UNIDADE 2 – NA ATMOSFERA DA TERRA: RADIAÇÃO, MATÉRIA E ESTRUTURA
5. MOLÉCULAS NA TROPOSFERA
5.1. LIGAÇÃO COVALENTE EM MOLÉCULAS DIATÓMICAS
Escola Secundária Maria Lamas – Torres Novas
Física e Química A – 10º Ano
Nelson Alves Correia
OBJECTIVOS
• Indicar o significado da sigla CFC, identificando os respectivos
compostos pelo nome e fórmula, como derivados do metano
e do etano.
• Aplicar a nomenclatura IUPAC a alguns alcanos e seus
derivados halogenados.
FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
Cerca de 90% do ozono está na Estratosfera.
Formação do ozono:
1º - Fotodissociação das moléculas de O2 por acção das
radiações UV
2º - Os radicais livres de oxigénio (O•) reagem com
moléculas de oxigénio
FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
Decomposição do ozono:
1º - Fotodissociação das moléculas de ozono
2º - Os radicais livres de oxigénio (O•) reagem com
moléculas de ozono
FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
A velocidade de formação de ozono é igual à sua velocidade
de decomposição.
Existe um equilíbrio entre a formação e a decomposição naturais
de ozono, pelo que a concentração de ozono na Estratosfera fica
constante.
Este equilíbrio é importante para os seres vivos, pois é
responsável pela existência da camada de ozono, que
protege a Terra da radiação ultravioleta.
FILTROS SOLARES
As radiações ultravioleta são classificadas em UVA, UVB e UVC,
por ordem crescente da sua energia.
As radiações UVC são as mais energéticas e mais perigosas,
mas não chegam à Terra. São absorvidas na parte superior da
atmosfera (na Termosfera e, em menor grau, na Mesosfera).
As radiações UVB são absorvidas pela camada de ozono,
mas algumas chegam à Terra, provocando queimaduras,
cancros de pele (melanoma), doenças dos olhos, mutações
genéticas, destruição de espécies vegetais e deterioração de
alguns materiais.
FILTROS SOLARES
As radiações UVA, são as menos energéticas e menos perigosas,
mas provocam o envelhecimento da pele, a síntese da melanina
(pigmento natural que protege a pele absorvendo a radiação) e
queimaduras.
Apesar da atmosfera, nomeadamente a camada de ozono,
funcionar como um filtro solar, absorvendo os ultravioletas,
parte desta radiação não é absorvida e atinge os seres vivos.
Assim, é importante proteger a pele, que está mais exposta à
radiação solar, usando protectores solares (cremes solares).
FILTROS SOLARES
Os protectores solares têm filtros solares que absorvem ou
reflectem a radiação solar:
o Filtros químicos - Formados por moléculas orgânicas que
absorvem as radiações UVA e UVB;
o Filtros físicos (ecrãs minerais) - Formados por compostos
inorgânicos (óxidos de zinco e de titânio) que reflectem a
maior parte da radiação solar. São mais eficazes do que os
filtros químicos.
FILTROS SOLARES
Índice de protecção solar ou factor de protecção solar (FPS) –
Indica o número de minutos que uma pele pode estar exposta
ao sol sem sofrer danos. Depende do tipo e da concentração das
substâncias protectoras.
Um factor de protecção 30 indica que uma pele com esse
protector suporta 30 × 10* = 300 minutos (5 horas) de exposição
ao sol sem sofrer danos.
* 10 minutos de exposição ao sol sem sofrer danos e sem
protector
CAMADA DE OZONO
Camada de ozono - Quantidade de ozono que existe na
Estratosfera, disperso entre 15 km e 50 km de altitude.
A camada de ozono absorve as radiações ultravioleta com
energia entre 6,6 x 10-19 J e 9,9 x 10-19 J, funcionando como
um filtro solar natural.
Durante a absorção da radiação ocorre efeito químico da
radiação (quebra das ligações químicas) e efeito térmico
(aumento da energia cinética das partículas, responsável
pelo aumento da temperatura na Estratosfera).
CAMADA DE OZONO
O ozono na Estratosfera protege os seres vivos, mas na
Troposfera é uma substância nociva que irrita os olhos,
o nariz e a garganta.
ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃO
E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
A concentração do ozono na Estratosfera manteve-se constante
durante muito tempo, porque existe um equilíbrio entre a
formação e a decomposição naturais do ozono .
Mas, a concentração do ozono começou
a diminuir quando substâncias,
libertadas pelo Homem para atmosfera
(óxidos de azoto e radicais de cloro Cl•),
aumentaram a velocidade de
decomposição do ozono.
ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃO
E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
Os óxidos de azoto formam-se a partir do oxigénio e do azoto
atmosféricos, a temperaturas elevadas, com os efluentes dos
aviões supersónicos.
Os radicais Cl• formam-se principalmente a partir dos CFC
(clorofluorcarbonetos ou freons).
Os CFC são derivados do metano (CH4) e do etano (C2H6),
onde os átomos de hidrogénio são substituídos por átomos
de cloro e de flúor (derivados halogenados):
CFCl3 (triclorofluormetano) e CF2Cl2 (diclorodifluormetano).
ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃO
E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
Os CFC têm sido usados no arrefecimento dos frigoríficos e
aparelhos de ar condicionado, em espumas de isolamento
térmico, em latas de spray (lacas, desodorizantes e perfumes),
diluentes, etc.
A maioria dos CFC acabam por ser lançados na atmosfera e,
como são praticamente inertes (reagem pouco), atingem a
Estratosfera e provocam a destruição do ozono.
DESTRUIÇÃO DO OZONO
Na Estratosfera, os CFC são decompostos pelas radiações UV,
formando os radicais cloro:
O radical cloro reage com o ozono, formando monóxido de cloro
e oxigénio (reacção A). O monóxido de cloro reage com o radical
oxigénio e forma radical cloro (reacção B):
DESTRUIÇÃO DO OZONO
A reacção global resultante das reacções A e B pode ser
representada pela seguinte equação:
O radical cloro não aparece na reacção global porque é
consumido na 1ª reacção e forma-se de novo na 2ª reacção,
ficando disponível para reagir novamente com o ozono.
Significa que funciona como um catalisador
(aumenta a velocidade da reacção sem se transformar).
Outros catalisadores da decomposição do ozono são as que
produzem os radicais livres:
DESTRUIÇÃO DO OZONO
Para além dos agentes antropogénicos (CFC e óxidos de azoto),
também existem agentes naturais que podem provocar a
destruição do ozono.
Os principais agentes naturais são os vulcões, cujas erupções
libertam grandes quantidades de gases para a Estratosfera.
As partículas finas e o ácido sulfúrico contidos nestes gases
também podem funcionar como catalisadores da decomposição
do ozono.
BURACO DE OZONO
A diminuição da camada de ozono não é uniforme em
toda a atmosfera, sendo muito acentuada na Antárctida
(foi detectada em 1987, sobre o Pólo Sul).
Buraco de ozono - Zona sobre a Antárctida onde o ozono
quase desapareceu.
Desde 1987 (Protocolo de Montreal) que alguns países têm
estabelecido normas e prazos para a redução dos CFC.
BURACO DE OZONO
BURACO DE OZONO
Os ventos polares empurram
os CFC para o Pólo Sul.
Durante 6 meses, o Pólo Sul fica
sem luz solar e com temperaturas
até -80 ºC.
Formam-se pequenos cristais de gelo
que actuam como catalisadores na
transformação dos CFC em radicais
cloro, o que aumenta ainda mais
com as radiações UV do Sol, durante
os restantes 6 meses.
BURACO DE OZONO
Nas latitudes médias, a radiação ultravioleta tem sido
constante na última década.
Em 2010, a quantidade de ozono não estava a diminuir
nem a aumentar.
A camada de ozono, fora das regiões polares, deve recuperar
até 2050, para os níveis antes de 1980, mas o buraco de ozono
sobre a Antártida deve recuperar muito mais tarde.
O buraco de ozono já está a influenciar o clima da Terra,
alterando a temperatura e o movimento do vento.
Fonte: Earth Observatory (NASA)
BIBLIOGRAFIA
Dantas, M., & Ramalho, M. (2008). Jogo de Partículas A – Física
e Química A - Química - Bloco 1 - 10º/11º Ano. Lisboa: Texto
Editores.