Processo de Fotólise - Apostilas - Biologia, Notas de estudo de Biologia. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)
Paulo89
Paulo891 de Março de 2013

Processo de Fotólise - Apostilas - Biologia, Notas de estudo de Biologia. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)

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Apostilas sobre o processo de fotólise, tipos de processo.
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Fotólise é o processo de degradação de moléculas orgânicas por meio da radiação luminosa. Esse processo abrange normalmente os radicais livres, que dão início ao rompimento das ligações químicas de umamolécula, com a formação de íons.

Um bom exemplo de ocorrência de fotólise é a fotossíntese, processo fisioquímico realizado pelos vegetais a fim de produzir energia. A reação mais importante da fotossíntese é a fotólise da água, que ocorre na fase clara.

Tal processo se inicia com a absorção de energia luminosa por moléculas de clorofila. Essa energia absorvida excita (energiza) elétrons de clorofila, os quais são transferidos para uma substância aceptora de elétrons. A clorofila excitada recupera seis elétrons perdidos retirando- os de moléculas de água. Ao ter os elétrons removidos, as moléculas de água se decompõem em íons H+ e átomos livres de oxigênio. Esses últimos unem-se imediatamente dois a dois, produzindo moléculas de gás oxigênio (O2). Essa reação de decomposição da água nada mais é do que uma fotólise.

A reação de fotólise da água também é conhecida como reação de Hill, isso porque foi descoberta pelo bioquímico britânico Robert Hill em 1937 e pode ser escrita, em termos químicos, da seguinte maneira:

Luz

2H2O ———> O2 + 4H+ + 4e-

No processo de fotólise da água é produzido o gás oxigênio que, posteriormente é liberado para o meio, os elétrons repõem os que foram perdidos pela clorofila e os prótons serão utilizados em outros processos.

O peróxido de hidrogênio, conhecido genericamente como água oxigenada, também está sujeito à fotólise, como representado na equação química:

Luz

H2O2 (aq) ——-> H2O (l) + 1/2 + O2 (g)

Devido a essa sensibilidade à luz, o peróxido de hidrogênio deve ser embalado em frascos de vidro escuro (âmbar) ou vasilhames plásticos opacos. Caso contrário, será decomposto pela radiação e liberará oxigênio.

O clorofluorcarboneto, também conhecido como CFC ou cloro-fluor-carbono, é um composto sintético, gasoso e atóxico que pode ser utilizado como solvente, propelente (gás usado em sprays), expansor de plásticos, e como refrigerante em freezers, aparelhos de ar condicionado e geladeiras.

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O CFC é tido como o principal causador do buraco na camada de ozônio e desde a descoberta de sua toxicidade naatmosfera (onde pode permanecer por até 75 anos antes de ser destruído), são feitas tentativas de banir o uso do produto.

Estima-se que o CFC seja 15.000 vezes mais nocivo a camada de ozônio do que o dióxido de carbono (CO2). (CENAMO, 2004). Isso porque ao ser liberado na atmosfera o CFC se concentra na estratosfera (onde fica a camada de ozônio) e sofre uma reação chamada fotólise: quando submetido à radiação ultravioleta proveniente do sol o CFC se decompõe liberando o radical livre cloro (Cl) que reage com o ozônio decompondo-o em oxigênio gasoso (O2) e monóxido de cloro (OCl).

O CFC se decompõe liberando o radical livre cloro (Cl):

O cloro então reage com o ozônio formando oxigênio gasoso e monóxido de cloro:

Cl + O3 -> O2< + OCl

O monóxido de cloro reage novamente com o ozônio liberando mais duas moléculas de oxigênio gasoso e uma de cloro que reagirá novamente com o ozônio em um ciclo que se repete até que o cloro finalmente se una a uma substânciamais densa que o leve para camadas mais baixas da atmosfera impedindo-o de reagir, ou então, com alguma substância com a qual forme uma ligação forte o suficiente para resistir a fotólise.

