a atmosfera

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Escola Secundária/3 de AmaranteQuímica A

Ao longo deste trabalho pretendemos esclarecer as

nossas dúvidas e dos restantes colegas.

Iremos responder a todo o tipo de questões que são

colocadas a cerca deste tema no que diz respeito ao mundo

químico.

Todo o nossa tema gira a volta de um assunto: “O Ozono”

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A atmosfera é amistura de gases queenvolve a Terra e queacompanha os seusmovimentos de rotação etranslação. O limite daatmosfera é de cerca de1000 km acima do nível domar, mas 99% da massa que constitui a atmosferalocaliza-se abaixo dos 40km de altitude.

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O nosso planeta possui um

raio médio de 6300 km pelo que

concluímos que a camada

gasosa que nos envolve é

bastante fina, possuindo, no

entanto, um papel fundamental

na manutenção da vida na Terra,

nomeadamente intervalos de

temperatura aceitáveis para a

maioria dos organismos vivos e

existência de água no estado

líquido.

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Troposfera (até cerca de 15 km de altitude)

Estratosfera (de 15 km a 50 km)

Mesosfera (de 50 km a 80 km)

Termosfera (de 80 km a 800 km)

Exosfera (mais de 800 km acima do nível

do mar)

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(até cerca de 15 km de altitude)

Varia entre 8 km (pólos) até 15 km (equador) e contém 80% em massa dos gases atmosféricos.

O ar diminui de temperatura com a altitude, até atingir cerca de -60ºC.

A zona limite designa-se por tropopausa, de temperatura constante.

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(de 15 km a 50 km)

Esta é a camada à qual iremos dar mais importância, pois o nosso tema da evidência a esta camada pois é nesta que existe uma vasta concentração de Ozono, ou seja, contém a camada de ozono.

Na Estratosfera, a temperatura aumenta desde -60ºC até cerca de 0ºC, devendo-se este aumento à interacção química e térmica entre a radiação solar e os gases aí existentes, sendo as radiações por isso responsáveis radiações UV, de energia compreendida entre 6,6 x 10-19

J e 9,9 x 10-19 J.- A zona limite designa-se por estratopausa, de temperatura constante.

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(de 50 km a 80 km)

Camada mais fria da atmosfera, diminuindo, de novo, a temperatura com a altitude, atingindo os -100ºC, pois a absorção de radiação solar é muito fraca.

A zona limite designa-se por mesopausa.

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(de 80 km a 800 km)

Atingem-se as temperaturas mais elevadas, podendo atingir-se os 2000ºC, devido à absorção das radiações de energia superior a 9,9 x 10-19 J, verificando-se, novamente, a conjugação dos efeitos térmico e químico das radiações.

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(mais de 800 km acima do nível do mar)

Parte exterior da atmosfera e que se dilui no espaço.

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Nota: Antes de começarmos a estudar o Ozono iremos abordar um pouco os raios U.V. pois estes são o “motor” que estão por detrás da génese e decomposição do Ozono para assim melhor compreenderem este processo.

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(UV) é a radiaçãoelectromagnética ou os raiosultravioletas com um comprimentode onda menor que a da luz visívele maior que a dos raios X, de380 nm a 1 nm. O nome significamais alta que (além do) violeta (dolatim ultra), pelo fato que o violetaé a cor visível com comprimento deonda mais curto e maior frequência. A radiação U.V. fazparte da luz solar que atinge onosso planeta que é essencial paraa preservação do calor e aexistência da vida.

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As radiações U.V. encontram-se subdivididas em vários subtipos. As mais conhecidas são: UVA, UVB, UVC.

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As radiações U.V. podem causar vários danos napele, dependendo ao subtipo a que somosexpostos(sendo as UVC as mais perigosas) , áquantidade , ao tempo de exposição e ásensibilidade da pele.

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Quando expostos às radiações UV estas penetram nas várias camadas de pele desencadeando uma serie de reacções químicas. O exemplo mais comum é as reacções fisiológicas de adaptação da pele, provocando a síntese do pigmento natural da pele –a melanina de que resulta o escurecimento e o aumento de espessura da mesma. Numa escala maior estas reacções podem danificar as células e o seu conteúdo genético( nos casos mais extremos). Isto pode levar apenas a danos superficiais como as queimaduras, até a doenças graves como o cancro.

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O ozono é uma substânciaelementar gasosa bastanteoxidante, azul pálida, muitovenenosa, bastante instável e comum odor desagradável. A sua

inalação, mesmo feitaem quantidades reduzidas, podeser mortal ao Homem. É umaforma alotrópica do oxigénio,sendo a sua molécula constituídapor três átomos de oxigénio,enquanto o oxigénio vulgar éconstituído apenas por dois.

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Cerca de 90% deste

gás está presente

numa zona chamada a

ozonosfera ou camada

de ozono, encontrada

na estratosfera,

região da atmosfera

situada entre 20 e 45km

quilómetros de

altitude.

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O ozono também pode serencontrado além dos 45kmde altitude, mas emconcentrações muito menoselevadas. Apesar de sedesignar a quantidade deozono na estratosfera superiorcomo “camada de ozono”, oozono não existe numa camadaregular mas sim disperso nooxigénio e no azoto.

