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14-02-2015

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Sumrio

Na Atmosfera da Terra: Radiao, Matria e Estrutura Unidade temtica 2

Interao Radiao-Matria: A atmosfera e a radiao solar.

As reaes fotoqumicas e a formao de radicais livres.

Formao de ies na termosfera e na mesosfera.

Os radicais livres e os seres humanos.

Esclarecimento de dvidas para o prximo teste de avaliao.

04/02/2015

Atmosfera da Terra

A atmosfera e a radiao solar

Interao Radiao-Matria

O Sol liberta para o espao grande quantidade de radiao

eletromagntica (energia radiante). Esta radiao percorre a

atmosfera e parte atinge a superfcie da Terra.

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Atmosfera da Terra

A atmosfera e a radiao solar

Interao Radiao-Matria

A atmosfera embora parea transparente radiao, tem

um papel importante, pois, ela que controla no s a

quantidade de radiao que atinge a superfcie da Terra,

como tambm a quantidade de energia que se escapa

para o espao.

A atmosfera funciona como um filtro da radiao solar,

deixa passar as radiaes de energia mais baixa e retm

(absorve) as de energia superior.

A atmosfera providencia um natural efeito estufa,

mantendo uma temperatura e um clima com condies

favorveis vida.

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Atmosfera da Terra

O que o efeito de estufa?

Interao Radiao-Matria

O efeito de estufa um fenmeno natural que permite a vida na Terra. Estima-se que,

sem esse efeito, a temperatura mdia da Terra seria cerca de -17.

Parte da radiao reemitida para o exterior, mas outra parte enviada para a superfcie

terrestre o que contribui para um acrscimo da temperatura da Terra.

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Atmosfera da Terra

Interao Radiao-Matria

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Atmosfera da Terra

A atmosfera e a radiao solar

Interao Radiao-Matria

O efeito de estufa natural tem permitido a manuteno das temperaturas terrestres em

valores razoveis devido ao equilbrio mantido entre a energia que transmitida,

absorvida e refletida pelo nosso planeta.

A evoluo industrial e tecnolgica, levou a um aumento da emisso de vrias

substncias para a atmosfera, principalmente dixido de carbono devido s queimas

de combustveis fsseis e aos incndios florestais e tem como consequncia o

aumento do efeito de estufa, e o consequente aquecimento exagerado do Planeta.

medida que os nveis de dixido de carbono e de outros gases vo aumentando na

atmosfera, reenviada para o espao cada vez menos energia (calor) fazendo com que

as temperaturas se elevem gradualmente, originando um fenmeno que conhecido

por aquecimento global.

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Atmosfera da Terra

Interao Radiao-Matria

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Atmosfera da Terra

Radicais livres

Interao Radiao-Matria

A energia absorvida pelas molculas pode quebrar as ligaes entre os tomos que

constituem uma molcula. Este processo de dissociao de molculas, por ao da luz

conhecido por fotlise ou fotodissociao e d origem a tomos e/ou radicais livres.

Um radical livre uma espcie qumica (tomo ou conjunto de tomos) que apresenta,

pelo menos, um eletro desemparelhado na camada de valncia.

Os radicais livres so partculas altamente reativas e tm a capacidade de reagir com um

grande nmero de compostos.

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Atmosfera da Terra

Formao de radicais livres

Interao Radiao-Matria

As reaes fotoqumicas, so reaes que se iniciam pela ao de fotes e ocorrem na zona superior da troposfera e na estratosfera.

Trata-se de dissociaes de molculas, das quais resultam espcies muito reativas por terem um eletro desemparelhado () radicais livres.

Alguns radicais livres presentes na atmosfera so: HO, O, Cl, Br.

o mais abundante na Troposfera.

muito reativo, logo desencadeia reaes qumicas

com outras molculas da atmosfera e nas clulas dos

seres vivos.

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Atmosfera da Terra

Interao Radiao-Matria

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Exemplos: HCH HO Cl

H

Radical metilo

Radical hidroxilo

Cloro atmico

Dixido de azoto

O=N O

So partculas que possuem orbitais externas semipreenchidas.

Radicais livres so partculas que possuem um (ou mais do que um) eletro desemparelhado numa orbital externa.

