Exercício 5.2 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2024

Tema: Reações químicas: estequiometria, rendimento e energia · Do exame 2.ª fase (2024)

Enunciado

5.3. Na atmosfera, os óxidos de nitrogénio podem originar o ácido nítrico, HNO3\text{HNO}_3, um ácido forte, e o ácido nitroso, HNO2\text{HNO}_2, um ácido fraco, que contribuem para a acidificação da água da chuva.

Considere duas soluções aquosas, uma de HNO3\text{HNO}_3, com pH 1,001{,}00, e outra de HNO2\text{HNO}_2, com pH 2,162{,}16, ambas com a mesma concentração e à mesma temperatura.

5.2. Na preparação de uma comunicação sobre o efeito da poluição automóvel na camada de ozono, um grupo de alunos recolheu a informação seguinte:

O gás monóxido de nitrogénio, NO\text{NO}, proveniente do escape dos automóveis, oxida-se facilmente na troposfera, formando o gás dióxido de nitrogénio, NO2\text{NO}_2. Ao chegar à estratosfera, o NO2\text{NO}_2 decompõe-se, por ação da radiação UV, em dois radicais livres, o monóxido de nitrogénio e o oxigénio atómico. Por sua vez, o radical monóxido de nitrogénio pode reagir com o ozono estratosférico, O3\text{O}_3, originando dióxido de nitrogénio e dioxigénio gasosos.

Apresente, num texto bem estruturado e utilizando linguagem científica adequada, uma proposta de comunicação que inclua:

as três equações químicas que traduzem as reações descritas na informação recolhida pelos alunos;

a fundamentação para o facto de a decomposição do NO2\text{NO}_2 ocorrer predominantemente na estratosfera;

a explicação para o facto de uma única molécula de NO\text{NO} conduzir à destruição de várias moléculas de ozono.

Enunciado: Exercício 5.2 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2024

Resolução

Segundo os critérios oficiais de classificação

5.2. Apresente, num texto bem estruturado e utilizando linguagem científica adequada, uma proposta de comunicação que inclua: as três equações químicas que traduzem as reações descritas; a fundamentação para o facto de a decomposição do NO₂ ocorrer predominantemente na estratosfera; a explicação para o facto de uma única molécula de NO conduzir à destruição de várias moléculas de ozono.

Resposta: Equações químicas: 2 NO+O2→2 NO22\,\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{NO}_2 NO2→NO∙+O∙\text{NO}_2 \rightarrow \text{NO}^\bullet + \text{O}^\bullet NO∙+O3→NO2+O2\text{NO}^\bullet + \text{O}_3 \rightarrow \text{NO}_2 + \text{O}_2 Fundamentação e explicação: É na estratosfera que a energia da radiação UV é suficiente para provocar a reação de fotodissociação da molécula de NO2\text{NO}_2 (já que essa radiação é filtrada e não atinge com energia suficiente a troposfera). A segunda e a terceira equações traduzem um processo cíclico de destruição de O3\text{O}_3, no qual o NO2\text{NO}_2 é regenerado; o NO2\text{NO}_2 regenerado volta a sofrer fotodissociação formando novamente o radical NO∙\text{NO}^\bullet, que destrói outra molécula de ozono, permitindo que uma única molécula de NO\text{NO} destrua sucessivas moléculas de ozono.

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