Química inorgânica ou química mineral é o ramo da química que estuda os elementos químicos e as substâncias da natureza que não possuem o carbonocoordenados em cadeias, investigando as suas estruturas, propriedades e a explicação do mecanismo de suas reações e transformações.
As chamadas "substâncias inorgânicas" que servem de foco de estudo para a química inorgânica, são divididos em 4 grupos denominados como "funções inorgânicas".São eles
Muitos compostos inorgânicos são sais, constituídos de um cátion e um ânion agrupados por ligação iônica. Um exemplo de sal é o cloreto de magnésio MgCl2, que é constituído do cátion Mg e ânions de cloro Cl. Nesses compostos, as proporções de íons são tais que a carga elétrica é cancelada, fazendo com que o composto como um todo seja eletricamente neutro. Os íons são descritos por seu estado de oxidação e a facilidade de sua formação pode ser estimada a partir do seu potencial de ionização (para cátions) ou da afinidade eletrônica (anions) de seus elementos formadores.
Uma importante classe de sais inorgânicos são os óxidos, os carbonatos, sulfatos e os haletos. Muitos dos compostos inorgânicos são caracterizados por alto um ponto de fusão. Sais inorgânicos são tipicamente maus condutores no estado sólido. Outras características importantes são a solubilidade na água e a facilidade de cristalização. Alguns sais (por exemplo NaCl) são muito solúveis em água, outros (por exemplo SiO2) não o são.
A mais simples reação inorgânica é a da dupla troca, quando da mistura de dois sais iônicos os seus íons são trocados sem a mudança no estado de oxidação. Na reação de oxi-redução um dos reagentes, o oxidante, diminui seu número de oxidação e o outro reagente, o redutor, tem seu número de oxidação aumentado. O resultado é uma troca deeletrons. A troca de elétrons pode ocorre indiretamente como também, por exemplo nas baterias, como um conceito chave da eletroquímica.
Compostos inorgânicos são encontrados na natureza como minerais. O solo pode conter sulfeto de ferro como pirita ou sulfeto de cálcio como o gypsum. Compostos inorgânicos também podem ser encontrados emoutras diversas formas tais como biomoléculas: como eletrólitos (cloreto de sódio), armazenamento de energia (ATP) ou na construção(o é o arcabouço do DNA).
Ácido, segundo Arrhenius (1887), é toda substância que, em solução aquosa, libera única e exclusivamente íons H. Um exemplo é o ácido clorídrico, de fórmula HCl:
O primeiro composto inorgânico feito pelo homem foi o nitrato de amônia para fertilização do solo produzido pelo processo de Haber.Compostos inorgânicos são sintetizados com o uso de catalizadores tais como pentóxido de vanádio e cloreto de titânio(III), ou com reagentes da química orgânica tais como hidreto de alumínio e lítio.
Muitos anos mais tarde, em 1923, Brønsted e Lowry propuseram a ideia de que ácido é uma substância que pode ceder prótons (íons H+).
Lewis em 1923 ampliou ainda mais a definição de ácidos, teoria que não obteve repercussão até alguns anos mais tarde. Segundo a teoria de Lewis um ácido é aquela espécie química que, em qualquer meio, pode aceitar um par de elétrons. Desta forma incluem-se substâncias que se comportam como ácidos, mas não cumprem a definição de Brønsted e Lowry, sendo denominadas ácidos de Lewis. Visto que o próton, segundo esta definição, é um ácido de Lewis (tem vazio o orbital 1s, onde pode alojar-se o par de elétrons), pode-se afirmar que todos os ácidos de Brønsted-Lowry são ácidos de Lewis, e todos os ácidos de Arrhenius são de Brønsted-Lowry.
Exemplos de ácidos de Brønsted e Lowry: HCl, HNO3, H3PO4 – se doarem o H durante a reação.
Exemplos de ácidos de Lewis: Ag, AlCl3, CO2, SO3 – se receberem par de elétrons.
Um ácido forte é aquele que se ioniza completamente na água, isto é, libera íons H, porém não os recebe. O exemplo anterior (ácido clorídrico) é um ácido forte. Outro é o ácido nítrico.
Um ácido fraco também libera íons H , porém parcialmente, estabelecendo um equilíbrio químico. A maioria dos ácidos orgânicos são deste tipo, e também alguns sais como o cloreto de alumínio.
