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Universidade Federal de Lavras GQI130 - Química Ambiental Iara Guimarães iaraguimaraes@ufla.br REO2 15/06/2020 a 28/06/2020 1-2 4 4 Lista de exercícios – PRECIPITAÇÕES ÁCIDAS 1) O que é a reação de Claus? Qual seu agente oxidante? Qual o produto comercial dessa reação? Reação de Claus: É o processo utilizado para a redução dos teores de enxofre com a transformação de gases residuais ou gás ácido natural em enxofre elementar. Agente oxidante: O2 Produto comercial: papel, celulose, medicamentos, indústrias de fertilizantes e indústrias de cosmeticos 2) Quanto de carvão com 5% de S seria necessário para gerar o H2SO4 exigido para produzir 1,0 dm3 de precipitação com pH 2,0? Considere a formação da chuva ácida em ambientes úmidos. 3) Uma região particular do globo tem área de 3000 Km2. As precipitações anuais chegam a 850 mm, com pH médio de 4,27. Desse valor de pH, 66% dos íons H+ estão associados com ácido sulfúrico enquanto os 34% residuais estão relacionados à presença de ácido nítrico. Calcule se o solo dessa região apresentava quantidades excessivas de sulfato considerando como única fonte de SO 2- aquele proveniente das precipitações. Admita que o teor máximo de sulfato no solo deve ser de 20 kg SO 2- ha-1. Dado: 1 ha = 0,01 Km2 4) Um dos processos canadenses de remoção de enxofre e nitrogênio é conhecido como SONOX. Calcule qual é a massa de Ca(CO3)2 que deve ser utilizada para remoção de SO2 em uma planta que consome 6000 toneladas de carbono contendo 1,5% de S. 5) Qual é a justificativa para classificação da chuva ácida como poluente mailto:iaraguimaraes@ufla.br Universidade Federal de Lavras GQI130 - Química Ambiental Iara Guimarães iaraguimaraes@ufla.br REO2 15/06/2020 a 28/06/2020 2-2 secundário? Pois há a reação de dois ou mais poluentes, como por exemplo o óxido de nitrogênio e o dióxido de enxofre. 6) Explique por que HO* reage mais rapidamente que HOO* na abstração de hidrogênio de outras moléculas. O radical HO* frequentemente ataca as moléculas por abstração de nitrogênio e por adição a insaturações. A hidroxila reage instantaneamente com as biomoléculas presentes ao seu redor, sendo a principal espécie atuante , sendo ela a mais reativa e a menos seletiva, assim atuando mais rapidamente que o radical HOO*. 7) Descreva algumas consequências relacionadas à acidificação de corpos d’água. A acidificação dos corpos d’agua pode desempenhar impactos negativos no rendimento de safras agricolas e até mesmo mudar os habitats aquáticos. 8) Descreva alguns processos de lavagem de gás de chaminé (ao menos dois processos) para processos de dessulfurização (remoção de enxofre). Flue Gas Desulfurization I Possui como etapa intermediária uma oxidação forçada , da qual resulta como produto final o sulfato de cálcio. Na oxidação forçada é injetado um fluxo de ar dentro do lodo que entra no reator ou em um tanque externo a fim de oxidar sulfito de cálcio em sulfato de cálcio. Flue Gas Desulfurization II Possui como etapa intermediária a oxidação inibida, na qual resulta como produto final o sulfito de cálcio. Na oxidação inibida são adicionados aditivos químicos para minimizar a formação de fulfato de cálcio. 