Quimica-Volume-6-100-102

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100 Coleção Estudo
Frente D Módulo 23
Na termosfera, as radiações de alta energia fragmentam 
as moléculas, diminuindo suas concentrações e aumentando 
a concentração de radicais livres e íons.
10–4
O3
N2, O2, 
CO2, H2O 
In
fr
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O
3 + hυ (220nm-330nm)= O
2 + O
O2
+, O+, NO+
[O]>>[O2]
120 km: [O]=[O
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Te
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a
500 km
Termosfera
Mesosfera
85 km –92°
1200°
–2°
–56°
50 km
10 16 km
15 ºC
Estratosfera
Troposfera
Temperatura (K) 
A
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10
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30
40
50
60
70
80
90
100
110
Entrada da radiação solar
As principais regiões da atmosfera terrestre.
MANAHAN, 1984; MOORE e MOORE, 1977. In: Cadernos 
Temáticos de Química Nova na escola. Edição Especial, 
maio 2011 (Adaptação)
IMPACTOS AMBIENTAIS NA 
TROPOSFERA
Poluição por monóxido de carbono
Monóxido de carbono é um gás incolor extremamente 
tóxico. É um seríssimo poluente do ar atmosférico. Forma-se 
na queima incompleta de madeira e de combustíveis como 
álcool (etanol), gasolina, óleo diesel, etc.
A quantidade de CO lançada na atmosfera pelo escapamento 
de automóveis, caminhões, ônibus, etc. cresce na seguinte 
ordem crescente, em relação ao combustível usado:
álcool < gasolina < óleo diesel
A gasolina usada como combustível contém certo teor 
de álcool (etanol), que serve, entre outros motivos, para 
diminuir a quantidade de CO lançada na atmosfera e, com isso, 
diminuir o impacto ambiental gerado pela emissão desse gás.
Poluição por ozônio
O ozônio é um gás oxidante que pode ser formado pelos 
motores de combustão interna dos veículos automotores, a 
partir do oxigênio atmosférico. Submetido a altas temperaturas 
e à descarga elétrica, ocorre o seguinte processo:
3O2(g) → 2O3(g)
Parte do ozônio produzido nos veículos automotores 
é novamente convertido em oxigênio pelos catalisadores.
Na atmosfera, pode ocorrer a produção de ozônio a partir 
da reação entre o dióxido de nitrogênio (NO2), liberado pelos 
motores de combustão interna, e o oxigênio:
NO2(g) + O2(g) → NO(g) + O3(g)
O ozônio que não sofre a ação de catalisadores dos veículos 
automotores e o obtido a partir do dióxido de nitrogênio se 
acumulam nas porções baixas da atmosfera (troposfera), 
pois possuem maior densidade do que o ar atmosférico.
O ozônio provoca problemas respiratórios, degrada tecidos 
e células, devido a sua ação oxidante, e é um dos responsáveis 
pela formação da névoa seca ou nevoeiro fotoquímico 
(smog). Essa névoa é formada quando ocorre a condensação 
de vapor-d’água associada a particulados sólidos em 
suspensão (poeira e fumaça) e a outros poluentes (entre eles, 
o ozônio), proporcionando um aspecto acinzentado ao ar.
Poluição por aldeído fórmico e 
aldeído acético
O aldeído fórmico ou metanal é obtido na queima 
do cigarro, a partir de alguns tipos de resinas sintéticas e na 
combustão incompleta do metanol. Ele é um gás de odor 
penetrante que causa irritações, podendo afetar as vias 
respiratórias. É considerado carcinogênico para animais 
de laboratório e, provavelmente, para seres humanos.
Já o aldeído acético ou etanal pode ser encontrado 
na forma líquida ou vapor devido a sua baixa temperatura 
de ebulição (22 ºC). Esse aldeído origina-se da combustão 
incompleta de etanol em motores de combustão e apresenta 
neurotoxicidade, podendo causar vertigens, convulsões, 
coma e morte quando sua concentração, atmosférica é alta. 
Em baixas concentrações ele irrita as mucosas dos olhos, 
do nariz e das vias respiratórias em geral, provocando 
constrição dos brônquios (crise asmática).
Intensificação do efeito estufa
O efeito estufa
O Sol irradia para a Terra uma grande quantidade de energia 
luminosa. Cerca de 55% dessa energia são refletidos ou 
utilizados em processos naturais, tal como a fotossíntese. 
