2012/2013

FISICA e QUIMICA A – 10º ANO

Agrupamento de Escolas da Moita 171311

Sede – Escola Secundária da Moita

Ficha de síntese

Assunto: Interacção radiação-matéria; o ozono na estratosfera

Formação de iões na termosfera e na mesosfera: ++

2 O,O e NO

A altitudes elevadas a atmosfera está fortemente sujeita a radiações ultravioleta e raios

X que, actuando sobre átomos de oxigénio (O) e sobre moléculas de azoto ( 2N ), podem

produzir iões O ou 2N . Os iões formados podem colidir com outros átomos ou

moléculas: 2222 ONON ou NNOON2

A atmosfera como filtro de radiações solares

Da vasta gama de comprimentos de onda do espectro solar, apenas chegam à Terra as

radiações menos energéticas: alguma luz ultravioleta, luz visível e infravermelha.

Apenas 47% da radiação solar incidente atinge de facto a superfície da Terra.

Formação de radicais livres

Os átomos ligam-se para formar moléculas porque, desta forma, o sistema fica com

menos energia do que se os mesmos átomos permanecessem separados. Exemplo:

quando uma molécula de 2O se forma a partir de dois átomos de oxigénio, liberta-se a

energia de J1026,8 19 (para formar uma mole de moléculas libertam-se 498 kJ/mol).

À energia libertada quando se forma a ligação química dá-se o nome de energia de

ligação. Se nessas mesmas moléculas incidir radiação com energia suficiente (UV, por

exemplo) podemos assistir ao processo inverso, isto é, à reacção de dissociação.

OOkJ498O2

radicais livres – partículas com electrões desemparelhados que ficam disponíveis para

novas reacções.

Radicais livres na atmosfera

CCHradiaçãoCCH

OH2OO2OH

HOHradiaçãoOH

33

2

2

O radical hidroxilo ( OH ) é a espécie química mais reactiva nos processos químicos

troposféricos. Estes radicais tendem a reagir com qualquer biomolécula.

O ozono como filtro protector da Terra

A maioria do ozono (aproximadamente 90%) existe na estratosfera. Este gás funciona

como um autêntico filtro solar, impedindo que radiações solares energéticas (UV)

atinjam a superfície da Terra. Caso não existisse este filtro, as radiações UV destruiriam

as ligações químicas das moléculas dos seres vivos.

Camada de ozono – zona da estratosfera onde a concentração de ozono é mais elevada

(entre 25 e 30 km de altitude).

Formação e decomposição do ozono

Parte das radiações solares que incidem nas camadas superiores da atmosfera têm

energia capaz de quebrar ligações químicas.

2

1. Assim, por fotodissociação:

OOOUV

2

2. O radical oxigénio, ao chocar com moléculas de 2O :

32 OOO

3. A molécula de ozono, por seu lado, está também sujeita a fenómenos de

dissociação:

2

UV

3 OOO

4. Existem outras formas de decomposição do ozono:

23 O2OO

Se não existissem compostos na estratosfera que alterassem a quantidade de ozono, a

concentração deste gás permaneceria constante uma vez que:

velocidade de produção do ozono = velocidade de destruição do ozono

Resumindo:

O ozono actua como um filtro solar químico. Já as substâncias que absorvem as

radiações UV, sem que ocorra qualquer reacção química, actuam como filtros solares

físicos. Outras apenas reflectem a radiação (Ex: óxido de zinco e o dióxido de titânio).

A absorção de

radiações

Provoca

Evita

Efeito químico Efeito térmico

Que as radiações UV

e outras mais

energéticas cheguem

ao solo

O que

preserva o

meio natural

e os seres

vivos

Dissociação

das partículas

Ionização das

partículas

Na estratosfera

Por radiação UV

Na termosfera e

parte da

mesosfera

Formam-se

radicais livres

O,C,OH

Por radiação UV e

outras mais energéticas

Formam-se iões

O,O,N 22

Aquecimento de

algumas zonas da

atmosfera

3

Os CFCs

Existem na atmosfera radicais livres capazes de reagir com o ozono e de

desequilibrarem o sistema de “produção/consumo de 3O ”. Uma das reacções mais

importantes é a que se dá com o radical livre C , uma vez que aumenta a velocidade

de decomposição deste gás:

