Discuta como o ozônio se comporta na atmosfera urbana e na alta atmosfera.

Passo 1

O exercício pede para a gente discutir como o ozônio se comporta na atmosfera urbana (troposfera) e lá no alto, na alta atmosfera (estratosfera).
Matéria: química atmosférica / química ambiental.
O que vamos precisar:
  • Saber o que é ozônio (O₃) e como ele se forma e se destrói.
  • Conhecer as duas camadas (troposfera vs estratosfera).
  • Entender as reações fotoquímicas básicas.

Passo 2

Antes de falar dos lugares, vamos recapitular a “Chapman-cycle”, ou seja, as reações que criam e destroem ozônio na atmosfera:
  1. Fotólise do oxigênio: O2 + hnu ;longrightarrow; 2,O
    2) Formação de ozônio:
    O + O2 + M ;longrightarrow; O3 + M(M é qualquer molécula que absorve o excesso de energia)
  2. Quebra do ozônio por radiação UV: O3 + hnu ;longrightarrow; O2 + O
    4) Destruição em colisão:
    O3 + O ;longrightarrow; 2,O2
Esse ciclo, ajustado pelos catalisadores (óxidos de nitrogênio, cloro etc.), controla a quantidade de ozônio.

Passo 3

Na alta atmosfera (estratosfera, ~15–35 km):
  • Tem luz UV intensa o suficiente pra separar O₂ e criar O.
  • O ozônio forma a “camada de ozônio” que absorve a maior parte dos UV-B e UV-C do Sol.
  • Equilíbrio: sempre tem formação e destruição, mas o pico de concentração acontece em torno de 20–25 km.
  • Esse ozônio é “bom”, porque protege a vida na superfície.

Passo 4

Na atmosfera urbana (troposfera, até ~10 km):
  • As reações de formação começam com NO₂ fotolizado: NO2 + hnu ;longrightarrow; NO + O
    - O átomo O reagindo com O₂ forma O₃:
    O + O2 ;longrightarrow; O3
  • Aqui entram ainda compostos orgânicos voláteis (COVs) que catalisam e aceleram a produção de ozônio.
  • Esse ozônio é “ruim”: irrita pulmão, construção civil, vegetação e contribui pra smog fotoquímico.

Passo 5

Comparando:
  • Estratosfera: ozônio formado principalmente via fotólise de O₂, com equilíbrio natural; é benéfico (bloqueia UV).
  • Troposfera urbana: ozônio formado como poluente secundário via NOₓ + COVs + Sol; é prejudicial à saúde e ao ambiente.

Resposta

O ozônio na estratosfera funciona como um escudo protetor contra radiação UV, surgindo e se destruindo em um ciclo natural de fotólise do O₂ e reações de recombinação. Já na troposfera urbana, ele é um poluente secundário gerado pela ação da luz solar sobre NOₓ e VOCs, causando problemas de saúde e ambientais.

Exercícios relacionados