CICLO NITROGENIO FOSFORO ENXOFRE

Prévia do material em texto

 Nitrogênio ou azoto → símbolo N 
 Trivalente 
 Compõe proteínas e ácidos nucleicos 
 N2 = gás inerte, incolor, inodoro, insípido e possui 
alta eletronegatividade 
 
 O nitrogênio exibe uma grande variedade de 
estados de oxidação: 
 
 Grande parte do nitrogênio que compõe os seres 
vivos é obtida através da alimentação, uma vez 
que a principal fonte é o nitrato 
 No ciclo do nitrogênio há 4 etapas importantes: 
 Ocorre pela conversão gás nitrogênio N2 → NH3 
(amônia) 
 Bactérias fixadoras de nitrogênio ou rizóbios 
 A fixação biológica de nitrogênio (FBN) é realizada 
por um grupo especializado de bactérias. Esses 
organismos utilizam a enzima nitrogenase para 
acelerar a conversão do nitrogênio atmosférico 
(N2) em formas disponíveis para as plantas, 
fazendo com que elas possam ser assimiladas 
facilmente 
 Dois tipos de microrganismos fixadores de 
nitrogênio são reconhecidos: bactéria de vida livre 
(não simbiótica), incluindo as cianobactérias (ou 
algas verde-azuladas) Anabaena e Nostoc e 
gêneros 
como Azotobacter, Beijerinckia e Clostridium; 
e bactérias mutualísticas 
(simbióticas) como Rhizobium, associada a 
leguminosas, e várias espécies de Azospirillum, 
associadas a gramíneas. 
 As bactérias simbióticas fixadoras de nitrogênio 
invadem os pelos da raiz da planta hospedeira, 
onde se multiplicam e estimulam a formação de 
nódulos radiculares, que representam uma região 
de maior número de vegetais e bactérias, em 
íntima associação 
 
 Simbiose entre as bactérias fixadoras de 
nitrogênio e as plantas leguminosas é a mais 
importante 
 As raízes das leguminosas são o lar de bactérias 
simbióticas. Essas bactérias podem fixar o 
nitrogênio do ar, transformando-o em amônia, 
um nutriente essencial para as plantas 
 Em troca, as plantas hospedam as bactérias nos 
nódulos das raízes , fornecendo açúcares e 
oxigênio 
 A quantidade de oxigênio precisa ser a certa para 
sustentar a simbiose, as bactérias precisam de 
oxigênio para alimentar suas reações químicas, 
mas muito inibe uma enzima chave que 
transforma o nitrogênio do ar em amônia que 
pode ser usada pela planta 
 Um procedimento muito usado na agricultura é 
a rotação de culturas consiste em alternar, de 
forma ordenada, diferentes espécies vegetais em 
determinado espaço de tempo, na mesma área e 
na mesma estação do ano. As espécies escolhidas 
devem ter, ao mesmo tempo, propósito comercial 
e de recuperação do solo 
 Existem também processos de produção industrial 
de amônia e nitrato a partir da fixação do 
nitrogênio atmosférico 
 Esse processo envolve grande quantidade de 
combustíveis fósseis para produzir ambiente de 
alta temperatura e pressão 
 Os produtos desse processo são utilizados 
como fertilizantes na agricultura, geralmente 
nas formas de: 
► Uréia 
► Nitrato de amônio 
► Anidrido 
 A síntese do amoníaco, também designada 
por síntese de Haber-Bosch, refere-se um 
processo hoje largamente empregado em escala 
industrial onde os parâmetros que interferem na 
reação química entre nitrogênio e hidrogênio são 
idealmente ajustados a fim de maximizar a síntese 
do amoníaco 
 É uma reação catalisada com o ferro (ferrita 
catalítica, finamente dividido suportado em óxido 
ferroso), sob as condições de 200 atmosferas 
de pressão na faixa de temperatura de 400 a 
600 °C 
 O processo foi desenvolvido laboratorialmente 
por Fritz Haber em 1908 e desenvolvido 
industrialmente por Carl Bosch entre 1912 e 1913. 
Foi usado pela primeira vez, à escala industrial, 
na Alemanha durante a Primeira Guerra Mundial 
 Entretanto, o excesso de nitrogênio criado 
artificialmente, quando carregado pra rios, lagos e 
lençóis freáticos, pode causar eutrofização 
 
 Transformação de resíduos nitrogenados 
orgânicos em amônia 
 Diferente da fixação que transforma o nitrogênio 
elementar em amônia 
 Parte da amônia presente no solo, é originada 
pelo processo de fixação. A outra é proveniente 
do processo de decomposição das proteínas e 
outros resíduos nitrogenados, contidos na matéria 
orgânica morta e nas excretas 
 Decomposição ou amonificação é realizada por 
bactérias e fungos 
 Amônia é convertida em nitratos 
 Muitas plantas não conseguem utilizar o 
nitrogênio na forma de amônia 
 No processo de nitrificação, ocorre a oxidação da 
amônia em nitrito e, na sequência, em nitrato 
 Esse processo é realizado por bactérias que fazem 
quimiossíntese, ou seja, que utilizam a energia 
liberada na nitrificação para sintetizar suas 
substâncias orgânicas 
 
