2. *Ciclo do Carbono
*Reações de Combustão
*Combustíveis
*Conversores Catalíticos
*Efeito Estufa
*Poluentes Atmosféricos
*Inversão Térmica
*Camada de Ozônio
3. Formação de Substâncias
• A matéria é constituída de porções elementares, os Átomos.
• Os átomos iguais formam um conjunto chamado de Elemento Químico.
• Os átomos se unem e formam as moléculas.
• Uma substância é formada por moléculas onde os átomos estão numa
proporção certa.
• O Oxigênio(O2) é formado por dois átomos do elemento químico Oxigênio;
• O Gás Carbônico(CO2) é formado por um átomo do elemento químico
Carbono e dois átomos do elemento químico Oxigênio;
• A Água(H2O) é formada por dois átomos do elemento químico Hidrogênio e
um átomo do elemento químico Oxigênio.
4. Ciclo do Carbono
• O Carbono se fixa no solo a partir do
CO2 que é absorvido no ar pelas plantas
na fotossíntese e é absorvido nas águas
dos oceanos pelo fitoplâncton.
• A matéria orgânica é constituída pelos
átomos de carbono.
• O petróleo é fruto de uma
transformação de seres vivos, de 10 a
300 milhões de anos.
• A queima dos combustíveis fósseis
produz novamente o CO2 que vai para a
atmosfera.
• Juntando-se a este acúmulo de gases
está também o CH4, Metano produzido
pelas emanações do fundo do mar e
pelos microorganismos na pança dos
animais ruminantes como bovinos e
antigamente pelos dinossauros...
5. CO2+H2O+energia........Glicose + O2
Glicose+O2..........CO2+H2O+energia
• O fitoplâncton além de
fixar o Carbono, produz o
Oxigênio que mantém a
vida do mar. O verde das
plantas faz o mesmo na
atmosfera(1a reação).
• A Glicose é a fonte de
energia nos seres vivos a
nível celular(2a reação).
7. PETRÓLEO
• Há uma clara
desigualdade na
distribuição das
jazidas pelo mundo,
aguçando a ganância
de muitos.
8. Desastres ecológicos
• Navios sucateados
transportam petróleo e
derramam dezenas de
toneladas de óleo no mar.
• A flora e a fauna marinha
sofrem, levando decênios
para se recuperarem.
• Manchas altamente
tóxicas se deslocam
provocando maré preta.
• O óleo é insolúvel e mais
leve que a água.
10. Através do aquecimento e posterior condensação, obtém-se os diferentes produtos do petróleo
11. REAÇÕES DE COMBUSTÃO
As misturas explosivas no motor sempre apresentam gás Oxigênio (O2) como
comburente. Como combustível porém temos uma possibilidade ampla.
As moléculas do combustível e do comburente são destruídas e os átomos
liberados se unem dentro de novas afinidades, ocasionando novas moléculas,
novas substâncias com liberação de energia, usada para produzir trabalho.
• Metano ou gás natural
CH4 + 2 O2 ........................ CO2 + 2 H2O + 900 kJ/16g de Metano
• Butano ou gás de cozinha
C4H10 + 13/2 O2 ...................4 CO2 + 5 H2O + 2 900 kJ/56g de Butano
• Octano ou gasolina
C8H18 + 25/2 O2 ................ 8 CO2 + 9 H2O + 5 400 kJ/114g de Octano
• Óleo Diesel
• C13H28 + 20 O2 ...................................... 13 CO2 + 14 H2O + energia
• Etanol ou álcool etílico
C2H5OH + 3 O2 .................................. 2 CO2 + 3 H2O + 1 400 kJ/46g de Etanol
14. Qual combustível consome mais Oxigênio?
Óleo Diesel(1:20)
Gasolina (1: 12,5)
Qual combustível produz
mais gás Carbônico?
Óleo Diesel(1:13)
Gasolina (1: 8)
15. e se faltar Oxigênio na mistura?
• A queima será incompleta, produzindo Monóxido
de Carbono (CO), ao invés de CO2.
