Poluição Atmosférica: compreendendo fenômenos Bolsistas: Anny Carolina de Oliveira Fernanda Tavares Lidiane Borges Dutra Muniz 1
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Composição da atmosfera
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Camadas da Atmosfera
É na troposfera que se situa a poluição do ar.
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Ciclo do NitrogĂŞnio
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Ciclo do Carbono
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Experimento
Soprando na รกgua de cal 7
Materiais Utilizados Materiais necessários
Reagentes
1 béquer de 500 mL (ou copo Cal virgem (CaO) grande) solução alcoólica de fenoftaleína 1% 1 bastão ou colher m/V 1 funil de plástico 1 papel de filtro qualitativo (ou filtro de papel para coar café) 1 conta-gotas 1 tubo de ensaio grande ou um copo transparente 1 canudo de plástico (do tipo usado para tomar refrigerante) 8
Como fazer? • Colocar 15 mL da solução de água de cal em um tubo de ensaio, adicionar duas gotas da solução de fenolftaleína e observar. • Usando um canudo plástico, soprar na solução contida no tubo de ensaio, borbulhando e observar.
• Continuar o borbulhamento por mais 5 minutos e observar. 9
Considerações sobre o experimento • O CO2 dissolvido em água produz o ácido carbônico, que em solução se ioniza e torna a solução ácida, fazendo com que a solução mude de cor rosa para incolor: CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq) (1) H2CO3(aq) + H2O(l) → H3O+ (aq) + HCO3-(aq) (2) • O borbulhamento do ar pulmonar implica na introdução de gás carbônico na solução de água de cal (solução de hidróxido de cálcio), formando o íon carbonato: CO2(g) + 2 OH-(aq) → CO2-3(aq) + H2O(l) 10
Considerações sobre o experimento • O íon carbonato na presença de íons Ca2+ (da solução), leva à formação de um precipitado de carbonato de cálcio (sal pouco solúvel): Ca2+(aq) + → CO2-3(aq) → CaCO3(s) (4)
• Continuando o borbulhamento do gás carbônico, ocorre a dissolução desse precipitado, devido à formação do íon bicarbonato: CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2 HCO3-(aq) (5) 11
Ciclo do Enxofre
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Poluição
Qual a relação? Chuva Ácida 13
Chuva Ácida – O que é? •
Um dos problemas ambientais mais sérios da atualidade, causado pelos gases tóxicos liberados na queima de combustíveis como o carvão e o petróleo.
• A Revolução Industrial do século XVIII, originou uma significativa alteração no meio ambiente. • O termo “chuva ácida” apareceu somente em 1872, na Inglaterra. O climatologista e químico Robert A. Smith foi o primeiro a pesquisar a chuva ácida.
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Chuva Ácida – O que é? •
Chuva é ligeiramente ácida devido a pequena porção de dióxido de carbono dissolvido na atmosfera: pH de médio de 5,5. CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq) (1) H2CO3(aq) + H2O(l) → H3O+ (aq) + HCO3-(aq)
• •
Chuva ácida pH entre 5 e 2,2. Contaminação do ar com dióxido de enxofre e monóxido de nitrogênio. SO2 + O2 → 2 SO3 SO3 + H2O → H2SO4 N2 + O2 → 2 NO 2 NO + O2 → 2 NO2 2 NO2 + H2O → 2 HNO2 2 HNO2 + O2 → 2 HNO3
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Chuva Ácida – Consequências • Não são tão ácidas a ponto de causar queimaduras mas provocam efeitos ambientais...
• Afetam plantações, floresta, modificam a acidez de rios e lagos e ainda corroem prédios e monumentos históricos.
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Floresta após precipitação ácida.
Acidificação das águas de rios e lagos.
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Estátua na Europa antes a pós chuva ácida.
Conservar energia: Hoje em dia o carvão, o petróleo e o gás natural são utilizados para suprir 75% dos gastos com energia.
Transporte coletivo: diminuindo-se o número de carros a quantidade de poluentes também diminui;
Utilizar fontes de energia menos poluentes: energia hidrelétrica, energia das marés, energia eólica, energia solar... 18
Experimento
Chuva ﾃ…ida 19
Materiais Utilizados • • • • • •
Espátula Enxofre em pó Fio de cobre Papel tornassol azul Flor de folhas de cores fortes Vidro de maionese (ou qualquer outra conserva) 20
Como fazer? • No cone de cobre colocar enxofre em pó; • No outro lado do fio de cobre fixar um pedaço de papel tornassol azul e uma pétala de flor; • Colocar uma medida de copo de água dentro do vidro; • Queimar o enxofre e tampar o vidro.
