UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO PRÉ-VESTIBULAR RUMO À UNIVERSIDADE CAMPUS JOÃO MONLEVADE QUÍMICA AMBIENTAL

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO PRÉ-VESTIBULAR RUMO À UNIVERSIDADE CAMPUS JOÃO MONLEVADE QUÍMICA AMBIENTAL ORIENTADORA: PROF.ª DRA. KARLA VIEIRA P R OF. LUCAS SIQUEIRA

2 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Nos ecossistemas, o fluxo de energia é unidirecional e acíclico, mas a matéria pode ser reciclada, permitindo então um fluxo cíclico, que circula constantemente entre os fatores bióticos e abióticos do ecossistema. Estudaremos: Ciclo da Água; Ciclo do Carbono.

3 CICLO DA ÁGUA (I) A água recobre, aproximadamente, 75% da superfície terrestre. De toda essa água, cerca de 97% é oceânica e 3% encontram-se em rios, lagos, lençóis subterrâneos e geleiras; A água evapora-se frequentemente das superfícies aquáticas (rios, mares, etc.) e do solo, formando as nuvens, condensa-se e precipita-se sob a forma de chuva, neve ou granizo. No solo, a água pode percolar, atraída pela força de gravidade, e atingir um lençol freático, através do qual chega até um curso-d água (rio, riacho, etc.). Parte da água precipitada também pode ser retida pelo solo e/ou absorvida pelas plantas, através de suas raízes.

4 CICLO DA ÁGUA (II) Nos vegetais, a perda da água para o meio abiótico se dá pela transpiração e sudação. Os animais, por sua vez, participam do ciclo ingerindo água obtida diretamente da fonte ou através de alimentos. O processo de eliminação da água pode ser por meio das fezes, urina, respiração, suor, etc; Durante as atividades metabólicas dos animais, ocorre formação de água e essa se incorpora ao ciclo na sua eliminação.

5 CICLO DA ÁGUA (III)

6 CICLO DO CARBONO (I) O carbono é um dos elementos químicos indispensáveis aos seres vivos, uma vez que entra na constituição das moléculas de todas as substâncias orgânicas; Sua fonte primária é no meio abiótico: moléculas de CO 2 presentes na atmosfera e as dissolvidas nas águas dos ecossistemas aquáticos. Esse CO 2 é absorvido pelos seres fotossintetizantes, sendo, então, utilizado para a síntese de moléculas orgânicas (glicose, por exemplo);

7 CICLO DO CARBONO (II) A matéria orgânica fabricada pelos vegetais é utilizada na própria respiração do vegetal ou, então, serve de alimento para os animais. Nos animais, essa matéria também será usada na respiração celular. Tanto a respiração vegetal quanto animal devolvem CO 2 ao meio, devolvendo carbono ao meio abiótico; Os cadáveres e restos orgânicos de animais e vegetais podem ter dois destinos no ambiente: sofrem decomposição ou se acumulam, dando origem, com o passar de muito tempo, aos combustíveis fósseis (petróleo, hulha); As reações de decomposição e a queima desses combustíveis também liberam CO 2 no ambiente, bem como a queima de qualquer matéria orgânica, como as queimadas de floresta, campos, etc.

8 CICLO DO CARBONO (III)

9 PETRÓLEO (I) O petróleo formou-se na Terra há milhões de anos, pelos restos da matéria orgânica animal e vegetal; O petróleo acumula-se junto ao gás de petróleo, formando bolsões em rochas impermeáveis ou impregnando rochas sedimentares; Tais locais são conhecidos por bacias, e, de forma simplificada, são representados a seguir:

10 PETRÓLEO (II)

11 PETRÓLEO (III) Após a extração, o petróleo é enviado para refinarias, onde seus componentes são separados por destilação fracionada; Na refinaria, o petróleo é inicialmente aquecido, sendo parcialmente vaporizado e direcionado para uma coluna de fracionamento provida de várias bandejas. A temperatura da coluna varia com a altura, sendo que no topo da coluna se encontra a menor temperatura;