• Os veículos não são bem regulados, não
apresentam a mistura ideal de combustível e
comburente. Sempre falta Oxigênio, tornando a
queima incompleta.
• O Óleo Diesel dos ônibus e caminhões e nos
carros, a gasolina são os piores combustíveis
porque precisam mais oxigênio para queimar, e
na sua falta tem mais chance de formar CO.
16. C8H18 + pouco O2 ............... 8CO1 + H2O
• Se o CO2 era um poluente incômodo, o Monóxido de
Carbono(CO1) é muito pior.
• O CO chega a ser letal porque se combina com o
Ferro da Hemoglobina no sangue, substituindo o O2
e com isto compromete a respiração.
• A energia prevista na combustão completa do
combustível fica muito menor, perdendo-se dinheiro.
Além de poluir o ambiente, é burrice.
• A fumaça preta no escapamento revela que a queima
é tão incompleta que chega a produzir fuligem,
partículas de Carbono sem queimar.
17. Leia no jornal sobre a qualidade do ar da
sua cidade.Pode ficar preocupado!
18. Catástrofe provocada por um único automóvel.....
• A região metropolitana de São Paulo tem cerca de 8 000km2.
Um automóvel emite cerca de 20mol de CO diariamente. Se
esse gás se distribui uniformemente por todo a área
metropolitana até uma altura de 10km, quantas moléculas de
CO emitido por esse auto serão encontradas em 1 m3 do ar?”
• Dado: o mol possui 6.1023 moléculas.
19. Catástrofe em números
a) Cálculo do volume da atmosfera poluída:
V = 8000km2.10km=8.104km3=8.1013m3.
b) Número de moléculas de CO em 20mols:
[6.1023moléculas/mol].20mol = 120.1023
c) Moléculas de CO por m3:
[120.1023moléculas/8.1013m3].1m3=15.1010
150 bilhões de moléculas de CO por m3 são emitidas
diariamente por um único automóvel.
Quantos carros existem em São Paulo?
20. ... vamos fazer de conta que todos os
carros estejam bem regulados e só
produzam CO2
21. Protocolo de Kyoto
• “estabelece que os países
mais industrializados
devem reduzir até 2012 a
emissão dos gases
causadores do efeito
estufa em pelo menos 5%.
Estabelece valores
maiores para paises em
desenvolvimento.”
• Deveria haver uma moeda
segundo a qual os países
que mais poluem a Terra
pudessem pagar...
22. Se o Brasil mantivesse constante a sua população e o
seu índice anual de emissão de CO2, em quanto
tempo atingiria o “acumulado” dos EUA?
• Em março de 2001,
George W.Bush
contestou o pacto de
Kyoto como sendo
prejudicial à economia
norte-americana. Ao
lado temos o emitido
nos últimos 50anos.
• EUA: 240 milhões
• Brasil: 160 milhões
23. EUA estão 465 anos mais sujos
a) Sujeira americana nos últimos 50 anos:
186,1 bilhões de ton = 186,1.109 ton
b) Produção de CO2 no Brasil num ano:
[2,5ton/hab].160.106hab = 4.108ton
c) Tempo para o Brasil sujar o equivalente que os
EUA já sujaram nos últimos 50 anos:
186,1.109ton.1ano/4.108ton= 465,25 anos!
• Obs: os 186,1 bilhões de toneladas de CO2
continuam sendo jogadas natureza anualmente,
sem perspectivas de diminuir, e sim aumentar!
25. O Gás Carbônico forma o equivalente a uma estufa
com o globo terrestre dentro.
• Tanto CO2 da queima de combustíveis auto motores, tanto
CO2 da queima de florestas de forma criminosa acaba não
sendo absorvido na fotossíntese nem se dissolvendo nas
águas o mar. Sobe o forma uma camada envolvendo a Terra.
• A energia irradiada pela globo terrestre rebate nesta camada
e retorna à Terra aumentando sua temperatura,
descongelando geleiras eternas e provocando alterações
climáticas. É o efeito estufa
26. “9% do Pólo Ártico se derrete a cada década e até o
fim deste século 21, estará tudo derretido...” - NASA
• Alterações climáticas..
