1 DEFINIÇÃO
A Química Ambiental estuda os processos químicos que
acontecem na natureza, sejam eles naturais ou causados pelo homem e que
comprometem não só a saúde humana, mas de todo planeta.
A Química Ambiental teve sua origem na Química Clássica e se
tornou uma ciência interdisciplinar por envolver outras matérias como:
Biologia, Ecologia, Geologia. Essa parte da química estuda as mudanças que
ocorrem no meio ambiente, mais precisamente, os processos químicos que envolvem
essas mudanças e que causam sérios danos à humanidade.
No Brasil, as últimas décadas foram marcadas por um
crescimento da conscientização dos cidadãos sobre os danos causados pelas
atividades humanas inadequadas. Sejam em indústrias ou em seus próprios lares,
essas atividades têm gerado efluentes e resíduos: sólidos, líquidos e gasosos,
que acabam tendo seu destino final na atmosfera, nos solos e nas águas.
Como essas transformações ameaçam o meio ambiente, há uma
grande preocupação em entender os processos que a envolvem. A química ambiental
existe justamente para isso, para abranger os mecanismos que definem e
controlam a concentração das espécies químicas que precisam ser monitoradas.
Sendo assim, expandem os horizontes da Química convencional, criando parcerias
com outras áreas como a Toxicologia , e Engenharia Ambiental
É importante este estudo para entender os aspectos químicos
dos problemas que nós seres humanos criamos no meio onde vivemos. Esse mesmo
ambiente há alguns anos antes de começar os processos de poluição, era um
ambiente natural, ou seja, sem poluentes.
O químico ambiental tem um grande campo de atividade em que
ele pode trabalhar, tais como: indústrias químicas em geral, indústrias de
alimentos, indústrias metalúrgicas, indústrias de cosméticos, indústrias de
mineração e várias outras. Estas se preocupam em preservar o meio ambiente a
medida que se utiliza dos seus recursos para elaboração dos seus produtos.
É através da química que verificamos os diversos padrões de
lançamento de efleuntes, padrões de tratamento de água e muitos outros testes
que nos subsidiam estudos para minimizar os impactos ambientais.
No estudo da disciplina de química ambiental, são estudados
a:
1.1 QUÍMICA ORGÂNICA
A Química Orgânica é uma divisão da Química que foi proposta
em 1777 pelo químico sueco Torbern Olof Bergman. A química orgânica era
definida como um ramo químico que estuda os compostos extraídos dos organismos
vivos. Em 1807, foi formulada a Teoria da Força Vital por Jöns Jacob Berzelius.
Ela baseava-se na idéia de que os compostos orgânicos precisavam de uma força
maior (a vida) para serem sintetizados.
Percebe-se que a definição de Bergman para a química
orgânica não era adequada, então, o químico alemão Friedrich August Kekulé
propôs a nova definição aceita atualmente: “Química Orgânica é o ramo da
Química que estuda os compostos do carbono”.
1.2 QUÍMICA INORGÂNICA
Química inorgânica ou química mineral é o ramo da química
que estuda os elementos químicos e as substâncias da natureza que não possuem o
carbono coordenados em cadeias, investigando as suas estruturas, propriedades e
a explicação do mecanismo de suas reações e transformações. Os materiais
inorgânicos compreendem cerca de 95% das substâncias existentes no planeta
Terra.
As chamadas "substâncias inorgânicas" que servem
de foco de estudo para a química inorgânica, são divididos em 4 grupos
denominados como "funções inorgânicas".São eles:
1.2.1 Ácidos
Existem várias definições para ácidos, das quais a mais
utilizada é a definição do químico sueco Svant August Arrhenius, formulada no
final do século XIX. Segundo ele, ácidos são substâncias que se ionizam em
solução aquosa, libertando íons H+ (íon hidrogênio).
Um exemplo é o ácido clorídrico (HCl), que se decompõe em:
HCl H+ + Cl -
Alguns anos mais
tarde, em 1923, Brønsted descreve, numa definição mais geral, a idéia de que
ácido é uma substância que se comporta como um doador de prótons (ions H+).
Assim, esta última definição, generaliza a teoria de ácidos de Arrhenius e,
todas as substâncias que se comportam de acordo com esta definição, são denominadas
ácidos de Brønsted.
O químico Americano G.N. Lewis, formulou uma definição mais
geral, que, segundo ele, um ácido é uma substância susceptível de captar um par
de elétrons.
Apesar da definição de ácidos e bases de Lewis ter uma
grande importância devido à sua generalidade, quando normalmente falamos de um
ácido ou de uma base, estamos a referir-nos à definição de Brønsted. O termo
"ácido de Lewis" é usualmente reservado para substâncias que podem
aceitar um par de elétrons, mas que não contêm átomos de hidrogênio ionizáveis.
Principais ácidos:
1.2.1.1 Ácido Clorídrico (HCl)
O HCl impuro é comercializado com o nome de ácido muriatico
e é um reagente muito usado na indústria e no laboratório.