12 PETRÓLEO (IV) À medida que os vapores sobem na coluna, a temperatura diminui, permitindo que as frações voltem ao estado líquido e sejam retiradas; O resíduo líquido que fica no fundo da coluna é levado para outra coluna, que apresenta pressão inferior à atmosférica, possibilitando que as frações mais pesadas entrem em ebulição à temperatura mais baixas, evitando assim a quebra de suas moléculas. Dessa maneira, são obtidas novas frações do resíduo líquido: óleos lubrificantes, parafinas, graxas, óleo combustível e betume.

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14 PETRÓLEO (V) Concluída essa etapa, ainda resta algum resíduo, que pode ser submetido a uma pirólise ou craqueamento (cracking). Esse processo é executado em outra coluna de fracionamento e consiste na quebra de moléculas de cadeias longas, para a obtenção de cadeias pequenas; Esse procedimento possibilita um aproveitamento quase integral do petróleo, propiciando uma economia expressiva e permitindo a obtenção de maiores quantidades de gás liquefeito de Petróleo (GLP), gasolina e outros derivados, que serão transformados numa infinidade de produtos indispensáveis ao nosso dia a dia.

15 PETRÓLEO (VI) A quantidade obtida de cada derivado de petróleo depende de sua origem, dos recursos da refinaria e das necessidades do mercado consumidor em cada momento; De modo geral, podemos estabelecer uma porcentagem média dos derivados por barril de petróleo (158 litros); Vejamos o gráfico a seguir:

16 PETRÓLEO (VII)

17 ENERGIA (I) Energia é tudo que pode produzir ação, trabalho, movimento; Na química ambiental, observamos o aspecto de preservação ao ambiente em relação ao tipo de cada energia; Temos diversos tipos: Eólica, Solar, Térmica ou Termelétrica, Nuclear, Hidráulica, Biomassa, Geotérmica, Maremotriz, entre outros;

18 ENERGIA (II) A energia hidráulica ou hidrelétrica é aquela gerada em uma usina hidrelétrica, e tem como fonte de produção a força da água em movimento; Para sua obtenção, são necessários: Construção de barragens a fim de represar a água; A água que corria normalmente pelo leito do rio passa a preencher esse reservatório (barragem); Turbinas são instaladas nessa barragem em um certo desnível, fazendo com que a água caia violentamente sobre elas, movimentando-as, transformando a energia potencial em energia mecânica;

19 ENERGIA (III) A energia mecânica gerada nas turbinas é captada por geradores, que a transforma em energia elétrica. A parte final compreende transmissão e ajuste de tensão. Apesar de se comportar como energia limpa no processo de geração, a energia hidráulica apresenta desvantagens quanto à construção das usinas hidrelétricas. São diversas as desvantagens: Destruição da vegetação natural; Assoreamento do leito dos rios; Desmoronamento de barreiras; Extinção de peixes; Transmissão de doenças como malária e esquistossomose; Impactos sociais;

20 ENERGIA (IV) A Energia Eólica é a produzida utilizando a força dos ventos, que movimentam pás ligadas à geradores elétricos; A energia eólica é, talvez, a mais limpa, juntamente com a solar; A captação depende não apenas de ventos fortes, mas de ventos constantes e com velocidade superior à 13km/h; No Brasil, os principais parques eólicos se localizam no Rio Grande do Norte e no Ceará.

21 ENERGIA (V) A Energia Solar é aquela que aproveita da radiação eletromagnética do sol para processos de geração de energia térmica ou fotovoltaica; A energia solar depende de presença de luz solar (óbvio) e pode ser aproveitada de formas diferentes; Quanto à geração de energia térmica, a energia do sol pode ser aproveitada em coletores solares, que ao captar energia do sol, transferem-na à água; A energia fotovoltaica pode ser gerada a partir de células ou placas fotovoltaicas, que produzem energia elétrica. As desvantagens relacionam-se aos elevados custos de instalação, embora seja uma energia praticamente limpa.