Contudo, os 45% restantes são absorvidos por alguns 
gases atmosféricos e transformados em energia térmica 
de movimento molecular (radiação na região do infravermelho).
Se não fosse a atmosfera, a Terra irradiaria para o espaço 
uma quantidade de energia igual à que absorve do Sol.
O efeito estufa consiste na retenção (aprisionamento 
na troposfera) de parte da energia térmica recebida 
do Sol. Esse fenômeno permite que em nosso planeta 
a temperatura média seja de 15 ºC e, portanto, que a água 
possa se apresentar na fase líquida, condição fundamental 
para a existência de vida.
Química ambiental I
101Editora Bernoulli
Q
U
ÍM
IC
A
redirecionamento
do I.V. para a 
Terra
molécula de gás
estufa
 redirecionamento
do I.V. para o espaço
Terra
luz
visível
do Sol
radiação I.V.
Interação da radiação infravermelha com a superfície 
e a atmosfera terrestre.
BAIRD, C. Química Ambiental. Porto Alegre: 
Bookman, 2002, p. 199. Adaptação.
A maior parte do efeito estufa é de origem natural e se deve 
à presença de gás carbônico e de vapor-d’água na atmosfera. 
Aproximadamente 85% da água atmosférica encontram-se 
na forma de vapor-d’água e cerca de 12%, na forma líquida. 
Entretanto, algumas atividades humanas (atividades 
antrópicas) podem causar uma intensificação do efeito 
estufa e, consequentemente, contribuir para o aquecimento 
do planeta, visto que essas atividades provocam o aumento 
da concentração de gases que promovem o efeito estufa.
Gases do efeito estufa
Em uma molécula, os átomos ligantes vibram em torno 
de uma posição de equilíbrio. Durante uma vibração, o valor 
do momento dipolar de uma molécula pode sofrer alteração. 
As moléculas que apresentam esse comportamento são ativas 
no infravermelho (I.V.), ou seja, absorvem e emitem radiação 
infravermelha e são denominadas gases do efeito estufa.
O gás carbônico é um gás do efeito estufa. Ele apresenta 
moléculas lineares que no estado fundamental são apolares, 
ou seja, apresentam momento dipolar igual a zero. 
O C O
δ– δ–2δ+
Entretanto, quando as moléculas de gás carbônico recebem 
radiação, ocorrem alterações em suas configurações, 
por meio de vibrações que geram deformações de dois tipos:
Deformação axial: consiste no afastamento 
e na aproximação de átomos ligantes, devido a um estiramento 
ou uma compressão da ligação química:
deformação axial
As moléculas de CO2 podem sofrer dois t ipos 
de deformações axiais:
1. Deformação axial simétrica: Esse tipo de deformação 
ocorre quando uma molécula de CO2 é esticada 
e / ou comprimida, mantendo o mesmo comportamento 
das ligações duplas entre o carbono e o oxigênio. 
Assim, quando uma é comprimida, a outra também é.
esticadaO C O
normalO C O
comprimidaO C O
Nesse caso de deformação, o momento dipolar da molécula 
de CO2 não é alterado. Quando isso ocorre, essas moléculas 
não absorvem e não emitem radiação infravermelha.
2. Deformação axial assimétrica: Esse tipo de deformação 
ocorre quando a molécula de CO2 é esticada e / ou 
comprimida, opondo os comportamentos das ligações 
duplas entre o carbono e o oxigênio. Assim, quando 
uma é esticada, a outra é comprimida.
Deformação
axial
assimétrica
Movimento
do dipolo
Componente
do dipolo
C
O
O
C
O
O
C
O
O
C
O
O
C
O
O
Nesse caso de deformação, o momento dipolar 
da molécula de CO2 é alterado periodicamente, oscilando 
entre um valor igual a zero e outro diferente de zero. 
Quando isso ocorre, essas moléculas absorvem e emitem 
radiação infravermelha.
Deformação angular simétrica: consiste no afastamento 
ou na aproximação de átomos ligantes, devido ao aumento 
ou à diminuição do ângulo entre duas ligações químicas:
deformação angular
Esse tipo de deformação nas moléculas de CO2 ocorre 
quando os ângulos entreas ligações duplas carbono-oxigênio 
tornam-se menor do que 180º.