 Nitrossomonas: Amônia (NH3) em nitrito (NO2 - ) 
 Nitrobactérias: Nitritos (NO2 -) em nitratos (NO3 -) 
 
 Bactérias desnitrificantes = nitratos em 
nitrogênios molecular 
 Fósforo → símbolo P 
 Trivalente 
 Reage facilmente com outros elementos 
 Constituinte das moléculas de DNA e RNA, 
hemoglobina, ATP... 
 Ciclo fundamentalmente sedimentar 
 Principal reservatório é a litosfera 
 
 Ciclo lento, até 100 mil anos sendo ciclado 
 Associado à sedimentos por mais de 100 milhões 
de anos 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Nitrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrog%C3%A9nio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADaco
https://pt.wikipedia.org/wiki/Catalisador
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fritz_Haber
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carl_Bosch
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alemanha
https://pt.wikipedia.org/wiki/Primeira_Guerra_Mundial
 Ações humanas têm interferindo bastante no ciclo 
através da exploração da mineração, ocupação 
desordenada do solo, desmatamentos, entre 
outras atividades que aceleram a perda de fósforo 
no ciclo 
 Enxofre ou súlfur → símbolo S 
 Constituinte de proteínas e cofatores 
 Principais reservatórios de enxofre: crosta 
terrestre e atmosfera 
 O ciclo do enxofre pode ser didaticamente 
iniciado com o enxofre elementar (S), insolúvel 
contido no solo e nas rochas. Esse enxofre 
elementar, ao entrar em contato com o oxigênio, 
também presente no solo ou na água devido a 
processos erosivos, é convertido a íon 
sulfato (SO4--), tornando-se, assim, solúvel em 
água e, portanto, podendo ser absorvido 
pelos vegetais e microrganismos 
 Uma vez absorvido pelo vegetal, o enxofre pode 
ser utilizado como cofator em processos 
metabólicos ou em estruturas proteicas, 
compondo o esqueleto de alguns aminoácidos 
 Animais, organismos consumidores, podem 
absorver o enxofre ao se alimentarem de vegetais 
ou de outros animais. Ao morrerem, o enxofre é 
reciclado e torna-se disponível novamente no 
ambiente, por meio dos 
organismos decompositores. 
 Já a parcela atmosférica do ciclo ocorre quando o 
enxofre interage com o oxigênio, não formando 
sulfato, mas sim dióxido de enxofre (SO2) 
ou anidrido sulfúrico (SO3). O enxofre pode, 
ainda, interagir com íons de hidrogênio, formando 
o gás sulfídrico (H2S), caracterizado pelo seu 
cheiro semelhante a ovo podre 
 Esses gases se estabelecem na atmosfera. O gás 
sulfídrico tem tempo de vida muito curto, sendo 
logo convertido a dióxido de enxofre. Ao 
entrarem em contato com moléculas de água, os 
óxidos de enxofre são precipitados novamente 
para o solo, na forma de íons sulfato, e serão 
novamente absorvidos por vegetais e 
microrganismos. 
 Algumas bactérias, chamadas de bactérias 
sulfurosas ou bactérias do enxofre, possuem a 
capacidade de converter íons sulfato ou hidróxido 
de enxofre em enxofre elementar, que, ao ser 
excretado da célula, pode ser armazenado nas 
rochas e vulcões 
 Toda chuva é ácida 
 A presença de enxofre nas gotículas de água é 
comum, uma vez que o elemento se encontra 
dissolvido na atmosfera. Porém, atualmente, tem-
se observado um aumento na concentração de 
enxofre na atmosfera 
 A precipitação da água contida na atmosfera 
acaba dissolvendo diversaspartículas 
atmosféricas e levando consigo nas chuvas 
 O aumento de concentração de ácido sulfúrico na 
atmosfera acaba aumentando a concentração de 
enxofre nas chuvas, diminuindo o pH e deixando a 
chuva mais ácida 
 Esse aumento de enxofre e de outras partículas, 
como ácidos nítricos e clorídricos, na atmosfera se 
dá, em grande, parte pela queima de compostos 
industriais e o seu posterior descarte inadequado. 
Vulcões também liberam enxofre na atmosfera, 
mas em quantidade inferior às industriais 
 As chuvas ácidas, por possuírem pH inferior a 4, 
trazem desastrosas consequências para o meio 
ambiente: 
► A acidez causa diversas doenças em vegetais, 
podendo acabar com extensas áreas florestais 
► Também pode provocar diversas patologias 
em animais, pois a acidez da água pode 
corroer metais presentes nos encanamentos e 
levar esses metais dissolvidos para o interior 
do organismo 
 
https://querobolsa.com.br/enem/geografia/rochas
https://querobolsa.com.br/enem/biologia/reino-plantae
https://querobolsa.com.br/enem/biologia/animais