solo........................................................................................... 67 4.2 - Formao do solo ......................................................................... 71Clima ....................................................................................................... 71 Relevo ...................................................................................................... 71 Material de origem................................................................................... 71 Organismos ..............................................................................................72 Tempo ......................................................................................................72

4.3 - Tipos de rochas ............................................................................ 72Rochas gneas ou magmticas.................................................................. 72 Rochas Sedimentares ............................................................................... 73

Rochas Metamrficas............................................................................... 73

4.4 - Intemperismo ............................................................................... 73

Intemperismo Fsico ................................................................................. 74

Intemperismo Qumico ............................................................................ 75

5

4.5 - Composio do solo ..................................................................... 78Material inorgnico .................................................................................. 78

Sumrio

Ficha

BibliografiaTEMAS

Material orgnico ..................................................................................... 78 Material slido que compe o solo ........................................................... 78 Tipos de Solos .......................................................................................... 81

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Perfil do Solo ...........................................................................................82 Caractersticas do solo ..............................................................................83

4.6 - pH do solo e potencial redox ........................................................84Ajuste da acidez do solo ...........................................................................87 Potencial Redox .......................................................................................89


5. Poluentes do solo......................................................................925.1 - Solo Poludo e Solo Contaminado................................................ 93 5.2 - Poluentes. ..................................................................................... 93Contaminantes inorgnicos......................................................................94 Metais pesados .........................................................................................94

Poluentes orgnicos ..................................................................................94

5.3 - Poluio do solo rural ................................................................... 95Fertilizantes sintticos .............................................................................. 95 Defensivos agrcolas .................................................................................97

Inseticidas ................................................................................................99

Fungicidas .............................................................................................. 101

Herbicidas .............................................................................................. 101

5.4 - Poluio do Solo Urbano ............................................................ 101 5.5 - Resduos Slidos Urbanos .......................................................... 102 5.6 - Os Resduos como Poluentes do Solo ......................................... 103Classificao de Resduos ABNT........................................................ 104 Resduos radioativos ............................................................................... 105

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Sumrio

Ficha


5.7 - Fontes da Poluio do Solo. ........................................................ 106 5.8 - Formas de contaminao do solo................................................ 106 5.9 - Recuperao do Solo .................................................................. 107Mtodos de recuperao dos solos .......................................................... 107 Tecnologias de tratamento ..................................................................... 108

Biorremediao ...................................................................................... 110 Landfarming .......................................................................................... 111 Catabolismo ........................................................................................... 112 Biosoro ................................................................................................ 112 Bioacumulao ....................................................................................... 112 Fitorremediao ..................................................................................... 113 Compostagem ........................................................................................ 114 Prticas de conservao do solo .............................................................. 114

5.10 - Caminhando para o fechamento do tema: A Natureza como fonte de materiais......................................... 115Ocorrncia dos metais na natureza ........................................................ 119

6. Relevncia da Qumica para uma Sociedade Sustentvel .......1216.1 - Legislao Brasileira para a Educao Bsica e a Educao Ambiental ................................................. 122 6.2 - A abordagem CTSA no Ensino de Qumica como motivador do processo de ensino-aprendizagem de Qumica ..................... 127 6.3 - A Formao dos professores para a perspectiva ambiental ......... 129 6.4 - Perspectivas da contribuio da Qumica e da Tecnologia para Sustentabilidade Mundial .................................................. 130 6.5 - Sugestes para um trabalho interdisciplinar, contemplando a temtica ambiental ........................................... 133 7

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BibliografiaTEMAS

A Qumica da Biosfera

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http://www.acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/46934/14/02_Redefor_D08_Quimica_Ficha.flv

AutoresIda Aparecida Pastre Rosebelly Nunes Marques

Palavras-chaveQumica, Biosfera, Qualidade do ar, Poluio da gua e solo, Sociedade Sustentvel

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Sumrio

Ficha

BibliografiaTEMAS

Resumo da disciplinaO ser humano, desde seu surgimento na face da Terra, aprendeu a transformar substncias encontradas na natureza para melhorar sua qualidade de vida e seu bem estar. Porm, foi nos ltimos 100 anos que o ser humano desenvolveu efetivamente sua capacidade de efetuar transformaes qumicas e industriais que causaram mudanas significativas no meio ambiente. O aumento da produtividade agropastoril e industrial, se de um lado foi positivo amenizando muitos problemas do ser humano como fome, sade, moradia, etc, por outro lado aes descontroladas como o uso excessivo de produtos qumicos e a utilizao dos recursos naturais, acarretam srios problemas ambientais que se constituem em perigos potenciais para a vida do planeta. O crescimento econmico Mundial depende dos processos qumicos que vo, desde o tratamento de gua, aos mais complexos processos industriais. Neste sentido, aplicam-se os princpios da Qumica para o entendimento das causas e efeitos desses processos no ambiente. Discute-se tambm a importncia de aspectos relacionados Formao de Professores na temtica ambiental e a incluso do eixo Cincia, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA). Portanto, o gerenciamento da hidrosfera, da atmosfera e litosfera de forma a manter e aumentar a qualidade de vida global no planeta uma das mais importantes preocupaes da sociedade atual.

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TEMA 1

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Ficha

BibliografiaTEMAS

Atmosfera importncia da qualidade do ar para a manuteno da vida no planeta

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http://www.acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/46934/15/02_Redefor_D08_Quimica_Tema_01.flv

IntroduoQumica a cincia que estuda as sustncias, sua estrutura (tipos e formas de organizao dos tomos), suas propriedades e as reaes que as transformam em outras substancias. Linus Pauling (1901-1994)

10

dida em dois eixos, a Qumica Orgnica, que estudava as substncias formadas com base na

A partir do desenvolvimento histrico, a Qumica surgiu da alquimia e, no incio foi divi-

combinao de tomos de carbono e seus derivados e a Qumica Inorgnica que se dedicava ao

Sumrio

Ficha

BibliografiaTEMAS12 34 5 6

estudo dos minerais. Devido a sua importncia e distino, estes dois ramos ainda permanecem at a atualidade. Atualmente, a Qumica est dividida de forma mais ampliada e diversificada, sendo que

as principais divises so: Qumica Orgnica, Qumica Inorgnica, Fsico-qumica, Qumica Analtica e Bioqumica. Com o desenvolvimento dessa Cincia tem-se aumentado muito o conhecimento e suas

contribuies para o desenvolvimento de tecnologia, com esse desenvolvimento tambm se entre elas.

reduz muito a separao entre as principais divises da Qumica criando novas reas em comumUnesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

estuda o efeito de agentes qumicos, naturais ou artificiais que afetam a biosfera. Esta vem se desenvolvendo para diminuir as ameaas ao meio ambiente tentando compreender a natureza e o tamanho dos problemas e, principalmente, encontrar solues para superao desses problemas.

Uma nova rea da Qumica que vem crescendo rapidamente a Qumica Ambiental que

papel muito importante na resoluo dos problemas ambientais atravs da aplicao adequada do conhecimento e da tecnologia. Aspectos importantes da qumica ambiental de espcies qumicas ou agentes qumicos que afetam a biosfera, suas origens, reaes, efeitos, A parte da Qumica denominada, Qumica Ambiental pode ser definida como um estudo

Para essa compreenso necessrio reconhecer que a cincia e a tecnologia desempenham um

movimentao e destino desses agentes na gua, ar e solo, bem como a influncia da atividade humana sobre esses processos, ou seja, a Qumica Ambiental a cincia dos fenmenos qumicos no meio ambiente. Outro aspecto da importncia das pesquisas tambm da rea da Qumica Ambiental a

possibilidade de contribuir para a conscientizao para a extrao e manipulao dos materiais retirados de suas fontes nativas considerando diversos fatores para que se possa preservar o desenvolvimento sustentvel. Essa conscientizao no s garante para as futuras geraes a possibilidade de utilizar a atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera como fonte de materiais,

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Sumrio

Ficha


assim como, a certeza de um ambiente harmonicamente saudvel e equilibrado, preservando todas as espcies existentes. A seguir as reas da Qumica Ambiental e suas interfaces.

reas da Qumica Ambientallitosfera e atmosfera) e suas interfaces, principalmente as que comprometem o ser humano. A A Qumica Ambiental estuda as reaes qumicas que ocorrem na biosfera (hidrosfera,

fim de facilitar o entendimento adequado subdividir o estudo do conhecimento especfico da Qumica Ambiental em: Qumica da Hidrosfera, Qumica da Litosfera, Qumica da Atmosfera e Qumica da Biosfera.Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

rios, picos, geleiras, calotas polares e lenis freticos, ou seja, a gua em todas as suas formas.

A Qumica da Hidrosfera refere-se ao estudo dos oceanos, rios, lagos, represas, reservat-

Estudam-se tambm as espcies qumicas e as reaes que ocorrem na forma lquida da gua. que engloba todos os materiais encontrados na crosta como os minerais, matria orgnica, e principalmente o solo que a parte mais significativa. A Qumica da Litosfera destina-se aos estudos sobre a camada slida mais externa da Terra

envolve a Terra e dividida em regies diferentes, dependendo da altitude. A composio da atmosfera depende da altitude, da exposio radiao solar dentre outros fatores.

A Qumica da Atmosfera entendida como conceitos relacionados camada gasosa que

vivos e fortemente influenciada pela Qumica do meio ambiente que exerce uma influncia sobre a qumica dos ambientes como litosfera, hidrosfera e atmosfera. A Figura 1 apresenta um resumo das reas da Qumica Ambiental e suas relaes.