HAc H + Ac ( em solução aquosa )
Considere a notação geral: Hx(Elemento)Oy. Teremos um ácido forte se: y - x >= 2 (y - x > 1).((x.r) -1 >y) Um ácido moderado se: y - x = 1 . Um ácido fraco se: y - x = 0 (y = x) .
Pela teoria de Ahrrenius, existem os conceitos de bases conjugadas. Nesta visão, uma molécula de água, por exemplo, reage com outra, transferindo íon H+, ou seja, uma agindo como ácido e outra como base:
H2O + H2O H3O + OH ( em solução aquosa ).
Assim, o OH é a base conjugada da água e o H3O é o ácido conjugado da água.
Ácidos resistentes e não resistentes
Este ponto de vista é importante para análise de estabilidade/força de ligações entre ácidos e bases, influenciando áreas da química como catálise. Basicamente, ácidos duros como o H, HF, BF3, AlCl3, formarão ligações mais fortes com bases duras, como OH, NH3, e ácidos e bases moles farão ligações mais fortes entre si, enquanto ligações duro-mole serão mais fracas ou não ocorrerão. Exemplos de bases moles são PH3, I. Exemplos de ácidos moles são Hg2, CuI, BH3.
Monácidos - liberam um íon H+ por molécula: HCl, HNO3, HClO4, etc. Diácidos - liberam dois íons H+ por molécula: H2S, H2CO3, H2SO4, etc. Triácidos - liberam três íons H+ por molécula: H3BO3, H3PO4, H3SO4, etc. Tetrácidos - liberam quatro íons H+ por molécula: H4P2O7, H4SiO4, etc.
Hidrácidos, sem oxigênio (fórmula geral: HnA)
Oxiácidos, com oxigênio (formula geral: HnAO)
Forte: Grau de ionização acima de 50%;
Semi-forte: Grau de ionização entre 30% a 50%;
Fraco: Grau de ionização de 10% a 30%;
Semi-fraco: Grau de ionização de 4% a 10%;
Superfraco: Grau de ionização de 1% a 4%;
Insignificante: Grau de ionização até 1%.
Monopróticos:são ácidos que liberam apenas dois H+ em solução aquosa e só tem um hidrogênio em sua estrutura, ex: HCl;
Dipróticos:liberam dois H+ em solução aquosa e só três hidrogênios em sua estrutura, ex: H2Cr2O7, H2MnO4,H2S;
Tripróticos: liberam três H+ em solução aquosa e só quatro hidrogênios em sua estrutura, ex: H3PO2, H3PO3.
Bases , Segundo Arrhenius, uma base (também chamada de álcali) é qualquer substância que libera única e exclusivamente o ânion OH (íons hidroxila ou oxidrila) em solução aquosa. Soluções com estas propriedades dizem-se básicas ou alcalinas. As bases possuem baixas concentrações de ions H sendo considerado base as soluções que têm, a 25 °C, pH acima de 7. Possuem sabor adstringente (ou popularmente, cica) e são empregadas como produtos de limpeza, medicamentos (antiácidos) entre outros. Muitas bases, como o hidróxido de magnésio (leite de magnésia) são fracas e não trazem danos. Outras como ohidróxido de sódio (NaOH ou soda cáustica) são corrosivas e sua manipulação deve ser feita com cuidado. Quando em contato com o papel tornassol vermelho apresentam a cor azul-marinho ou violeta.
Em 1923, o químico dinamarquês Johannes Nicolaus Brønsted e o inglês Thomas Martin Lowry propuseram a seguinte definição: Uma base é um aceitador de prótons (íon hidrônio H)
Mais tarde Gilbert Lewis definiu como base qualquer substância que doa pares de elétrons não ligantes, numa reação química- doador do par electrônico.
Monobases ( 1 OH ): NaOH, KOH, NH4OH, AgOH
Dibases ( 2 OH ): Mg(OH)2, Ca(OH)2, Fe(OH)2, Ba(OH)2, NiOH2
Tribases ( 3 OH ): Al(OH)3, Fe(OH)3
Tetrabases ( 4 OH ): , , Mn(OH)4
Bases fortes: São as que dissociam muito. Em geral os metais alcalinos e alcalino-terrosos formam
Solúveis: Todas as bases formadas pelos metais alcalinos são solúveis. Podemos citar também o hidróxido de amônio, que apesar de
ser uma base fraca, é solúvel.
Sofrem dissociação quando em solução aquosa; ha separação dos ìons conduzindo corrente eletrica.
