Química Ambiental

Professor: Marcelo Vizeu

CURSO: TÉCNICO SUBSEQUENTE EM MEIO AMBIENTE

Aula 03 – Química da EstratosferaA estratosfera é uma camada da atmosfera que vai da

faixa dos 15 km até os 50 Km de altura acima do nível do solo.

Nessa região, localiza-se a camada de ozônio, que funciona como uma espécie de filtro natural do planeta Terra, protegendo-o dos raios ultravioletas do Sol.

Fonte: http://www.achetudoeregiao.com.br

- A Estratosfera é

meteorologicamente tranquila,

clara e ensolarada e possui cerca

de 90% do Ozônio atmosférico;

- Possui movimentos de ar em

sentido horizontal;

- Pequena concentração de vapor

d'água;

- Na sua parte inferior, flui uma

corrente de ar em jato, conhecida

como jet stream, que exerce

influência na meteorologia das

zonas temperadas.

A temperatura naestratosfera se elevacom o aumento dealtitude, o que se deveà absorção deradiação ultravioleta(UV) pelas moléculasde ozônio.

Fonte: Baird, 2002, p.44.

Fonte: http://www.g1.globo.com

Austríaco salta da estratosfera e quer ser o 1º a superar a velocidade do som

- Balão que levou a cápsula até a estratosfera demorou 2h30 na subida. Já a queda livre durou 4 minutos;

- O traje pressurizado protegeu o paraquedista das temperaturas de até - 70 graus na estratosfera.

- Gás cuja concentração é expressaem termos de unidades Dobson (UD);

- 1 UD equivale à espessura de 0,001 cm de ozôniopuro, com a densidade que ele possuiria se estivessesubmetido à pressão de 1 atm e temperatura de 0ºC;

- 1 miliatmosfera centímetro (matm.cm) = 1 UD;

- Concentração média de O3 na estratosfera emlatitudes com clima temperado = 350 UD

Ozônio (O3)

- Concentração absoluta: moléculas por centímetrocúbico de ar;

- Concentração relativa: fração molar, ppm, ppb, ppt(número de moléculas do soluto/ poluente presentesem um milhão, bilhão ou trilhão de moléculas de ar);

- Pode-se utilizar pressão parcial do gás (atm, Pa,bar), a qual é diretamente proporcional à sua fraçãomolar:

- Pi = xi . P

Unidades de concentração

- A absorção de luz por uma substância está diretamenterelacionada à composição dos níveis de energia de seuselétrons;

- Objetos percebidos como de cor preta absorvem todos oscomprimentos de onda do espectro visível: desde 400 nm (luzvioleta) até 750 nm (luz vermelha);

- 1 nanômetro (nm) = 10-9 metros

- Espectro de absorção: representa as diversas frações relativasde luz e seus respectivos comprimentos de onda

Absorção de radiações eletromagnéticas

Fonte: Serway& Raymond, 2004.

Espectro eletromagnético

Espectro eletromagnético

- Ondas de rádio: radiações de baixa energia que sãoproduzidas por oscilações de elétrons em antenasmetálicas;

- Microondas: podem provocar mudanças no estadorotacional das moléculas;

- Infravermelho: pode alterar o estado vibracional dasligações químicas → utilizado para caracterizarsubstâncias;

- Luz visível: provoca alterações no nível de energia doselétrons da camada de valência;

- Ultravioleta:

- 5% da energia mandada pelo sol;

- Existem 3 tipos UV-A, UV-B e UV-C;

- UV-A: bronzeamento da pele

- Ultravioleta:

- UV-B: mais perigosa, absorvida pela camada de O3 ecausadora das queimadoras;

-UV-C: não atinge a superfície!

- Ultravioleta: é ionizante e capaz de romper ligações.Além disso, pode modificar estruturas moleculares einiciar reações químicas:

- Tubos fluorescentes;

- Lâmpadas germicidas;

- Tratamento do raquitismoentre outras.

- Raios X: podem alterar a energia dos elétrons dosníveis eletrônicos mais internos;

- Raios Gama:

- Raios Gama: radiações altamente ionizantes,também excitam os elétrons dos níveis eletrônicosmais internos. Podem provocar ainda alterações nonúcleo dos átomos e DNA das células;

- Comportamento de absorção seletiva é observado para todos os átomos e moléculas;

- Para o O2(g), ocorre absorção significativa entre 120 e 220 nm → região do UV-C

- Usado na descontaminação de alimentos e equipamentos médicos.

PODER DE PENETRAÇÃO DAS RADIAÇÕES

Princípios de Fotoquímica

- Dualidade onda-partícula: a luz pode serconsiderada não apenas como um fenômenoondulatório, mas também como tendopropriedades de partícula;

- Fótons: pacotes finitos de energia. Podem serabsorvidos ou emitidos pelos materiais;

- Energia (E) de cada fóton relaciona-se com a frequência(v) e com o comprimento de onda (λ) pelas seguintesexpressões:

E = h.v E = h.c/λ λ.v = c

onde c = velocidade da luz e h = constante de Planck = 6,62607004 × 10-34 m2 kg / s

- Energia transferida à matéria é diretamente proporcionalà frequência da radiação e inversamente proporcional aoseu comprimento de onda;

- Luz UV: altamente energética, uma vez que possui baixocomprimento de onda;

- Infra vermelho: baixo teor de energia, pois possui alto comprimento de onda;

- Luz visível: energia intermediária.

Fonte: http://www.ck.com.br/