QUIMICA AMBIENTAL PARA ENSINO MEDIO

1. QUÍMICA
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2. QUÍMICA AMBIENTAL
O que é QUÍMICA AMBIENTAL?
Os aspectos que são relacionadosà Química ambientalsão:
→ Poluição
→ Energia
→ Reciclagem

3. petróleo

5. QUÍMICA AMBIENTAL
ENERGIA
Petróleo
Segundo a ANP, podem ser obtidos a partir do petróleo:
 Gás de petróleo: usado para aquecimento e na indústria
 Gás liquefeito de petróleo: usado na cozinha
 Nafta: matéria-prima para a indústria petroquímica e também transformado em gasolina
 Gasolina: utilizada como combustível
 Querosene: usado como combustível para turbinas a jato
 Óleo diesel: usado especialmente em transporte rodoviário, aquaviário e também nas termoelétricas
 Óleo combustível: utilizado como fonte de calor na indústria
 Resíduos: são produtos utilizados como material para fabricar outros produtos (coque, asfalto, ceras)

6. QUÍMICA AMBIENTAL
ENERGIA
Petróleo
A PRINCIPAL IMPUREZA DO PETRÓLEO E O ENXOFRE

7. • O que possui um teor de enxofre máximo de 10 mg/kg (10 partículas
por milhão – ppm) é chamado de S10.

8. • Petróleo – É uma mistura viscosa, menos densa do que a água,
composta por grande quantidade de HIDROCARBONETOS e
pequenas quantidades de substâncias contendo enxofre,
oxigênio e nitrogênio. Contêm alcanos,
alcenos,cicloalcanos e compostos aromáticos.
• Sua cor varia entre marrom e preta, embora também possa ser
encontrado na cor verde ou azul, dependendo de sua
composição.

9. • O que significa refinar o petróleo?
• Devido a sua composição variável, e ao seu grande número de
substâncias que o compõem, o petróleo não pode ser
empregado diretamente na produção de seus derivados.
• Refinar petróleo é, portanto, separar suas frações, processá-lo,
transformando-o em produtos de grande utilidade: os derivados
de petróleo.
• A primeira etapa de separação dos diversos componentes
do petróleo do mundo é uma destilação fracionada.

12. O CRAQUEAMENTO DO PETRÓLEO
(termo originado do termo inglês cracking, rompimento, fratura, quebra,
divisão)
• É o aquecimento a altas temperaturas com o auxilio de catalisadores
adequados e na ausência de oxigênio, das frações de cadeias
carbônicas maiores, para aumentar o rendimento de certos
componentes como a gasolina e o óleo diesel.
• Um exemplo típico de craqueamento na indústria do refino de
petróleo é a produção de gasolina (iso-octano) e gás de
cozinha (propano + butano) a partir do craqueamento catalítico.
• C36H74 ( parafínico) → C8H18 (iso-octano) + C3H8 (propano) +
C4H10 (butano)

13. OCTANAGEM
• Octanagem é a medida de resistência do combustível à pressão que ele sofre
dentro da câmara de combustão do motor. Ou seja, é a capacidade que ele tem de
resistir, em mistura com o ar, ao aumento de pressão e de temperatura sem
detonar (isso sem que a faísca de vela tenha sido disparada pelo sistema de
ignição).
• Quanto maior a octanagem, maior será a resistência do combustível à detonação.
• No Brasil as gasolinas comum e aditivada têm 87 octanas (pelo método IAD – índice
anti detonante). As gasolinas premium têm maior octanagem, geralmente 91
octanas. Só que o combustível com mais octanagem somente terá efeito prático nos
carros com alta taxa de compressão e potentes, como os esportivos de luxo que
podem alcançar velocidade superior a 200 km/h

14. Gás Natural

15. O Gás Natural
O gás natural é uma mistura de
hidrocarbonetos leves encontrada no subsolo,
na qual o metano tem uma participação
superior a 70 % em volume.
O gás natural é um combustível fóssil e uma
energia não-renovável.

16. Composição
A composição do gás natural pode variar muito, dependendo de fatores relativos ao
reservatório, processo de produção, condicionamento, processamento e transporte.
De uma maneira geral, o gás natural apresenta :
teor de metano superiores a 70% de sua composição
densidade menor que 1 (mais leve que o ar)
 poder calorífico superior entre 8.000 e 10.000 kcal / m3
depedendo dos teores de pesados (Etano e propano principalmente)
 inertes (Nitrogênio e gás carbônico).