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O fenómeno da formação do Ozono ocorre na estratosfera superior, que tem como a base a associação e dissociação de partículas de Oxigénio e Ozono. A fonte de energia responsável por estas reacções químicas são, como foi dito anteriormente , as radiações ultravioleta (presentes na luz solar) que penetram na atmosfera e fazem tudo isto acontecer.

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Primeiro passo: fotodissociação das moléculas de O2 por acção das radiações UV.

O2 O + O (reacção 1)

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Segundo passo: o radical oxigénio O combina-se com moléculas de oxigénio, formando o Ozono.

O + O2 O3 (reacção 2)

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O ozono que se forma é também é decomposto por dois processos:

Primeiro processo: fotodissociação das moléculas de ozono.

O3 O + O2 (3)

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Segundo processo: os radicais livres de oxigénio O reagem com moléculas de ozono.

O + O3 2 O2 (4)

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Estas reacções prosseguem, sendo a velocidade de formação de ozono igual à sua velocidade de decomposição. Há, assim, um equilíbrio dinâmico entre a formação e o consumo de ozono, que, em princípio deveria manter constante a concentração de ozono na Estratosfera.

O2 O + O O3 O + O2

+ 2 O + 2 O2 2 O3 + O + O3 2 O3

2 O3

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3O2 2O3


1) Formação de Ozono 2) Decomposição de Ozono

Esta relação entre a formação e decomposição do Ozono gera o que é chamado “o ciclo ozônio-oxigénio” ,que está representado na figura.

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O ozono como filtro solar O nosso planta contêm vida. Este

facto não seria possível se a Terra não tivesse um filtro solar para nos proteger das radiações U.V. e dos seus efeitos tão devastadores nos

organismos vivos. Para tal função a Terra desenvolveu

então a “Camada de Ozono” que filtra a maior parte das reacções U.V. impedindo-as de chegar á superfície.

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Apesar de reduzida, a quantidade de Ozono na Estratosfera é suficiente para absorver as radiações U.V. da energia compreendida entre 6,6x10^-19J e 9,9x10^-19J.Neste processo tem lugar o efeito fotoquímico da radiação(ruptura das ligações e simultaneamente o aumento da energia cinética das partículas da estratosfera), ou seja, o Ozono absorve as radiações desencadeando uma série de reacções químicas e impedindo ao mesmo tempo que os raios U.V. atinjam a superfície da Terra.

Apesar de o ozono absorver grande parte da radiações U.V., este não reage da mesma maneira aos diversos subtipos das mesmas( UVA;UVB;UVC) apresentando uma maior ou menor tolerância.

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A atmosfera é bastante “permeável” a esta faixa de radiação. Assim, boa parte da radiação UVA que atinge a camada superior da atmosfera consegue atravessá-la com pouca atenuação.

Muito pouco absorvida pela camada de ozono. Penetra profundamente nas camadas da pele causando danos à ao nosso organismo.

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(faixa de comprimento de onda entre 280 e 320 nm)

A camada de ozono absorve boa parte da radiação UVB que chega a terra.

Mesmo em pequenas quantidades pode ser substancialmente perigosa para o nosso organismo. Não penetra tão profundamente na pele quanto à radiação UVA.

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(faixa de comprimento de onda entre 100 e 280 nm)

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É totalmente absorvida pela camada de ozono e não é motivo de preocupação. É altamente penetrante e danosa á saúde, e teríamos sérios problemas se ela atingisse a superfície terrestre.


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Com o passar dos anos e comdesenvolvimento humano a camada de ozono tem vindo a sofrer danos e sua espessura tem vindo a diminuir a sua espessura, este fenómeno é chamado “buraco” da camada de ozono.

Este fenómeno tem vindo a afectar a capacidade de absorção da camada de ozono e esta tem-se tornando cada vez menos eficaz.

Agora, o uso de filtros tem-se tornado cada vez mais imprescindível.

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Apesar de nós termos um filtro solar natural na pele, a melanina mas esta tem uma acção limitada.

Por isso surgiu a necessidade de criar filtros solares, que se dividem em :

Filtros químicos,

Filtros físicos, ou ecrãs minerais

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Os filtros químicos são formados por moléculas orgânicas que absorvem e dissipam radiações UVA e UVB.

São substâncias capazes de absorver comprimentos de onda do espectro UV e transformar esta energia em outro tipo não nocivo.

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Os filtros físicos são formados por partículas de compostos inorgânicos, como os óxidos de zinco e de titânio e reflectem a maior parte da radiação a maior parte da radiação.

São mais eficazes que os filtros químicos.

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Os filtros solares mais conhecidos são os protectores solares que contêm substâncias que funcionam como filtros solares químicos e físicos. A concentração destas substâncias determinam o factor de protecção solar.

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Acção do protector solar

Com a realização deste trabalho concluímos o segredo por de trás da camada de ozono e dos vários filtros solares, mas também aprendemos bastante sobre a nossa atmosfera e os raios U.V..

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Internet (www.google.com)

“Jogo de Partículas A” , Física e Química

IMAGENS: manual e Internet;

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http://www.google.com/

Ana Machado nº2 Emanuel Faria nº7 Fábio Monteiro nº8 Hélder Varejão nº11

10ºCT2

Ano lectivo: 2010/2011

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a atmosfera

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