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ESTRUTURA ATMOSFRERAINTERACÇÃO RADIAÇÃO-MATÉRIA

Efeitos do solo e da radiação soIarna temperatura da atmosfera terrestre

A temperatura da atmosfera terrestre depende de dois parâmetros:

• Da proximidade em relação ao solo e

• Das radiações solares que a atravessam.

Absorção de energia pode causar dois efeitos:

• - efeito térmico - as partículas utilizam a energia absorvida para aumentar a sua energia cinética, o que faz aumentar a sua temperatura (fig.);

• - efeito químico - as partícu1as absorvem a energia das radiações, a qual servirá para desencadear reacções químicas.

07-02-2011 Dulce Campos 2

Efeitos do solo e da radiação soIarna temperatura da atmosfera terrestre

Fazem-se sentir os dois efeitos -químico e térmico


Efeito QuímicoAs partículas absorvem as radiações solares, utilizando a sua energia para:

1. quebrar ligações dentro das moléculas ou para

2. ionizar átomos ou moléculas.

Fotólises ou Reacções Fotoquímicas

As reacções fotoquímicas que levam à ruptura de ligações dentro dasMoléculas (1) ocorrem, principalmente, na zona cimeira da Troposfera e na

Estratosfera. Trata-se de dissociações de moléculas, das quais resultamespécies muito reactivas por terem um electrão desemparelhado,

representado por uma pinta (•). Essas espécies chamam-se radicais livres.


Radicais na Troposfera

• Como se forma?

Alguns radicais livres na atmosfera são: OH• , O •, Cl• ,Br •.

O radical livre OH • é um dos mais abundantes na Troposfera. Por ser muito reactivo, desencadeia reacções químicas noutras moléculas da atmosfera e também nas células. O seu contacto com a pele pode desencadear reacções inflamatórias, envelhecimento e até, a longo prazo, causar mutações nas celular.

(1)

(2)

(3)



• Mas, para dissociar cada uma das moléculas anteriores é necessário fornecer-lhes um valor mínimo de energia

Energia de Dissociação

O que significa que para quebrar a molécula de O2 é necessário que a radiação que nela

incida tenha pelo menos 8,3 x 10-19 J de energia (radiação UV)



• Se a radiação incidente na molécula tiver energiasuperior à energia de dissociação da molécula oexcesso vai ser absorvida como energia cinéticapelas partículas formadas. O aumento de energiacinética vai traduzir-se no aumento da temperaturadessas partículas.

• Se a radiação UV, incidente na molécula, tiverenergia inferior à energia de dissociação damolécula não provoca dissociação.

Energia de Dissociação


Iões na Atmosfera

• Quando a energia/ radiação absorvida é utilizada para IONIZAR átomos ou moléculas, é removido um electrão, ficando cada partícula com carga eléctrica +1.

Pelo facto de as energias de ionização serem relativamente elevadas, as ionizações são mais frequentes na Termosfera e menos frequentes na Mesosfera.

Camadas muito pouco densas, os gases que aí predominam são o azoto (N2) e o oxigénio (O2). São eles que absorvem a radiação solar e que

se ionizam

Também ocorrem dissociações seguidas de ionizações. Por exemplo, o oxigénio existente nestas camadas também se dissocia, originando oxigénio

que é posteriormente ionizado.


Absorção de radiações (UV de energia entre 6,6x10-19J e 9,9x10-19JO2 O3 CFCs

Energia é suficiente apenas para formar radicais livres

N2 O2A energia é suficientemente elevada para ionizar

as moléculas

• a dissociação das moléculas N2 e O2 e a formação dos respectivos radicais livres - N• e O•;

• a ionização das partículas existentes - formação, sobretudo, de N2

+ O2+ mas também de O•+;

• o aumento da energia cinética destas partículas, devido ao excesso de energia absorvida relativamente ao efeito químico, dissociação ou ionização.


Em Suma

A atmosfera funciona como um filtro da radiação solar: deixa passar as radiações

de energia mais baixa e retém (absorve) as de energia superior.

Se assim não fosse, as radiações mais energéticas (UV e outras) atingiriam a superfície da Terra, interagindo com as moléculas dos

seres vivos, danificando-as e causando o desaparecimento da vida na Terra, a

longo termo.