23 OOCOC

Trata-se de uma reacção em cadeia onde o radical C é regenerado e destrói uma

nova molécula de ozono:

.....OC

OCOOC

3

2

Os clorofluorcarbonetos (CFCs) são compostos líquidos, relativamente inertes,

incombustíveis e voláteis que são utilizados como pulverizadores em produtos enlatados

sob pressão e em misturas frigoríficas. Uma vez libertados para a atmosfera, difundem-

se lentamente até à estratosfera, onde as radiações UV promovem a sua decomposição:

CCCFCCF 222

Alguns exemplos: CFC-11: 3CFC (triclorofluormetano);

CFC-12: 22CCF (diclorodifluormetano)

O “buraco na camada de ozono”- esta expressão não significa um buraco no

sentido estrito, mas antes uma diminuição da concentração de ozono para valores muito

abaixo dos normais. Através desse “buraco”, que corresponde a uma zona onde existe

menos capacidade de filtração estratosférica, passam os raios solares UV que aquecem o

planeta, alteram o clima e estão na base do aumento de casos de cancro de pele. Hoje

em dia utilizam-se nos sprays e nos aparelhos de ar condicionado compostos

semelhantes aos CFCs mas que se degradam mais facilmente, sendo menos agressivos

para a camada de ozono. Apesar do esforço que se tem vindo a fazer, a regularização da

concentração de 3O não é imediata. Prevê-se que ainda venham a existir na

estratosfera, em 2030, CFCs usados no fim do século passado.

Regras de nomenclatura dos alcanos e de alguns dos seus derivados

Os seres vivos são constituídos, na sua maioria, por substâncias que contêm carbono na

sua constituição. Por este facto se chama química do carbono, ou química orgânica, ao

ramo da química que trata dos compostos com carbono.

De entre os compostos de carbono mais simples contam-se os hidrocarbonetos.

Quando as ligações entre os átomos de carbono são simples, os hidrocarbonetos

designam-se por alcanos.

4

Alcanos de cadeia linear. Fórmula geral: 2n2nHC

Alcano Nº de

átomos de

carbono

Fórmula

molecular

Fórmula de estrutura

Metano 1 4CH 4CH

Etano 2 62HC 33CHCH

Propano 3 83HC 323 CHCHCH

Butano 4 104HC 3223 CHCHCHCH

Pentano 5 125HC 32223 CHCHCHCHCH

Hexano 6 146HC 322223 CHCHCHCHCHCH

Os átomos de hidrogénio nos alcanos podem ser substituídos por halogéneos ou

mesmo por radicais alquilo (ex.: 3CH , grupo metilo).

Regras de nomenclatura:

1. Os alcanos são denominados com prefixos indicativos do número de átomos de

carbono da cadeia carbonada mais longa, que se designa por cadeia principal.

mas não

butano com radical metilo propano com radical etilo

2. A cadeia é numerada de tal forma que a soma dos números que se atribuem aos

grupos substituintes seja a menor possível – Regra dos números mínimos.

mas não

2,3- dimetilpentano 3,4- dimetilpentano

3. Dois substituintes idênticos ligados ao mesmo átomo de carbono são indicados

com um número, cada um.

2,2 – dimetilbutano mas não 2- dimetilbutano

5

4. Dois ou mais substituintes são designados por ordem alfabética.

3 - etil – 2 – metilpentano

5. Regras de pontuação:

- traços separam os números dos nomes

- vírgulas separam os números

Derivados halogenados Exemplos:

3-fluoro-1-iodopentano

1-bromo-2-cloro-3-metilpentano

Alcanos cíclicos

Os alcanos podem ser compostos cíclicos, sendo necessário para os caracterizar

acrescentar-lhes o prefixo «ciclo» antes do nome do composto.

Exemplos:

Ciclopentano

iodociclobutano

Estrutura simplificada:

Ciclopentano iodociclobutano

I