OCl + O3 -> 2O2 + Cl

O CFC começou a ser produzido em 1928 como alternativa promissora na substituição de outros gases refrigerantes. Parecia que a General Motors, criadora do produto, tinha descoberto uma mina de ouro: os CFC`s eram fáceis de estocar, de produção barata, estáveis e ainda, bastante versáteis. Sua aplicação se estendia desde a refrigeração, até o uso como solvente.

Em 1974, entretanto, os químicos norte-americanos Sherwood Roland e Mario Molina descobriram que o CFC, embora completamente inofensivo para nós, fazia estragos enormes na camada de ozônio. Assim, em 1978, o CFC, que depois passou a ser conhecido também como “Freon” marca criada pela Dupont, começou a ser relacionado com a destruição da camada de ozônio.

Entretanto, as opiniões estavam ainda bastante divididas e o consumo dos CFC`s no mundo somente crescia até que, em 1987, 150 cientistas de quatro países foram em uma expedição até a Antártida e confirmaram que a concentração de monóxido de cloro sobre a região era cem vezes maior que em qualquer outro lugar do planeta.

Nesse ínterim foi realizada, em 1985, a “Convenção de Viena para a Proteção da Camada de Ozônio” que, junto com as descobertas dos pesquisadores na Antártida, culminou com a

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assinatura, em 16 de setembro de 1987, do Protocolo de Montreal onde ficou acordado o banimento gradativo do CFC e sua substituição por outros gases que não agredissem a camada de ozônio. O Brasil aderiu ao Protocolo de Montreal em 1990 com a meta de banir o CFC até 2010.

Devido à assinatura do Protocolo de Montreal, o dia 16 de setembro é considerado o Dia Mundial de Proteção à Camada de Ozônio.

Hoje em dia sabe-se que existem outros produtos químicos que também agridem a camada de ozônio como o metilclorofórmio e o brometo de metila. Até mesmo alguns dos substitutos do CFC são considerados prejudiciais a camada de ozônio porém em escala bem menor.

Alguns tipos de CFC e seus substitutos (CETESB):

CFC –> Substituto

CFC-11 (triclorofluormetano) –> HCGC-123

CFC-12 (Diclorodifluormetano) –> HCFC-134a; R-401A; R-401B; R-409A.

R-13/R-503 –> R-508B

CFC-114 –> HCFC-123; HCFC-124.

R-502 –> R-402A; R-408A; R-404A; R-507C; HCFC-22.

Outros tipos de substâncias que destroem a camada de ozônio (Decreto Estadual N. 41.629 de 10/03/97, São Paulo):

CFC-11 (triclorofluormetano)

CFC-12 (Diclorodifluormetano)

CFC-113 (1.1.2-Tricloro-1.2.2-trifluoretano)

CFC-114 (1.2-Diclorotetrafluoretano)

CFC-115 (Cloropentafluoretano)

Halon 1211 (Bromoclorodifluormetano)

Halon 1301 (Bromotrifluormetano)

Halon 2402 (Dibromotetrafluoretano)

CFC-13 (Clorotrifluormetano)

CFC-111 (Pentaclorofluoretano)

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CFC-112 (Tetraclorodifluoretano)

CFC-211 (Heptaclorofluorpropano)

CFC-212 (Hexaclorodifluorpropano)

CFC-213 (Pentaclorotrifluorpropano)

CFC-214 (Tetraclorotetrafluorpropano)

CFC-215 (Tricloropentafluorpropano)

CFC-216 (Diclorohexafluorpropano)

CFC-217 (Cloroheptafluorpropano)

CCl 4 (Tetracloreto de carbono)

Como os CFCs destroem a camada de ozônio?

Depois de liberados no ar, os CFCs (usados como propelentes em aerossóis, como isolantes em equipamentos de refrigeração e para produzir materiais plásticos) levam cerca de oito anos para chegar à estratosfera onde, atingidos pela radiação ultravioleta, se desintegram e liberam cloro. Por sua vez, o cloro reage com o ozônio que, conseqüentemente, é transformado em oxigênio (O2). O problema é que o oxigênio não é capaz de proteger o planeta dos raios ultravioleta. Uma única molécula de CFC pode destruir 100 mil moléculas de ozônio.

