Universidade Federal de Ouro Preto
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas
Departamento de Química
3a Avaliação de Química Orgânica Ambiental (QUI-153) - 27/08/2025 - Valor: 40,0 pontos
Qual das seguintes reações faz parte da sequência de geração de smog fotoquímico? Assinale as alternativas corretas:
(a) \mathrm{O}_{2}+\mathrm{h} v \rightarrow \mathrm{O}+\mathrm{O}
(b) \mathrm{NO}_{2}+h \nu \rightarrow \mathrm{NO}+\mathrm{O}
(c) \mathrm{O}^{*}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightarrow 2 \cdot \mathrm{OH}
(d) \mathrm{NO}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{NO}+2 \cdot \mathrm{OH}
(e) \mathrm{O}_{3}+\mathrm{h} v \rightarrow \mathrm{O}_{2}{ }^{*}+\mathrm{O}^{*}

Passo 1

O enunciado pede para identificar quais reações fazem parte da cadeia de reações que leva à formação de smog fotoquímico. Para resolver, precisamos lembrar que o smog fotoquímico no nível do solo envolve principalmente:
– Fotólise de \mathrm{NO}_2 gerando átomos de oxigênio que formam \mathrm{O}_3.
– Formação de radicais hidroxila \mathrm{OH} a partir de oxigênio atômico excitado e vapor d’água.

Passo 2

A reação fundamental de início do ciclo é a fotólise de \mathrm{NO}_2. Em presença de luz UV moderada (~ \lambda<420,nm) ocorre:
\mathrm{NO}_2 + h\nu \;\longrightarrow\; \mathrm{NO} + \mathrm{O}
Isso corresponde exatamente à alternativa (b).

Passo 3

O oxigênio atômico gerado pode estar no estado excitado \mathrm{O}(^1\mathrm{D}); esse oxigênio ataca moléculas de água para formar dois radicais \mathrm{OH}, que são fundamentais na química oxidativa do smog:
\mathrm{O}(^1\mathrm{D}) + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \;\longrightarrow\; 2\,\mathrm{OH}
Isso corresponde à alternativa (c).

Passo 4

A fotólise do \mathrm{O}_2 (alternativa (a)) exige fótons de altíssima energia ( \lambda<242,nm), que não penetram na troposfera em concentração significativa. Logo, não contribui para o smog em nível do solo.

Passo 5

A fotólise do ozônio no troposfera é
\mathrm{O}_3 + h\nu \;\longrightarrow\; \mathrm{O}_2 + \mathrm{O}(^1\mathrm{D}),
mas a opção (e) menciona \mathrm{O}_2^* + \mathrm{O}^*, o que não retrata corretamente o processo real, portanto (e) está incorreta.

Passo 6

A reação direta entre \mathrm{NO}_2 e \mathrm{H}_2\mathrm{O} (alternativa (d)) não ocorre de modo significativo na atmosfera, pois a formação de \mathrm{OH} dá-se preferencialmente pela via com \mathrm{O}(^1\mathrm{D}).

Resposta

(b) e (c)

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