• Nível da água dos
oceanos...
• Vênus apresenta 96%
de CO2 na atmosfera.
Tem um super efeito
estufa com 480oC.
Será esta a meta de
quem suja o planeta
Terra?
28. REAÇÕES DE COMBUSTÃO
1CH4 (Metano) + 2 O2 ................... 1 CO2 + 2 H2O + 900 kJ/Mol
1 : 2 : 1
1C4H10 (Butano) + 13/2 O2 .................. 4 CO2 + 5 H2O + 2900 kJ/Mol
1 : 6,5 : 4
1C8H18 (Octano) + 25/2 O2 ................. 8CO2+ 9 H2O + 5400 kJ/Mol
1 : 12,5 : 8
1C13H28 (Óleo Diesel) + 20 O2 ............... 13 CO2 + 14 H2O + energia
1 : 20 : 13
1C2H5OH (Etanol) + 3 O2 ............................. 2 CO2 + 3 H2O + 1 400 kJ/Mol
1 : 3 : 2
• Combustível ecologicamente correto é aquele que consome menos
O2 e assim na sua falta terá menos chance de produzir CO.
• O Metano – Gás Natural e Gás Natural Veicular – é o 1o combustível
• Etanol ou Álcool Etílico é melhor opção depois do Metano.
29. Qual solução brasileira para os
carros ?
• Domínio da tecnologia do álcool , fazendo o
carro movido a Álcool Hidratado. Substitui
a gasolina por 96% de Etanol e 4% de água.
Vai produzir menos CO2 e menos CO.
• Acréscimo de álcool anidro, Etanol puro, na
mistura que compõe o litro de “gasolina”
nos carros convencionais. Os 22% de Etanol
vai consumir menos O2, produzirá menos
CO2 e terá menos chance de produzir CO.
30. Desde a Revolução Industrial, a concentração de CO2 vem
aumentando, como resultado da queima de combustíveis
fósseis, para produção de energia. A tabela abaixo apresenta
alguns dos combustíveis utilizados em veículos. O poder
calorífico indica a energia liberada pela combustão completa
de uma determinada massa de combustível:
Combustível Fórmula Massa (g/mol) Poder calorífico (kj/g)
Álcool C2H5OH 46 30
Gasolina C8H18 114 47
Gás natural CH4 16 54
•Considerando a combustão completa desses combustíveis, é
possível calcular a taxa de energia liberada por mol de CO2
produzido.
Quais os combustíveis que liberam mais energia,para uma
mesma quantidade de CO2 produzida?
31. Por mol de CO2 os mais
energéticos são:
Metano>Álcool>Gasolina
• CH4 .............. 1 CO2 ................ 54 kJ
• C2H5OH .......2 CO2 .....................30 kJ
1CO2 ................ só 15 kJ
• C8H18 ........... 8 CO2 .................... 47 kJ
1 CO2.....apenas 5,875 kJ
• A gasolina é o combustível que menos energia
produz, do ponto de vista ecológico.
• Qual o carro que Jesus Cristo usaria nos dias de
hoje?
34. A explosão no motor também
produz NO, NO2, O3 e SO3
½ N2 + ½ O2 ........................... NO(g)
½ N2 + O2 ............................. NO2(g)
NO2 + O2 ......................... NO + O3
• A faísca para a explosão produz Ozônio:
3 O2 (Oxigênio) ...................... 2O3
• Impurezas de Enxofre(S) produzem SO3
S + 3/2 O2 ....................... SO3
35. Culpados pela má qualidade do ar
• O NO se converte em
NO2.
• O CO está ligado à
maior ou menor
intensidade do tráfego.
• No horário de maior
insolação, à tarde, o
NO2 com O2 se
converte em O3 e NO.
36. O que fazer para diminuir
a poluição dos automóveis,
ônibus e caminhões?