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Considerações sobre o Experimento • Ao prender um botão de rosa dentro do pote de vidro e queimar o enxofre, ocorre uma reação química que muda o índice de pH e deixa o ambiente ácido. • Ao queimar, o enxofre reage com o O2 do ar e forma um gás chamado dióxido de enxofre (SO2). Esse gás reage com a água e o oxigênio do ar e pode formar ácido sulfuroso (H2SO3) e ácido sulfúrico (H2SO4).
• É por isso que a rosa perde a cor e o papel indicador mostrou que o ambiente estava ácido. 22
Efeito Estufa – O que é? • Processo natural e indispensável para a manutenção da vida na terra. • Ausência de efeito estufa acarretaria em temperaturas médiast errestres entre -20 e -40 º C. • Efeito estufa garante uma temperatura média terrestre de 14 º C. • O problema ambiental global que tem preocupado a humanidade é o Efeito Estufa Intensificado. 23
Efeito Estufa – O que é?
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Efeito Estufa Intensificado • Quanto maior for a concentração de gases, maior será o aprisionamento do calor, e conseqüentemente mais alta a temperatura média do globo terrestre. Discordâncias da comunidade científica....
Intensificação do fenômeno é em decorrência das ações e atividades humanas que provoca esse aquecimento.
Em que medida esse aquecimento, caso esteja ocorrendo, se deve ao efeito estufa, intensificado pela ação do homem.? 25
Efeito Estufa Intensificado - Gases H2 O • Produz mais aquecimento por efeito estufa do que qualquer outro gás. • Aumento exponencial de sua pressão de vapor com a temperatura (possibilidade de retorno positivo com aquecimento global!). • Não é usualmente incluída como um gás de efeito estufa, pois sua ação depende do efeito indireto de outros gases de efeito estufa. 26
Efeito Estufa Intensificado - Gases CO2 • Maior responsável pelo aquecimento global e intensificação do efeito estufa; • Produção antropogênica pela queima de combustíveis é de 6300 Tg por ano. 1600 Tg por ano são produzidos por desmatamento. • CO2 emitido pela respiração da biosfera é maior, mas esse está em equilíbrio com a fotossíntese. • A elevada concentração atmosférica de CO2 ofusca qualquer outro gás de efeito estufa. De onde vem? • combustão de petróleo e de carbono, de incêndios florestais. • Duração: 120 anos 27
Efeito Estufa Intensificado - Gases CH4 (“gás do pântano”, “gás do lixo”, “gás do brejo”, “gás natural”.) • Segundo gás mais importante para intensificação do efeito estufa (sem contar vapor de água). • Fontes naturais e antropogênicas são da mesma ordem. • Estima-se que o efeito do CH4 para o aquecimento global seja três vezes menor do que o do CO2. • De onde vem? • produzido pela atividade agrícola, principalmente em lavouras de arroz e na criação de gado. • Duração: 10 anos 28
Efeito Estufa Intensificado - Gases N2O • Uma molécula de N2O é 206 vezes mais ativa do que uma molécula de CO2 para intensificação do efeitoestufa. De onde vem? • Produzido nas indústrias de fertilizantes químicos, queima de madeira e de combustíveis fósseis emissão por oceanos e processo denitrificação/desnitrificação ocorridos principalmente nos solos. • Duração: 150 anos
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Efeito Estufa Intensificado - Gases CFC's • Concentração aumentou rapidamente até 1990. • Os HCFCs também contribuem para o aquecimento global. • Deverão ser banidos de acordo com o Protocolo de Montreal. De onde vem? • usado em aerossóis, pela indústrias de plásticos e em aparelhos de arcondicionados e refrigeradores. • Duração: 40 – 250 anos 30
Efeito Estufa – O que ocasiona?
Contribuição das fábricas na emissão de gases.
Contribuição na emissão de gases por automóveis.
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Efeito estufa Intensificado ConsequĂŞncias 32
Aumento da mĂŠdia da temperatura global. 33
Ao lado, desaparecimento de espécies animais e vegetais. Crustáceo Krill ,na Antártida. Acima, derretimento das geleiars nos pólos.
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Soluções? • Para diminuir as emissões dos gases provenientes da queima do carvão e do petróleo, principais responsáveis pelo aquecimento global, governos de todo o planeta assinaram em 1997 o "Protocolo de Kyoto". • Mas os Estados Unidos, o país que mais contribui para esses danos ambientais, retiraram-se do tratado em 2001. 35
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