Base é toda a substancia que, em solução aquosa libera como ânion exclusivamente OH- (hidróxido).Quando são dissolvidos em água, os hidróxidos tem seus íons separados. o cátion é um metal, e o ânion é o OH- )
Óxidos Um óxido é um composto químico formado por átomos de oxigênio com outros elementos.
Os óxidos constituem um grande grupo na química pois a maioria dos elementos químicos formam óxidos. Alguns exemplos de óxidos com os quais convivemos são: ferrugem (óxido de ferro III), gás carbônico (óxido de carbono IV ou dióxido de carbono),cal (óxido de cálcio).
Nos óxidos, o elemento mais eletronegativo deve ser o oxigênio. Os compostos OF2 ou O2F2 não são óxidos pois o flúor é mais eletronegativo que o oxigênio. Estes compostos são chamados fluoretos de oxigênio
São óxidos em que o elemento ligado ao oxigênio é um metal com baixo número de oxidação (+1 e +2, exceto Pb, Zn, As, Sb e Sn, os quais formam sempre óxidos anfóteros). Os óxidos de caráter mais básico são os óxidos de metais alcalinos ealcalino-terrosos. Os óxidos básicos possuem estrutura iônica devido à diferença de eletronegatividade entre o metal (que é baixa) e o oxigênio (que é alta), por terem este caráter iônico apresentam estado físico sólido. Alguns exemplos:
Cl2O óxido de cloro I ou ou anidrido hipocloroso.
MnO3 óxido de manganês VI ou ou anidrido mangânico.
Mn2O7 óxido de manganês VII ou ou anidrido permangânico.
Definição São óxidos que não apresentam características ácidas nem básicas. Não reagem com água, nem com ácidos, nem com bases. O fato de não apresentarem caráter ácido ou básico não significa que sejam inertes. São formados por não-metais ligados ao oxigênio, e geralmente apresentam-se no estado físico gasoso. Alguns exemplos:
São associações de uma molécula de O2 (oxigênio atômico) com uma de O2 (peróxido), assim, o oxigênio tem nox igual a -1/2.
Os ânions superóxidos são altamente reativos e têm capacidade de cindir outras moléculas à medida que entram em contato. Normalmente as mitocôndrias têm esses ânions sob controle. Se algum sai para o citoplasma celular, há uma quantidade de reações químicas protetoras que podem ser ativadas para absorvê-los e prevenir algum dano celular.
Óxidos de ametais
Exceção:CO2 dióxido de carbono ou
sais Em química, um sal que em água se dissociam num cátion diferente de H e um ânion diferente de OH . Eles são tipicamente o produto de uma reação química entre:
Os íons que formam os sais podem ser monoatómicos (como o ânion fluoreto, F, ou o cátion cálcio, Ca) ou poliatómicos (como o ânion sulfato, SO4). Podem ainda ser inorgânicos (como o já referido sulfato) ou orgânicos (como o ânion acetato, CH3COO).
Em geral, os sais formam cristais. São frequentemente solúveis em água, onde os dois íons se separam. Os sais em geral têm um alto ponto de fusão, reduzida dureza e pouca compressibilidade. Se fundidos ou dissolvidos em água, conduzem electricidade, pois dissociam-se nos seus íons constituintes, passando estes a funcionar como electrólitos.
O sal mais popularmente conhecido é o cloreto de sódio, vulgarmente conhecido como "sal comum" ou "sal da cozinha", por ser largamente utilizado na alimentaçãohumana.
A fórmula química de um sal é sempre representada usando em primeiro lugar o cátion e depois o ânion.Formulação e nomenclatura
-ídrico -eto ácido clorídrico (HCl) → cloreto (Cl) cloreto de sódio (NaCl)
-ico -ato ácido fosfórico (H3PO4) → fosfato (PO4) fosfato de magnésio (Mg3(PO4)2)
-oso -ito ácido sulfuroso (H2SO3) → sulfito (SO3) sulfito de potássio
O óxido de cálcio (Ca(OH)2) é uma das substâncias mais importantes para a indústria, sendo obtida por decomposição térmica de calcário (de 825 a 900 °C). Também chamada de cal viva ou cal virgem, é um composto sólido branco.