A Qumica da Biosfera pode ser entendida como estudos referentes a todos os organismos

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Sumrio

Ficha

BibliografiaTEMAS12 34

ATMOSFERA

HIDROSFERA

QUMICA AMBIENTAL

BIOSFERA

5 6

LITOSFERAFIGURA 1 Diagrama resumido das reas da Qumica Ambiental (PASTRE;MARQUES, 2011)


A Qumica Ambiental em constante movimentoforma local ou pode atingir grandes propores, de forma global. A distribuio depende da Quando uma espcie qumica introduzida no meio ambiente pode ser distribuda de

espcie qumica e da forma como introduzida no meio em questo. Alguns gases poluentes quando lanados na atmosfera atingem uma ampla rea geogrfica. Os problemas podem ser evitados ou minimizados conhecendo-se as propriedades de cada composto qumico e obtendo

informaes dos fenmenos que ocorrem quando o composto foi introduzido anteriormente. O entendimento dessa dimenso pode contribuir como base conceitual para possibilidade de prever e prevenir problemas futuros. Uma espcie qumica pode ser distribuda pelo ambiente, por exemplo, um produto qumico

introduzido na hidrosfera pode passar para a litosfera ou para a atmosfera contaminando-as, ou

ainda ser absorvida por um organismo vivo, causando danos irreversveis. Esse produto pode e trazendo problemas diversos na atmosfera, litosfera, hidrosfera e biosfera.

ficar se movimentando e interagindo entre os diferentes sistemas, agindo como contaminante Mais adiante neste curso, estudar-se- que quando uma espcie qumica est na gua possui

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propriedades que podem ser estudadas e definidas, pois na gua haver uma movimentao

dessa espcie atravs da interao ou reao com outras espcies no meio aqutico. Essa mesma

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Ficha


espcie tambm pode encontrar um caminho para a atmosfera, onde ele pode ser transportado, por exemplo, por fenmenos meteorolgicos. Um exemplo mais claro desta ideia o fato de uma espcie qumica quando presente no sistema vascular de um animal poder ser transportada do transporte de seiva. por todo o corpo, ou tambm pode atingir todas as partes de uma planta o que ir depender No solo o movimento de uma espcie qumica ocorre principalmente por um processo de

difuso. As partculas do solo podem se mover por si s no ar ou no meio aquoso e durante o

movimento podem absorver ou adsorver outras partculas. O movimento dessas partculas vai depender do movimento do ar ou da gua e ser dirigido pelas propriedades do ar e da gua, as propriedades ou caractersticas da espcie qumica que transportada tero influencia pouco significativa. Para o estudo especifico e mais aprofundado de um determinado produto qumico importanteUnesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

o conhecimento mais significativo das propriedades qumicas desse material, pois esse produto relacionados com os fatores termodinmicos e cinticos nessa transio.

pode se movimentar entre as diversas reas do ambiente, os parmetros mais importantes esto Nos meios naturais no se tm sistemas que consistem em equilbrios reversveis, porm

possvel assumir uma condio de equilbrio para fornecer alguma indicao particular acerca da tendncia de transformao e movimentao entre as diversas reas do ambiente. Para que se considerem algumas propriedades que podem definir como ser a movimentao

de determinadas espcies entre as reas ambientas sugere-se considerar a existncia de vrias interfaces entre as reas

As interfaces entre os sistemas gua-solo-arGUA AR: O movimento nessa interface se deve a presso de vapor de uma substncia e a sua respectiva solubilidade em gua.

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GUA SOLO: necessrio nessa interface o entendimento de algumas propriedades como:

constante de solubilidade, coeficiente de partio e calor de soluo. Nessa interface dessoro e os fatores que as influenciam bem como a solubilidade em gua.

o movimento das espcies qumicas ocorre principalmente envolvendo a adsoro e

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Ficha


TERRA AR: Esta interface a mais complexa e est relacionada adsoro qumica sobre o solo, com a presso de vapor e a influncia da gua e o efeito do movimento dessa espcie substncia qumica nesse sistema.

MEIO FSICO MEIO BIOLGICO: A caracterizao dessa interface bastante distinta das descritas anteriormente, pois se refere movimentao de espcies qumicas dos organismos biolgicos, como plantas e animais, para meios fsicos como o solo, gua ou ar e destes para organismos biolgicos. Esta movimentao ocorre normalmente atravs de membranas.

um processo contnuo e que envolve todas as interfaces abrangendo vrias propriedades qumicas

Nessa discusso pode-se dizer que o movimento de produtos qumicos no meio ambiente


e fsicas dessas espcies e qumicas em cada processo e por mais esttico que possa parecer ele dinmica.

est em constante movimento, por esta razo a denominao de que a Qumica Ambiental

1.1 Caractersticas da atmosfera terrestreAmbiental, conhecendo um pouco sobre a atmosfera terrestre. Iniciaremos a disciplina com o estudo dos gases e seus efeitos do ponto de vista da Qumica Atmosfera terrestre a denominao da camada de ar que envolve o planeta Terra. De acordo

com LENZI (2009) possvel distinguir trs momentos distintos ao longo de sua formao, abordados a seguir. O primeiro momento, iniciado anterior vida, caracterizado pelo fato da atmosfera

terrestre d origem os mares e oceanos em um preldio ao ciclo hidrolgico. Estabelecido o ciclo hidrolgico, as condies suporte para o princpio da vida tambm foram estabelecidas. Relaciona-se o segundo momento com o aparecimento da vida. Durante esse perodo 21%

apresentar caractersticas redutoras bem como acmulo de N2. A gua contida na superfcie

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de ar seco da atmosfera de O2. A formao da camada de oznio surgiu nesta etapa, permi-

tindo que os seres vivos de ento estivessem protegidos da ao dos raios ultravioleta. Com de aerbios.

uma significativa quantidade de oxignio em sua constituio surgem os indivduos chamados

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ficao do efeito estufa, bem com a formao da chuva cida. O buraco na camada de oznio tambm surgiu durante o este perodo. A atmosfera atual apresenta uma mistura gasosa significativamente diversificada, porm,

(LENZI, op cit.). Neste perodo, atravs da ao do homem, possvel evidenciar a intensi-

O terceiro momento marcado pela presena do homem e sua influncia no meio ambiente

sendo constituda com cerca de 98% de nitrognio e oxignio. Na tabela 1 possvel de visualizar a composio aproximada do ar seco ao nvel do mar.Tabela 1. Composio do ar seco prximo ao nvel do mar.


Componente Nitrognio Oxignio Argnio Dixido de carbono Nenio Hlio Metano Criptnio Hidrognio xido nitroso Xennio

Teor (frao em quantidade de matria) 0,78084 0,20948 0,00934 0,000375 0,00001818 0,00000524 0,000002 0,00000114 0,0000005 0,0000005 0,000000087

Massa molar 28,013 31,998 39,948 44,0099 20,183 4,003 16,043 83,80 2,0159 44,0128 131,30

PASTRE;MARQUES, 2011, a partir de dados obtidos em BROWN, et al, 2005.

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a absoluta e a relativa. Para a escala absoluta, as concentraes so determinadas em molculas por centmetro cbico.

Na maioria das vezes, os gases atmosfricos tm suas concentraes expressas em duas escalas,

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ou molecular. Devido ao fato das concentraes dos componentes de uma mistura gasosa serem

A escala que expressa as concentraes relativas, esta comumente expressa como frao molar

significativamente pequenas, frequentemente as fraes molares ou moleculares so expressas em partes por milho, ppm, partes por bilho, ppb ou partes por trilho, ppt (BAIRD, 2002). Para expressar a quantidade trao de substancias, a unidade de concentrao usualmente

utilizada o ppm. Para solues aquosas, a unidade de ppm, refere-se a gramas de substncia em um milho de gramas de soluo. Para gases as unidades, ppm ou ppmv referem-se parte por volume em um milho de volume do todo.

de molculas do gs, a frao de volume e a frao em quantidade de matria so as mesmas. Assim, 1 ppm de um constituinte em trao da atmosfera correspondente a um mol do consem quantidade de matria multiplicada por 106. tituinte em um milho de mols de gs total. Ou seja, a concentrao em ppm igual a frao Como exemplo, tem-se que para o CO2, a Tabela 1 fornece a frao em quantidade de mat-

Baseando-se na lei dos gases ideais, em que o volume do gs proporcional a quantidade


ria para o mesmo na atmosfera como sendo 0,000375. Sua concentrao em ppm 0,000375 x 106 = 375 ppm. Exerccio de fixao: Considera-se a concentrao de CO em uma amostra de ar de 4,1 ppm.

Qual a presso parcial do CO (PCO) se a presso total (P T) do ar for 715 torr? Resoluo PCO = P T .XCO PCO = 715 . 4,2 106 PCO = 3,0 x 10-3 torr

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BibliografiaTEMAS

1.2 As regies da atmosfera terrestreposfera, a estratosfera, a mesosfera, a termosfera e a exosfera, com quatro faixas de transio bem As regies da atmosfera terrestre so divididas em cinco regies distintas, sendo elas: a tro-

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definidas: a tropopausa, a estratopausa, a mesopausa e a termopausa (Figura 2). Considerandoaproximadamente 500 km (LENZI, 2009).

-se at o limite entre a termosfera e a exosfera, que a espessura da atmosfera pode chegar a A atmosfera terrestre afetada pela temperatura e pela presso, bem como pela gravidade.

As molculas e os tomos mais leves so encontrados em altitudes maiores. A densidade do ar diminui com a altitude. A presso atmosfrica tambm diminui medida que se sobe s camadas superiores da atmosfera e vai caindo significantemente seu contedo de oxignio, cuja nvel do mar, para 2,3 x 10-3 torr a 100 km e 1 x 10-6 a 200 km.Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

densidade maior que a do nitrognio. A presso diminui de um valor mdio de 760 torr ao A troposfera e estratosfera juntas, respondem por 99,9% da massa da atmosfera, com 75%

da massa sendo da troposfera. Essas duas camadas destacam-se do ponto vista ambiental. Na troposfera, desenvolvem-se todos os processos climticos importantes para a manuteno da a poluio do ar. Na estratosfera, em razo da presena do oznio, ocorrem importantes reaes que permitem o desenvolvimento da vida em nosso planeta. vida na terra. Alm disso, nessa regio que ocorre a maioria dos fenmenos relacionados com

que se encontram presentes em cada camada, da incidncia de radiao solar no planeta e da disperso dessa radiao de volta para o espao (BRAGA, et al.2006). A seguir a descrio das camadas da Terra e seus principais fenmenos nelas existentes.