Formao de radicais livres

BrBr 2 Br hn Fotlise:

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Atmosfera da Terra

Formao de radicais livres

Interao Radiao-Matria

O radical O forma-se por fotodissociao de molculas de O2.

O2 O + O

Por ao da radiao UV

Oxignio molecular Oxignio atmico

O radical H forma-se por fotodissociao dos hidrocarbonetos emitidos pela atmosfera, um exemplo, o metano CH4.

H3C - H CH3 + H

Por ao da radiao UV

Metano

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Atmosfera da Terra

Formao de radicais livres

Interao Radiao-Matria

Por lado, os radicais O e H podem ligar-se formando o radical hidroxilo HO

O + H HO

Existem muitas reaes que do origem ao radical hidroxilo. Para alm do exemplo anterior, vejamos outros exemplos:

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Atmosfera da Terra

Formao de radicais livres

Interao Radiao-Matria

Para que ocorra a formao de radicais livres necessrio haver uma dissociao, isto ,

cada molcula precisa de um valor mnimo de energia para quebrar as suas ligaes,

essa energia, como j referimos chama-se Energia de dissociao.

Exemplo:

Para quebrar a ligao da molcula de O2 necessrio que a radiao que nela incida tenha pelo menos 8,3 x 10-19 J de energia (radiao UV).

O2 + 8,3x10-19 J O + O

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Atmosfera da Terra

Outro exemplo importante da formao de radicais livres

Interao Radiao-Matria

O radical livre de cloro forma-se

a partir da molcula de

clorometano (CH3Cl). Esta

molcula forma-se naturalmente

na Troposfera a partir dos

oceanos e dos fogos florestais.

Na Estratosfera abundam as

radiaes UV que destroem as

ligaes covalentes, formando

tomos com eletres

desemparelhados, denominados

radicais livres.

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Atmosfera da Terra

Formao de radicais livres

Interao Radiao-Matria

Alm dos radicais livres de cloro com origem

natural, outros so produzidos na atmosfera

a partir da emisso de substncias

produzidas pelo Homem, os CFCs

(clorofluorocarbonetos).

Formao de radicais livres

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Atmosfera da Terra

Os radicais livres e os seres humanos

Interao Radiao-Matria

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Atmosfera da Terra

Interao Radiao-Matria

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Atmosfera da Terra

Formao de ies na Ionosfera (Mesosfera + Termosfera)

Interao Radiao-Matria

A fotoionizao - consiste na absoro da radiao solar com

energia suficiente para provocar a libertao de eletres dando

origem a ies:

O primeiro constituinte que a radiao solar encontra quando

atinge a Termosfera o oxignio atmico (O); um pouco mais

abaixo surgem o azoto molecular (N2) e o oxignio molecular

(O2).

A primeira espcie inica a formar-se na ionosfera o io

monoatmico de oxignio, O+, por interao da radiao UV com

tomos de oxignio:

A + hn A+ + e-

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Atmosfera da Terra

Formao de ies na Ionosfera

Interao Radiao-Matria

Posteriormente, o io O+ pode reagir com uma molcula de oxignio ou de azoto,

dando origem a ies diatmicos:

O io diatmico de oxignio, O2+, tambm pode ser produzido diretamente, por

interao de raios X com o oxignio molecular:

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Atmosfera da Terra

Interao Radiao-Matria

Absoro de radiao

Efeito Qumico Fotlises Reaes Qumicas por ao da luz

Efeito Trmico Aumento da Energia cintica

aumento da temperatura

Dissociao de partculas Ionizao de partculas

Formao de radicais livres

HO, O, Cl , Br

(Efeitos nefastos ao corpo humano)

Formao de ies

O+, O2+, NO+

(Desviam ondas rdio)

1 2

1- Ocorre na Estratosfera por ao da radiao UVB, radiao menos energtica.

2- Ocorre na Termosfera por ao das radiaes UVC, radiao mais energtica.

Resumo da formao de radicais e de ies por absoro de radiao

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Atmosfera da Terra

Interao Radiao-Matria

Troposfera

10 -16 Km

Estratosfera 50 Km

Mesosfera 85 Km

Termosfera

500 Km

Radiao solar incidente

IV, V

siv

el e

UV

-A

At

s

up

erf

cie

da

Terr

a

UV

-B

at

50

Km

UV

-C

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20

0 K

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