A chuva ácida, ou com mais propriedade deposição ácida, é a designação dada à chuva, ou qualquer outra forma de precipitação atmosférica, cuja acidezseja substancialmente maior do que a resultante da dissociação do dióxido de carbono (CO2) atmosférico dissolvido na água precipitada. A principal causa daquela acidificação é a presença na atmosfera terrestre de gases e partículas ricos em enxofre e azoto reactivo cuja hidrólise no meio atmosférico produzácidos fortes. Assumem particular importância os compostos azotados (NOx) gerados pelas altas temperaturas de queima dos combustíveis fósseis e os compostos de enxofre (SOx) produzidos pela oxidação das impurezas sulfurosas existentes na maior parte dos carvões e petróleos.Quimicamente, chuva ácida não seria uma expressão adequada, porque para a Química toda chuva é ácida devido à presença do ácido carbônico (H2CO3), mas para a Geografiatoda chuva com Ph abaixo do N.T (Nível de tolerância)[qual?] é considerada ácida. Ela também pode acarretar sérios danos as trutas por exemplo, uma vez que se cair uma chuva ácida num ambiente lacustre de uma truta, abaixo ou acima do N.T, a truta morrerá. Os efeitos ambientais da precipitação ácida levaram à adopção, pela generalidade dos países, de medidas legais restritivas da queima de combustíveis ricos em enxofre e obrigando à adopção de tecnologias de redução das emissões de azoto reactivo para a atmosfera.
Na ausência de qualquer contaminante atmosférico, a água precipitada pela chuva é levemente ácida, sendo de esperar um pH de aproximadamente 5,2 a 20 ºC, valor inferior ao que resultaria se a solução ocorresse em água destilada (pH = 5,6) devido à presença de outros compostos na atmosfera terrestre não poluída. Essa acidez natural, apesar de localmente poder ser influenciada pela presença decompostos orgânicos voláteis e de óxidos de azoto gerados por trovoadas, resulta essencialmente da dissociação do dióxido de carbono atmosférico dissolvido na água, formando um ácido fraco, conhecido como ácido carbónico, segundo a reacção:[editar]Causas e consequências da precipitação ácida
Embora existam processos naturais que contribuem para a acidificação da precipitação, com destaque para os gases lançados na atmosfera pelos vulcões e os gerados pelos processos biológicos que ocorrem nos solos, pântanos e oceanos, as fontes antrópicas, isto é resultantes da acção humana, são claramente dominantes. A prova dessa predominância foi obtida pela determinação da diferença entre a acidez da precipitação nas zonas industrializadas e em partes remotas do globo, pela comparação da acidez actual com o registo deixado pela captura da precipitação no gelo dos glaciares ao longo de milhões de anos e pelo registo deixado nos fundos de lagos e oceanos pela deposição de restos orgânicos indiciadores das condições de acidez prevalecentes.
As emissões de dióxido de enxofre e de óxidos de azoto têm crescido quase continuamente desde o início da Revolução Industrial. Robert Angus Smith, num estudo realizado em Manchester,Inglaterra, fez em 1852 a primeira demonstração da relação entre a acidez da chuva e a poluição industrial, cunhando em 1872 a designação chuva ácida.
Apesar da relação entre precipitação ácida e poluição do ar ter sido descoberta em 1852, o seu estudo científico sistemático apenas se iniciou nos finais da década de 1960. Harold Harvey, professor de Ecologia na Universidade de Toronto, publicou em 1972 um dos primeiros trabalhos sobre um lago "morto" em resultado da acidificação das suas águas pela deposição ácida, trazendo a questão da chuva ácida para a ribalta da política ambiental.
O interesse público pelos efeitos da chuva ácida iniciou-se na década de 1970, a partir dos Estados Unidos da América, quando o New York Times publicou os resultados obtidos em estudos feitos na Hubbard Brook Experimental Forest (HBES), em New Hampshire, que demonstravam os múltiplos danos ambientais que a acidez da precipitação estava a causar.
Ao longo das últimas décadas têm sido reportadas leituras de pH na água de gotas de chuva e em gotículas de nevoeiro, colhidas em regiões industrializadas, com valores inferiores a 2,4 (a mesma acidez do vinagre).
A precipitação ácida com origem industrial é um sério problema em países onde se queimam carvões ricos em enxofre para gerar calor e electricidade, como a China e a Rússia. Embora com outras origens, com destaque para o tráfego automóvel, o problema afecta vastas regiões da Europa e da América do Norte.
