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5. MOLÉCULAS NA TROPOSFERA
5.1. LIGAÇÃO COVALENTE EM MOLÉCULAS DIATÓMICAS
Escola Secundária Maria Lamas – Torres NovasFísica e Química A – 10º AnoNelson Alves Correia
UNIDADE 2 – NA ATMOSFERA DA TERRA: RADIAÇÃO, MATÉRIA E ESTRUTURA
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 commoléculas de ozono
FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
A velocidade de formação de ozono é igual à sua velocidadede 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, queprotege 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 comoum 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, responsávelpelo 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 FORMAÇÃOE 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 começoua diminuir quando substâncias,libertadas pelo Homem para atmosfera(óxidos de azoto e radicais de cloro Cl•),aumentaram a velocidade dedecomposição do ozono.
ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃOE 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 átomosde cloro e de flúor (derivados halogenados):CFCl3 (triclorofluormetano) e CF2Cl2 (diclorodifluormetano).
ALTERAÇÃO DO EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃOE 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 emtoda a atmosfera, sendo muito acentuada na Antárctida(foi detectada em 1987, sobre o Pólo Sul).
Buraco de ozono - Zona sobre a Antárctida onde o ozonoquase 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 empurramos CFC para o Pólo Sul.
Durante 6 meses, o Pólo Sul ficasem luz solar e com temperaturasaté -80 ºC.
Formam-se pequenos cristais de geloque actuam como catalisadores natransformação dos CFC em radicaiscloro, o que aumenta ainda maiscom as radiações UV do Sol, duranteos 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 diminuirnem a aumentar.
A camada de ozono, fora das regiões polares, deve recuperaraté 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 – Físicae Química A - Química - Bloco 1 - 10º/11º Ano. Lisboa: Texto Editores.