O perfil de temperatura que caracteriza a atmosfera resultado da estratificao dos gases

A cama terrestre: Troposferada crosta terrestre at aproximadamente 16 km de altitude (BAIRD, op cit.). Essa camada apresenta-se como a de maior interesse para o homem, visto que nela que se encontra o ar que respiramos. Uma marcante caracterstica da troposfera a reduo de temperatura com o A camada mais baixa da atmosfera a troposfera, estando compreendida entre a superfcie

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Ficha


aumento da altitude sendo esse decrscimo de aproximadamente 6,5 C por quilometro sendo conhecido como gradiente vertical normal ou padro de temperatura. Possui importncia condies climticas da Terra. fundamental do ponto de vista climtico, pois essa camada a responsvel pela ocorrncia das Os dois componentes mais importantes da atmosfera natural na troposfera so o nitrognio,

N2, e o oxignio, O2. oportuno revisarem-se algumas propriedades qumicas dos dois principais

basicamente responsvel pela baixa reatividade do N2. A molcula de O2 apresenta ligao dupla sendo a energia da ligao no O2 de 495 kJ/mol, muito menor que a energia de ligao da molcula de N2 que de 941 kJ/mol, sendo portanto, o O2 mais reativo que o N2.Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

componentes da atmosfera. A molcula de N2 possui ligao tripla. Essa ligao muito forte

metais como o xido de clcio (CaO) formam solues bsicas quando dissolvidos em gua.

como o CO2, SO2 e NO2, formam solues cidas quando dissolvidos em gua. Os xidos de Importantes fenmenos intensificados pela ao do homem, que interferem direta e indi-

O oxignio reage com muitas substncias para formar xidos. Os xidos dos no metais

retamente na vida, inclusive na do homem, acontecem nela. Dentre eles, o smog fotoqumico e a chuva cida e o aquecimento global sero abordados com maiores detalhes.

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BibliografiaTEMAS

A Figura 2 representa um esquema da atmosfera com suas variaes de temperatura.Camada Altitude Exosfera 500km Termosfera 85km Mesosfera 50km Estratosfera 10 - 16km Tropopausa Troposfera 0km Raio da Terra (6.371km) -15 -56 Estratopausa -2 Mesopausa -92 Regio de mudana Termopausa Temperatura C + 1.200 Regio visvel do espectro > 220 330 nm Radiao Solar Incidente

12 34

> 100 nm

5 6

=


Figura 2. Representao esquemtica da atmosfera, com suas variaes de temperatura e a penetrao da radiao eletromagntica. Fonte: LENZI (2009).

a) A poluio atmosfrica e o aquecimento global ambiente alm de milhares de outros poluentes. As principais fontes de dixido de carbono A exploso do desenvolvimento industrial leva ao acmulo de dixido de carbono (CO2) no

so a respirao dos organismos aerbicos, a queima completa da matria orgnica como o combustvel fssil, a biomassa, florestas, etc. O dixido de carbono, juntamente com o gs do planeta, ou seja, o aquecimento global. metano, aparece como um dos principais poluentes responsveis pelo aumento da temperatura O ar considerado poludo quando ele contm uma ou mais substncias qumicas em con-

>

330 nm

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centraes suficientes para causar danos aos seres humanos, outros animais, vegetais ou ao patrimnio.

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ados diretamente no ar. Como exemplo, temos o monxido de carbono (CO), os compostos orgnicos volteis e particulados em suspenso como poeira e fumaa, etc.. Os secundrios so exemplo, temos o cido sulfuroso (H2SO3) formado pela reao entre o dixido de enxofre (SO2) e a gua na atmosfera. aqueles poluentes formados na atmosfera a partir de substncias lanadas no ambiente. Como

Os poluentes so classificados em primrios e secundrios. Os primrios so aqueles lan-

para a manuteno da temperatura na superfcie da terra. Retm a radiao infravermelho que sentimos como calor, originando o chamado efeito estufa que mantm a temperatura mdia seria de 18 C abaixo de zero. na superfcie da terra prxima dos 15 C. Sem o efeito estufa, a temperatura mdia da Terra Em razo das atividades humanas o aumento da concentrao atmosfrica dos gases do efeitoUnesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

O vapor de gua e o dixido de carbono (CO2), presentes na troposfera, so importantes

estufa (dixido de carbono (CO2), metano (CH4), xido nitroso (N2O) e clorofluorcarbono (CFC)) aumentaram a absoro do calor emitido ou refletido pela superfcie da terra diminuindo da temperatura mdia do planeta. a quantidade que deveria voltar para o espao ocasionando o aumento do efeito estufa, ou seja, A concentrao global de CO2 medida no perodo pr - industrial antes de 1750 era de 280

ppmv. De 1958 a 2003, a concentrao de CO2 global aumentou de 316 ppmv para 376 ppmv.

O aumento desde o perodo pr - industrial at o presente foi de aproximadamente 34%. Estes a previso para 2050 - 2100 um aumento de 1 a 3 C. b) Smog Fotoqumico

dados revelam uma elevao de 0,3 a 0,6 C na temperatura mdia global da atmosfera sendo

terizado pela presena de oznio na troposfera em regies urbanas com a estagnao de uma massa de ar. O smog proveniente de uma srie de reaes qumicas, tendo como principais reagentes o xido ntrico, hidrocarbonetos emitidos, principalmente, pela queima incompleta

Segundo Baird (2002), o smog fotoqumico, ou nvoa fotoqumica, um fenmeno carac-

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do combustvel dos motores a combusto, os compostos orgnicos volteis, COVs, oriundos de substancias contendo hidrocarbonetos volteis como, combustvel lquido, aerossis e afins.

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Ficha


Com a presena de a luz solar sobre esses compostos h um aumento da quantidade de radicais livres formados no ambiente. A Figura 3 ilustra as sucessivas reaes de formao do smog.Radiao eletromagnticaO2 + h ( = 246 nm) O + O O3 + h ( ,< 315 nm) O + O2 O3 + h (1200 > > 315nm) O + O2 NO3 + h (400 < < 625 nm) O + NO2 NO2 + h ( < 430 nm) NO + O O + NO + M NO2 + M O + O 2 + M O3 + M O3 + NO NO2 + O2 NO3 + O2 O + RCH3 HO + RH2C HO + RH2C-H H2O + RH2C RH2C + O2 RH2COO RH2COO + O2 RH2C-O + O3 RH2COO + NO2 RH2COONO2 (PAN) RH COO + NO RH C-O + NO2 2

RH2CO + HO RCHO + H2O Aldedo

NOx + h + HC

NO2 + HO HNO3 HO + HO H2O2 HOO + HOO H2O2 + O2 NO2 + NO3 N2O5 N2O5 + H2O 2HNO3


CH NOx COV

O3 + NO2

O + NO2+ M NO3 + M

1 Etapa

2 Etapa

3 Etapa

Inverso trmica

Figura 3: As principais reaes durante a formao do smog fotoqumico e suas etapas. Fonte: LENZI (2009)

cos e biolgicos. Fisicamente, o material particulado constituinte do smog forma aerossis que reduz a visibilidade sendo que, para uma umidade relativa do ar inferior a 60%, essa pode ser limitada a 3 milhas.

De acordo com LENZI (2009), o smog fotoqumico pode apresentar efeitos fsicos, qumi-

o smog proporciona problemas sade bem como desconforto. O smog pode ainda contribuir para o surgimento ou agravamento do quadro de alergias e problemas respiratrios. As crianas

Biologicamente, todo o efeito pode ser verificado na biota animal e vegetal. Em seres humanos,

e idosos so os mais afetados, sendo que em crianas as patologias adquiridas podem se tornar do crebro.

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doenas crnicas ao decorrer de suas vidas. Podem ainda contribuir para doenas cardacas e

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Ficha


0,15 ppm causa problemas respiratrios. De acordo com a organizao mundial da sade, a de uma hora. concentrao mxima permitida de O3 no ar de 100 ppb medida em mdia por um perodo Em termos de conhecimento qumico, os efeitos so devido ao carter oxidante que o smog

Os PAN, peroxil alquil nitrato, causa irritao nos olhos e o oznio em concentraes de

fotoqumico apresenta. A corroso de materiais evidente neste efeito, em que, a gua serve de meio de reao. c) Chuva cida


A principal causa da ocorrncia de chuva cida se d pela ao antrpica. Com a queima de carvo ou combustveis fsseis ocorre liberao de resduos gasosos, como o dixido de enxofre com vapor de gua presente na atmosfera. Como resultado h a formao das chuvas cidas.

A chuva cida considerada como uma das principais consequncias da poluio atmosfrica.

e de nitrognio para a atmosfera. Esses gases sofrem reaes na atmosfera dentre elas a reao Vale ressaltar que a gua da chuva naturalmente cida com pH aproximadamente igual a

5,5 devido ao dixido de carbono (CO2) dissolvido oriundo da atmosfera (BAIRD, 2002). As equaes abaixo mostram a formao e dissociao do cido carbnico (H2CO3) presente na chuva natural, no-poluda:

CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) H2CO3(aq) H+(aq) + HCO3-(aq) HCO3-(aq) H+(aq) + CO32-(aq) O aumento da acidez da gua da chuva, pH menor que 5, ocorre principalmente quando

h um aumento na concentrao de xidos de enxofre e nitrognio na atmosfera. Estes xidos e o dixido de carbono so chamados de xidos cidos, porque em contato com a gua (neste acidez da gua da chuva.

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caso gua de chuva) formam cidos, que contribuem para o decrscimo do pH ou aumento da

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Ficha


cido ntrico (HNO3) (BAIRD, op cit.).

Os dois principais cidos predominantes na chuva cida so o cido sulfrico (H2SO4) e o O dixido de enxofre (SO2) o responsvel pelo maior aumento na acidez da chuva. Este

produzido diretamente como subproduto da queima de combustveis fsseis como a gasolina,

carvo e leo diesel. O leo diesel e o carvo so muito impuros, e contm grandes quantidades de enxofre em sua composio, sendo responsveis por uma grande parcela da emisso de SO2 para a atmosfera (BROWN, et al., 2005).