O problema da precipitação ácida tem crescido com o aumento da população e com a industrialização, abrangendo áreas crescentes do planeta, com destaque para a Índia e o sueste asiático. O uso de altas chaminés industriais para dispersar os gases emitidos tem contribuído para aumentar as áreas afectadas, já que os poluentes são injectados na circulação atmosférica regional, atingindo vastas áreas a sotavento do ponto de emissão. Em resultado, é comum a deposição ocorrer a considerável distância do ponto de emissão, com as regiões montanhosas a receberem a maior parte da acidez precipitada (simplesmente por serem áreas de maior precipitação devido às chuvas de montanha). Um exemplo destes efeitos é a grande acidez da precipitação naEscandinávia quando comparada com as emissões relativamente baixas ali produzidas.
Embora a amónia e os compostos orgânicos voláteis, com destaque para o dimetilsulfureto (DMS) de origem oceânica e o ácido fórmico nalgumas regiões de floresta tropical, contribuam para a acidez da precipitação, os dois principais grupos de compostos que geram a acidez da precipitação são os óxidos de azoto e os óxidos de enxofre, com predominância para estes últimos, os quais são esmagadoramente de origem antrópica.
Apesar das crescentes restrições ao consumo de combustíveis ricos em enxofre sem os adequados mecanismos de controlo das emissões, estudos recentes estimam as quantidades emitidas deSO2 (expresso em S elementar) em cerca de 70 000 000 toneladas/ano (70 Teragramas/ano) a partir da queima de combustíveis fósseis, 2 800 000 toneladas/ano (2,8 Tg/ano) a partir da queima de biomassa, em especial por fogos florestais, e cerca de 8 000 000 toneladas/ano (8 Tg/ano) em resultado de emissões vulcânicas.
SO2 (g)+ H2O ⇌ SO2·H2OSO2·H2O ⇌ H++HSO3-HSO3- ⇌ H++SO32-
No meio atmosférico ocorrem numerosas reacções aquosas que oxidam o enxofre (S) do estado de oxidação S(IV) (S+4) para o estado de oxidação S(VI) (S+6), levando à formação de ácido sulfúrico(H2SO4), um dos mais fortes ácidos conhecidos. As reacções mais importantes, muitas delas com uma forte componente fotoquímica, ocorrem com o ozono (O3), peróxido de hidrogénio (H2O2) eoxigénio (O2). As reacções com o oxigénio são catalisadas por traços de ferro e manganês presentes nas gotículas das nuvens.[7]
O dióxido de azoto formado, na presença de água líquida nas gotículas das nuvens, nevoeiros e outras formas de condensação atmosférica, produz por adição do ião hidroxilo (NO2 + OH· → HNO3):[7]
Apesar de menos significativa, a deposição a seco, isto é aquela que ocorre na ausência de precipitação, representa cerca de 20 a 40% da deposição ácida total nas regiões industrializadas. Para além da deposição de material sólido em suspensão no ar, este tipo de deposição também inclui a aderência e adsorção de partículas e gases na superfície da vegetação, nos solos e materiais geológicos e nas estruturas construídas.
Estudos ecotoxicológicos demonstraram que a precipitação ácida têm impactos adversos sobre as florestas, as massas de água doce e ossolos, matando plânctons, insetos, peixes e anfíbios. Também demonstraram efeitos negativos sobre a saúde humana. Para além disso, a precipitação ácida aumenta a corrosividade da atmosfera, causando danos em edifícios e outras estruturas e equipamentos expostos ao ar.
[editar]Efeitos sobre os solos e as águas
Outro efeito da redução do pH é a mobilização nos sedimentos do fundo dos lagos e rios e nos solos de metais pesados como o alumínio, oferro, o magnésio, o cádmio e o manganês. Em meio aquático, a presença de sais de alumínio em solução faz com que alguns peixes produzam muco em excesso ao redor de suas guelras, prejudicando a respiração.
Nos solos, a alteração do pH altera as suas propriedades biológicas e químicas, levando a alterações na solubilidade de diversos compostos e a alterações na microbiologia do solo, já que alguns microorganismos são incapazes de tolerar as alterações resultantes. Os enzimasdesses microorganismos são desnaturados, perdendo a sua funcionalidade. Os iões hidrónio também levam à mobilização toxinas e à solubilização e consequente perda de nutrientes e micronutrientes essenciais à vida vegetal e ao equilíbrio trófico dos solos. Um dos caminhos para a solubilização é o seguintes:
A química dos solos sofre profundas modificações quando catiões importantes para o suporte da vegetação, como o Ca++ e Mg++, são perdidos por lixiviação.
Efeitos da precipitação ácida sobre uma floresta de picea(Erzgebirge, Alemanha).
