Interação da Radiação com a Atmosfera e Camada de Ozono

Efeitos da Radiação na Matéria

• Efeito térmico: as partículas utilizam a energia absorvida para aumentar a sua energia cinética, o que provoca o aumento da temperatura.
• Efeito químico: as partículas absorvem a energia das radiações para desencadear reações químicas.
• Albedo: a fração da radiação incidente que é refletida por uma superfície.

Radicais Livres e Ionização

Radicais Livres: são átomos ou moléculas que, ao absorverem radiação, provocam a excitação de um eletrão de uma orbital exterior para outra vazia, invertendo o seu spin.

• Ex1: O₂ + Rad. UV-C → O^* + O^*
• Ex2: H₂O + Rad. UV-B → HO^* + H^*
• Ex3: Cl₂ + Rad. UV-B → Cl^* + Cl^*

Formação de iões na termosfera e mesosfera: Estas camadas são predominantemente ionosféricas, onde as radiações (X, UV-C e UV-B) são suficientemente energéticas para produzir iões (O₂⁺, O⁺, NO⁺).

Camada de Ozono

A camada de ozono situa-se a uma altitude entre 10-50 km, com concentração máxima aos 25 km. Localizada na estratosfera, atua como filtro para radiações UV energéticas (UV-C e UV-B). A quantidade de ozono nesta camada é de 360 DU.

Reações de Chapman

• O₂ + O^* → O₃
• O^* + O^* → O₂
• O₃ + O^* → O₂ + O₂
• O₃ + Rad. UV (240 nm < λ < 300 nm) → O₂ + O^*

Efeito de Estufa

O dióxido de carbono e o vapor de água absorvem radiação entre 7-13 μm. São os principais gases de estufa, pois permitem a passagem da radiação solar, mas absorvem a radiação IV emitida pela superfície terrestre, contribuindo para o aquecimento global.

Destruição da Camada de Ozono pelos CFC

Os CFC são quimicamente estáveis e persistem na atmosfera até atingirem a estratosfera, onde a radiação UV quebra as suas moléculas, libertando radicais de cloro ativos que destroem o ozono.

Equações de destruição do ozono

1. Decomposição dos CFC pela radiação UV: FCl₂C-Cl (Freon 11) → FCl₂C^* + Cl^*
2. Reação do cloro atómico com o ozono: Cl^* + O₃ → ClO + O₂