De forma equivalente a outros xidos, o SO2 reage com a gua formando o cido sulfuroso:Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq) H2SO3(aq) H+(aq) + HSO3-(aq) O dixido de enxofre tambm pode sofrer oxidao na atmosfera e formar o trixido de

(H2SO4), que um cido forte:

enxofre (SO3), que por sua vez, em contato com a gua da chuva ir formar o cido sulfrico

SO2(g) + O2(g) SO3(g) SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) H2SO4(aq) 2H+(aq) + SO42-(aq) O nitrognio gasoso (N2) e o oxignio molecular (O2) da atmosfera podem reagir formando

o monxido de nitrognio (NO). No entanto, esta reao no espontnea, necessitando de

muita energia para ocorrer. Por exemplo, durante a queima de combustvel no motor do carro que ocorra a formao do monxido de nitrognio de forma eficiente (BAIRD, 2002). N2(g) + O2(g) 2 NO(g) (em altas temperaturas)

ou em fornos industriais a temperatura muito elevada, fornecendo a energia necessria para

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atmosfera, somado com a grande emisso de material particulado (incluindo a fuligem) que cido ntrico (HNO3), que contribui para aumentar a acidez da gua de chuva (BAIRD, op cit.): 2 NO(g) + O2 (g) 2 NO2 (g) 2 NO2(g) + H2O(l) HNO2(aq) + HNO3(aq) 2 HNO2(aq) + O2(aq) 2 HNO3(aq)

tom marrom em cidades com tantos veculos como So Paulo, se deve formao do NO2 na

xido de nitrognio (NO2) que apresenta colorao marrom. Muitas vezes, o fato do cu ter um

O monxido de nitrognio pode ser oxidado na atmosfera (que contm O2) e formar o di-

tambm escurece a atmosfera. O dixido de nitrognio pode sofrer novas reaes e formar o


almente. Isto porque os carros modernos possuem um conversor cataltico que reduz muito a formao do NO. O conversor cataltico (ou catalisador) contm metais como paldio, platina gases inertes como N2 e CO2.

Um carro produzido em 1995 produz at 10 vezes mais NO que um carro produzido atu-

e rdio, que transforma grande parte dos gases prejudiciais sade e ao meio ambiente, em As indstrias automobilsticas esto atentas a esse fato e vem empenhando-se em tecnolo-

gias limpas e renovveis, com pesquisas sobre combustveis alternativos, a fim de minimizar problemas ambientais desta natureza.

mas colabora para aumentar o efeito estufa (ATKINS & DE PAULA, 2008). 2 CO(g) + 2NO(g) 2CO2 (g) + N2 (g) 2 CO(g) + O2(g) 2CO2(g) 2 NO(g) N2(g) + O2(g)

Deve-se lembrar de que o CO2 um gs que no prejudica diretamente a sade humana,

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de forma a minimizar apenas as emisses de CO e NO (ATKINS & DE PAULA, op cit.).

quantidades de CO2 para a atmosfera. O catalisador tem um papel importantssimo, mas atua A chuva cida causa diversas consequncias para o meio ambiente. malfica para a sade

importante salientar que com ou sem catalisador o carro continua emitindo imensas

da populao, pois esta chuva solubiliza metais txicos presentes no solo. Esses metais podem contaminar os rios e podem ser utilizados pelo homem causando srios problemas de sade (BAIRD, 2002). Nas casas, edifcios e monumentos a chuva cida tambm ajuda a corroer alguns as turbinas de gerao de energia, monumentos, etc., como mostra a Figura 4.

dos materiais utilizados nas construes, danificando algumas estruturas, como as barragens,Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

Figura 4: Efeito da precipitao cida em uma esttua em calcrio e sobre uma floresta de Picea Erzgebirge, Alemanha). Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Chuva_%C3%A1cida

totalmente acidificados perdendo toda a sua vida.

Os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito das chuvas cidas, pois podem ficar

eventualmente ser at destruda por completo. Plantaes quase da mesma forma que as florestas tamanho e assim, igualmente atingidas pelas chuvas cidas (BAIRD, op cit.).

cada vez. Pode-se imaginar uma floresta, que vai sendo progressivamente dizimada, podendo

A chuva cida causa desflorestamentos, provocando clareiras, matando algumas rvores de

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so afetadas, no entanto a destruio mais rpida, uma vez que as plantas so todas do mesmo

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BibliografiaTEMAS

A Estratosferaacima da troposfera. A camada de oznio est situada na poro inferior da estratosfera, fato que a torna de vital importncia. A estratosfera a regio atmosfrica compreendida numa faixa de aproximadamente 35 km

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a medida que a altitude aumenta, a temperatura tambm sofre acrscimo (BAIRD, 2002).

A estratosfera apresenta como principal caracterstica a inverso de temperatura, isto ,

Acompanhando-se a variao de temperatura com o aumento da altitude, Figura 5, verifica-se na estratosfera que em sua camada inferior a temperatura apresenta uma tendncia a dimilimtrofe da estratosfera marcada pela estagnao da temperatura e posterior decrscimo de temperatura com o aumento da altura.110 100 90 80 70Altitude (km) Mesopausa Mesosfera Termosfera

nuir. Porm, avanando em altitudes superiores a temperatura se eleva. A estratopausa, regio


60 50 40 30 20 10 Tropopausa 0Troposfera Temperatura (K) Estratosfera Estratopausa

170 190 210 230 250 270 290

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Figura 5: Variao da temperatura em funo da altitude na atmosfera. Fonte: Brown et al (2005)

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Ficha

BibliografiaTEMAS

a) Caractersticas do oznio ebulio de -112 C. uma forma alotrpica do oxignio, constitudo por 3 tomos unidos por O oznio (O3) um gs instvel, com propriedades diamagnticas e com temperatura de

12 34 5 6

ligaes simples e dupla, sendo um hbrido de ressonncia com comprimento mdio de ligao

de 1,28 . uma molcula angular com um ngulo de 11649 entre seus tomos o que o torna com molculas proteicas, destruir microorganismos e prejudicar o crescimento dos vegetais.

mais solvel em gua. Sua alta reatividade o transforma em elemento txico capaz de reagir um gs temperatura ambiente, de colorao azul-plida, devido intensa absoro de luz vermelha, venenoso e com um odor pronunciado e irritante. A sensibilidade de algumas pessoas pode detectar aproximadamente 0,01 ppm no ar. A exposio concentrao de 0,1 a 1 ppm produz dores de cabea, queimao nos olhos e irritao das vias respiratrias. A molcula dissocia-se facilmente formando tomos de oxignio reativos: O3(g) O2(g) + O(g) H = 105 kJ/mol A decomposio catalisada por metais como Ag, Pt, Pd e muitos xidos de metais de


transio.

O3 comparado com F2 e O2.

damente que o O2. Uma medida desse poder oxidante o alto potencial padro de reduo de

tambm um agente oxidante poderoso mais fraco apenas que o F2, reagindo mais rapi-

F2(g) + 2H+(aq) + 2e- 2HF (aq) O3(g) + 2H+(aq) + 2e- O2(g) + H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O(l)

E = +3,06 V E = +2,07 V E = +1,23 V

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Ficha

BibliografiaTEMAS12 33O2(g) 2O3(g) H = 285 kJ4 5 6

ele oxida todos os metais comuns exceto o ouro e a platina. formado em descargas eltricas, como representado na reao:

O oznio forma xidos com muitos elementos nas condies para as quais O2 no reage;

bactrias e oxidando compostos orgnicos. O maior uso do oznio esta na preparao de medicamentos, lubrificantes sintticos dentre outros compostos orgnicos comercialmente teis, onde O3 usado para romper ligaes duplas carbono - carbono.

uma molcula usada para tratamento domstico de gua em substituio ao cloro matando


componente importante da atmosfera superior, onde bloqueia a radiao ultravioleta protegendo frico motivo de preocupao cientfica nos dias atuais. b) Camada de oznio

urbanos, sendo um dos principais constituintes da nvoa fotoqumica. Entretanto, o O3 um

O oznio apresenta-se como espcie indesejvel na atmosfera poluda de grandes centros

a terra dos efeitos desses raios de alta energia. Por essa razo, a destruio do oznio estratos-

na estratosfera so controlados pela radiao solar (BAIRD, op cit.). Portanto, importante entender a capacidade de absoro de ondas eletromagnticas pelas molculas, e consequentemente a sua ativao, tornando-as potencialmente reativas. Os diferentes nveis de energia dos eltrons que constituem uma determinada substncia conferem a esta caractersticas distintas

Os mecanismos envolvidos na depleo da camada de oznio, O3, dentre outros que ocorrem

no tocante a sua tendncia a absorver um certo comprimento de onda. Reaes fotoqumicas alta energia extremamente danosa vida na terra. Portanto, ela serve como um filtro radiao

que ocorrem na camada de oznio so responsveis pela absoro de radiao ultravioleta de solar. Enquanto N2, O2 e O (oxignio atmico) absorvem radiao eletromagntica de compricom comprimento de onda de 240 nm a 310 nm (1nm = 10-9 m).

mento de onda menor que 240 nm, o O3 importante absorvedor de radiao eletromagntica As sucessivas reaes que formam o O3 so iniciadas pela absoro de radiao eletromag-

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ntica com comprimento de onda inferior a 242nm (LENZI, 2009).

