Atividade Experimental 6 Grupo 2 (1)

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Universidade Federal de São Carlos
Campus Sorocaba
Componente Curricular: Química Ambiental.
Professora Doutora Elisabete Alves Pereira.
Aula Prática VI - Análise qualitativa de dióxido de nitrogênio (NO₂) em amostra
de ar interno da sua residência.
Realizado no dia 22 de Janeiro de 2024.
Integrantes:
Emanuele Vitoria da Silva RA: 805808
Helen Aparecida Jamas dos Santos RA: 812955
Vanessa Alcantara Camacho RA: 769313
Sorocaba,
Janeiro de 2024
Introdução
Ao longo dos anos, a emissão de poluentes atmosféricos no planeta foi se intensificando,
principalmente, devido ao tráfego de veículos e ao crescente processo de industrialização. Nas
grandes cidades, os automóveis se destacam como a principal fonte de emissão desses poluentes,
enquanto que as indústrias afetam regiões mais específicas (CETESB, 2017).
A presença de dióxido de nitrogênio (NO₂) em altas concentrações na atmosfera é devido
particularmente às atividades antropogênicas como ao tráfego de veículos automotores, processos
de queima de combustíveis em fornos e caldeiras industriais e indústrias de fertilizantes (SILVA,
2013). Outras fontes não antropogênicas do gás são a ação de microrganismos sobre os fertilizantes
de nitrogênio, a queima de biomassa, descargas elétricas atmosféricas e em menor parcela a
oxidação de NH₃ atmosférico (MANAHAN, STANLEY E. 2013). Tendo em vista que a exposição
por um longo período de tempo a este gás é prejudicial à saúde humana pois pode causar efeitos no
sistema respiratório humano como enfisema (CETESB), evidencia-se a importância de analisar a
concentração deste gás no ar que circula dentro das residências.
Resultados e discussões
Para determinar a concentração de NO₂ presente em uma amostra de ar interno da residência
de um dos membros da equipe, foram utilizadas 2 gotas de uma solução de trietanolamina
(C6H15NO3) 11% v/v que serviu para adsorver NO₂ sobre um filtro de papel. Foi feito também um
recipiente controle. Os resultados do experimento estão apresentados na tabela 1.
Tabela 1: Concentração de NO₂ nas amostras
Amostras Valor p.p.m. Nível
Amostra Controle 0,0 p.p.m. Ideal
Amostragem 0,5 p.p.m. Crítico
Fonte: As autoras
Após uma semana em contato com o ar interno da residência, a amostra testada com o kit
labcon Test apresentou coloração levemente rosada indicando um nível de 0,5 ppm de NO₂,
apontado como “crítico” pelo kit, como é possível observar na Figura 1.
Figura 1: A) escala de cores kit labcon Test. B) Coloração final da Amostra e Controle após
a utilização dos reagentes do kit.
Fonte: As autoras.
O amostrador passivo utilizado no experimento foi colocado no interior do quarto de um dos
membros da equipe que tem o hábito de fumar tabaco regularmente dentro do cômodo.
A emissão de NO₂ em ambientes internos está associada a processos de combustão em
fogões residenciais, aquecedores e a fumaça de cigarros em geral (UGUCIONE; MACHADO;
CARDOSO, 2009). Sendo assim, devido às substâncias emitidas na queima do tabaco, sendo uma
delas o NO₂, aumenta-se a concentração deste composto no ar. Um estudo estimou que a emissão
média de NO por fumo de tabaco é 0,6 mg, e consequentemente há mais NO₂ na atmosfera
(VIEIRA, 2018).
O NO₂ é um gás oxidante normalmente produzido por processos de combustão e atualmente
existem vários estudos publicados acerca da problemática de agentes oxidantes encontrados no ar
que formam/transformam contaminantes em locais fechados (BRICKUS; AQUINO NETO, 1999),
piorando assim a qualidade do ar nesses recintos.
Portanto, é necessário monitorar e controlar a quantidade que é liberada deste gás para a
atmosfera, pois o NO₂ afeta a saúde da população, provocando irritação no sistema respiratório. Sob
a ação da radiação solar, participa na formação de oxidantes fotoquímicos como o ozônio, como
pode ser observado na equação 1.
