Atmosfera

Camada gasosa que envolve a Terra

Camadas da atmosfera

Camada Altitude Fenómenos físicos e químicos mais importantesTroposfera Até cerca de 15

kmPrincipais Fenómenos meteorológicosRespiração e fotossíntesePoluição atmosférica

Estratosfera De 15 km a 50 km

Filtro das radiações ultravioletas pelo ozono

Mesosfera De 50 km a 80 km

Atividade química reduzida

Termosfera De 80 km a 800 km

Filtro das radiações mais energéticas, com a consequente ionização e dissociação das moléculas da atmosfera

Exosfera Acima de 800 km Praticamente já não existe matériaRaios cósmicos, que são partículas subatómicas (protões, neutrões e eletrões) proveniente do espaço exterior

Evolução da atmosfera terrestre

1) Bola de fogo - 4600 M.aArrefecimento

2) Crosta3) 1ºs Vulcões

Componentes minoritários Componentes maioritáriosAmoníaco (NH3) Dióxido de carbono (CO2)

Azoto molecular (N2) Água (H2O)Metano (CH4)

Arrefecimento

4) Chuvas (por condensação do vapor de água)5) 1ºs oceanos6) 1ºs organismos vivos (cianobactérias) (no fundo dos oceanos ou junto

aos vulcões)7) 1ª fotossíntese

H2O H2 + O2 (fotodissociação da água - em pequenas quantidades)8) O2 (consumido nas reações de oxidação)9) O3

Composição da atmosfera atual:

Componentes maioritários/principais Componentes minoritários/vestigiais

Azoto molecular (N2) – 78.08% Néon (Ne)– 18 ppmOxigénio molecular (O2)– 20.95% Hélio (He)– 5,20ppm

Árgon (Ar)– 0.93% Metano (CH4)– 1,40ppmDióxido de carbono (CO2)– 0.035% Crípton (Kr)– 1,00ppm

Hidrogénio (H2) – 0,50ppmÓxido de diazoto (N2O) – 0,50 ppm

Monóxido de carbono (CO)Xénon (Xe)

Amoníaco (NH3)Monóxido de azoto (NO)Dióxido de azoto (NO2)Ozono (O3) – 0,04 ppm

• A principal diferença entre a atmosfera primitiva e a atmosfera atual, reside no facto de a primeira não possuir oxigénio livre (O2);

• O oxigénio resultou da fotossíntese e acumulou-se na atmosfera até atingir a abundância atual;

• O azoto foi-se acumulando na atmosfera à medida que se libertava da crosta terrestre.

Poluente atmosféricoPoluente atmosférico é toda a emissão, natural ou antropogénica, que altere a composição normal da atmosfera de forma a prejudicar a qualidade de vida na Terra.Poluentes primários: produtos resultante de atividades naturais e humanasPoluentes secundários: quando os poluentes primários reagem entre si ou com outra substancias, fomando novas substâncias.

Poluente Fontes naturais Fontes antropogénicas

Dióxido de carbono(CO2 )

Respiração Produção de energia e aquecimento, transportes, indústria transformadora

Óxidos de azoto (NO, NO2 e N2O) Atividade microbiana nos solos, relâmpagos

Transportes, produção de energia, indústria transformadora

Óxidos de enxofre (SO2 e SO3) Oceanos, vulcões, erosão do solo

Produção de energia elétrica, indústria transformadora

Compostos orgânicos voláteis, COV (metano, compostos

aromáticos e halogenados, etc.)

Pântanos, decomposição de matéria orgânica, digestão

ruminantes.

Transportes, solventes, eliminação de resíduos, agropecuária

Matéria particulada (poeiras, fumos, pólenes, aerossóis, etc.)

Ventos e tempestades, floração, aerossol marítimo

Construção civil, transportes, fogos florestais, aquecimento doméstico

Mapa da poluição atmosférica por dióxido de azoto (NO2) troposférico

Uma substancia diz-se tóxica quando a sua ingestão, direta ou indireta, contacto coma pele ou inalação causa alterações e/ou graves no estado de saude de um organismo vivo.Toxicidade aguda

Dose letal de um produto químico (DL50)A dose de uma substancia que mata 50% de uma população testada. O seu valor expressa-se em mg de substância por kg de massa corporal.Quanto menor for a dose letal de uma substancia, maio será a sua toxicidade.Varia de pessoa para pessoa , com a idade, sexo e estado de saude.

Atmosfera: temperatura, pressão e densidade Variação da temperatura na atmosfera

Troposfera: diminui devido à expansão da ar. O ar quente, menos denso, sobe, permitindo que as camadas de ar mais frio desçam, num movimento de convecção

Estratosfera: aumenta devido às reações que envolvem o ozono que libertam energia e fazem aumentar a temperatura

Mesosfera: diminui devido á baixa reatividade química e existirem poucas espécies químicas que absorvem a radiação

Termosfera: aumenta porque existe elevada atividade química, elevada absorção de radiação e radiação altamente energética que chega até esta zona

Exosfera: variações térmicas muito grandes, podendo atingir os 2000 oC durante o dia e os -270 oC durante a noite.

