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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUIMICA QUÍMICA 
AMBIENTAL – 
1a. Lista de Exercícios: Química Atmosférica e Poluição do Ar 
 
1a. Questão: Explique o motivo da camada de ozônio ser reduzida mais fortemente durante os meses 
de setembro a novembro. De que forma ocorre essa redução naturalmente? Como o homem tem 
contribuído para acelerar a destruição do ozônio atmosférico? 
O hemisfério Sul possui uma atmosfera muito fria e nuvens polares estratosféricas que retêm cloro e bromo. 
Então, com o retorno da primavera e o descongelamento das nuvens, esses elementos são liberados e reagem 
com o ozônio. O vórtice isola a atmosfera Antártica e impede a entrada de ozônio, essencialmente produzida 
sobre os trópicos e transportado até lá pelos ventos. Assim, os poluentes atraídos durante o verão, ficam retidos 
na Antártida até que sobem para a estratosfera. Em setembro, com o início da primavera, os compostos 
acumulados começam a dissociar-se, iniciando então uma destruição em larga escala do ozônio local, situação 
que se perpetua até novembro, quando a circulação se modifica, com a entrada de ar oriundo de outras regiões 
e a constante recomposição da camada local de ozônio. 
As ações do homem têm contribuído para a redução da camada de ozônio, as principais delas são: uso de 
combustíveis poluidores; utilização de veículos que não possuem catalisadores; chaminés de indústrias sem 
uma altura adequada e sem filtros de dispersão dos poluentes; não fazendo tratamento de resíduos químicos. 
 
2a. Questão: Esquematize o espectro de luz eletromagnética, e demonstre em que regiões os seguintes 
gases absorvem mais luz UV: O2 e O3. 
 
Formação: 
 O2 + hν → O + O O + O2 → O3 
 sendo que esta reação consome radiação com λ < 242 nm. 
Destruição: 
O3 + hν → O2 + O O3 + O → O2 + O2 
sendo que esta reação consome radiação com λ < 320 nm. 
 
3a. Questão: Um indivíduo exposto constantemente à radiação UV-A pode desenvolver um melanoma 
maligno? Explique com base no espectro de absorção do DNA. 
UV-A UV-B UV-C 
 
 
 
 
O3 O2 
O3 → 230-280 nm O2 → 70-200 nm 
 
 
 
 4a. Questão: Calcule o maior λ de luz no qual o O3 é decomposto a O* e O2* 
 No estado excitado, o oxigênio atômico possui uma energia de 190 kj/mol e o oxigênio molecular possui uma 
energia 95 kj/mol superior a seus estados fundamentais. O valor de entalpia padrão ∆H° para a decomposição 
do O3 em O2 e oxigênio atômico é de 105 kj/mol. 
E= 
 hν 
λ
 → 
 119,627 
λ
 → λ= 
 hν 
E
 → λ= 
 119,627 
105+190+95
 x 103 → λ = 307nm 
 
5a. Questão: Explique, com reações químicas, quais os mecanismos de formação do Cl (radical livre) e 
como se dá a destruição catalítica do ozônio. 
Cl3CF + hν (UV-C) → Cl2CF + Cl* 
 Cl* + O3 → ClO + O2 
 ClO + O* → Cl*+ O2 
 O3 + O → 2O2 
 
6ª. Questão: Em que região da atmosfera ocorre: 
a) Decomposição dos CFCs 
Para sua fotólise, os CFCs necessitam de luz solar na ordem de λ ≤ 220 nm (UV-C), pois não absorvem 
radiação solar com comprimento de onda >290 nm. Logo os CFCs devem caminhar para estratosfera (acima 
dos 36 a 40 km) afim de se decomporem, já que a radiação UV-C não penetra a baixas altitudes. 
 b) Destruição catalítica do ozônio 
 O comprimento de onda necessário para a destruição do ozônio seria da ordem de 250nm, radiação existente 
por volta dos 30km de altitude. 
 
 
 
A radiação UV-A está situada em torno de 320 a 400 nm, a 
molécula de DNA absorve uma maior quantidade de luz no 
comprimento de onda de 260 nm (UV-B), portanto a possibilidade 
de um indivíduo desenvolver um melanoma maligno é quando este 
é exposto a uma radiação UV-B. 
7ª. Questão: 
a) Discuta os efeitos do ozônio quando este gás está presente na atmosfera baixa e destruição catalítica 
do ozônio 
O ozônio troposférico pode ocorrer naturalmente em baixas concentrações, porém o que torna o ozônio um 
poluente altamente tóxico na troposfera é a presença de outros poluentes que provocam o desequilíbrio dos 
processos de destruição -formação do ozônio. A partir desses poluentes (SO2, CO, NO e NO2 -NOx-, materiais 
particulados em suspensão -MPS-, compostos orgânicos voláteis – VOCs-) forma-se o smog fotoquímico, um 
tipo de poluição que é desencadeada pela luz solar e que gera ozônio como produto. Na troposfera, o ozônio 
pode criar problemas respiratórios por ser tóxico e reativo, sendo um dos principais componentes da névoa 
fotoquímica. 
b) De que forma esse gás pode ser analisado e qual a relação entre a presença de ozônio e óxido de 
nitrogênio? 
O NO reage com O3 e forma o NO2*. Ao retornar ao estado fundamental o NO2* emitirá uma radiação 
correspondente, que é detectada e quantificada. A relação NO/O3 se dá da seguinte forma: quanto maior a 
intensidade da radiação gerada, maior o teor de NO na amostra de ar analisada. 
 