17. GNV
Na região Sudeste do Brasil o gás natural
comercializado deve estar de acordo com as
seguintes especificações:
* Poder Calorifico Superior - 9,72 a 11,67 kWh/m³
* Índice de Wobbe - 46500 a 52.500KJ/m³
* Metano mínimo - 86,0 %Vol
* Etano Máximo - 10,0 %Vol
* Propano Máximo - 3,0 %Vol
* C4+ Máximo - 1,5 %Vol
* Oxigênio Máximo - 0,5 %Vol
* Inertes Máximo (N2 + CO2) - 4,0 %Vol
* Nitrogênio Máximo - 2,0%
* Enxofre total - 70 mg/m³
* H2S Máximo - 10 mg/m³
* Ponto de orvalho máximo - -45 °C (1 ATM)

18. GNV: verdades e mitos sobre o Gás Natural Veicular
O GNV é sempre mais barato – Mito!
Essa não é uma afirmação simples. O preço do metro cúbico (m³) do gás é mais barato do que o litro dos demais combustíveis.
Mas o motorista deve considerar outros gastos quando resolve instalar o GNV. Colocar um kit tem um custo médio de R$ 2.800
(para os kits de 2ª e 3ª geração – em veículos fabricados até 2007) e cerca de R$ 5 mil para os kits de 5ª geração, com injeção
eletrônica de gás natural (veículos fabricados depois de 2007).
Nesse caso, serão necessários pelo
menos 18 meses para se ter o retorno do
investimento com o Kit. É importante
lembrar que além da instalação, outros
gastos também estão ligados ao GNV,
como as revisões do cilindro, a mão de
obra e o registro no Detran (falamos mais
sobre esse item abaixo).
Em média, um carro que faz 10 km/L a gasolina, faria 7 km/L com etanol e 13 ou 14 km/m3 com GNV.

19. O carro com GNV pode explodir em um acidente – Mito!
Se a instalação do kit GNV for feita de acordo com as normas, não há risco de explosão – ou
combustão, se considerarmos o termo técnico correto. Quem garante é o diretor de combustíveis
da Associação Brasileira de Engenharia Automotiva (AEA), Rogério Gonçalves. É preciso, no
entanto, manter a manutenção em dia tanto no veículo quanto nos postos de combustíveis que
oferecem o GNV.
Para sua segurança, observe se o cilindro a ser instalado é de aço e não tem soldas. Realize o
“reteste” do cilindro a cada cinco anos. Ao notar qualquer defeito ou vazamento, leve o veículo à
instaladora homologada.
De acordo com engenheiro Luís Henrique Verginelli, os acidentes que envolvem carros a gás
estão ligados a modificações realizadas sem conformidade com a lei ou a norma vigente. “O
combustível (GNV) e o sistema são seguros”, garante.
“Se houver um vazamento, o gás se dissipa no ar e não coloca em risco os ocupantes dos automóveis”.

20. • Quando se registra uma explosão durante o abastecimento, o dono
do carro, em geral, adaptou um botijão de gás de cozinha, que não
resiste à pressão do GNV.
• O sistema de GNV tem cerca de oito dispositivos de segurança. Na
válvula do cilindro, quatro dispositivos estão presentes
controlando o comportamento do gás em casos de excesso de
pressão, excesso de temperatura ou excesso de fluxo.
• O dispositivo bloqueia um vazamento grande. Quando o cilindro é
exposto a 108°C, começa a dissipar o gás para que o sistema não
entre em combustão.

21. O GNV faz menos mal para a saúde do que outros
combustíveis
Os combustíveis derivados do petróleo e da cana-de-açúcar
emitem gases nocivos ao meio ambiente e ao ser humano. O gás
natural não foge a essa regra. No entanto, a emissão de CO2 do
GNV é 20% menor do que o da gasolina e do óleo diesel. A
combustão do Gás Natural não produz óxido de enxofre e nem
particulados.

