Já estudámos, em aulas anteriores, que:

a atmosfera terrestre é essencialmente constituída por azoto e a atmosfera terrestre é essencialmente constituída por azoto e oxigénio e por uma variedade de gases e partículas que oxigénio e por uma variedade de gases e partículas que constituem os componentes vestigiais e que existem em constituem os componentes vestigiais e que existem em percentagens diferentes;percentagens diferentes;

a pressão e a densidade da atmosfera variam com a altitude, a pressão e a densidade da atmosfera variam com a altitude, dependendo da quantidade dos componentes da atmosfera que dependendo da quantidade dos componentes da atmosfera que existem em cada camada;existem em cada camada;

a atmosfera terrestre é constituída por soluções, colóides e a atmosfera terrestre é constituída por soluções, colóides e suspensões;suspensões;

a atmosfera está dividida em camadas de acordo com a variação a atmosfera está dividida em camadas de acordo com a variação da temperatura.da temperatura.

A que se deve a variação da temperatura nas diferentes camadas da atmosfera?

Variação da temperatura nas diferentes camadas da atmosfera

Para dar resposta a esta questão temos que pensar:

De onde vem a energia que aquece a Terra?

O SolO Sol emite uma grande gama de radiaçõesemite uma grande gama de radiações

9,94 x 109,94 x 10-19-19 J JUltravioleta visível infravermelha

4,95 x 104,95 x 10-19-19 J J 2,50 x 102,50 x 10-19-19 J J 1,98 x 101,98 x 10-27-27 J J

UV-C UV-B UV-A

9,94 x 109,94 x 10-19-19 J J7,10 x 107,10 x 10-19-19 J J 6,32 x 106,32 x 10-19-19 J J

4,95 x 104,95 x 10-19-19 J J

•Só cerca de 70% da radiação emitida pelo Sol atinge a Terra Só cerca de 70% da radiação emitida pelo Sol atinge a Terra das quais destacamos:das quais destacamos:

☼ 50% de radiação infravermelha☼ 40% de radiação visível☼ 10% de radiação ultravioleta

UV-A (λ~315 a 400 nm)

UV-B (λ~280 a 315 nm)

UV-C (λ~200 a 280 nm)

As radiações UV-C e algumas UV-B são absorvidas por N2, O2 e O3, a altitudes diferentes.

Nem todas as radiações emitidas pelo Sol atingem a superfície da Terra.

As radiações UV-A, algumas UV-B, a radiação visível e a IV, atingem a superfície da Terra.

+

Efeito térmicoEfeito térmico – a energia absorvida aumenta a energia cinética – a energia absorvida aumenta a energia cinética das partículas, o que faz aumentar a temperatura.das partículas, o que faz aumentar a temperatura.

Ao entrar na atmosfera as radiações colidem com as partículas aí existentes, transferindo para elas a energia que transportam, podendo causar dois efeitos:

Efeito químicoEfeito químico – a energia absorvida vai desencadear reacções – a energia absorvida vai desencadear reacções químicas.químicas.

Efeito químico da radiaçãoEfeito químico da radiação – – reacções fotoquímicas ou fotólisesreacções fotoquímicas ou fotólises

As partículas absorvem as radiações solares, utilizando a sua energia para:

Quebrar ligações nas moléculasQuebrar ligações nas moléculas – levando à dissociação da molécula com a formação de radicais livres. Ocorrem na zona superior da troposfera e na estratosfera.

Ionizar átomos ou moléculasIonizar átomos ou moléculas – levando à formação de iões com carga +1. Ocorrem na termosfera e com menor frequência na mesosfera.

A energia das radiações ao ser absorvida por átomos ou moléculas estáveis provoca a excitação de um electrão da orbital mais exterior para outra mais energética que se encontra vazia.

Radicais livresRadicais livresRadicais livres são partículas com electrões desemparelhados, que se formam quando átomos ou moléculas estáveis absorvem radiações visível e ultravioleta.

O electrão excitado pode manter o seu spin (estado de singleto) ou inverter o seu spin (estado de tripleto = radical livre).

Radicais livresRadicais livres

A partícula radical livre apresenta intensa reactividade mas tem tempo de vida muito curto (10 µs a 10 ms)

Radicais Radicais

livreslivres• Na atmosfera contribuem para a formação e Na atmosfera contribuem para a formação e

decomposição do ozono.decomposição do ozono.• São responsáveis pela alteração das São responsáveis pela alteração das

gorduras, quando em contacto com o ar.gorduras, quando em contacto com o ar.• São responsáveis pela degradação de São responsáveis pela degradação de

plásticos na presença da luz solar.plásticos na presença da luz solar.• São responsáveis pelo surgimento de rugas, São responsáveis pelo surgimento de rugas,

flacidez e perda de vitalidade da pele e flacidez e perda de vitalidade da pele e portanto causa básica do envelhecimento.portanto causa básica do envelhecimento.