As árvores são danificadas pela precipitação ácida de vários modos: a superfície cerosa das suas folhas é rompida e nutrientes são perdidos, tornando as árvores mais susceptíveis a gelo, fungos e insectos; o crescimento das raízes torna-se mais lento e, em consequência, menos nutrientes são transportados; iões tóxicos acumulam-se no solo, causando fototoxicidade, em geral afectando as zonas de crescimento das raízes, e minerais valiosos são dispersos e arrastados pelas águas ou (como no caso dos fosfatos) ligam-se às argilas de forma a ficarem inacessíveis para mobilização pelas raízes.Os efeitos adversos sobre as florestas resultam dos impactes directo e indirecto da acidez, incluindo os efeitos sobre a mobilização de iões nos solos e as altas concentrações dos gases percursores no ar. As florestas situadas a grande altitude são particularmente vulneráveis pois estão frequentemente imersas em nevoeiros e nuvens cujas gotículas são mais ácidas do que a chuva. Pelas mesmas razões, a precipitação oculta tende a ser mais ácida do que a chuva, afectando particularmente as florestas de montanha.
Sabe-se contudo, que a perda de cálcio das folhas de diversas espécies arbóreas, devido à acidez da chuva, leva a uma perda da tolerância ao frio, levando a danos ou mesmo à morte da planta durante o Inverno.
Estudos epidemiológicos sugerem uma ligação directa entre a acidez atmosférica e a saúde das populações, sendo os iões tóxicos libertados devido à precipitação ácida a maior ameaça.
As regiões particularmente afectadas pela precipitação ácida incluem a maior parte da Europa, particularmente a Escandinávia, onde muitos dos lagos estão tão acidificados que já não têm peixes e com extensas áreas florestais fortemente danificadas, grande parte do nordeste dos Estados Unidos da América e do sudeste do Canadá. Outras regiões afectadas são sudeste da China e Taiwan.
Utilizar combustíveis com baixo teor de enxofre. O efeito estufa é talvez o impacto ambiental que mais assusta as pessoas. Fazem-se previsões catastróficas acerca do derretimento do gelo dos pólos e das montanhas e a conseqüente elevação do nível dos oceanos e inundações de centenas de cidades litorâneas.
Talvez o que mais assuste no efeito estufa , ou melhor, nas possíveis conseqüências de uma gradativa elevação das médias térmicas no planeta, é a tomada de consciência, pela primeira vez na história, da possibilidade de destruição do próprio homem. Os impactos ambientais são democratizados, ou seja, passam a atingir todos os homens, sem distinção de cunho econômico, social ou cultural: atingem indistintamente ricos e pobres, operários e patrões, brancos, negros e amarelos, desenvolvidos e subdesenvolvidos, capitalistas e socialistas, liberais e conservadores. Não há mais refúgio seguro.
Todos os homens finalmente passam a Ter plena consciência do óbvio: a Terra é finita e a tecnologia não pode resolver todos os seus problemas. A atmosfera da Terra é constituída de gases que permitem a passagem da radiação solar, e absorvem grande parte do calor (a radiação infravermelha térmica), emitido pela superfície aquecida da Terra. Esta propriedade é conhecida como efeito estufa. Graças a ela, a temperatura média da superfície do planeta mantém-se em cerca de 15ºC. Sem o efeito estufa, a temperatura média da Terra seria de 18ºC abaixo de zero, ou seja, ele é responsável por um aumento de 33ºC.
Portanto, é benefício ao planeta, pois cria condições para a existência de vida. Quando se alerta para riscos relacionados com o efeito estufa, o que está em foco é a sua possível intensificação, causada pela ação do homem, e a conseqüência dessa intensificação para o clima da Terra. A hipótese da intensificação do fenômeno é muito simples, do ponto de vista da física: quanto maior for a concentração de gases, maior será o aprisionamento do calor, e consequentemente mais alta a temperatura média do globo terrestre. A maioria dos cientistas envolvidos em pesquisas climáticas, está convencida de que a intensificação do fenômeno em decorrência das ações e atividades humanas, provocará esse aquecimento.