22. Produção
Ao ser produzido, o gás deve passar inicialmente por vasos separadores, que são
equipamentos projetados para retirar a água, os hidrocarbonetos que estiverem em
estado líquido e as partículas sólidas (pó, produtos de corrosão, etc.).
Se estiver contaminado por compostos de enxofre, o gás é enviado para Unidades de
DESSULFURIZAÇÃO, onde esses contaminantes serão retirados.
Após essa etapa, uma parte do gás é utilizada no próprio sistema de produção, em
processos conhecidos como reinjeção e gás lift, com a finalidade de aumentar a
recuperação de petróleo do reservatório.
O restante do gás é enviado para processamento, que é a separação de seus
componentes em produtos especificados e prontos para utilização.

23. Processamento
Nesta etapa, o gás segue para unidades industriais, onde será desidratado
e fracionado, gerando as seguintes correntes:
Metano e etano (que formam o gás processado ou residual);
Propano e butano (que formam o GLP - gás liquefeito de petróleo ou gás
de cozinha);
Um produto na faixa da gasolina, denominado C5+ ou gasolina natural.

24. Quando se fala da escolha do gás ideal para pizzarias, sempre bate
a dúvida: GLP ou gás natural?
A diferença mais óbvia entre eles é a de que o gás natural é
encanado e o GLP engarrafado em vasilhames, que também podem
ser comercializados a granel. Mas qual deles é mais eficiente?
E o mais limpo e seguro?
Qual tem o melhor custo-benefício?

25. • Os dois gases são diferentes quimicamente.
• O GLP (Gás Liquefeito do Petróleo) é um composto de 4
hidrocarbonetos, principalmente o butano e o propano,
contando com gases como o etano em menor escala.
• Já o GN (Gás Natural) é composto 90% por metano, com uma
participação menor de gases como o butano e o propano.
• O GLP pode ser produzido tanto a partir da mistura de
hidrocarbonetos líquidos em refinarias de petróleo quanto em
Unidades de Processamento de Gás Natural (UPGNs). Ambos
os gases não têm cor nem cheiro.

26. Os dois gases são muito menos poluentes que a lenha, o
carvão e o diesel combustível, constituindo uma excelente
alternativa energética de larga escala para um planeta mais
limpo.
No entanto, o gás natural é 90% composto por metano, um
dos gases componentes do Efeito Estufa – estima-se que 1%
do gás natural escape dos dutos e polua a atmosfera.
Já o GLP não é composto por gases que colaboram para o
Efeito Estufa.

27. Utilização
O gás natural é empregue diretamente como combustível, tanto em indústrias, casas
e automóveis. É considerado uma fonte de energia mais limpa que os derivados do
petróleo e o carvão.
Combustível: A sua combustão é mais limpa e dá uma vida mais longa aos
equipamentos que utilizam o gás e menor custo de manutenção.
Automotivo: Utilizado para motores de ônibus, automóveis e caminhões
substituindo a gasolina e o álcool, pode ser até 70% mais barato que outros
combustíveis e é menos poluente.
Industrial: Utilizada em indústrias para a produção de metanol, amônia e uréia.

29. Pontos Positivos e Negativos
Positivos Negativos
Eficiente e conveniente. Produto emissor de gases de efeito
estufa.
Combustível multiuso. Transporte e armazenamento caro e
arriscado.
Alta densidade energética. Requer infra-estrutura cara, própria e
inflexível.
Volatilidade de preços.
Jazidas concentradas
geograficamente.
Produto cartelizado e mercado
manipulável.

30. CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES POR VEÍCULOS AUTOMOTORES
Uso de combustíveis menos poluidores, o gás
natural por exemplo
Instalação de catalisadores
Operação e manutenção adequadas do
veículo
Rodízio de carros

31. O MATERIAL E O TEMPO GASTO PARA SUA DECOMPOSIÇÃO
MATERIAL TEMPO
restos orgânicos algumas semanas
papéis 3 a 6 meses
goma de mascar 5 anos
lata de alumínio 100 anos
vidro 10.000 anos
plástico 100 anos
cimento 50.000 anos
embalagens longa vida 100 a 200 anos
borracha tempo indeterminado
filtro de cigarro 5 anos
tampa de garrafa 150 anos
pano 6 meses a um ano

34. Energia geotérmica, ou energia geotermal (geo: terra; térmica:
calor), é a energia obtida a partir do calor proveniente do
interior da Terra.
Biomassa é toda matéria orgânica, de origem vegetal ou
animal, utilizada na produção de energia.
Ela é obtida através da decomposição de uma variedade de
recursos renováveis, como plantas, madeira, resíduos
agrícolas, restos de alimentos, excrementos e até do lixo.