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Ficha

BibliografiaTEMAS

fotoionizar o oxignio j foi absorvida. Porm, na regio da estratosfera superior chega radiao capaz de dissociar a molcula de O2:

Na regio, entre 30 e 90 km de altitude, a radiao de comprimento de onda curto capaz de

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O2(g) + h 2O(g) Em que, para esta equao qumica, h representa a energia da radiao eletromagntica

tante de Planck.

absorvida, de frequncia necessria para a dissociao da molcula de oxignio e h a cons-

estes sofrem colises frequentes com as molculas de O2(g), resultando uma velocidade de formao de oznio maior que a de decomposio:

Como na baixa estratosfera concentrao de O2(g) muito maior que a de oxignio atmico,


O(g) + O2(g) O3* (g) O asterisco sobre O3 significa que a molcula de oznio est com excesso de energia. Esta

reao libera 105 kJ / mol de O3 formado. Essa energia deve ser transferida da molcula de processos variam com a altitude em sentidos opostos, sendo que a velocidade mais alta de forO3* em um perodo curto de tempo seno o oznio se decompe nos gases de origem. Esses

mao do oznio ocorre a uma altitude de aproximadamente 50 km. No total, 90% do oznio da terra so encontrados na estratosfera entre 10 e 50 km de altitude entre 200 e 310 nm e se decompe:

A fotodecomposio do oznio inverte a reao que o forma. O oznio absorve radiao

O3* (g) + h O(g) + O2(g)

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BibliografiaTEMAS12O2(g) + hv O(g) + O(g)

resumido a seguir:

Ento temos um processo cclico de formao e decomposio do oznio estratosfrico,

34 5 6

O2(g) + O(g) + M(g) O3(g) + M(g) (calor liberado) O3(g) + hv O2(g) + O(g) O(g) + O(g) + M O2(g) + M(g) (calor liberado)


mesmo outra molcula de O2.

Note que o elemento M das reaes pode ser, dentre as possveis molculas, N2 ou at O primeiro e terceiro processos so fotoqumicos, eles usam um fton solar para iniciar a

reao qumica. O segundo e quarto processos so reaes qumicas exotrmicas. O resultado lquido um ciclo onde a energia solar radiante convertida em energia trmica. O ciclo do estratopausa. oznio na estratosfera responsvel pelo aumento da temperatura que atinge seu mximo na Alguns compostos como os CFC (clorofluorcarbonos) e N2O (xido nitroso) migram da tro-

posfera para a estratosfera gerando, respectivamente tomos de Cl e NO que so catalisadores importantes da destruio do oznio estratosfrico.

foto dissociao das ligaes C-Cl que so consideravelmente mais fracas que as ligaes C-F. Dessa forma os tomos de cloro so formados rapidamente na presena de luz de comprimento produzindo ClO(g) e O2(g) sendo a constante de velocidade (k) da ordem de 7,2 x 109 mol-1 L livres que reagem com o oznio como mostrado a seguir:

Na estratosfera as molculas de CFC so expostas radiao de alta energia que provoca a

de onda na faixa de190 a 225 nm. Os tomos de cloro livres reagem rapidamente com oznio s-1 a 298 K. O monxido de cloro (ClO) sofre foto dissociao regenerando os tomos de cloro

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Ficha


2Cl(g) + 2O3(g) 2ClO(g) + 2O2(g) 2ClO(g) + hv 2Cl(g) + 2O(g) O(g) + O(g) O2(g) 2O3(g) 3O2(g) A velocidade da reao dos tomos de cloro livres com o oznio aumenta linearmente com

a concentrao de cloro.


xido ntrico eliminado na estratosfera pela ao de avies a jato, este reage instantaneamente sucessivamente com outra molcula de O3 segundo as equaes abaixo: Reao de decomposio do xido nitroso: N2O + O(g) 2NO(g) Mecanismo cataltico de decomposio do oznio: NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g) NO2(g) + h NO(g) + O(g) O3(g) O2(g) + O(g)

que um importante catalisador da destruio do oznio na estratosfera mdia e superior. O

O xido nitroso (N2O) migra da troposfera para a estratosfera gerando xido ntrico (NO)

com oznio para formar NO2, que por sua vez reage com O regenerando NO que pode reagir

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mecanismos predominam s custas daqueles que requerem oxignio atmico, pois as reaes que requerem oxignio ficam lentas.

Na parte inferior da estratosfera como a concentrao de oxignio atmico baixa estes

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Ficha


tanto, ocorre na estratosfera superior mostrado a seguir:

Exemplo de mecanismo que requer oxignio atmico na degradao do oznio e que, por-

NO(g) + O3 (g) NO2(g) + O2(g) NO2(g) + O(g) NO(g) + O2 (g) O3(g) + O(g) 2O2(g) Na destruio cataltica do oznio, os compostos mais significativos, segundo Lenzi (2009),


critos representam as espcies radicalares.

so: H, HO, HOO; NO, NO2; Cl, ClO; Br, Br O; I, IO, sendo que os pontos como sobresCom a diminuio da camada de oznio ocorrem diversas consequncias prejudiciais ao

meio ambiente em geral como o aumento da temperatura global e efeitos malficos a sade dos seres vivos.

Ao aumentar o nvel das guas dos oceanos, pode ocorrer, futuramente, a submerso de muitas cidades litorneas, devido ao aumento da temperatura da Terra (BAIRD, 2002). Esse aumento de temperatura acarretar em morte de vrias espcies animais e vegetais,

Com o aumento da temperatura no mundo, est em curso o derretimento das calotas polares.

desequilibrando vrios ecossistemas. Somado ao desmatamento que vem ocorrendo, principalmente em florestas de pases tropicais como o Brasil, a tendncia aumentar cada vez mais as regies desrticas do planeta Terra, diminuindo as plantaes e consequentemente diminuindo

comida para toda a populao. O aumento da temperatura tambm ocasiona uma maior evapoclimticas (BAIRD, op cit.).

rao das guas dos oceanos, potencializando ciclones, tufes, entre outros tipos de catstrofes Regies de temperaturas amenas tm sofrido com as ondas de calor. No vero europeu, por

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exemplo, tem se verificado uma intensa onda de calor, provocando at mesmo mortes de idosos e crianas.

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populao, com grande aumento da incidncia de cncer de pele, pelos raios ultravioletas de alta energia que so mutagnicos. A maior preocupao dos cientistas com o cncer de pele, mas h outras doenas como a catarata, cuja incidncia vem aumentando nos ltimos vinte lizao de filtros solares, nicas maneiras de se prevenir e de se proteger a pele (SANTOS & anos. recomendado evitar o sol nas horas em que este esteja muito forte, assim como a uti-

Uma consequncia sria da destruio da camada de oznio o risco da sade pblica da

ML, 2010). Lembrando que em horas de sol forte, mesmo com os bloqueadores solares a eficcia no significativa. Esse fator de extrema importncia, visto que para determinados trabalhadores que ficam expostos ao sol, o protetor solar considerado como equipamento de Consolidao das Leis do Trabalho (CLT), estabeleceu normas sobre a Segurana e a Medicina do Trabalho, que so as chamadas Normas Regulamentadoras (NRs).

proteo individual e deve ser concedido pelo empregador. Por base a Constituio Federal, a

a partir dos 50 km de altura, tendo como limite inferior a estratopausa. O perfil de temperatura se modifica novamente e passa a diminuir com a altura at os 80 km, chegando a -90 C.

A mesosfera, camada de ar que contm p procedente da destruio de meteoritos, se encontra

molculas e da diminuio do calor oriundo da camada de oznio, que se encontra em uma regio inferior. Apesar da baixa concentrao, o ar presente na mesosfera suficiente para oferecer resistncia a objetos que entrem em nossa atmosfera (BAIRD, 2002). O calor gerado pela resistncia do ar a diversas rochas que colidem com a Terra faz com que

Na mesosfera a queda de temperatura passa a ocorrer em virtude da baixa concentrao de

os objetos sejam incendiados e dem origem ao que conhecido como estrelas cadentes. Esses fenmenos so chamados de meteoros e as rochas de meteorides (PRESS, et al., 2006).

Termosfera e exosferamosfera a camada superior da atmosfera localizada entre 80 quilmetros e 100 quilmetros de altura. A temperatura sobe novamente na termosfera por causa da absoro da radiao na regio do ultravioleta longnquo pelos gases atmosfricos, principalmente o oxignio atmico. a zona onde se destri a maioria dos meteoritos que entram na atmosfera terrestre. A ter-

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Esses raios ultravioletas de alta energia so capazes de fotoionizar os gases presentes nesta regio da atmosfera. Em virtude da baixa densidade de gases nesta regio da atmosfera e da radiao

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BibliografiaTEMAS

de alta energia raro haver a recombinao dos fragmentos, e uma frao aprecivel dos gases radiao de altssima energia.

existe na forma de tomos ou ons. Essa camada importante, pois, nela ocorre a absoro da A exosfera a regio onde se produzem as belssimas auroras boreais. a camada mais

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externa da atmosfera, acima da ionosfera, que mede de 600 a 1600 km. Composta de 50% de hidrognio e 50% de hlio suas temperaturas so em torno de 1000 C, devido grande presena de plasma.

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TEMA 2

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BibliografiaTEMAS

A Hidrosfera gua: que lquido esse? Por que devemos cuidar?

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http://www.acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/46934/16/02_Redefor_D08_Quimica_Tema_02.flv

seguem-se os estudos sobre as questes ambientais e nesta semana inicia-se a abordagem sobre a gua, conhecendo um pouco sobre a Hidrosfera.

Aps a abordagem sobre a alguns aspectos importantes para o entendimento da atmosfera,

dgua entra na composio do ar. De toda a gua do planeta 97,5% de guas salgada e apenas

de gua. A gua cobre 71% da superfcie terrestre, na forma de gua lquida e de gelo; o vapor

Olhando nosso planeta do espao podemos ver que a terra constituda por vasta extenso

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2,5% de gua doce. O total de gua doce est assim distribuda: 68,9% est nas calotas polares e geleiras, 29,9% de gua doce subterrnea, 0,3% presente nos rios e lagos e 0,9% compreende outros reservatrios (TUNDISI, 2003). A gua condensada na atmosfera pode ser observada

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Ficha


como nuvens, contribuindo para o albedo da Terra, ou seja, refletindo parte da energia solar de volta ao espao, contribuindo para manter a temperatura do nosso planeta. O coletivo de massa de gua encontrada sobre e abaixo da superfcie de um planeta chamado

de hidrosfera. O volume aproximado de gua do planeta de 1.460.000.000 km. Embora a

quantidade de gua do planeta seja grande a gua prpria e disponvel ao consumo humano muito pequena em torno de 0,3% compreendendo as guas de rios, lagos e subsolo at 750 metros de profundidade (PRESS et al., 2006).

a ser formados por 98% de gua. Os organismos vivos que possuem menos gua chegam a ter 50% de seu peso corporal constitudo de gua. A gua faz parte da seiva, do sangue e do lquido existente no interior das clulas dos seres vivos. O homem apresenta cerca de 70% de gua da sua composio entre todas biomolculas responsveis pela sua vida. Nos vegetais, tambm, a gua constitui cerca de 70% da sua composio, porm, essa composio varia dependendo do rgo considerado. As folhas possuem 80%, o lenho cerca de 60% (BRANCO, 1993). Ela fundamental para a vida humana, pois na corrente sangunea, funciona como solvente e transportadora de substncias orgnicas essenciais. Alm disso, participa de reaes biolgicas e regula a temperatura corprea do ser humano, atravs da respirao e transpirao.