Deformação
angular
simétrica
Movimento
do dipolo
Componente
do dipolo
CO O C CC
O O
C
O O
O O O O
Nesse caso de deformação, o momento dipolar da molécula 
de CO2 é alterado periodicamente, oscilando entre um valor 
igual a zero e outro diferente de zero. Quando isso ocorre, essas 
moléculas absorvem e emitem radiação infravermelha.
102 Coleção Estudo
Frente D Módulo 23
1 p.p.b.: partes por bilhão
2 CFC-11, também denominado freon-11, cuja fórmula molecular é CCℓ3F.
3 CFC-115, também denominado freon-115, cuja fórmula molecular é C2CℓF5.
4 HCFC-22, também denominado freon-22, cuja fórmula molecular é CHCℓF2.
Existe uma nomenclatura técnica para os CFC’s e HCFC’s, na qual eles são indicados da seguinte forma:
CFC → XYZ
em que:
• X = nº de átomos de carbono – 1 (omitido quando X = 0);
• Y = nº de átomos de hidrogênio + 1;
• Z = nº de átomos de flúor.
Portanto, apenas as deformações axial assimétrica e angular simétrica alteram o momento dipolar das moléculas de CO2, 
tornando-as ativas no infravermelho, ou seja, tornando-as capazes de absorver e de emitir radiação infravermelha.
As moléculas dos gases nitrogênio e oxigênio não são ativas no infravermelho, pois são moléculas diatômicas e apenas podem 
vibrar comprimindo ou esticando as ligações entre seus átomos, o que não altera o momento dipolar. Se essas moléculas 
fossem ativas no infravermelho, a temperatura média de nosso planeta seria muito mais elevada, pois elas correspondem 
a 99% da composição da atmosfera terrestre.
Quanto maior for o número de diferentes modos de vibração de uma molécula, maior será a sua capacidade de absorção 
e de emissão de radiação infravermelha. Portanto, quanto maior a complexidade de uma molécula, maior será o impacto na 
intensificação do efeito estufa. Por exemplo, uma molécula de metano, CH4, apresenta quatro ligações e, portanto, é mais 
complexa do que uma molécula de gás carbônico, CO2. Uma molécula de CH4 causa um efeito de aquecimento 21 vezes 
mais intenso do que o causado por uma molécula de CO2.
Principais gases do efeito estufa
Na tabela a seguir, são apresentados alguns gases do efeito estufa e suas características.
Gás Origem Concentração atual
Taxa de 
aumento 
anual
Tempo 
médio de 
permanência 
na atmosfera
Poder relativo 
de absorção de 
radiação 
infravermelha 
por molécula em 
relação ao CO2
CO2
• Queima de combustíveis fósseis;
• Decomposição aeróbica de substâncias 
orgânicas.
365 p.p.m. 0,4% 100 anos 1
CH4
• Decomposição anaeróbica de substâncias 
orgânicas, principalmente celulose;
• Flatulência de bovinos;
• Depósitos de combustíveis fósseis;
• Decomposição de lixo orgânico em aterros 
sanitários e lixões;
• Pântanos e esgotos.
1,72 p.p.m. 0,5% 10 anos 21
N2O
• Queima de combustíveis fósseis;
• Reação entre o oxigênio e o nitrogênio 
atmosférico devido a uma descarga elétrica de 
alta intensidade;
• Decomposição de adubos nitrogenados;
• Decomposição aeróbica lenta da matéria, após 
desmatamento e em represas construídas para a 
geração de energia hidroelétrica sem a remoção 
de cobertura vegetal. 
312 p.p.b.1 0,3%
Entre 120 e 
175 anos
206
CFC’s
São gases artificiais utilizados como
• Propelentes em aerossóis;
• Gases de compressão em aparelhos de 
refrigeração;
• Gases de expansão em polímeros.
0,27 p.p.b. 
(CFC-11)2
0% 
(CFC-11)
Dependendo do 
tipo de 
composto, entre 
75 (CFC-11) e 
380 anos 
(CFC-115)3
12 400 (CFC-11) 
HCFC’s
Classe de gases artificais que substituem os 
CFC’s por provocarem uma menor destruição na 
camada de ozônio.
0,11 p.p.b. 
(HCFC-22)4
5% 
(HCFC-22)
12 anos 
(HCFC-22)
11 000 (HCFC-22)