Equação 1:
COV + NOₓ + Luz Solar → O₃ + radicais orgânicos (SOUZA,2023)
O NO₂ também é o precursor da chuva ácida e forma material particulado na atmosfera, na
forma de nitratos (CETESB, 2022). Entretanto, esta não é uma tarefa tão fácil, uma vez que, os
óxidos de nitrogênio são lançados na atmosfera por qualquer processo de combustão, destacando-se
os veículos pesados como principal fonte nas áreas urbanas.
O resultado da quantidade de NO obtido no experimento apontaram 0,5 p.p.m., ao₂
converter este valor de p.p.m para mol/L, sabendo que o p.p.m. é parte por milhão e isso equivale a
1 mol/L, o valor obtido é 0,5 mol/L. Então, de acordo com a equação 2, tem-se:
Equação 2:
𝐶 = 𝐶 (𝑚𝑜𝑙/𝐿) * 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 (𝑔. 𝑚𝑜𝑙 − ¹)/ 24, 45 𝐿 
(O 24,45 L se refere ao volume molar a 25º C e pressão de 1 ATM)
𝐶 = 0, 5 𝑚𝑜𝑙/𝐿 * 46 (𝑔. 𝑚𝑜𝑙)/ 24, 45 𝐿
0,94 g𝐶 =
Quando convertemos o resultado do teste para ug/m³, obtem-se 9,4 ug/m³. Os padrões de
qualidade do ar estabelecidas pelos Padrões Estaduais de Qualidade do Ar, Decreto Estadual nº
59113 de 23/04/2013, e que foram restabelecidos pelas Metas I e II e aprovadas pela Deliberação
CONSEMA nº 4, de 19/05/2021 (publicada no DOE de 26/05/2021), afirmam que o valor de
emissão do poluente atmosférico NO₂, dentro do período de um ano é de 200 ug/m³, e 50 ug/m³ por
hora (CETESB, 2015). Ao comparar os resultados do experimento e os padrões estaduais
estabelecidos, pode-se afirmar que o resultado do experimento está dentro do padrão estabelecido
pelo estado. Parte deste resultado, pode ser explicado por dois fatores. O primeiro fator, que pode
ser levado em conta é o fato da cidade onde foi realizado o experimento, Sorocaba - SP, estar dentro
do grupo das cidades que tem a qualidade do ar considerada como boa, e atende aos requisitos
impostos pela Meta II, proposta pelo Decreto Estadual nº 59113 de 23/04/2013 (CETESB, 2022),
no local onde foi deixado o amostrador havia uma janela que não era próxima a uma avenida, onde
há fluxo de automóveis, então o ar que circulava de fora para dentro não possuía poluentes
provenientes de combustíveis fósseis que são comumente relacionados a fonte de NO. O outro fator
que pode ter influenciado nos resultados obtidos pelo experimento é o clima, pois na semana em
que foi feita a amostragem houveram dias de chuva, e a chuva é um fator que influencia nas
concentrações atmosféricas, em razão das condições meteorológicas (CETESB, 2022). Logo, por
conta das chuvas ocorridas naquela semana, a quantidade de NO₂ presente no ar e que pode ser
captada pelo filtro, foi menor, se comparada a uma semana não chuvosa, em decorrência da
interação do dióxido de nitrogênio com os outros compostos disponíveis na atmosfera.
Para realização de uma análise qualitativa, utilizou-se um controle, que foi mantido em saco
para evitar contaminação. Após uma semana, conduziu-se análises para determinar a concentração
do amostrador. Adotou-se que a difusão de um gás A, dentro de um cilindro contendo um gás
estagnado B, é governada pela primeira Lei de Fick, que permite encontrar a concentração média de
NO₂ amostrado no tempo t, (MELCHERT & CARDOSO, 2006). A Equação 3 possibilita o cálculo
da concentração do gás na atmosfera.
