5. MOLÉCULAS NA TROPOSFERA

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1 5. MOLÉCULAS NA TROPOSFERA
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

2 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.

3 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

4 FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO
1º - Fotodissociação das moléculas de ozono 2º - Os radicais livres de oxigénio (O•) reagem com moléculas de ozono

5 FORMAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DO OZONO

6 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.

7 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.

8 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).

9 FILTROS SOLARES Os protectores solares têm filtros solares que absorvem ou reflectem a radiação solar: Filtros químicos - Formados por moléculas orgânicas que absorvem as radiações UVA e UVB; 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.

10 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

11 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 J e 9,9 x 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).

12 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.

13 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.

14 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).

15 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.

16 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):

17 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:

18 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.

19 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.

20 BURACO DE OZONO

21 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.

22 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)

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25 BIBLIOGRAFIA Dantas, M., & Ramalho, M. (2008). Jogo de Partículas A – Física e Química A - Química -­ Bloco 1 ­- 10º/11º Ano. Lisboa: Texto Editores.