Química Estratosférica e Ozono
A química que cria e destrói a camada de ozono estratosférico, incluindo os ciclos catalíticos responsáveis pela depleção do ozono.
Definition
Química estratosférica e ozono é o estudo das reações que governam a abundância de ozono e espécies relacionadas na estratosfera, onde a camada de ozono protege a superfície da radiação ultravioleta.
Scope
Esta área abrange a formação e destruição fotoquímica do ozono estratosférico descrita pelo mecanismo de Chapman, os ciclos catalíticos envolvendo espécies de hidrogénio, nitrogénio, cloro e bromo, o papel dos gases-fonte halogenados, a química heterogénea nas nuvens estratosféricas polares, e os buracos de ozono polares primaveris e a sua recuperação sob regulamentação internacional.
Sub-topics
Core questions
- Como é formada e mantida a camada de ozono estratosférico?
- Quais os ciclos catalíticos que destroem o ozono e por que são tão eficientes?
- O que causou os buracos de ozono polares e como a camada está a recuperar?
Key theories
- Mecanismo de Chapman
- Um conjunto de reações fotoquímicas apenas com oxigénio que produzem e destroem o ozono, explicando a existência da camada de ozono, embora superestimando a sua abundância.
- Destruição catalítica do ozono
- Radicais vestigiais de hidrogénio, nitrogénio e especialmente espécies de halogéneos destroem cataliticamente o ozono, sendo o cloro dos clorofluorocarbonetos identificado como uma grande ameaça antropogénica.
Mechanisms
A luz solar ultravioleta divide o oxigénio molecular, e os átomos combinam-se com o oxigénio para formar ozono; o ciclo de Chapman de formação e fotólise estabelece uma abundância de ozono de referência. Os níveis reais de ozono são mais baixos porque os ciclos catalíticos envolvendo radicais hidroxilo, óxido nítrico, cloro e bromo destroem o ozono sem serem consumidos. Gases-fonte halogenados de longa duração transportam cloro e bromo para a estratosfera, onde a fotólise liberta os catalisadores, e as reações heterogéneas nas nuvens estratosféricas polares ativam-nos para produzir uma depleção sazonal severa.
Clinical relevance
O ozono estratosférico absorve a radiação ultravioleta nociva, por isso a compreensão da sua química sustentou o Protocolo de Montreal e continua a guiar a avaliação da recuperação da camada de ozono.
History
Chapman propôs o mecanismo de ozono apenas com oxigénio em 1930; Crutzen, Molina e Rowland revelaram os papéis catalíticos dos óxidos de nitrogénio e dos clorofluorocarbonetos na década de 1970, trabalho reconhecido pelo Prémio Nobel da Química de 1995, e a descoberta do buraco de ozono antártico em 1985 impulsionou o Protocolo de Montreal.
Key figures
- Mario Molina
- F. Sherwood Rowland
- Paul Crutzen
- Susan Solomon
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Seminal works
- molina1974
- brasseur2005
Frequently asked questions
- O buraco de ozono está a recuperar?
- Sim. Após a eliminação progressiva das substâncias que destroem o ozono pelo Protocolo de Montreal, o cloro e o bromo estratosféricos estão a diminuir e as observações indicam que a camada de ozono está a recuperar lentamente.