ESTRUTURA ATMOSFRERAO OZONO NA ESTRATOSFERA


Formação e Decomposição

• Cerca de 90% do ozono presente na atmosfera encontra-se na Estratosfera

Há um equilíbrio dinâmico entre a formação e o consumo de ozono, que em principio, deveria manter constante a concentração de ozono na Estratosfera

“CAMADA OZONO”

Sendo a velocidade de formação

ozono igual à sua velocidade de decomposição


Camada de Ozono

Não existe numa camada regular mas disperso no oxigénio e no azoto entre 15 km e 50 km de altitude.

Se todo o ozono da Estratosfera fosse agrupado numa única camada gasosa à volta da Terra, nas condições PTN, teria

apenas uma espessura de 3 mm.

Apesar de reduzida, a quantidade de ozono na Estratosfera é suficiente para absorver as radiações UV de energia compreendida entre 6,6 x 10-19 J e 9,9 x 10-19 J


Camada de Ozono

UVA

UVB

UVC

Formação da camada de ozono

O ozono estratosférico funciona como um filtro natural que nos protege

da radiação solar

Na Troposfera é uma substância nociva que irrita os olhos, o nariz e

a garganta


ESTRUTURA ATMOSFRERAO “Buraco de Ozono”


Substâncias que influenciam o equilíbriode formação e decomposição do ozono

Quantidade de ozono, em unidades específicas (unidades Dobson), medida todos os meses de Outubro.

• Quebrou-se o equilíbrio dinâmico que mantinha constante a concentração de ozono na estratosfera

• A velocidade de decomposição do ozono tornou-se maior do que a velocidade de formação

As medições feitas ao longo do tempo confirmam que a concentração de ozono está a diminuir na Estratosfera.

PORQUÊ?



Investigações efectuadas levaram à conclusão que certas substâncias presentes na Estratosfera, ainda que em

quantidades ínfimas, actuam como catalisadores acelerando a reacção de decomposição do ozono.

ÓXIDOS DE AZOTORADICAIS DE CLORO

Os óxidos de azoto formam-se a partir do oxigénio e do azotoatmosféricos, quando submetidos a temperaturas elevadas. É o queacontece, por exemplo, com os aviões supersónicos que voam naEstratosfera



Os radicais Cl, admite-se actualmente que derivamfundamentalmente dos CFC, conhecidos comercialmente pelo nomede “freons”.

CFCI3 (triclorofluormetano)

CF2Cl 2 (diclorodifluormetano).

Têm propriedades óptimas para determinados usos industriais e comerciais. São voláteis, facilmente liquefeitos, relativamente inertes, não tóxicos e incombustíveis

Usados como fluidos no arrefecimento dos frigoríficos e aparelhos de ar condicionado, como agentes expansivos em espumas de isolamento térmico e em artefactos de uso doméstico, como pratos, copos, etc. Em aerossóis, sprays, etc..

Derivados halogenados de hidrocarbonetos


Destruição do OzonoComo são praticamente inertes, os CFC atingem a Estratosfera,

alterando o equilíbrio dinâmico da formação e consumo do ozono

são decompostos pelas radiações UV, libertando os radicais cloro

O cloro atómico, muito reactivo, vai reagir com o ozono, originando monóxido de cloro e oxigénio

O monóxido de cloro reagindo com o oxigénio atómico, que abunda na Estratosfera, origina, de novo, o cloro atómico

Os átomos de cloro não vão ser consumidos. Funcionam como catalisadores.Cada átomo de cloro pode destruir cerca de 100 000

moléculas de O3 antes de ser removido da atmosfera por outra reacção


Destruição do Ozono

Outras substâncias que funcionam como catalisadores da reacção de decomposição do ozono, nomeadamente, as que produzem os radicais livres:


NOMENCLATURA DE ALCANOS E ALGUNS DERIVADOSHidrocarbonetos Saturados


O que são hidrocarbonetos?Compostos orgânicos formados por carbono e hidrogénio

Hidrocarbonetos Saturados (alcanos), contêm apenas ligações covalentes simples entre os átomos de carbono.