22 ENERGIA (VI) A energia térmica ou termelétrica é aquela que depende da queima de algum combustível, seja ele renovável ou não; Podem ser movidas à carvão, óleo combustível, madeira, etc.; A queima promove calor, que vaporiza a água e faz com que seu movimento gire turbinas e faça a conversão em energia elétrica por meio de geradores ou seja utilizado como energia mecânica para outros fins; A desvantagem relaciona-se à liberação de CO 2, CO e C na queima, potencialmente prejudicial ao meio ambiente;

23 ENERGIA (VII) A energia nuclear é aquela liberada no processo de interação entre núcleos atômicos; Em um processo denominado fissão, núcleos de elementos como o Urânio são separados em núcleos menores, liberando grande quantidade de energia; Essa energia térmica é utilizada para aquecer a água, que se vaporiza e move geradores para produção de energia; As desvantagens estão associadas ao risco das operações, entre eles vazamento do material, controle de temperatura, contaminação da água, entre outros.

24 ENERGIA (VIII) O petróleo pode ser utilizado como matéria para combustão, mas leva à liberação excessiva de CO 2 e demora muito tempo para se formar novamente, sendo denominado Não-Renovável; Assim, surge a energia de biomassa, que utiliza de outros recursos renováveis, tanto para queima, quanto para gaseificação ou Liquefação.

25 COMBUSTÃO E PETRÓLEO O processo de combustão é o processo de queima em presença de O 2, que segue acompanhada de liberação de calor e chama visível ou invisível; Como combustíveis, podem ser usadas diversas substâncias (CH 4, C 4 H 8, C 8 H 18, C 2 H 5 OH, entre outros); O petróleo, quando utilizado, pode resultar em diferentes tipos de combustão: Completa: Quando há bastante oxigênio disponível e ocorre liberação de CO 2 como produto da queima, além do calor e da água; Incompleta: Quando não há oxigênio suficiente, resultando, além do calor e da água, em CO ou apenas C.

26 QUESTÕES (I)

27 QUESTÕES (II)

28 QUESTÕES (III)

29 QUESTÕES (IV)

30 QUESTÕES (V)

31 QUESTÕES (VI)

32 QUESTÕES (VII) Moradores sobreviventes da tragédia que destruiu aproximadamente 60 casas no Morro do Bumba, na Zona Norte de Niterói (RJ), ainda defendem a hipótese de o deslizamento ter sido causado por uma explosão provocada por gás metano, visto que esse local foi um lixão entre os anos 1960 e Jornal Web. Disponível em: Acesso em: 12 abr (adaptado). O gás mencionado no texto é produzido A) como subproduto da respiração aeróbia bacteriana. B) pela degradação anaeróbia de matéria orgânica por bactérias. C) como produto de fotossíntese de organismos pluricelulares autotróficos. D) pela transformação química do gás carbônico em condições anaeróbias. E) pela conversão, por oxidação química, do gás carbônico sob condições aeróbias.

33 QUESTÕES (VIII) Com relação aos efeitos sobre o ecossistema, pode-se afirmar que: I. as chuvas ácidas poderiam causar a diminuição do ph da água de um lago, o que acarretaria a morte de algumas espécies, rompendo a cadeia alimentar. II. as chuvas ácidas poderiam provocar acidificação do solo, o que prejudicaria o crescimento de certos vegetais. III. as chuvas ácidas causam danos se apresentarem valor de ph maior que o da água destilada. Dessas afirmativas está(ão) correta(s): (A) I, apenas. (B) III, apenas. (C) I e II, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I e III, apenas.

34 OBRIGADO PELA ATENÇÃO! P R OF. LUCAS SIQUEIRA