A gua um constituinte muito abundante nos seres vivos; certos animais aquticos chegam


demanda fisiolgica. A ingesto mdia diria de gua por uma pessoa de aproximadamente 90 kg de 3 litros, obtidos na forma de gua pura, outras bebidas ou na alimentao. Em uma pessoa sadia h um equilbrio entre gua ingerida e a gua eliminada. Cerca de 53% eliminada

As necessidades humanas da gua so complexas e representam, em primeiro lugar, uma

na forma de urina, 42% pela evaporao da pele e pulmes e 5% pelas fezes (TUNDISI, 2003). mudana de fase. Por meio da evaporao retira calor dos ambientes quentes e pela condensao devolve o calor amenizando a temperatura dos ambientes frios. A gua tambm exerce um papel importante na regulao do clima do planeta por meio da

slido em relao ao estado lquido, com a gua diferente. Temos muitos fatos do cotidiano

Salienta-se que enquanto a maioria dos lquidos apresenta diminuio de volume no estado

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que nos mostram que a gua fica com volume maior no estado slido em relao mesma

quantidade de matria de gua no estado lquido. Quem j no colocou uma garrafa, de vidro

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ou de plstico, quase cheia de gua no congelador e quando foi peg-la, percebeu-se a garrafa quebrada com o lquido ocupando todo o espao? possvel ver tambm que nas regies de clima bem frio onde os rios congelam, o gelo fica na superfcie e as pessoas podem at esquiar sobre

os rios congelados. A natureza nos mostra que o gelo mais leve que a gua que est abaixo dele. Que legal, h gua e vida abaixo do gelo e sabem por qu? O gelo devido a expanso, na condensao das molculas de gua, funciona como um isolante trmico, similar ao isopor, no de 4 C, permitindo que a vida continue naquele ambiente.

permitindo que a gua no interior dos lagos e rios condense e fique com temperatura em torno Mesmo antes de o homem conhecer a geometria da molcula de gua e explicar seu compor-

tamento fsico e qumico, os esquims j sabiam construir suas casas, os iglus, com blocos de neve compacta para se protegerem do frio. Apropriavam - se das propriedades da gua no estado


slido observando o comportamento do urso polar que escavava suas tocas no gelo para abrigo. J sabiam, tambm, que o gelo derrete sob presso construindo seus veculos de transportes, os trens de neve, sobre placas de madeira que deslizavam sobre o gelo, no sobre rodas. Tudo isso muito antes da cincia dar as explicaes, com o advento da teoria quntica formulada por Max Planck em 1900, e da tcnica aperfeioar os patins para a prtica da patinao no gelo que iniciou na Europa na Idade Mdia como meio de transporte para atravessar os lagos congelados.

resistncia elstica semelhante a uma membrana plstica permitindo que pequenos objetos flutuem e insetos caminhem sobre a gua. evidente que o peso dos insetos no deve ser maior que a resistncia elstica da pelcula de gua superficial e que as patas dos insetos devem ser

Devido a uma propriedade definida como tenso superficial, a gua forma uma pelcula com

achatadas para no furar essa pelcula. Pode-se associar ao fato de pernilongos e liblulas ficarem posados em guas paradas e limpas. Se a gua estiver suja, principalmente contaminada com muito detergente, essa pelcula pode ser desfeita e consequentemente, os insetos devem afundar. como a conhecemos. Na histria da humanidade observa-se que as civilizaes se desenvolveram prximas a rios. As cidades modernas, as habitaes na zona rural, todas so construdas resduos que produz. Com a revoluo industrial e o aumento da populao na face da terra, prximas a rios ou crregos. O ser humano no consegue viver longe da gua que bebe e dos aumenta a demanda de gua e aumenta em demasia a poluio dos rios, ou seja, gua de quaDeve-se salientar que o planeta necessita de gua limpa para a manuteno da vida na forma

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lidade boa para o consumo humano est ficando cada vez mais escassa, como se diz um bem mas, mesmo as estaes de tratamento tm suas limitaes. Elas retiram com facilidade os

precioso. Os mtodos utilizados para purificao da gua foram se tornando mais complexos, produtos de uma floresta, de uma condio natural. Mas, esgotos domsticos e a presena de substncias sintticas lanadas nos corpos de gua nos dias atuais, o tratamento convencional no eficaz, porque existe uma limitao para a capacidade depuradora de uma estao de tratamento. Desta forma a qualidade da gua comprometida para o uso.

substncias txicas vo tornando esse tratamento cada vez mais caro. Com o grande nmero de

concentraes elevadas de cloretos que podem causar prejuzos econmicos e sociais. Recomenda-se a leitura do artigo Maresia e o Ensino de Qumica, publicado em 2007 e que discute essa abordagem. Artigo disponvel em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc26/v26a05.pdf Veja aqui o B ox 1 que apresenta contedos sobre Qualidade das guas.

Um assunto de interesse para discusso de contedos qumicos a Maresia causada pelasUnesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

2.1 Propriedades da guausado como agente de troca de calor e como transportador na corrente sangunea distribuindo fsico-qumicas esto relacionas com sua polaridade e a capacidade de formao de ligaes hidrognio entre suas molculas. Consulte tambm o B ox 2 que traz aspectos sobre Misturas e Solubilidade e o B ox 3 O2, molculas de nutrientes, hormnios e todos os agentes contra doenas. Suas propriedades A gua na natureza apresenta-se nos estados: slido, lquido e gasoso. o fluido celular

sobre Propriedades cido-base em guas naturais.

Ponto de fuso e ponto de ebuliotncias com elementos do mesmo perodo do oxignio ligados ao hidrognio, que apresentam Apresenta ponto de ebulio e ponto de fuso muito superiores em relao a outras subs-

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massa molar similar da gua e que so gases a temperatura ambiente, Tabela 2. Seguindo o

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comportamento dos outros elementos do grupo do oxignio, Tabela 3, a gua deveria ter ponto

de ebulio (PE) de -100C porem, a gua ferve a +100C, 200 graus acima. Essas diferenhidrognio intermoleculares.

as observadas se devem basicamente a sua geometria molecular, sua polaridade e as ligaes A molcula de gua tem forma angular com ngulo de 10440. A diferena de eletrone-

gatividade entre os tomos de oxignio (3,44) e hidrognio (2,20) gera um deslocamento de e caractersticas peculiares (SANTOS & MOL, 2010).

cargas nas ligaes, ocasionando dipolos eltricos que no se anulam, confere gua polaridade As ligaes de hidrognio so atrao dipolo-dipolo forte que ocorre quando o H est ligado


covalentemente a um elemento eletronegativo muito pequeno como: F, O e N. Resultam molculas muito polares onde o tomo de H carrega uma carga positiva substancial. Na gua, uma molcula muito polar, as ligaes de hidrognio (Figura 6) produzem uma

atrao muito forte entre as molculas de gua fazendo com que esta seja um lquido temso bem mais fracas que as ligaes qumicas que possuem energias maiores que 100 kJ/mol. ligao AHB, em que A e B so elementos muito eletronegativos e B possui um par isolado de eltrons. comum atribuir a formao da ligao hidrognio aos elementos N, O e F. Porm, se

peratura ambiente. As energias das ligaes hidrognio variam entre 4 kJ/mol a 25 kJ/mol e A ligao hidrognio uma forma de interao atrativa entre duas espcies que provm uma

B for uma espcie aninica como, por exemplo, o Cl-, tambm possvel que participe da ligao. No h uma fronteira ntida na capacidade de formar ligao hidrognio, apenas os elementos N, O e F participam dela com maior frequncia e eficincia, por isso so os mais mencionados nesse tipo de interao intermolecular. Como a ligao depende da superposio de orbitais, , na prtica, uma interao de contato, que se forma quando AH se aproxima de B e desaparece quando o contato rompido. A ligao hidrognio uma interao atrativa dominante e quando presente domina todas as outras interaes intermoleculares (Atkins & Paula, 2008).

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Figura 6: Modelo da ligao de hidrognio entre molculas de gua. Disponvel em: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:3D_model_hydrogen_bonds_in_water.jpg


Tabela 2: Pontos de fuso e ebulio de compostos similares a gua (Presso=1 atm). Compostos Ponto de fuso / C Ponto de ebulio / C CH4 -182 -164 NH3 -78 -33 H 2O 0 100 HF -83 +20

PASTRE; MARQUES, 2011, com dados consultados em SPIRO & STIGLIANI, 2009.