Variação da densidade e da pressão na atmosferaDiminui coma altitude, poisa foça gravitica diminui, logo o ar expande-se e torna-se mais rarefeito, isto justifica a diminuição da densidade e da pressão, á medida que nos afastamos da superficie.

Lei de AvogadroVolumes iguais de quaisquer gases contêm o mesmo numero de moléculas, quando medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura - Condições PTN (pressão e temperatura normal: 0ºC e 1 atm)

V 1N 1

=V 2N 2

Ou

VN

=Constante

Numero de avogadro

Em 22,4 litros de um gás, a 0ºC e a 1 atm, existem 6,022 x 1023 mol-1.

NA=Nn

(¿)N=NA×n (¿)n= NNA

NA=6,022×1023mol−1

N - Nº de partículas

n - quantidade química/ de matéria (mol)

Exemplo:

2 moles de moléculas, quantas moléculas são?

1 mol moléculas _________________________________ 6,0022×1023moléculas

2 mol moléculas _________________________________ N

N= 12,044 ×1023moléculas

ou

NA=Nn

6,022×1023moléculas =N2

N=12,044×1023moléculas

Quantidade de matéria/ de substancia/química - expressa em moles (mol)

1 mole (mol) é a quantidade de matéria (n) existente numa amostra que possua 6,022x1023 partículas.

Volume molar (Vm) É o volume ocupado por uma mole de gás. Exprime-se em decímetros cúbicos por mole (dm3/mol) ou em decímetros por mole

(L/mol). O volume molar de qualquer gás nas condições PTN é sempre 22,4 dm3/mol. Nesse

volume existem sempre 6,022×1023 moléculas.

Vm = Vn

Vm – Volume molar (dm3/mol ou dm3 mol-1) = 22,4 dm3 mol-1 (em condições PTN)

V – volume do gás (dm3 )

n – quantidade química de gás (mol )

Massa molar (M) Indica a massa por unidade de quantidade de matéria É expressa em gramas por mole

M = mn n = mM

M- Massa molar (g/mol)

m - Massa de matéria (g)

n - quantidade química, «nº de moles»

Exemplo:

Determinar o número de moléculas de CO2 existentes em 100g deste gás.

M(CO2) = M (C) + 2M (O)

12,01 + 2×16,00

44,01 g/mol

M = mn (=) 44,01=

100n (=) n=

10044,01 (=) n= 2,27 mol

NA=Nn

(=) 6,022×1023 =N (CO2)2 ,27

(=) N (CO2) = 6,022 ×1023×2,27 (=)

1,37×1024 moléculas de CO2

Dispersões na atmosfera µm µm

10-9 10-6

Soluções de Colóides Suspensões ou

misturas homogéneas meio d0isperso misturas heterogéneas

+

Soluto meio dispersante Efeito de

(meio disperso) propriedade Tyndall

+

Solvente (meio dispersante)

Tipos de Colóides Aerossol

Líquido ou sólido disperso num gás Espuma

Gás disperso num líquidoGás disperso num sólido - Espuma sólida (esferovite)

EmulsãoLíquido disperso num líquido

Líquido disperso num sólido - Emulsão sólida Sol ou gel

Sólido disperso num líquido Sol sólido

Sólido disperso num sólido

ConcentraçãoComposição quantitativa Expressa em quantidade de matéria (mol) de soluto por unidade de volume de solução.Unidade SI de concentração é mol/m3

C= nV

Modos de expressar a composição de soluçõesConcentraçãoQuantidade de matéria de soluto por unidade de volume de solução

C= nV

Unidade: Mol dm-3

Concentração em massaMassa de soluto por unidade de volume de solução

Cm= msolutoVsolução

Unidade: g dm-3 e mg dm-3

Percentagem em massaMassa de soluto por massa de solução (×100)

% (m /m)= msolutomsolução

×100Unidade: % (m/m)

Percentagem em volumeVolume de soluto por volume de solução (×100)

% (v /v )= vsolutovsolução

×100Unidade: % (v/v)

Fração molarQuantidade de matéria de um componente (um soluto ou o solvente) por unidade de quantidade de matéria de solução (soma das quantidades de matéria dos vários componentes)

Xa= nana+nb+…Unidade: Não tem unidades

Partes por milhãoPartes de soluto por milhão de partes de solução( em massa ou volume)

ppm= msolutomsolução

×106 ou ppm= VsolutoVsolução

×106

Unidade: ppm

Interação radiação - matériaRadiação UV-A

É a menos energética É pouco retida pela atmosfera e penetra na pele humana, podendo causar

danos em profundidade.

Radiação UV-B É perigosa para o ser humano, pois é responsávekl pelas queimaduras solares É retida em grande parte pelo ozono (O3) estratosférico e também pelo oxigénio

(O2)

Radiação UV-C É a mais energética e por isso a mais perigosa para o ser humano É praticamente absorvida pelo oxigénio (O2) e azoto (N2) presentes na

termosfera

Parte da radiação infravermelha proveniente do Sol é filtrada pelo vapor de água e dióxido de carbono existentes na atmosfera. Mas estes gases desempenham um papel mais importante no chamado efeito de estufa.O efeito de estufa é um fenómeno natural em que a radiação visível e parte da radiação ultravioleta, provenientes do sol, atravessam a atmosfera e incidem na Terra aquecendo a sua superficie.