Ozono na atmosfera
Suas funções e química associada
Carlos Bernardino Col. Manuel Bernardes
Ozono na atmosfera
Para além da sensibilização para a importância da
molécula de ozono, a presente unidade pretende dar
aos alunos a noção de que...
... Como o mesmo conjunto de espécies podemos
obter simultaneamente várias reacções químicas
diferentes.
... Muitas “reacções” químicas reacções ocorrem por
passos ou etapas.
... Que as reacções em questão acabam por ser
“cíclicas”
... Compreender a influência dos CFC no ciclo do
ozono.
Como se pode formar Ozono?
•E formaram-se duas
lindas moléculas
de
u.v.
Ozono!
•Será que duram muito
tempo?
• Este é um dos
processos possíveis
•Tudo se baseia em
moléculas de oxigénio...
•...e num fotão UV que
deixará de existir 
UV
O2 ( g ) 
O * ( g)  O * ( g)
2O2 ( g )  2O * ( g ) 
 2O3 ( g )
- Átomo de Oxigénio
Da decomposição do ozono nascem as
sementes de outra molécula de Ozono
u.v.
Com os fotões UV,
que facilmente
decompõem a
molécula.
Nada de pânico,
ainda há esperança.
Da decomposição do ozono nascem as
sementes de outra molécula de Ozono
Forma-se um radical
livre oxigénio (O*) e
uma molécula de
oxigénio.
UV
O3 ( g ) 
O * ( g )  O2 ( g )
Se esta reacção ocorrer em duas
moléculas de ozono...
UV
2O3 ( g ) 
2O * ( g )  2O2 ( g )
•E teremos dois radicais
livres de oxigénio
•Estamos mesmo a ver que
eles se vão ligar e...
Se esta reacção ocorrer em duas
moléculas de ozono...
•Dão origem a 3 moléculas
de oxigénio, que já vimos
que podem dar origem a
ozono (lembram-se?
expliquei há 3 minutos)
•A equação geral será...
UV
2O3 ( g ) 
3O2 ( g )
Acaba por ser um ciclo
que se fecha!!!
E os CFC ??? Como destroem a camada
de ozono?
Por dois processos:
1. Impedem a formação de moléculas de ozono
2. Destroem as moléculas de ozono já formadas
Mas o que são CFC? Clorofluorcarbonetos ... vejamos
Consideremos o singelo exemplo
do Freon 11
•Esta molécula foi muito
utilizada na indústria.
•Libertou-se na troposfera
e por ser muito estável não
se decompõe.
Cloro
Flúor
•O CFC tem tempo para
subir até à estratosfera
onde chegam muitos UV-B
e onde se encontra a
camada de ozono.
Carbono
Consideremos o singelo exemplo
do Freon 11
•Belo! Agora temos esta
molécula na estratosfera.
•A incisão de um fotão de
UV pode provocar a quebra
de ligação entre C e Cl.
U
V
Agora temos um radical livre
cloro.
Cloro
Flúor
Carbono
E esse radical livre cloro...
• Tal como vimos no início da
aula...
u.v.
•Só que agora está presente
um radical livre cloro
proveniente de um CFC
(representado por um
círculo amarelo) que por ser
muito reactivo “caça” os
radicais livres oxigénio que
se vão libertar, impedindo a
ligação dos radicais O* à
molécula de oxigénio,
impedindo a formação de
moléculas de Ozono.
Os CFC a impedir a formação de Ozono
•O radical cloro actua
como reunificador da
molécula de oxigénio, e ...
•Do oxigénio produziu-se
oxigénio
•Nada de ozono
Os CFC a impedir a formação de Ozono
•O radical cloro
acaba livre como
começou...
•E pronto para
impedir nova
formação de ozono
ou...
•Destruir uma
molécula de ozono
Os CFC a destruir Ozono
•O radical cloro é
muito reactivo
•Reage com a
molécula de ozno,
que por acaso nem é
das mais
“resistentes”
• e ...
Os CFC a destruir Ozono
•O radical cloro fica
livre outra vez
•Forma-se oxigénio,
mas disso há muito...
• e o radical cloro
volta a ficar livre.
Conclusão
Os CFC podem actuar de mais de uma
maneira, prejudicando sempre a camada de
ozono.
Um radical cloro pode decompor 100.000
moléculas de ozono.
Há várias formas, arranjos, combinações
entre todas estas espécies com várias
reacções químicas diferentes
Estas reacções decorrem por etapas.
Há muita investigação a fazer nesta área e
cuidado a ter com o ambiente!
Efeitos da destruição da camada
de ozono
Nem todo o ozono é bom!