Tabela 3: Pontos de ebulio dos hidretos dos elementos do grupo 4A (P = 1atm). Compostos H2Te H2Se H 2S H 2O Ponto de ebulio / C -10 -50 -70 +100 (deveria ser -100C)

Fonte: PASTRE; MARQUES, 2011, com dados consultados em BAIRD, 2002

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BibliografiaTEMAS

Calor especificoaumento depende das condies em que se faz o aquecimento e consideramos que a amostra fique confinada a um volume constante. Nesse caso a energia interna varia com a temperatura da massa da substncia. Por exemplo, 100g de gua tm a capacidade calorfica 100 vezes maior a volume constante. As capacidades calorficas so propriedades extensivas, ou seja, dependem A energia interna de uma substncia aumenta quando a temperatura se eleva sendo que o

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que um grama e, portanto, precisamos 100 vezes a quantidade de calor fornecida a 1 g e gua a capacidade calorfica por mol da substncia e uma propriedade intensiva.

para sofrer a mesma variao de temperatura. A capacidade calorfica molar a volume constanteUnesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

da substncia dividida pela sua massa, geralmente em gramas. A capacidade calorfica ou o calor especfico podem ser usados para relacionar a variao de energia interna de um sistema com a variao da temperatura. Uma grande capacidade calorfica faz com que, para uma certa

A capacidade calorfica especfica conhecida como calor especfico a capacidade calorfica

quantidade de calor, seja pequena a elevao da temperatura da amostra. Numa transio e fase, por exemplo, na ebulio da gua a temperatura no se altera, embora se fornea calor ao sistema, pois a energia utilizada para promover a transio de fase, endotrmica nesse caso, e calorfica da amostra infinita.

no para a elevao da temperatura. Portanto, na temperatura de transio de fase, a capacidade Cada substncia tem a propriedade trmica, calor especfico, caracterstico que representa a

habilidade que a substancia tem para absorver ou perder calor com a variao da temperatura. O calor especfico definido como a quantidade de calor (ganha ou perdida) necessria para que a gua apresenta alto calor especfico. mudar a temperatura de 1g da substncia de 1C. Os dados apresentados na Tabela 4 mostram A gua um constituinte essencial de toda a matria viva e do nosso planeta. Devido ao

alto calor especfico da gua nosso organismo pode absorver ou perder calor com as mudanas de temperatura, sem ameaa a vida. Nosso corpo faz um controle cuidadoso da temperatura do mesmo, tanto em climas quentes quando a temperatura flui para dentro do nosso corpo, como em climas frios quando perdemos calor. Essa propriedade impede variaes bruscas na quando h uma variao brusca na temperatura do ambiente. temperatura da gua com isso tende a manter a temperatura do organismo constante mesmo

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BibliografiaTEMAS

Tabela 4: Calor especfico de algumas substncias a 298 K. Substncia H2O (l) H2O (s) CH4(g) CO2(g) Al(s) Fe(s) Hg(l) Calor especfico (J / g K) 4,18 2,03 2,20 0,84 0,90 0,45 0,14

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Fonte: PASTRE; MARQUES, 2011, com dados consultados em Fonte: BROWN et al., 2005

Densidadedefinida como a quantidade da massa na unidade de volume. comumente expressa em gramas densidade da gua lquida e da gua no estado slido (gelo). Na maioria das substncias, no Uma importante propriedade fsica das substncias, utilizada para caracterizar lquidos

por centmetro cbico (g/cm3). Uma consequncia da ligao hidrognio a diferena entre a estado slido as molculas esto mais compactas do que no estado lquido e como consequncia

o estado slido apresenta densidade maior que o lquido. No entanto, com a gua a densidade

da fase slida menor que da gua na fase lquida como apresentado na Tabela 5. A gua tem

densidade mxima de 1 g/cm3 a 3,98C, ou seja na fase lquida. A menor densidade do gelo Enquanto na fase lquida as interaes so aleatrias, quando a gua congela as molculas se entre as molculas que formam o slido

em relao a da gua lquida explicada pelas ligaes hidrognio entre as molculas de gua. organizam em estrutura aberta ordenada que possibilita o mximo de ligaes de hidrognio O comportamento peculiar da densidade da gua tem profunda influncia sobre a vida na

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fcie, isolando o restante que permanece lquido . No congelamento da gua h expanso da fase

terra. Em locais de clima frio quando a gua dos rios congelam a camada de gelo fica na super-

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slida com formao de canais hexagonais com gases dissolvidos no seu interior apresentando o gelo propriedades de isolante trmico (Figura 6). Tabela 5: Densidade da gua a vrias temperaturas. T / C 0,00 Estado Slido D / (g / cm3) Caractersticas 0,9170 Expande em 10% o seu volume devido ao arranjo das molculas na estrutura cristalina do gelo formando canais hexagonais

0,00 3,98 10 25 100

Lquido Lquido Lquido Lquido Lquido

0,9998 1,0000 0,9997 0,9971 0,9584

Os canais hexagonais se desfazem Aumenta a energia cintica das molculas e o espaamento intermolecular


Fonte:PASTRE; MARQUES, 2011, com dados consultados em: SIENKO & PLANE, 1976.

Figura 7: Arranjo das molculas de gua no retculo cristalino do gelo. Fonte: Revista eletrnica do Departamento de QumicaUFSC (http://www.ecv.ufsc.br/~nico/agua_qmcweb.html).

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BibliografiaTEMAS

Tenso superficialnmero mximo de molculas fica no interior da fase lquida, envoltas pelas molculas viziOs lquidos tendem a adotar formas que minimizam sua rea superficial, de modo que o

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nhas e interagindo com elas. Devido a essas foras coesivas as gotculas de lquido tendem a essa forma ideal, em particular as foras da gravidade terrestre que tendem a achatar as esferas (gotas) e foras adesivas de superfcie que fazem a gua ascender num capilar de vidro ficando com a superfcie curva no interior do mesmo. A medida da tenso superficial a energia necessria para aumentar a rea superficial de um

ser esfricas. No entanto, outras foras competem contra a tendncia do lquido em adquirir


tendem a permanecer juntas, devido a interao entre as molculas no lquido serem maiores que

lquido em quantidade unitria. A tenso superficial surge, porque as molculas da superfcie

entre as molculas do lquido e o ar (apolar). As molculas no lquido so igualmente atradas

pelas suas vizinhas enquanto as molculas da superfcie so atradas para o interior do liquido. e invisvel (Figura 8).

Esta propriedade confere superfcie do lquido a caracterstica de uma fina membrana elstica Esta propriedade nos permite polir com fogo rebarbas de tubo de vidro em laboratrio.

medida que o vidro amolece, as rebarbas pontiagudas tornam-se arredondadas devido s foras atrativas dentro do vidro que tendem a reduzir a rea superficial. A magnitude da tenso superficial depende: a) da fora de atrao entre as molculas pois, foras de atrao grande resultam em grande tenso superficial. b) da temperatura, pois, a elevao da temperatura diminui a eficincia das foras de atrao intermoleculares e diminui a tenso superficial. A tenso superficial da gua elevada (Tabela 6) em virtude da forte interao entre suas

molculas. As foras de interao que mantm as molculas de um lquido reunidas so chaso chamadas de foras adesivas. A alta tenso superficial da gua importante na fisiologia das clulas e controla certos fenmenos de superfcie.

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madas de foras de coeso. As foras atrativas que unem uma substncia a superfcie de outra

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BibliografiaTEMAS12 34 5

Figura 8: Tenso superficial da gua. Fonte:.

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Tabela 6: Tenso superficial de alguns lquidos determinadas a 293 K. Lquido Benzeno Tetracloreto de carbono Hexano gua Mercrio Metanol Tenso superficial (g) (mN m-1) 28,88 27,0 22,6 18,4 58,0 (373 K) 472 72,8


Fonte: PASTRE; MARQUES, 2011, com dados consultados em ATKINS & PAULA, 2008.

Decrscimo da temperatura de fuso com aumento da pressominadas pelas suas propriedades qumicas como as interaes intermoleculares e o arranjo A facilidade com que muitos lquidos e slidos passam de um estado para outro so deter-

dos tomos ou molculas no estado slido. O diagrama de fase da gua, Figura 9, representa graficamente as condies sob as quais ocorre o equilbrio entre os diferentes estados da matria e identifica tambm a fase que uma substncia se apresenta em determinadas condies de temperatura e presso. A curva A - E representa a variao do ponto de fuso do gelo com o

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aumento da presso. Para a maioria das substncias esta curva ligeiramente inclinada para a que mais compacta. No caso da gua esta curva apresenta leve inclinao para a esquerda neste caso um aumento de presso favorecer a fase lquida. temperatura, ou seja, o equilbrio lquido - vapor.

direita, pois o slido mais denso que o lquido e um aumento de presso favorece a fase slida pois, como visto anteriormente, a gua no estado slido menos densa que a gua lquida e, A curva A - D representa o comportamento da presso de vapor em funo do aumento da O ponto A representa o ponto triplo da gua que ocorre a 0,0098 C e a 4,58 mmHg. Neste

ponto coexistem as fases slida, lquida e gasosa. Este ponto indica que para se ter gua lquida o equilbrio slido - vapor da gua, ou seja, a sublimao que ocorre a presses muito baixas.


a sua presso tem que ser maior que 4,58 mmHg. Abaixo de 4,58 mmHg a curva representa A uma atmosfera de presso o ponto B representa o ponto de fuso normal que 0C e o

ponto C representa o ponto de ebulio normal que 100C. O ponto D representa o ponto ratura e presso acima dos quais no se distinguem mais as fases lquida e vapor.

crtico, a temperatura crtica da gua de 374C e a presso crtica 218 atm indicam a tempe-

Figura 9: Diagrama de fases da gua. Fonte: BROWN et al., 2005.