A quebra dos gases CFCs é danosa ao processo natural de formação do ozônio. Quando um desses gases (CFCl3) se fragmenta, um átomo de cloro é liberado e reage com o ozônio. O resultado é a formação de uma molécula de oxigênio e de uma molécula de monóxido de cloro. Mais tarde, depois de uma série de reações, um outro átomo de cloro será liberado e voltará a novamente desencadear a destruição do ozônio.

Molina Paul

Sherwood

Frank Sherwood Rowland, químico vencedor do prêmio Nobel que chamou a atenção para a degradação da camada de ozônio, morreu no sábado, nos EUA, aos 84 anos, por complicações da doença de Parkinson.

University of California Irvine/AP

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Rowland foi um dos três cientistas que dividiram o Nobel de Química em 1995

Rowland foi um dos três cientistas que dividiram o Nobel de Química em 1995, por explicarem como a camada de ozônio é formada e decomposta por processos químicos na atmosfera.

O prêmio foi conferido a Rowland e seus colegas – o então pós-doutorando Mario Molina e o especialista em atmosfera Paul Crutzen – mais de 20 anos depois de eles calcularem que a camada de ozônio seria destruída em questão de décadas se a humanidade seguisse utilizando os clorofluorcarbonos (CFCs), um subproduto dos aerossóis.

A previsão dos pesquisadores foi bastante combatida, porque até então os CFCs eram considerados ambientalmente seguros. A hipótese ganhou reconhecimento após a descoberta de um buraco na camada de ozônio sobre as regiões polares, em meados dos anos 1980.

. O fim das emissões do gás clorofluorcarbono (CFC), causador dos danos, foi determinado por um tratado internacional, o protocolo de Montreal, em 1987. O problema caminha agora para uma solução. Aos 79 anos, Rowland continua estudando a atmosfera e alerta que as conseqüências já anunciadas do aquecimento global são imprevisíveis. Ele tem autoridade para isso. "Molina e eu não previmos o buraco no ozônio. Isso era algo totalmente inesperado quando publicamos nosso artigo sobre o assunto", diz.

Professor de química na Universidade da Califórnia, Rowland é um cidadão global. Não no sentido em que se costuma usar o termo, para identificar quem passa a vida entre um continente e outro, fechando negócios ou freqüentando festas. Ele vive no condado de Corona del Mar, também na Califórnia, mas seu ambiente predileto é o globo terrestre, objeto de seus estudos há 34 anos. Rowland e Molina descobriram que o clorofluorcarbono, em contato com a radiação solar, provocava a redução das moléculas da camada de ozônio, a chamada ozonosfera. O CFC era produzido pelo homem e tinha na época apenas aplicações como gás de geladeira ou em sprays para cabelo. Algo tido, então, como inofensivo, pois o volume fabricado era pequeno. Coube a eles, portanto, a tarefa de informar que o ser humano estava estragando o planeta. No momento, Rowland monitora a quantidade de metano na atmosfera. Esse é o segundo gás na lista dos que acentuam o efeito estufa. Perde apenas para o famigerado dióxido de carbono, que brota dos canos de descarga dos automóveis e das chaminés das fábricas. E tem boas notícias a dar. "A concentração de metano não tem aumentado nos últimos anos", diz.

Quando ele fala, o mundo inteiro ouve. Suas descobertas, em 1974, tiveram receptividade imediata nos Estados Unidos. O artigo de Rowland e Molina foi aceito pela prestigiosa revista Nature e causou comoção nacional. Imediatamente, iniciou-se uma investigação federal para averiguar o problema. Quatro anos depois, os Estados Unidos proibiram a fabricação do CFC no país. Quando o buraco na camada de ozônio foi descoberto, em 1985, por cientistas ingleses, o mundo viu as hipóteses dos dois cientistas se confirmarem. A aceitação às suas teses foi facilitada graças a outro cientista. O químico holandês Paul Crutzen, ao estudar o efeito de outro gás, o óxido nitroso, já havia feito um alerta sobre os problemas com a camada de ozônio. Não

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teve o mesmo impacto, mas abriu caminho. Tanto que Crutzen dividiu o Prêmio Nobel de Química com Rowland e Molina. Desde então, Rowland não parou.

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