38. Os gases venenosos são transformados em menos
nocivos quando atravessam o conversor com metais
sólidos que facilitam o contato das moléculas
• 2 NO2 desdobra suas moléculas em N2 e 2 O2
• HC resíduos de hidrocarbonetos ficam CO2 e H2O
• 2CO+2NO com os catalisadores ficam 2CO2 + N2
• Os metais que facilitaram as reações são chamados
de catalisadores: Ródio-Rd, Irídio-Ir e Platina-Pt.
39. A obrigatoriedade do conversor catalítico nos carros
à gasolina diminuiu muito CO em g/km
Apesar do número de automóveis a gasolina ter aumentado constantemente,
a produção de CO diminuiu. Nos carros a álcool sempre houve menos CO.
40. e a Indústria não polui?
Sim e muito, porque o óleo combustível que
queima exige muito O2 e produz muito CO2 e CO.
Toneladas de fuligem são lançadas na atmosfera
porque não foram totalmente queimadas.
No Carvão há muitas impurezas com Enxofre(S)
produzindo SO3(Trióxido de Enxofre)
41. Quais são e para onde vão estes
gases poluidores?
• O ar quente sobe com
CO2, CO, NO, NO2, O3
resíduos e SO3
• Acontece inversão térmica
quando estes gases ficam
em baixa altitude
impedidos de dispersar.
• O Ozônio é azul. NO2 é de
cor castanha. A fuligem é
preta. .
43. CO2, NO2 e SO3 são
Óxidos ácidos
• Óxidos ácidos reagem com água criando ácidos:
CO2 + H2O.......................H2CO3(ácido carbônico)
NO2+H2O ....................HNO2 + HNO3(ác.nítrico)
SO3 + H2O..........................H2SO4(ácido sulfúrico)
• A condensação dos vapores de água com estes
gases formam nuvens ácidas!
• A precipitação da água varre a atmosfera criando
ácidos com estes óxidos. A “chuva” é ácida!!!!
44. Uma região industrial lança ao ar gases como o
Dióxido de Enxofre(SO2) e Óxidos de
Nitrogênio(NO2), causando chuva ácida
• Considerando o ciclo da água e
a dispersão dos gases, é correto
• As águas de escoamento
superficial e de precipitação que
atingem o manancial causam
aumento de acidez da água,
matando os peixes.
• A precipitação na região rural
causa aumento de acidez do
solo e exige procedimentos
corretivos, como o tratamento
com cal (calagem).
45. [H+] = 10-pH
• A chuva em locais não
poluídos é levemente
ácida porque a nuvem foi
formada com óxidos
ácidos , com concentração
de [H+] = 10-6 com pH= 6.
Em locais onde os níveis
de poluição são altos, o
pH da chuva podem ficar
abaixo de 5,5 recebendo
então a denominação de
chuva ácida.
• Maior acidez, menor o pH.
46. Poluição do solo
• Poluição da superfície é
feita pelo lixo industrial e
doméstico.
• Poluição do subsolo é
devida à penetração da
água da chuva ácida e
poluída pelo contato com
esgoto urbano e
agrotóxicos.
• O lixo urbano pode ser
reciclado e reaproveitado.
47.
48. Água Potável
• 97,25% da água
está nos oceanos que
cobrem 75% da
superfície da Terra.
Apenas 0,7% desta
água é doce, e quando
tratada é potável.
• A escassez de
água doce será
estopim de guerras!
49. O Oxigênio é essencial para a
vida
• O gás O2 se dissolve
pouco na água à pressão
normal.
• No fundo do mar, sob alta
pressão e em baixas
temperaturas, o O2 é mais
abundante.
• Nas corredeiras, com
maior ventilação e nas
nascentes sem poluição há
bastante O2 e lá os peixes
procriam mais
• O calor,a poluição diminui
o O2 dissolvido na água.
50. Os poluentes são nutrientes para as algas que se proliferam,
vão para o fundo e seu apodrecimento consome O2 que
acarreta a morte da lagoa.
51. Esforços para recuperar a água
• A agitação da água
provoca maior aeração ou
oxigenação, devolvendo
possibilidades de vida.