8ª. Questão: Discuta as seguintes formas de produção de energia 
a) carvão 
O carvão mineral é uma complexa e variada mistura de componentes orgânicos sólidos, fossilizados ao longo 
de milhões de anos. 
Importância: o carvão é responsável por 7,1% de todo o consumo mundial de energia e de 39,0% de toda a 
energia elétrica gerada. 
Vantagens: abundância das reservas, distribuição geográfica das reservas, baixos custos e estabilidade nos 
preços, em comparação com outros combustíveis, importante matéria-prima da indústria de produtos 
químicos orgânicos. 
Desvantagens: poluição do ar através de gases nocivos, incluindo o dióxido de carbono, dióxido sulfúrico e 
cinzas, ele tende a emitir duas vezes mais CO2 do que os outros combustíveis fósseis. 
 
b) hidroelétrica 
A geração de energia hidrelétrica é realizada em barragens, dentro das quais se encontram geradores, cujas 
hélices são movidas pela água que escoa sob forte pressão. A eletricidade produzida pelos geradores é 
transmitida por cabos até os centros consumidores. 
Importância: é a principal fonte geradora de energia elétrica para diversos países e representa cerca de 17% 
de toda a eletricidade gerada no mundo. 
Vantagens: não é poluente 
 Desvantagens: a construção de usinas pode causar profundos impactos sociais e ambientais na região, tais 
como, inundação de grandes áreas, deslocamento de comunidades ribeirinhas e mudança de curso de rios. 
 
c) nuclear 
A energia nuclear é proveniente da fissão de átomos de urânio em um reator nuclear. 
Importância: representa cerca de 17% da produção mundial de energia elétrica, ocupando assim o terceiro 
lugar entre as fontes de geração de energia. 
Vantagens: por não ser advinda do petróleo é uma fonte alternativa de geração de eletricidade. Nesse contexto, 
a energia nuclear passou a ser vista como a alternativa mais promissora, recebendo a atenção de muitos 
analistas e empreendedores, assim como vultosos investimentos. 
Desvantagens: problemas de segurança (risco de um vazamento nuclear) e dos altos custos de disposição dos 
rejeitos nucleares (lixo atômico). 
 
d) gás natural 
O gás natural é uma substância composta por hidrocarbonetos que permanecem em estado gasoso nas 
condições atmosféricas normais. 
Importância: responsável por 16,2% do consumo mundial de energia e por cerca 19,1% de toda a 
eletricidade gerada no mundo. 
Vantagens: maior flexibilidade, tanto em termos de transporte como em aproveitamento e baixos índices de 
emissão de poluentes em comparação a outros combustíveis fósseis; sua queima libera uma boa quantidade 
de energia, cada vez mais utilizada nos transportes, na termeletricidade e na produção industrial. 
Desvantagens: riscos de asfixia, incêndio e explosão; por ser mais leve que o ar tende a se acumular nas partesmais elevadas quando em ambientes fechados; é uma energia não renovável; em caso de fogo em locais com 
insuficiência de oxigênio, poderá ser gerado monóxido de carbono. 
 
e) óleo 
 No caso mais simples, os óleos vegetais são obtidos pelo esmagamento dos grãos das mais diversas plantas 
oleaginosas. 
Importância: o óleo de soja é a principal matéria prima da produção de biodiesel no Brasil, responsável por 
cerca de 70% a 80% da produção do biocombustível. 
Vantagens: ao contrário da gasolina e do diesel obtido do petróleo, o óleo vegetal é regenerativo, neutro quanto 
à emissão de CO2 e livre de enxofre, metais pesados e radioatividade. não é volátil e tem um ponto de fulgor 
em torno de 200°C, de modo que não é inflamável, nem explosivo, podendo ser armazenado sem riscos, por 
longos períodos. Também, é biodegradável, não prejudicando nem a terra, nem o ar, nem a água. 
Desvantagens: o consumo mundial em larga escala necessita de plantações em grandes áreas agrícolas, 
poderemos ter um alto grau de desmatamento de florestas para dar espaço para a plantação de grãos; o uso 
de grãos para a produção do biodiesel, poderá aumentar o preço dos produtos derivados deste tipo de 
matéria-prima ou que utilizam eles em alguma fase de produção. 
 
