a quÍmica da estratosfera: a camada de ozÔnio
DESCRIPTION
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 PresentationTRANSCRIPT
A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO
Conceito A
Vítor Diniz
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.
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
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
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
Regiões da atmosfera
Fig. 1
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
O Espectro Eletromagnético
Fig. 3
http://www.achetudoeregiao.com.br/astronomia/Astrogif/espectroeletromag.jpg
Espectro da região do visível
Fig. 4
http://www.teleco.com.br/imagens/tutoriais/tutfo_tab2.GIF
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
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
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
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.
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
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
Reações de produção e destruição não-catalítica de ozônio na estratosfera (“ciclo de Chapman”)
O2UV - C O O3
O2
UV - B
+ O
Processo catalítico de destruição do ozônio
X + O3 XO + O2
XO + O X + O2
O3 + O 2 O2
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
Distribuição de ozônio sobre Antártica no inverno e primavera
Fig. 6
Fonte: B. J. Johnson, T. Deschler , 1992. Geophysical Research Letters
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?