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BibliografiaTEMAS

gua como solventeda molcula de gua. Sendo constituda por dois tomos de hidrognio ligados a um tomo de entre os tomos de H e O, a molcula de gua, um dos lquidos mais polares. Em nvel microscpico no podemos esquecer quo importante a constituio e a geometria

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oxignio com um ngulo de 104,4 e considerando tambm a diferena de eletronegatividade Por meio das interaes intermoleculares, por ligaes hidrognio, capaz de solubilizar

grande quantidade de compostos moleculares como os acares e ser miscvel com grande quantidade de solventes como os alcois e cetonas.


sentada por NaCl e compostos moleculares como a sacarose cuja frmula molecular C6H12O6. nada de permissividade relativa (r ). A permissividade relativa dada pela razo entre a persendo a permissividade do meio e o a permissividade do vcuo. O valor da permissividade missividade em determinado solvente em relao permissividade no vcuo, ou seja, r = /o A gua um dos lquidos que apresentam alta constante dieltrica, atualmente denomi-

A gua dissolve bem compostos inicos como o sal de cozinha cuja unidade formal repre-

sobre a intensidade das interaes dos ons em soluo. ons no interagem to fortemente em solvente com alta permissividade relativa como a gua que tem r = 80 a 293 K como o fazem constante dieltrica s menor que a do HCN e H2O2 (Atkins & Paula, 2008). em solvente com baixa permissividade relativa como o etanol que possui r = 25 a 293 K. Sua A constante dieltrica de uma substncia grande se as suas molculas forem polares ou

no vcuo (o ) de 8,854 x 10-12 J-1 C2 m-1. A constante dieltrica pode ter efeito significativo

muito polarizveis. A gua, devido a sua alta constante dieltrica dissolve bem compostos inicos

mantendo os ons solvatados separados em soluo aquosa. Pela sua capacidade de formao de o etanol, o cido actico a acetona, os aucares, etc., Figura 10.

ligaes hidrognio responsvel pela solubilizao de compostos orgnicos como a sacarose, A sua grande capacidade de dissolver compostos inicos e moleculares preocupante, pois

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a gua acaba sendo o destino final de todo poluente lanado, no apenas diretamente na gua, mas tambm no ar e no solo.

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Solubilizao do NaCl em gua

Solubilizao do etanol em gua

Figura 10: Representao das interaes interpartculas envolvidas no processo de dissoluo de compostos inicos e moleculares em gua. Fonte: http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/agua.html.

2.2 Distribuio de gua no Planetaestudo da distribuio de gua a hidrografia. O estudo da distribuio e circulao de guas subterrneas hidrogeologia, das geleiras glaciologia, das guas interiores limnologia e da relacionados com hidrologia (PRESS, et al., 2006). distribuio dos oceanos a oceanografia. A ecohidrologia o estudo dos processos ecolgicos A hidrologia o estudo do movimento, distribuio e qualidade da gua em toda a Terra. O

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teno da vida. Apresenta-se como um excelente solvente e possui alta tenso superficial. A destacar que por ser uma substncia estvel na atmosfera, desempenha um papel importante como absorvente da radiao infravermelha, crucial na atenuao do efeito estufa da atmosfera. papel na regulao, no apenas da temperatura corprea como tambm, do clima global.

Como verificamos a gua possui muitas propriedades incomuns que so crticas para a manu-

gua pura tem tem valores de densidade menor ao arrefecer que ao aquecer. Tambm devemos

A gua tambm possui um calor especfico peculiarmente alto que desempenha um importante Toda gua do planeta est em contnuo movimento cclico entre as reservas slida, lquida

e gasosa. Entretanto a fase de maior iteresse a lquida que fundamental para satisfazer as do ciclo hidrolgico so (TUNDISI, 2003): (chuva) ou slida (neve ou gelo).

necessidades do homem e de todos os outros organismos animais e vegetais. Os componentes Precipitao; gua adicionada superfcie da terra a partir da atmosfera na forma lquida Evaporao: proceso de transferncia da gua da fase lquida para a fase gasosa (vapor d`gua). A maior parte da evaporao ocorre a partir dos oceanos. Transpirao: Processo de perda de vapor dgua pelas plantas para a tmosfera. Infiltrao: Processo pelo qual a gua asorvida pelo solo. Percolao: Processo pelo qual a gua entra no solo e nas formaes rochosas at o lenol fretico. Drenagem: Movimento de deslocamento da gua nas superfcies, durante a precipitao. mento de suas atividades industriais e agrcolas e de vital importncia aos ecossistemas tanto renovvel de gua por continente est apresentada na tabela 7. A gua doce elemento essencial ao abastecimento do consumo humano e ao desenvolvi-


vegetal quanto animal. A distribuio de gua no planeta no homognea e o suprimento

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BibliografiaTEMAS

Tabela 7: Distribuio do suprimento renovvel de gua por continente. Regio Amrica do Sul sia Amrica do Norte frica Unio Sovitica Europa Oceania Mundo gua doce (%) 27 26 15 11 11 5 5 100

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PASTRE; MARQUES, 2011, com dados consultados em: TUNDISI, 2003.

litros de gua disponvel no mundo 17 litros esto no Brasil, distribuda de forma desigual

O Brasil possui grande disponibilidade hdrica, 17% do total mundial, ou seja, de cada 100

em relao densidade populacional. A gua disponvel no Brasil apresenta-se distribuda da seguinte forma: 64% encontram-se na Amaznia e 36% distribui-se no restante do pas, onde se encontra 95% da populao (ROCHA, et al., 2009). Alm de servir como bebida, a gua utilizada pelo homem para mltiplas finalidades. O

percentual de consumo mundial da gua distribudos por setores de atividades apresenta-se assim distribudo: 10% para consumo residencial, 20% para consumo industrial e 70% usado na agricultura (irrigaes).

que a cada dia seu acesso se torna mais difcil e a gua de qualidade mais escasa.

Deve-se repensar com responsabilidade em cada litro de gua que se utiliza, pois sabe-se O problema da contaminao das guas aliado ao aumento de consumo contribuem para

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a falta de gua potvel para a populao. Atualmente a populao mundial consome cerca de

50% dos recursos hdricos acessveis, estima-se que em 2025 este consumo ser por volta de

75%. A ltima avaliao do Programa das Naes Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA)

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identifica 80 pases com srias dificuldades para manter a disponibilidade de gua (quantidade e/ou qualidade). Esses 80 pases representam 40% da populao mundial (TUNDISI, 2003). A organizao mundial da sade (OMS) estabelece 300 L de gua potvel / dia como a

quantidade mnima de gua necessria para a vida de um ser humano. Considerando o consumo dirio de 6 bilhes de pessoas existentes no planeta atualmente, precisamos de aproximadamente 1,8 trilhes de litros por dia para atender a populao mundial. Com o aumento populacional e a escassez mundial da gua a OMS passa a estabelecer a quantidade de 50 L de gua potvel / dia como aquela necessria para atender as necessidades de uma pessoa considerando os seguintes usos: 5 L para a ingesto diria direta; 20 L para higiene e saneamento, 15 L para banho e 10 L para a preparao de alimentos (ROCHA, et al., 2009). Tem havido um aumento constante do consumo de gua no sculo XIX. Os Estados Unidos


um dos maiores usurios de gua do planeta e no perodo entre 1950 e 1985 o uso da gua triplicou, indo de 129 bilhes para cerca de 341 bilhes de litros por dia. Depois de 5 anos, ou seja, em 1990 esse nmero foi para 1,263 trilho de litros por dia (PRESS, et al., 2006). Os

pases desenvolvidos comearam a enfatizar a necessidade de um uso mais eficiente desse recurso vez mais aqueles relacionados com a qualidade da gua. A diminuio da qualidade da gua o Brasil comeam perceber a extrema necessidade de um uso mais eficiente da gua, recurso este classificado agora como finito. Alm dos problemas relacionados com a quantidade de gua como escassez, intensifica cada

agrava o problema da escassez e os pases desenvolvidos e aqueles em desenvolvimento como

trando a necessidade de mudanas substanciais na direo do planejamento e gerenciamento GRASSI, 2001).

As avaliaes sobre a gua, sua disponibilidade e seu papel no desenvolvimento, esto mos-

dos recursos hdricos com relao s guas de superfcie e subterrnea (BRAGA et al., 2006;

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TEMA 3

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BibliografiaTEMAS

Poluio das guas

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http://www.acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/46934/17/02_Redefor_D08_Quimica_Temas_03_04.flv

ambientais iniciando com a Poluio das guas.

Nessa semana continua-se com os estudos sobre a Hidrosfera, mas focando nos problemas Entende-se por poluio das guas a alterao de suas caractersticas por quaisquer aes ou

interferncias naturais ou provocadas pelo homem que confere mesma, aspectos indesejados. A poluio deve estar associada ao uso que se faz da gua e deve se considerar que mesmo a

gua com aparncia satisfatria pode conter substncias txicas ou microorganismos patognicos utilizaes.

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que tornam seu uso invivel enquanto guas com aspecto desagradvel podem ter determinadas

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que so conceitualmente diferentes. A contaminao refere-se presena na gua de substn-

Os termos poluio e contaminao so s vezes utilizados como sinnimos erroneamente j

cias ou microorganismos nocivos a sade que no causam desequilbrio ecolgico ao ambiente excessivo nos corpos de gua que podem levar a desequilbrios ecolgicos sem que isso signifique necessariamente restries ao seu consumo pelo homem.

aqutico. A poluio refere-se ocorrncia de espcies qumicas ou a fatores fsicos como calor

difusas. As fontes pontuais so localizadas e por isso, facilmente identificadas como, efluentes domsticos e industriais, derramamentos acidentais, atividades de minerao, enchentes, etc.Unesp/Redefor Mdulo IV Disciplina 08

Os poluentes e contaminantes so introduzidos no meio aqutico por fontes pontuais ou

dispersas, deposies atmosfricas, enxurradas em solo, etc. (ROCHA et al., 2009).

ao longo das margens dos rios como substncias provenientes de prticas agrcolas, residncias Os poluentes so classificados de acordo com sua natureza e com os principais impactos

As fontes difusas so aquelas que no tm um ponto especfico de lanamento e ocorrem

causados pelo seu lanamento no meio aqutico originando os diferentes tipos de poluio e contaminao descritos a seguir.

Contaminao biolgicadita-se que aproximadamente 4 bilhes de pessoas no mundo no tm acesso gua potvel doenas como a clera, febre tifide, diarria, hepatite A, so transmitidas por microorganismos so resultado da precariedade ou falta de saneamento bsico das cidades. hipoclorito de sdio (NaClO). Deve-se a presena de microorganismos patognicos, especialmente na gua potvel. Acre-

tratada e 2,9 bilhes de pessoas vivem em reas sem coleta ou tratamento de esgoto. Muitas

presentes n

a quimica da biosfera

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