Aula 1 Química ambiental

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Química Ambiental 
Prof. Alexandre de A. Marcelino 
Propiciar uma visão geral da Química Ambiental para que, como 
gestores ambientais possam integrar e articular uma relação 
entre a Química Ambiental e os problemas decorrentes das 
atividades poluidoras e, em decorrência possam avaliar riscos 
e impactos, bem como as medidas necessárias para 
prevenção, controle, monitoramento, mitigação, minimização 
e remediação. 
 
Objetivo 
Em que consiste a disciplina? 
• Compreensão dos fundamentos da química 
dos elementos constituintes do meio 
ambiente: rochas, solos, água, ar e organismos 
vivos. 
• Compreensão do comportamento químico dos 
componentes do meio ambiente, levando em 
consideração as interações e os processos a 
eles associados. 
 
 
• Formar um profissional capacitado a relacionar à 
química e os problemas ambientais, sendo capaz de 
atuar em prevenção, controle, monitoramento, 
mitigação, minimização e remediação da poluição. 
 
• Estimular uma visão crítica e integradora a respeito das 
condições do meio ambiente e as estratégias a serem 
adotadas, para a garantia de que, em decorrência da 
atividade antrópicas, os menores riscos e impactos 
ambientais negativos possíveis ocorram 
Conteúdo da disciplina 
• Unidade 1: Matéria e energia 
– Constituição atômica, estrutura eletrônica e 
periodização. 
– Ligações químicas. 
– Ácidos e bases. 
– Energia, entropia, e radiações eletromagnéticas 
Conteúdo da disciplina 
• Unidade 2: Atmosfera. 
– Química da Estratosfera e troposfera; Efeito 
estufa. 
– Química da camada de ozônio, poluição do ar. 
 
Conteúdo da disciplina 
• Unidade 3: Hidrosfera. 
– Recursos hídricos. Química das águas naturais. A 
química da oxidação-redução em águas naturais. 
– Química dos compostos de enxofre e nitrogênio. 
Concentrações iônicas em águas naturais e em 
água potável. O sistema carbonato. 
– Poluição hídrica e processos químicos de 
descontaminação de águas poluídas. 
Conteúdo da disciplina 
• Unidade 4: Solos. 
– Formação e química dos solos. Constituintes 
inorgânicos e orgânicos. 
– Poluição do solo por acidez, metais e compostos 
orgânicos. 
– Processos de descontaminação em solos poluídos. 
Prevenção de poluição. 
Avaliação 
• O processo de avaliação será composto de três 
etapas: Avaliação 1 (AV1), Avaliação 2 (AV2) e 
Avaliação 3 (AV3). 
 
• A AV1 contemplará o conteúdo da disciplina até a 
sua realização, incluindo o conteúdo das 
atividades estruturadas. 
 
• As AV2 e AV3 abrangerão todo o conteúdo da 
disciplina, incluindo o conteúdo das atividades 
estruturadas. 
 
Para aprovação na disciplina o aluno deverá: 
 
• 1. Atingir resultado igual ou superior a 6,0, calculado a 
partir da média aritmética entre os graus das avaliações, 
sendo consideradas apenas as duas maiores notas obtidas 
dentre as três etapas de avaliação (AV1, AV2 e AV3). A 
média aritmética obtida será o grau final do aluno na 
disciplina. 
• 2. Obter grau igual ou superior a 4,0 em, pelo menos, 
duas das três avaliações. 
• 3. Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas 
Bibliografia 
• Bibliografia Básica: 
 
• Baird, Colin. Química Ambiental, 2 ed. Porto Alegre, Bookman, 2008. 
 
• Spiro, T. G., Stigliani, W, M., Química Ambiental, 2 ed. São Paulo, Pearson, 2009. 
 
• Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten. B. E., Burdge, J. R.. Química uma ciência central. 9 ed. São Paulo, Pearson, 
2005. 
 
• Bibliografia complementar: 
 
• Atkins, P. Jones, L. Princípios de Quimica - Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Editora Bookman, 3ª 
Ed. Porto Alegre, 2005. 
 
• Rocha, J. C., Rosa, A. H., Cardoso, A. A. Introdução a química ambiental, Editora Bookman, Porto Alegre, 2004. 
 
• Manom E. B., Pacheco, E. B. A. V., Bonelli, C. M. C., Meio ambiente poluição e reciclagem, Editora Edgard Blucher, 
1ª Ed. São Paulo, 2005. 
 
• Kotz, J. C., Treichel, P. Química e Reações Químicas. Editora LTC, 4ª Ed. Rio de Janeiro, 2002. 
 
• Bruice, P. Y., Química orgânica. Editora Pearson, 4ª ed. Vol. 1, São Paulo, 2006. 
 
• Desde cedo as pessoas sempre se perguntaram 
de que as coisas são feitas 
– Existe um número infinito de substância na natureza? 
– Ou apenas algumas substâncias que compõem as 
coisas ao nosso redor? 
– Se subdividirmos uma porção de carvão em muitos 
pedaços pequenos, até que ponto podemos executar 
este processo sem que as propriedades que 
identificam a substancia sejam perdidas? 
– Quais são os “blocos” que constituem a matéria? 
Introdução ao modelo atômico 
• Na antiguidade acreditava-se que dividindo a matéria em pedaços cada vez menores, chegar-se-ia a 
um ponto onde particulas, cada vez menores, seriam invisíveis ao olho humano e, segundo alguns 
pensadores, indivisíveis. Graças a essa propriedade, receberam o nome de átomos, termo que 
significa indivisíveis, em grego. Foi quando surgiu entre os filósofos gregos o termo atomismo. 
 
