A atmosfera primitiva da Terra era redutora e rica em gases como metano e amônia. A evolução da fotossíntese levou ao aumento de oxigênio na atmosfera e uma crise ambiental global há cerca de 2 bilhões de anos atrás. A atmosfera atual é muito mais oxidante e instável do que a primitiva, e depende do ozônio estratosférico para absorver radiação ultravioleta prejudicial.

1. CMAPPING I sharing knowledge to empower people
ACH1023 Química
Ambiental
Paulo Rogério Miranda Correia
Escola de Artes, Ciências e Humanidades I Universidade de São Paulo
Reações fotoquímicas I 11 de abril de 2012

2. CMAPPING I sharing knowledge to empower people
• história da Terra •
Crise ambiental 2 bilhões de anos
atrás

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. 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. 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. 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. 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. CMAPPING I sharing knowledge to empower people
• a radiação eletromagnética na atmosfera •

9. CMAPPING I sharing knowledge to empower people
• ozônio estratosférico •
 Absorção de energia UV na estratosfera
 Aumento da temperatura (parte superior da estratosfera)

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. CMAPPING I sharing knowledge to empower people
• leituras recomendadas •

12. CMAPPING I sharing knowledge to empower people
• leituras recomendadas •

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)