Ozono
estratosférico
(Ozono bom)
Ozono
troposférico
(Ozono mau)
2.1. Evolução da atmosfera
•Relacionar a evolução da atmosfera com os gases nela existentes
•Justificar a importância de alguns gases da atmosfera (O2, N2, H2O e CO2)
face à existência de vida na Terra
•Comparar a composição provável da atmosfera primitiva com a composição
média actual da troposfera
•Indicar a composição média da troposfera actual em termos de componentes
principais(O2, N2, H2O e CO2) e vestigiais (óxidos de azoto, metano, amoníaco,
monóxido de carbono,
hidrogénio...)
•Explicar como alguns agentes naturais e a actividade humana provocam
alterações na concentração dos constituintes vestigiais da troposfera, fazendo
referência a situações particulares de atmosferas tóxicas para o ser humano
•Exprimir o significado de dose letal (DL50) como a dose de um produto químico
que mata 50% dos animais de uma população testada e que se expressa em
mg do produto químico/kg de massa corporal do animal
•Comparar valores de DL50 para diferentes substâncias
•Comparar os efeitos de doses iguais de uma substância em organismos
diferentes
2.2 Atmosfera: temperatura, pressão e
densidade em função da altitude
•Explicar que, na ausência de qualquer reacção química, a temperatura da
atmosfera deveria diminuir com a altitude até um certo valor e depois aumentar
como resultado da actividade solar
•Associar a divisão da atmosfera em camadas, aos pontos de inflexão da
variação de temperatura em função da altitude
•Estabelecer uma relação, para uma dada pressão e temperatura, entre o
volume de um gás e o número de partículas nele contido
•Relacionar a densidade de uma substância gasosa com a sua massa molar
•Relacionar a variação da densidade da atmosfera com a altitude
•Reconhecer que a atmosfera é formada por uma solução gasosa na qual se
encontram outras dispersões como os colóides e suspensões, na forma de
material particulado •Indicar o significado de solução, colóide e suspensão e
distingui-los uns dos outros
•Identificar soluções, colóides e suspensões em situações do quotidiano (AULA
da próxima 4ª feira).
•Explicitar a composição quantitativa de uma solução em concentração, conc.
mássica, % em massa, em volume, fracção molar e partes por milhão
•Exprimir a composição quantitativa média da atmosfera de formas diversas e
estabelecer a correspondência adequada
2.3. Interacção radiação-matéria
Interpretar a formação dos radicais livres da atmosfera
(estratosfera e troposfera) HO•, Br• e Cl• como resultado
da interacção entre radiação e matéria
•Interpretar a formação dos iões O2+, O+ e NO+ como
resultado da interacção entre radiação e matéria
•Interpretar a atmosfera como filtro solar (em termos de
absorção de várias energias nas várias camadas da
atmosfera)
•Explicar o resultado da interacção da radiação de energia
mais elevada na ionosfera e mesosfera, em termos de
ionização, atomização (ruptura de ligações) e aceleração
das partículas
•Enumerar alguns dos efeitos da acção de radicais livres
na atmosfera sobre os seres vivos
2.4. O ozono na estratosfera
•Compreender o efeito da radiação na produção de ozono estratosférico
•Explicar o balanço O2/O3 na atmosfera em termos da fotodissociação de O2 e de O3
•Explicar a importância do equilíbrio anterior para a vida na Terra.
•Conhecer formas de caracterizar a radiação incidente numa superfície - filtros mecânicos e
químicos
•Interpretar o modo como actua um filtro solar
•Indicar o significado de “índice de protecção solar”
•Interpretar o significado de “camada do ozono”
•Discutir os resultados da medição da concentração do ozono ao longo do tempo, como
indicador do problema da degradação da camada do ozono
•Interpretar o significado da frase “buraco da camada do ozono” em termos da diminuição
danconcentração daquele gás
•Compreender algumas razões para que essa diminuição não seja uniforme
•Indicar alguns dos agentes (naturais e antrop.) que podem provocar a destruição do ozono
•Indicar algumas consequências da diminuição do ozono estratosférico, para a vida na Terra
•Indicar o significado da sigla CFC’s, identificando os compostos a que ela se refere pelo
nome e fórmula, como derivados do metano e do etano
•Aplicar a nomenclatura IUPAC a alguns alcanos e seus derivados halogenados
•Explicar por que razão os CFC’s foram produzidos em larga escala, referindo as suas
propriedades e aplicações
•Indicar alguns dos substitutos dos CFC’s e suas limitações (AMANHÃ)
Fim, por hoje
A unidade 2.5 não foi ainda
leccionada e não sai para a ficha
de 5 de Fevereiro.