• Osmose é a passagem do
solvente através da
membrana para o lado
mais concentrado, a água
salgada. Sob 100 unidades
de pressão há inversão,
passando o solvente água
para o lado esquerdo, o
menos concentrado,
obtendo-se água sem o sal.
53. Ozônio(O3) do bem e do mal
• A 30 km da superfície, uma tênue camada de O3
cobre toda a Terra, dificulta a entrada dos raios
ultravioletas vindos do Sol que provocam câncer
de pele. É o escudo natural da Terra.
• Aqui na superfície, o Ozônio é um vilão porque se
decompõe produzindo o terceiro Oxigênio, radical
livre, oxidante poderoso, tóxico para animais e
vegetais, atrapalhando a fotossíntese e
provocando irritação nos olhos:
O3 ......................... O2 + [O]
55. Destruição da camada de Ozônio
• Nossas geladeiras, ar condicionados e sprays
funcionam com o gás CFC(Cloro Flúor Carbono)
que em subindo à estratosfera libera o átomo de
Cloro, que ataca o O3 destruindo a camada
protetora da Terra:
• Cl2F2C........................Cl1F2C + Cl que ataca o O3
[Cl]+O3 .....................O2 + ClO que ataca outro O3
ClO+O3 ....................2O2 + [Cl] que ataca outro O3
• O “buraco” sobre a Antártica se deve aos
poluentes que se concentrarem no vórtice polar da
Antártica no inverno e atuarem ali, na primavera.
56. Resumo sobre agentes poluidores:
* Ozônio nas camadas altas da atmosfera é totalmente necessário
(camada de ozônio) e nas camadas inferiores é indesejável.
* Os automóveis modernos utilizam dispositivos que transformam
Óxido de Nitrogênio em N2 antes de serem lançados na atmosfera;
*Os óxidos de Nitrogênio da atmosfera dissolvem-se na água,
originando o Ácido Nítrico, HNO3 um dos responsáveis pela
formação da chuva ácida;
* A chuva ácida pode também ser formada pela reação do
Anidrido Sulfuroso (SO2), produzindo Ácido Sulfúrico, H2SO4.
*Os ventos levam o resultado da poluição das grandes cidades para
longe. Os monumentos e estátuas de mármore, são atacados:
CaCO3 + H2SO4 ..................... H2O + CO2 + CaSO4
Mármore Chuva ácida Gesso(mole)
57. Protetor Solar
Os níveis de Irradiância UltraVioleta efetiva (IUV) indicam o risco de exposição ao
Sol para pessoas de pele de pigmentação clara. O Tempo de Exposição Segura(TES)
corresponde ao de exposição aos raios solares sem que ocorram queimaduras.
Riscos de exposição Irradiância Ultra Violeta Tempo de Exposição
Baixo 0a2 Máximo 60 minutos
Médio 3a5 30 a 60 minutos
Alto 6a8 20 a 30 minutos
Estremo Acima de 8 Máximo 20 minutos
Uma das maneiras de se proteger contra queimaduras é o uso de cremes protetores.
Qual Fator de Proteção Solar (FPS) uma pessoa terá de usar para evitar queimadura
ao se expor ao Sol, das 12:00 às 14:00, num dia em que a IUV á maior que 8 ?
O tempo de exposição(TE) é de duas horas, 120 minutos
O tempo de exposição segura (TES) é de 20 minutos para IUV maior de 8.
TPS = Tempo de Exposição/Tempo de Exposição Segura = 120min/20min = 6
Esta pessoa deverá usar protetor solar no seis, que significa seis vezes mais tempo
que o permitido naquele nível de irradiância.
58. Justiça seja feita: a qualidade de vida do
homem melhorou com o avanço da ciência.
Pergunta: a que preço?
• O combustível do ônibus
espacial é limpo: é H2 e só
produz H2O.
• Uma estação interespacial
e internacional está sendo
feita no espaço.
• Será uma fuga da Terra?
• A má distribuição da
renda, a fome, a miséria...
• Está ótimo para quem está
no topo da pirâmide do
consumo. E os excluídos?