9) Considere o ciclo do nitrogênio mostrado na Figura a seguir. Com base no comportamento das espécies desse elemento, descreva como o processo de intensificação da agricultura pode interferir em questões ambientais como as precipitações ácidas. mailto:iaraguimaraes@ufla.br Universidade Federal de Lavras GQI130 - Química Ambiental Iara Guimarães iaraguimaraes@ufla.br REO2 15/06/2020 a 28/06/2020 3-2 Um dos responsáveis pelo aumento da acidez na chuva é o óxido ne nitrogênio , este e alguns outros óxidos são conhecidos como óxidos ácidos. O nitrogênio gasoso (N2) e o oxigênio molecular da atmosfera podem reagir formando o monóxido de nitrogênio. Isso ocorre devido a queima de combustíveis a temperaturas elevadas. O monóxido de nitrogênio pode ser oxidado na atmosfera (que possui O2) e formar dióxido de nitrogênio (NO2). O dióxido de nitrogênio pode sofrer novas reações e formar o ácido nítrico(HNO3) que contribui que contribui para aumentar a acidez das precipitações ácidas. A agricultura, ainda é um dos processos biológicos que contribui para a acidificação da precipitação, devido aos gases lançados na atmosfera , levando a discussão do manejo correto de fertilidade no sistema de cultivo, visto que em excesso além de liberar gases poluentes gera uma acidificação do solo, que contamina o lençol freatico e assim os cursos d’agua, levando a precipitação de chuvas ácidas. 10) Considere ainda a Figura do exercício (7). Como este mesmo processo de interação do N com os diferentes extratos terrestres interfere agora em questões ambientais relacionadas à destruição da camada de ozônio? As atividades agrícolas possui uma participação significativa da emissão de gases na mailto:iaraguimaraes@ufla.br Universidade Federal de Lavras GQI130 - Química Ambiental Iara Guimarães iaraguimaraes@ufla.br REO2 15/06/2020 a 28/06/2020 4-2 atmosfera, seja através de queimadas, degradação de matéria orgânica, pelo consumo direto de combustíveis fósseis ou indireto no processo de produção de insumos. A agricultura é responsável por liberar 94% da emissão de N2O na atmosfera. Em contrapartida a agricultura pode funcionar como um sistema de dreno de CO2, reduzindo o efeito estufa. 11) Considere os dados relacionados às matrizes energéticas de 2015, mostrados a seguir: Matriz energética brasileira (2015) (a) Discuta a viabilidade das duas matrizes, comparativamente, em termos do potencial de degradação da camada de ozônio. O mundo possui uma matriz energética composta principalmente por fontes não renováveis, como carvão, petróleo e gás natural. Fontes renováveis, como a solar, a eólica, e a geotérmica, juntas, correspondem a apenas 1,5% dessa matriz. Somando a hidráulica e a de biomassa, as renováveis totalizam 12,7%. A matriz energética do Brasil é muito diferente da mundial. Apesar de ainda as fontes não renováveis comporem uma porcentagem grande, as fontes renováveis, usamos uma grande parte de fontes renováveis. Nossa fonte de renováveis somando lenha, carvão vegetal, hidráulica, derivados de cana e outra renováveis somam 43,5, quase Matriz energética Mundial (2015) mailto:iaraguimaraes@ufla.br Universidade Federal de Lavras GQI130 - Química Ambiental Iara Guimarães iaraguimaraes@ufla.br REO2 15/06/2020 a 28/06/2020 5-2 metade da nossa matriz energética. (b) Discorra sobre a possibilidade de formação de precipitações ácidas a partir das duas matrizes, evidenciando fontes e potenciais sumidouros, caso existam. Assim como na matriz energética mundial, apesar da nossa matriz energética ser composta de praticamente 50% de fontes renováveis, o Brasil ainda é um dos grandes responsáveis pelo CO2, uma vez que suas indústrias emitem muitos gases poluentes, como SOx e NOx, não tirando a participação dos demais países do mundo, assim produzindo chuvas ácida mailto:iaraguimaraes@ufla.br Universidade Federal de Lavras GQI130 - Química Ambiental Iara Guimarães iaraguimaraes@ufla.br REO2 15/06/2020 a 28/06/2020 6-2 mailto:iaraguimaraes@ufla.br
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