Reações fotoquímicas

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Aula da disciplina ACH1023 - Química Ambiental, ministrada em 11/4/2012 para os alunos do curso de Gestão Ambiental (EACH/USP Leste).

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Reações fotoquímicas

  1. 1. CMAPPING I sharing knowledge to empower people ACH1023 Química Ambiental Paulo Rogério Miranda CorreiaEscola de Artes, Ciências e Humanidades I Universidade de São Paulo Reações fotoquímicas I 11 de abril de 2012
  2. 2. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • história da Terra • Crise ambiental 2 bilhões de anos atrás
  3. 3. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • a evolução da nossa atmosfera • Idade aproximada da Terra: 4,5 bilhões de anos Surgimento da vida na Terra: 3,5 bilhões de anos atrás Maior impacto ambiental que a Terra já vivenciou Atmosfera primitiva  Atmosfera atual• redutora • muito oxidante• rica em CH4(g), NH3(g) e • rica em N2(g) e O2(g)H2(g) • processos biológicos• crosta rica em Fe0• ↑ incidência de radiação UV
  4. 4. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • aspectos termodinâmicos • Atmosfera primitiva  Atmosfera atual• ↑ estabilidade termodinâmica • ↓ estabilidade termodinâmica• parecida com Vênus/Marte • não está em equilíbrio• equilíbrio: sem mudança
  5. 5. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • a presença de oxigênio • Forte agente oxidante• maça exposta ao ar (monitorar coloração por 20 minutos)• metade 1: controle• metade 2: adição de suco de laranja ou limão (vitamina C) Evolução para se proteger do oxigênio Oxigênio é subproduto da fotossíntese 6CO2(g) + 6H2O(l) + energia → C6H12O6(aq) + 6O2(g) Alta eficiência energética (processo fotoquímico) Fermentação é a alternativa anaeróbia
  6. 6. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • a presença de oxigênio • 2,8 bi anos atrás: fermentação (processo anaeróbio) 2,0 bi anos atrás: fotossíntese (tolerância ao oxigênio) 0,4 bi anos atrás: vida terrestre (sem proteção aquática)
  7. 7. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • reações fotoquímicas • Iniciadas pela ação de fótons (radiação eletromagnética) Rompimento de ligações químicas requer energia Radiação visível e UV
  8. 8. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • a radiação eletromagnética na atmosfera •
  9. 9. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • ozônio estratosférico • Absorção de energia UV na estratosfera Aumento da temperatura (parte superior da estratosfera)
  10. 10. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • ciclo de Chapman: não catalítico • Formação do O3 estratosférico O2(g) + UV (≤241nm) → 2O(g) O + O2(g) → O3(g) + calor • Outra molécula (M) é necessária para transmitir o calor gerado O + O2(g) + M → O3(g) + M + calor Decomposição do O3 estratosférico O3(g) + UV (<320nm) → O2*(g) + O*(g) • Excesso de energia: estado excitado (*) • Instabilidade: perda da energia excedente por emissão de fóton ou colisões com moléculas vizinhas (calor).
  11. 11. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • leituras recomendadas •
  12. 12. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • leituras recomendadas •
  13. 13. CMAPPING I sharing knowledge to empower people • exercício: entrega no final da aula • Qual é a energia envolvida na dissociação de 1 mol de O2(g)? O2(g) + UV (≤241nm) → 2O(g) Qual é a energia envolvida na dissociação de 1 mol de O3(g)? O3(g) + UV (<320nm) → O2*(g) + O*(g)

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