• Heráclito postulava que não-ente (vácuo) e matéria (ente) desde a eternidade interagem entre si 
dando origem ao movimento. E que os átomos apresentam as propriedades de: forma; movimento; 
tamanho e impenetrabilidade e, por meio de choques entre si, dão origem a objetos. 
 
• Segundo Demócrito (cerca de 420 a.C) a matéria era descontínua, portanto, ao invés dos corpos 
macroscópicos, os corpos microscópicos, ou átomos não interpenetram-se nem dividem-se, sendo 
suas mudanças observadas em certos fenômenos físicos e químicos como associações de átomos e 
suas dissociações e que qualquer matéria é resultado da combinação de átomos dos quatro 
elementos: ar; fogo; água e terra. Aristóteles (cerca de 340 a.C), ao contrário de Demócrito, 
postulou a continuidade da matéria, ou, não constituída por partículas indivisíveis. 
 
• Em 60 a.C., Lucrécio compôs o poema De Rerum Natura, que discorria sobre o atomismo de 
Demócrito. 
 
• Os filósofos porém, adotaram o modelo atômico de Aristóteles, da matéria contínua, que foi 
seguido pelos pensadores e cientistas até o século XVI d.C 
 
Modelo atômico de Dalton 
 John Dalton (1766-1844), no séc. XIX (a partir de 1803), 
 retomou os átomos como constituintes básicos da matéria. Para ele 
os átomos seriam partículas pequenas, indivisíveis e indestrutíveis. Cada elemento 
químico seria constituído por um tipo de átomos iguais entre si. Quando combinados, os 
átomos dos vários elementos formariam compostos novos. 
 Assim, na sequência dos seus trabalhos, concluiu que: 
– Os átomos são indivisíveis e indestrutíveis; 
– Existe um número pequeno de elementos químicos diferentes na natureza; 
– Reunindo átomos iguais ou diferentes nas variadas proporções, podemos formar 
todas as matérias do universo conhecidas(Como os Diamantes); 
• Para Dalton, o átomo era um sistema contínuo. Apesar de um modelo simples, 
Dalton deu um grande passo na elaboração de um modelo atômico, pois foi o que 
instigou na busca por algumas respostas e proposição de futuros modelos. 
• Para Dalton cada elemento era constituído de um tipo de átomo. 
 
 
 
Modelo atômico de Thomson 
 Joseph John Thomson (1856-1940): 
 No final do século XIX, para alguns cientistas, era 
filosoficamente difícil de acreditar que o universo tinha em seu 
nível mais fundamental tantas “partículas” elementares quantos 
elementos diferentes, principalmente com as descobertas do 
elétron e da radioatividade. 
Determinou que: 
 - Os átomos não eram indivisíveis 
 - Os elétrons eram carregados negativamente 
 - Os átomos eram neutros e estabilizados por 
partículas positivas. 
 
**Para Thomson a estrutura interna do átomo erapositiva e nesta estrutura os elétrons distribuíam-se de 
maneira uniforma 
**Contribuição da descoberta da radioatividade 
Filme: descoberta do elétron 
Radiação 
• O que é radiação? Propagação de energia de um ponto à 
outros 
Marie Curie Pierre Curie Henri Becquerel 
Observaram que elementos mais “pesados” encontrados na natureza como 
Uranio e Rádio emitem radiação espontaneamente 
Primeiramente foi observado três tipos 
de radiação: Alfa, Beta e Gama. 
Características: 
 
• Alfa: carga “+” (pequeno poder de 
penetração) 
• Beta: carga “–” e massa pequena (alto 
poder de penetração) 
• Gama: não sofria influencia do campo 
Eletromagnético 
• Após a emissão da radiação o 
elemento original transformava-se em 
outro completamente diferente 
• A radiação não era afetada por 
nenhum processo físico químico 
(temperatura ou reações químicas) = 
a radioatividade é um processo 
nuclear 
Modelo atômico de Rutherford 
Ernest Rutherford (1871-1937) determinou que: 
– A maior parte das partículas Alfa atravessam a lâmina de ouro sem sofrer desvio 
• Conclusão: o átomo era vazio e não maciço como afirmara Thomson 
– Algumas partículas eram desviadas 
• Conclusão: havia “partes” positivas que desviavam estas partículas 
– Um número bem pequeno de partículas batiam e retornavam 
• Conclusão: As partes positivas (região central) eram bem pequenas 
– Previu a existência do nêutron no núcleo 
 
Mas...havia uma falha: o elétron deveria perder energia cinética e potencial, caindo 
progressivamente sobre o núcleo, fato que não ocorre na prática. 
Filme: Experimento de Rutherford 
 
Modelo atômico clássico 
Modelo atômico de Bohr 
Niels Bohr (1885-1962): Aperfeiçoou o modelo de 
Rutherford 
O átomo contém níveis de energia em sua eletrosfera 
 
As órbitas (estado estacionário) na eletrosfera são 
chamadas de camadas ou níveis de energia