• Têm implicações no desenvolvimento do Têm implicações no desenvolvimento do cancro, da diabetes, da asma, da depressão cancro, da diabetes, da asma, da depressão e de doenças reumatológicas e e de doenças reumatológicas e cardiovasculares.cardiovasculares.

• Têm implicações na lesão cerebral mediada Têm implicações na lesão cerebral mediada pela idade (radiações de oxigénio).pela idade (radiações de oxigénio).

Efeitos nocivos

A produção de radicais livres A produção de radicais livres

no nosso organismo é no nosso organismo é

aumentada por:aumentada por:

•Alimentação inadequada.Alimentação inadequada.

•Com a hipoglicemia.Com a hipoglicemia.

•Stress profissional, escolar e Stress profissional, escolar e familiar.familiar.

•Hábito de fumar.Hábito de fumar.

•Uso de drogas e de álcool.Uso de drogas e de álcool.

•Exercício físico intenso sem Exercício físico intenso sem condição física apropriada.condição física apropriada.

•Exposição à poluição Exposição à poluição ambiental.ambiental.

•Exposição às radiações solares.Exposição às radiações solares.

Controlo da produção de

Controlo da produção de radicais livres de modo a

radicais livres de modo a não causarem dano no

não causarem dano no organismo.organismo.

Ingerir alimentos com ferro, Ingerir alimentos com ferro, manganésio e selénio, vitaminas A, C, manganésio e selénio, vitaminas A, C, E, E, ββ-caroteno e riboflavina que actuam -caroteno e riboflavina que actuam como antioxidantes.como antioxidantes.

Procurar não frequentar ambientes Procurar não frequentar ambientes poluídos.poluídos.

Não fumar.Não fumar.

Não beber bebidas alcoólicas em Não beber bebidas alcoólicas em demasia.demasia.

Praticar exercício físico moderado e de Praticar exercício físico moderado e de acordo com a condição física de cada acordo com a condição física de cada um.um.

Proteger-se contra a radiação UV com Proteger-se contra a radiação UV com protectores adequados.protectores adequados.

O•O•

Alguns radicais livres existentes na atmosfera

Forma-se por fotodissociação das moléculas de O2

O2 + O•O• O•O•Radiação UV

Ao valor mínimo necessário para dissociar uma molécula chama-se energia de dissociação. Para uma mole de moléculas será energia de dissociação por mole. Neste caso é absorvida a energia de 498 kJ/mol.

A energia libertada quando se forma uma ligação química chama-se energia de ligação, para uma molécula formada, ou, se se formar uma mole de moléculas, será energia de ligação por mole.

Alguns radicais livres existentes na atmosfera

HO•HO•

Forma-se por fotólise das moléculas de H2O

H2O + HO•HO• H·Radiação UV

Ou por fotólise das moléculas de HONO (vapor de ácido nitroso)

HONO + HO•HO• NO·Radiação UV

CHCH33••

Alguns radicais livres existentes na atmosfera

Forma-se por fotodissociação das moléculas de metano – CH4

H3C - H + CHCH33•• H•Radiação UV

Formação de iões na atmosfera

Se a energia da radiação solar for igual ou superior à primeira energia de ionização consegue arrancar um electrão

à partícula sobre a qual incide, ionizando-a.

Como as energias de ionização são relativamente elevadas ocorrem na termosfera e em menor quantidade na mesosfera

por absorção da radiação UV – C.

Formação de iões na atmosfera

Na termosfera e na mesosfera os gases predominantes são o oxigénio (O2) e o azoto (N2).

São eles que absorvem a radiação solar e que se ionizam.

O2 OO22++ + 1e-

N2 NN22++ + 1e-

O• OO•+•+ + 1e-

A atmosfera funciona como um filtro das radiações solares

Deixa passar as radiações de menor energia e retém as de maior energia.

Por que motivo na termosfera a temperatura é tão elevada?

Se a energia da radiação é muito elevada, parte dela vai ser usada para aumentar a energia cinética das partículas, aumentando assim a temperatura ambiente.

E E radiação absorvidaradiação absorvida = E = E necessária para o efeito químiconecessária para o efeito químico + E + E cinéticacinética

O que acontece às radiações que atingem as zonas mais baixas da atmosfera?

O dióxido de carbono e a água absorvem radiação de grandes comprimentos de onda, emitidas da superfície da Terra (radiação IV de 7 µm a 13 µm).Os gases que mais absorvem a radiação IV térmica (4<λ<50 μm) emitida pela superfície da Terra são: O3 (troposférico),

H2O, CH4, N2O, CO2 e CFC

(clorofluorocarbonetos), designados gases de estufa.

ALERTA : Uma pequena variação da concentração destes gases pode causar alterações significativas no balanço energético da Terra.

Efeito de estufa

Gases responsáveis: O3, CO2, CFC, CH4, H2O e N2O

Aquecimento global

Os gases de estufa absorvem essencialmente na região dos infravermelhos. Por isso uma pequena variação na concentração destes gases provoca alterações no balanço energético da Terra.