Equação 3:
𝐽 = − 𝐷 . 𝑑𝐶
𝑑𝑥
Para essa equação, o é a quantidade de NO₂ (mol) recolhida durante o tempo t de𝐽
amostragem (segundos), é o coeficiente de difusão em , é a concentração em e𝐷 𝑚2/𝑠 𝑑𝐶 𝑚𝑜𝑙/𝑚3
é a distância em m.𝑑𝑥
Diâmetro do círculo de papel filtro utilizado no experimento: 40mm ou 4 cm
J =
D = 3,6*10⁹ m²/s
dC = 500 mol/m³
dx = 0,04 m
https://smastr16.blob.core.windows.net/consema/sites/15/2021/05/del-04_2021-meta-intermediaria-etapa-2-mi2.pdf
https://smastr16.blob.core.windows.net/consema/sites/15/2021/05/del-04_2021-meta-intermediaria-etapa-2-mi2.pdf
𝐽 = − 10⁹ 𝑚²/𝑠 * (500𝑚𝑜𝑙/𝑚³ / 0, 04 𝑚)
𝐽 = − 10⁹ 𝑚²/𝑠 * (12500 𝑚𝑜𝑙/𝑚)
𝐽 = − 1, 2 * 10¹³ 𝑚𝑜𝑙/𝑠
A lei de Fick é a relação entre o diâmetro do filtro utilizado no experimento com a quantidade de
mols de NO₂ que são adsorvidos pelo filtro, durante um determinado período de tempo. Durante o
tempo em que o papel filtro do experimentoficou exposto, em um ambiente interno, ele adsorveu
cerca de 1,2 * 10¹³ mol/s, esse resultado, assim como as análises feitas em laboratório e os cálculos
anteriores, mostram que a quantidade de NO₂ liberada neste ambiente, durante este período de
tempo foi baixa.
Conclusão
O experimento realizado apresentou resultados positivos para a qualidade do ar, revelando
que a quantidade de NO₂ presente no ar não é nociva ou apresenta riscos à saúde, demonstrando
também que, a cidade onde foi realizado o experimento, apresenta a qualidade de ar dentro do
parâmetro bom segundo a CETESB. A baixa emissão de NO₂, não é vista como algo positivo
apenas pela influência na qualidade do ar, mas também, porque o NO₂ é um gás que auxilia na
intensificação do efeito estufa, por conta da sua participação no ciclo do ozônio, dessa forma,
quanto menor a quantidade de dióxido de nitrogênio for liberado para a atmosfera, melhor, pois
menor será a influência deste gás na intensificação do efeito estufa.
Dentre os gases emitidos ao fumar tabaco, é possível observar que o NO₂ é um dos elementos que
não se encontram em tão alta quantidade, visto que a concentração deste não foi alta nos resultados,
e esse mecanismo de queima do tabaco seria o maior contribuinte para o acúmulo deste poluente no
ar interno, diferentemente de ambientes externos, onde a maior fonte de emissões de dióxido de
nitrogênio, são provenientes dos veículos automotores, movidos a queima de combustíveis fósseis.
Referências
BAIRD, Colin. e CANN, Michael. Química ambiental. Bookman, 2º edição, 2002.
CETESB: Relatório de Qualidade do ar no Estado de São Paulo 2016, São Paulo: CETESB, 2017.
Disponível em: http://cetesb.sp.gov.br/ar/publicacoes-relatorios/. Acesso em 17 de jan. de 2024.
MANAHAN, Stanley E. Fundamentals of environmental and toxicological chemistry: sustainable
science. CRC press, 2013.
SILVA, Ana Paula Fiorentin da. Medidas de dióxido de nitrogênio (NO2) na atmosfera de regiões
das cidades de Curitiba e de Araucária utilizando amostragem ativa. 2013. Trabalho de Conclusão
de Curso. Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
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https://cetesb.sp.gov.br/emergencias-quimicas/aspectos-gerais/toxicologia/principais-efeitos-toxicos
/. Acessado em 28 de jan. 2024.
Vieira, L. A. Uso de amostradores passivos para o monitoramento do ar. 61p. 2012. Trabalho de
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http://usuarios.upf.br/~engeamb/TCCs/2012-2/LET%CDCIA%20CANAL%20VIEIRA.pdf.
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Acesso em: 28 jan. 2024.
CETESB - Qualidade do ar - Padrões de qualidade do ar. Disponível em:
https://cetesb.sp.gov.br/ar/padroes-de-qualidade-do-ar/. Acesso em: 28 jan. 2024.
SOUZA, Maria Clara R. de. The Influence of Volatile Organic Compounds on Climate Change: a
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Brasileira de Quimica (SBQ). Disponível em: http://dx.doi.org/10.21577/1984-6835.20220111.
Acessado em: 28 jan. 2024.
Jornal a Matéria - UFSCar - Retirado de: CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais:
Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002. Disponível em:
https://www.jornalamateria.ufscar.br/news/explicando-a-materia-leis-de-fick#:~:text=Sendo%20assi
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https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/60013/1/000134872.pdf. Acesso em: 29 de jan.
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