Alcanos

de cadeia aberta de cadeia fechada(cicloalcanos)

de cadeia linear de cadeia ramificada

derivados dos alcanos


Nomenclatura Alcanos Cadeia Linear

Fórmulas de estrutura, na qual as ligações entre os átomos do composto são indicadas através de traços


Nomenclatura Alcanos Cadeia Linear• Nos alcanos, cada átomo de carbono está ligado a

outros quatro átomos.

• O mais simples dos alcanos é o metano, com apenas um átomo de carbono, de fórmula molecular CH4.

Fórmula de estrutura do metano.


Nomenclatura Alcanos Cadeia Linear• O propano (C3H8) e o butano (C4H10), possuem,

respectivamente, 3 e 4 átomos de carbono na cadeia carbonada.


Nomenclatura Alcanos Cadeia Linear• Nos alcanos seguintes, o nome obtém-se adicionando

ao prefixo que indica o número de átomos de carbono a terminação ,”ano”.

• Um modo simples de confirmar se um hidrocarboneto é um alcano é verificar se a fórmula respectiva obedece à fórmula geral: CnH2n+2


Nomenclatura Alcanos Cadeia Ramificada

• Os átomos nas moléculas do metano, do etano e do propano não têm possibilidade de se organizar de outro modo. Mas quando o número de átomos de carbono na cadeia carbonada é superior a três, as hipóteses de ligação entre os átomos de carbono aumentam, as suas cadeias carbonadas podem ser ramificadas.

Cadeia principal

Ramificação



• Os grupos de átomos que constituem as ramificações chamam-se radicais aquilo ou grupos alquilo e são simbolizados por R.

• Os nomes dos radicais alquilo obtêm-se a partir do nome do alcano respectivo, substituindo a terminação “ano” por “ilo”.

• Exemplos: - CH3 é o grupo metilo;

- C2H5 é o grupo etilo;

- C3H7 é o grupo propilo;

- C4H9 é o grupo butilo, etc.



• Regras de nomenclatura1. o nome corresponde ao do alcano que tem o mesmo número de

átomos de carbono que a cadeia linear mais comprida – cadeia principal - presente no composto;

2. cada átomo de carbono da cadeia principal é, em seguida, numerado em sequência, começando pela extremidade que originará menor soma dos números dos átomos de carbono (índices)ligados às ramificações;

3. cada ramificação é indicada pelo nome e posição do radical, na cadeia principal, antes do nome desta;

4. a posição de cada ramificação é separada do nome respectivo da cadeia principal por um hífen (-);



• se existem dois ou mais grupos alquilo iguais acrescenta-se um dos prefixos multiplicativos - di, tri, tetra, etc. -, ao nome do grupo alquilo; a sua posição deve ser indicada por ordem crescente;

• as posições ocupadas pelos grupos alquilo são assinaladas antes do respectivo prefixo e separadas entre si por vírgulas;



• os diferentes grupos alquilo ligados à cadeia principal devem ser indicados por ordem alfabética.


Nomenclatura Alcanos Cadeia Fechada

• o nome do cicloalcano é igual ao do alcano de cadeia aberta de estrutura semelhante (com o mesmo número de átomos de carbono), antecedido pelo prefixo “ciclo”;

• os átomos de carbono também são numerados sequencialmente. Quando só um átomo de hidrogénio é substituído por um radical, não há necessidade de indicar a sua posição, e o radical é designado antes do nome da cadeia principal;


Nomenclatura Alcanos Cadeia Fechada

• quando há mais de um radical implantado na cadeia carbonada, a sua posição é indicada pelos números dos átomos de carbono da cadeia cíclica a que se encontram ligados, sendo estes numerados de modo a que a soma desses números seja o mais baixa possível;

• Os nomes dos radicais são indicados por ordem alfabética.

A fórmula geral dos cicloalcanos é CnH2n.


Compostos halogenados derivados dos alcanos

• Quando os substituintes das cadeias carbonadas são halogéneos.


Compostos halogenados derivados dos alcanos

• Os que possuem nas suas cadeias carbonadas átomos de halogéneos são os haloalcanos ou derivados halogenados dos alcanos - CFCs

Nomes de alguns clorofluorcarbonetos


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