Uma minoria discorda disso e indaga em que medida esse aquecimento, caso esteja ocorrendo, se deve ao efeito estufa, intensificado pela ação do homem. Sem dúvida, que as descargas de gases na atmosfera por parte das indústrias e das frotas de veículos, contribuem para aumentar o problema, e naturalmente ainda continuarão a ser objeto de muita discussão entre os cientistas e a sociedade. Esse fenômeno é chamado de efeito estufa porque, nos países temperados, é comum a utilização de estufas durante o inverno para abrigar determinadas plantas. A estufa feita de vidro ou plástico transparente tem a capacidade de reter calor, mantendo a temperatura interna mais elevada que a temperatura ambiente. Isso ocorre porque a luz emitida pelo sol, tanto no espectro visível quanto no ultravioleta (raios de ondas curtas), consegue atravessar o vidro ou o plástico.
O calor irradiado pelo solo, no entanto, basicamente no espectro infravermelho (raios de ondas longas), não atravessa esses materiais, elevando, assim, a temperatura no interior das estufas. Podemos verificar isso no cotidiano. Toda vez que entramos dentro de um carro que ficou ao sol, percebemos o quanto o seu interior fica quente e abafado, por quê? O carro funciona como se fosse uma estufa. Os raios solares entram pelo vidro, mas depois o calor não consegue sair. Além disso, normalmente, o interior dos carros é preto, que é a cor que mais absorve a luz e, portanto, a que mais irradia calor.
Criam-se, assim, as condições para viajarmos dentro de um forno ambulante. A solução é abrir os vidros ou ligar o ar-condicionado para dissipar o calor. O efeito estufa resulta, a rigor, de um desequilíbrio na composição atmosférica, provocado pela crescente elevação da concentração de certos gases que têm capacidade de absorver calor, como é o caso do metano, dos clorofluorocarbonos (CFCs), mas principalmente do dióxido de carbono (CO2). Essa elevação dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera se deve à crescente queima de combustíveis fósseis e das florestas, desde a Revolução Industrial. A tabela mostra a crescente concentração de dióxido de carbono e outros gases de estufa na atmosfera terrestre e os países que mais os emitem. OS 12 PAÍSES DE MAIOR EMISSÃO DE GÁS DE ESTUFA, 1987: EUA, RUSSIA, BRASIL, INDIA, CHINA, JAPAO
Fontes: O Dióxido de Carbono é produzido naturalmente através de respiração, pela decomposição plantas e animais e pelas queimadas naturais em florestas. Fontes antropogênicas ou produzidas pelo Homem de dióxido de carbono são: queima de combustíveis fósseis, mudanças na vegetação (como o desflorestamento), queima de biomassa e a fabricação de cimento. Estas fontes antropogênicas tem contribuído totalmente para o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera. O principal processo de renovação do dióxido de carbono é a absorção pelos oceanos e pela vegetação, especialmente as florestas.
Concentração Atmosférica: Amostras de gelo revelaram que no período anterior à Revolução Industrial, a concentração atmosférica global de dióxido de carbono era de 280 ppmv (partes por milhão por volume). Em 1958 medições diretas da concentração de dióxido de carbono começaram a ser feitas em Mauna Loa no Havaí. Desde então tais concentrações aumentaram de 315 ppmv para355 ppmv em 1992. Esta concentração obtida em 1992 foi mais alta do que qualquer outra nos últimos 160.000 anos.
Redução: Para estabilizar as concentrações que estão presentes nos dias de hoje, seria necessário uma redução de 60% na emissão global de dióxido de carbono. Para resolver este problema foi criada a FCCC (Framework Convention on Climate Change) na ECO 92, realizada na cidade do Rio de Janeiro. Esta instituição propôs um programa nacional para reduzir a quantidade de dióxido de carbono produzido nos anos 90, e também desenvolveu métodos de proteção à fontes de renovação de dióxido de carbono, como as florestas.
Fontes O metano é formado naturalmente em regiões onde existem matéria orgânica em decomposição. Somado a isso existe muitas fontes antropogênicas de metano que vem contribuindo para seu aumento na concentração global na atmosfera, dentre estas fontes estão a cultivação de arroz, queima de biomassa e a queima de combustíveis fósseis. A maior fonte de renovação do metano é uma reação química feita com o radical hidroxíla (OH) na troposfera (baixa atmosfera). Este processo natural é, no entanto, afetado pela reação do OH com outras emissões de gases feita pelo Homem, principalmente com o monóxido de carbono (CO) e pelos hidrocarbonos emitidos pelos motores de veículos.
Concentração Atmosférica A presente concentração atmosférica global do metano é de 1.72 ppmv, mais do que o dobro de sua concentração durante o período pré Revolução Industrial que era por volta dos 0.8 ppmv.
