a quÍmica da estratosfera: a camada de ozÔnio

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A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO Conceito A Vítor Diniz

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A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO. Conceito A Vítor Diniz. Camada de Ozônio. É uma região que constitui um “escudo natural da Terra”, uma vez que filtra os raios ultravioletas (UV). - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Conceito A

Vítor Diniz

Page 2: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Camada de OzônioÉ uma região que constitui um “escudo

natural da Terra”, uma vez que filtra os raios ultravioletas (UV).

O aparecimento de um grande “buraco” na camada de ozônio sobre a Antártida, na metade dos anos 80, representou uma crise ambiental de crucial importância.

A quantidade total de ozônio é expressa em unidades Dobson (UD), onde 1 UD = 0,01 mm.

Page 3: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

A quantidade de ozônio em diferentes regiões

Zonas de climas temperados = 350 UD

Trópicos = 250 UDSubpolares = 450 UD

OBS.: Existem algumas variações naturais na concentração do ozônio em função da estação do ano

Page 4: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Variações da concentração de ozônio ao longo do ano para a região 35o -

600N

J F M A M J J A S O N D280

320

360

400

Mês

Ozô

nio

tota

l (U

D)

Fonte: R. D. Bojkov, L. Bishop and V.E. Fioletov. 1995. Total ozone trends from quality-controlled ground-based. Journal of Geophysical Research 100: 25867 - 25876

Gráfico 1

Page 5: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Concentração mínima de ozônio total estratosférico na Antártida, em setembro-outubro nos últimos

anos

1980

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 976080

100120140160180200

Ano

Ozô

nio

tota

l (U

D)

Fonte: dados fornecidos por J. Shanklin, British Antarctic Survey, Cambridge, Inglaterra

Gráfico 2

Page 6: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Regiões da atmosfera

Fig. 1

Page 7: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Variação com a altitude de (a) concentração de ozônio (latitudes intermediárias) e (b) temperaturas do ar para diferentes regiões

Fonte: Baird, Colin. Química Ambiental. 2ª Ed. 2002

Fig. 2

Page 8: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

O Espectro Eletromagnético

Fig. 3

http://www.achetudoeregiao.com.br/astronomia/Astrogif/espectroeletromag.jpg

Page 9: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Espectro da região do visível

Fig. 4

http://www.teleco.com.br/imagens/tutoriais/tutfo_tab2.GIF

Page 10: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Espectro de absorção do O2In

tens

idad

e re

lativ

a de

abs

orçã

o

Gráfico 3

Fonte: Baird, Colin. Química Ambiental. 2ª Ed. 2002

Page 11: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Espectro de absorção do O3

Gráfico 4

(a)Espectro de absorção do O3 de 200 até 300 nm.

(b)de 295 até 325 nm

Fontes: (a) M. J. McEwan and L. F. Phillips. 1975 Chemistry of atmosfere. (b) J. B. Kerr and C. T. McElroy, Evidence for large up-ward trends of ultraviolet-B radiation. Science

Page 12: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Espectro de absorção do DNAGráfico 5

O grau de absorção de energia luminosa pelo DNA reflete sua sensibilidade biológica a um dado comprimento de onda.

Fonte: adaptada de R. B. Setlow. 1974. Proceedings of the National Academy of Science USA 71:3363-3366

Page 13: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Princípios da FotoquímicaComo Albert Einstein percebeu pela

primeira vez, a luz pode ser considerada não apenas como um fenômeno ondulatório, mas como também tendo propriedades de partícula.

Ela é absorvida ou emitida pela matéria unicamente em “pacotes finitos” chamados hoje de fótons.

A energia E de cada fóton está relacionada com a freqüência u e o comprimento de onda l da luz.

Page 14: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

FórmulasE = hu

h = Constante de planck = 6,6262218 x 10-34 J s

lu = cC = velocidade da luz = 2,997925 x 108 m s-1

E = hc/l

Page 15: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

O produto hc pode ser avaliado em base molar.

Se o comprimento de onda é expresso em nm: hc= 119.627kJ mol-1

Se:O2 2O DH0 = 495 kJ mol-1

Então:l = 119.627 kJ mol-1 nm/495 kJ mol-1 =

241 nm

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Reações de produção e destruição não-catalítica de ozônio na estratosfera (“ciclo de Chapman”)

O2UV - C O O3

O2

UV - B

+ O

Page 17: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Processo catalítico de destruição do ozônio

X + O3 XO + O2

XO + O X + O2

O3 + O 2 O2

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Ação do monóxido de cloro na estratosfera em função da latitude no Pólo Sul 16/set 1987

Fig. 5

Fonte: P. S. Zurer. Chemical & Engineering News May 30, 1988

Page 19: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Distribuição de ozônio sobre Antártica no inverno e primavera

Fig. 6

Fonte: B. J. Johnson, T. Deschler , 1992. Geophysical Research Letters

Page 20: A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

QuestãoO valor de DHo para a decomposição do ozônio em O2 e oxigênio atômico é +105 kJ mol-1. Qual é o maior comprimento de onda luminosa que poderia dissociar o ozônio, segundo essa reação? Em qual região do espectro eletromagnético encontra-se esse comprimento de onda?