36. Combustíveis alternativos: o que cientistas já desenvolveram?
Gás Natural
O gás natural veicular, o GNV, já funciona em alguns automóveis. O problema desse combustível é que, por ser extraído
do fundo da terra ou dos mares, é considerado um combustível fóssil não renovável. Quando produzido por meio da
decomposição de elementos orgânicos, o gás natural é chamado biogás.
Biogás
O Biogás é um combustível desenvolvido a partir do gás biometano, captado, por exemplo, a partir de dejetos de
animais ou resíduos agrícolas em decomposição. O biogás pode ser utilizado para movimentar os motores em que o
combustível não é injetado em estado líquido, mas gasoso (combustão interna) e funciona tão bem como o GNV.
Atualmente esse é um dos combustíveis alternativos disponíveis no Brasil.
O biogás produzido nos biodigestores pode ser utilizado, também, como gerador de energia elétrica, alimentando os
elétricos que aos poucos chegam ao país.

37. Hidrogênio
Na Alemanha, mais de 20 postos de Hidrogênio já estão em operação. O gás, retirado do metano, é queimado
em sua forma pura nos motores a combustão, assim como a gasolina e o GNV, e produz, como rejeito, água.
O Hidrogênio também pode ser aplicado em células de combustível. Seu gás reage com o oxigênio do ar
e alimenta veículos elétricos. Desde 2010 a tecnologia já é utilizada pela Mercedes-Benz. Toyota e Honda
também já vendem exemplares que utilizam o Fuel Cell.
Problemas: 95% do hidrogênio usado hoje é retirado do gás metano, uma fonte não renovável; há, também,
excessiva liberação de monóxido de carbono no processo de extração do gás; é caro produzir hidrogênio de
forma renovável e também é alto o custo da construção da infraestrutura necessária para manter os veículos
em circulação, enquanto veículos elétricos fazem uso da rede elétrica já existente.
Elétricos
A energia elétrica é utilizada para colocar em movimento inúmeros modelos da indústria automobilística.
Os carros elétricos utilizam um sistema de recarga semelhante às tomadas e armazena energia em
baterias. Os modelos desse tipo não emitem gases nocivos para o ambiente, mas não são perfeitos.
Problemas: Autonomia limitada; necessitam de muito tempo para recarga e, no Brasil, ainda é difícil
encontrar uma “tomada” disponível.

38. Uma célula combustível é uma célula eletroquímica que converte a energia
química de um combustível e um agente (oxigênio) oxidante (oxigênio) em
eletricidade através de um par de reações redox .
As células de combustível são diferentes da maioria das baterias ao exigir
uma fonte contínua de combustível e oxigênio (geralmente do ar) para
sustentar a reação química, enquanto que na bateria a energia química
geralmente vem de metais e seus íons ou óxidos .
As células de combustível podem produzir eletricidade continuamente
enquanto o combustível e o oxigênio forem fornecidos.
Fuel Cell.

42. C
Se o dióxido de carbono é um gás estufa, e a fotossíntese é um processo que
sequestra o dióxido da atmosfera, aumentar a quantidade de matéria orgânica
produzida através da fotossíntese é uma forma de amenizar o efeito estufa.

45. A
A problemática em questão aborda a acumulação de organoclorados em tecidos lipídicos
nos peixes. Estes compostos orgânicos apresentam uma polaridade baixa, o que justifica
seu acúmulo nos tecidos lipídicos (apolares).

47. B
No caso de usinas nucleares, durante os processos de transformações de energias, ocorre a vaporização de
água pela energia térmica do reator. Posteriormente, esse vapor d’água sob alta pressão é lançado sobre as pás
das turbinas que acionam os geradores. Em seguida, o vapor d’água é liquefeito em condensadores para
retornar às caldeiras. A troca de calor envolvida nos condensadores é feito com utilização de água de rios, lagos
e mares, como cita o texto, causando, portanto, a poluição térmica.