Redução Para estabilizar as concentrações de metano que se encontram presentes nos dias de hoje, seria necessário uma redução imediata de 15-20% das emissões globais desse gás.
Fontes: O óxido nitroso é produzido naturalmente pelos oceanos e pelas florestas tropicais. Fontes antropogênicas de óxido nitroso são: a produção de nylon, ácido nítrico, atividades agrícolas, carros com três modos de conversão catalítica, queima de biomassa e a queima de combustíveis fósseis. A maior fonte de renovação do óxido nitroso são as reações fotolíticas (na presença de luz) na atmosfera.
Concentração Atmosférica: A concentração global atmosférica de óxido nitroso no começo de 1993 era de 310 ppbv (partes por bilhão por volume), por volta de 8% maior do que o nível da concentração durante o período que antecedeu a Revolução Industrial que era de 275 ppbv.
Redução: Para estabilizar as concentrações atuais o Intergovernmental Panel on Climate Change estimou que seria necessário a imediata redução de 70-80% da produção de óxido nitroso proveniente de fontes antropogênicas.
Fontes: Clorofluorcarbonos (CFCs) é um grupo de componentes produzidos pelo Homem, feito de cloro, flúor e carbono. A produção de CFCs começou na década de 30 com o avanço da refrigeração, e antes da Segunda Guerra Mundial, seu uso era limitado. Desde então eles vem sendo intensamente utilizados com componentes na produção de aerossóis, de espuma, na indústria de ar-condicionado e em várias outras aplicações. Não existe nenhuma fonte de renovação de CFCs na troposfera (baixa atmosfera). Como um resultado de inércia na baixa atmosfera ele é transportado para a estratosfera (10 a 50km de altitude) onde eles sofrem uma "quebra" pela radiação de raios UV, liberando átomos livres de cloro que atuam na destruição da camada de ozônio. Hidroclorofluorcarbonos (HCFCs) e hidrofluorcarbonos (HFCs) são componentes feitos pelo Homem que estão sendo usados para substituir os CFCs. Estes componentes são considerados como substitutos transitórios dos CFCs porque foi constatado que eles tem um grande potencial na atuação do aquecimento global da Terra.
Concentrações Atmosféricas: Em 1992 a concentração atmosférica global dos CFCs era: CFC-11 : 280 pptv (partes por trilhão por volume); CFC-12 : 484 pptv; CFC-113 : 60 pptv. Durante as últimas décadas os CFCs 11, 12 e 113 vem aumentando mais rapidamente do que qualquer outro gás de efeito estufa.
Redução: A produção de CFCs 11, 12 e 113 foi reduzida em 40% no período de 1988-92. Entretanto a concentração de CFCs na atmosfera continuará significante durante o próximo século devido a vida longa associada a esses componentes.
Fontes: O ozônio estratosférico é o componente chave na absorção da radiação ultravioleta, protegendo a vida contra os efeitos nocivos desta radiação. O ozônio é criado e destruído a partir de uma série de reações complexas que envolvem a luz. Ele é também um gás de efeito estufa, por absorver a radiação infravermelha que é liberada pela Terra. O ozônio troposférico pode ser obtido atracés do deslocamento do ozônio estratosférico em quantidades limitadas, mas ele é principalmente produzido por reações fotoquímicas complexas associadas a emissão de gases pelo Homem, freqüentemente em cima de grandes cidades. Esses gases podem ser o monóxido de carbono, metano e o óxido nitroso.
Concentração Atmosférica: A concentração aproximada do ozônio estratosférico é de 0.3 ppmv. Existem alguma evidências que dizem que a porcentagem de ozônio caiu um pouco na baixa estratosfera (abaixo dos 25km) durante a última década devido a sua destruição pelos halocarbonos. Redução do ozônio troposférico
A implementação de uma tecnologia "limpa" nos veículos automotores pode ajudar a controlar o aumento das concentrações do ozônio troposférico.
Um indicador de pH, também chamado indicador ácido-base, é um composto químico que é adicionado em pequenas quantidades a uma solução, permitindo conhecer se a solução é ácida,básica ou neutra. Estes corantes são dotados de propriedades halocrômicas, que é a capacidade de mudar de coloração em função do pH do meio.
Soluções naturais de indicadores
*A solução aquosa do chá de repolho roxo- A sua solução aquosa adquire cor vermelha em contacto com soluções ácidas e, cor Amarelo bem Claro (verde inicialmente) ou azul anil em contacto