f) eólica 
Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores 
para produzir eletricidade, moinhos de vento para produzir energia mecânica ou velas para impulsionar 
veleiros. 
Importância: em 2010, a produção de energia eólica era responsável por mais de 2,5% da eletricidade 
consumida à escala global, apresentando taxas de crescimento na ordem dos 25% por ano. 
Vantagens: é inesgotável, não emite gases poluentes nem gera resíduos, diminui a emissão de gases de efeito 
de estufa e pode gerar créditos de carbono. 
Desvantagens: a intermitência do vento, gera uma grande modificação da paisagem, impacto sobre as aves 
do local devido principalmente ao choque destas nas pás e impacto sonoro, as zonas deverão estar no mínimo 
a 200 metros de distância. 
 
g) geotérmica 
 Energia geotérmica é a energia obtida a partir do calor proveniente da Terra, mais precisamente do seu 
interior. Funciona graças à capacidade natural da Terra e/ou da sua água subterrânea em reter calor. É 
explorada, em maior parte, nos locais do planeta onde surgem as áreas de transição entre as placas tectônicas. 
Importância: atualmente, cerca de 25 países do planeta utilizam a energia geotérmica. Os três países com 
maior produção de energia geotérmica no mundo são: os Estados Unidos, as Filipinas e a Indonésia. Além 
deles, outros países têm optado pela produção de energia geotérmica, tais quais a China, Japão, Chile, México, 
França, Alemanha, Suíça, Hungria, Islândia. 
Vantagens: é uma energia limpa; ajuda a reduzir o uso de combustíveis fósseis, não há nenhum ar fumegante 
podendo partilhar terreno com o gado e vida selvagem local; não prejudica a terra; as instalações geotérmicas 
não precisam de barrar rios ou de colher florestas, não há cabos de minas, túneis, covas abertas, pilhas de lixo 
ou derramamentos de óleo; podem funcionar 24 horas por dia, durante todo o ano. 
Desvantagens: se não for usado em pequenas zonas onde o calor do interior da Terra vem à superfície através 
de géiseres e vulcões, então a perfuração dos solos para a introdução de canos é dispendiosa; os anti-
gelificantes usados nas zonas mais frias são poluentes (alguns produzem CFCs e HCFCs); possuem um custo 
inicial elevado. 
 
9ª. Questão: De que forma se forma o gás natural? Explique a cadeia do gás natural e discuta sua 
importância para a indústria química no Brasil. 
O gás natural se forma a partir da decomposição de materiais orgânicos que sofrem transformações devido 
ao intenso calor e pressão ao longo de vários anos. 
A cadeia do gás natural é composta pelos seguintes processos: 
 Pesquisa para saber o local que provavelmente abrigará reservas desse gás. Depois do estudo pronto, 
ocorrem perfurações de poços pioneiros e poços de delimitação, sendo assim, é possível comprovar a 
existência do elemento naquela região. Ambos os processos são realizados pelo produtor, pessoa 
jurídica que possui a concessão do Estado para estudar e explorar essas regiões. 
 Depois de encontrado, o gás é levado pelo carregador, outra pessoa jurídica que tem o controle do gás 
natural. Por essa razão ele contrata o transportador para o serviço de condução do produto extraído 
e negocia a venda deste junto às companhias distribuidoras. 
 A Agência Nacional do Petróleo (ANP) fica responsável por escolher o processador, que detém a 
responsabilidade de realizar o tratamento do gás recém extraído. Dele vão ser retirados substâncias 
que são tratadas como impurezas para o gás natural comercial. 
 Distribuidores e reguladores, que também são escolhidos pela a ANP. 
Na indústria química o gás natural é utilizado como combustível, sendo um elemento mais limpo e que oferece 
uma vida mais longa aos equipamentos. Pode ser usado em substituição a gasolina ou ao álcool em 
automóveis, sendo ainda menos poluente que esses dois últimos e bem mais barato. O gás natural também 
pode está incluso nas indústrias que produzem metanol, amônia e ureia. 
 
10ª. Questão: Explique, demonstrando com equilíbrios químicos, como se forma a chuva ácida e 
discuta os efeitos ambientais desse fenômeno. 
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq) 
 
 
 
 
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) 
 
 2SO3(g) + 2H2O(l) → 2H2SO4(aq) 
 
 
 Os animais e o homem, ao respirarem, liberam CO2 na 
atmosfera. 
Chuva ligeiramente ácida (pH = 5,7), já que se trata de um ácido 
fraco. 
Quando o pH<4, a maioria dos invertebrados e muitos 
microrganismos são destruídos; 
A chuva ácida ataca metais e carbonatos, como o mármores e 
calcários, dando prejuízos de bilhões de dólares anualmente. 
A água dos rios e lagos se torna ácida e, consequentemente, 
imprópria para à vida de peixes e outras espécies.