É utilizado principalmente na limpeza de pisos ou de
superfícies metálicas antes da soldagem(decapagem).
O HCl encontra-se presente no estômago, no suco gástrico,
conferindo a ele um pH adequado para a ação das enzimas digestivas gástricas.
1.2.1.2
Ácido Fluorídrico (HF)
O HF tem a propriedade de corroer o vidro; por isso, é usado
para fazer gravações em vidros e cristais.
1.2.1.3 Ácido Sulfúrico (H2SO4)
É o ácido mais importante na indústria e no laboratório.
É utilizado nas baterias de automóvel, é consumido em
enormes quantidades em inúmeros processos industriais, como processos da
indústria petroquímica, na fabricação de corantes, tintas, explosivos e papel.
É também usado na indústria de fertilizantes agrícolas,
permitindo a fabricação de produtos como os fosfatos e o sulfato de amônia.
O ácido sulfúrico
concentrado é um dos desidratantes mais enérgicos. Assim, ele carboniza os
hidratos de carbono como os açúcares, amido e celulose; a carbonização é devido
à desidratação desses materiais; O ácido sulfúrico "destrói" o papel,
o tecido de algodão, a madeira, o açúcar e outros materiais devido à sua
enérgica ação desidratante.; O ácido sulfúrico concentrado tem ação corrosiva
sobre os tecidos dos organismos vivos também devido à sua ação desidratante.
Produz sérias queimaduras na pele. Por isso, é necessário extremo cuidado ao
manusear esse ácido;
As chuvas ácidas em ambiente poluídos com dióxido de enxofre
contêm H2SO4 e causam grande impacto ambiental.
1.2.1.4 Ácido Nítrico (HNO3)
Depois do ácido sulfúrico, é o ácido mais fabricado e mais
consumido na indústria.
É usado na fabricação de explosivos como o trinitrotolueno
(TNT) e a nitroglicerina (dinamite); é muito útil para a indústria de
fertilizantes agrícolas, permitindo a obtenção do salitre.
O ácido nítrico concentrado é um líquido muito volátil; seus
vapores são muito tóxicos. É um ácido muito corrosivo e, assim como o ácido
sulfúrico, é necessário muito cuidado para manuseá-lo.
1.2.1.5
Ácido Cianídrico (HCN)
Ácido utilizado em indústrias diversas, como nas de
plásticos, acrílicos e corantes, entre outras. Mas ele tem também um destino
sinistro: nos Estados Unidos, foi usado nas "câmaras de gás" para
executar pessoas condenadas à morte.
1.2.1.6 Ácido fosfórico (H3PO4)
Os seus sais (fosfatos) têm grande aplicação como
fertilizantes na agricultura;
É usado como aditivo em alguns refrigerantes.
1.2.1.7 Ácido carbônico (H2CO3)
É o ácido das águas minerais gaseificadas e dos
refrigerantes. Forma-se na reação do dióxido de carbono com a água:
CO2 + H2O -> H2CO3
1.2.2. Bases ou hidróxidos
Base é toda substância que em solução aquosa sofre
dissociação iônica, liberando o ânion OH- (Hidróxido).
A dissociação iônica está relacionada ao comportamento das
bases em presença de água. Exemplo: a soda cáustica (NaOH) é uma substância
sólida que em contato com a água libera os íons Na+ e OH- que se dissolvem
devido à atração pelos polos negativos e positivos da molécula de H2O. Sendo
assim, bases são substâncias compostas pela combinação de um cátion (geralmente
de um metal) com o ânion OH-.
Uma das características das bases é seu sabor adstringente,
que “amarra” a boca, ou seja, diminui a salivação.
Da mesma forma que os ácidos, as bases também conduzem
corrente elétrica quando dissolvidas em água. Os indicadores fenolftaleína
(solução) e papel de tornassol também mudam de cor em presença de hidróxidos. A
fenolftaleína incolor torna-se vermelha; papel de tornassol vermelho fica azul:
reações inversas às que verificamos no caso dos ácidos.
Vejamos as principais bases:
1.2.2.1 Hidróxido de Sódio (NaOH):
Conhecida também
como soda cáustica, essa substância é utilizada na fabricação do sabão,
celofane, detergentes e raiom, produtos para desentupir pias e ralos, e também
no processo de extração de celulose nas indústrias de papel, etc.
1.2.2.2 Hidróxido de Magnésio (Mg(OH)2):
Está presente na
solução que é comercializada com o nome de “leite de magnésia”, produto
utilizado como laxante e antiácido estomacal.
1.2.2.3 Hidróxido de Cálcio (Ca (OH)2):
Conhecida como cal
hidratada ou cal extinta, essa substância é usada na construção civil: na
preparação de argamassa (areia + cal) e na caiação (pintura a cal); as
indústrias açucareiras utilizavam o hidróxido de cálcio na purificação do
açúcar comum.
1.2.2.4 Hidróxido de Amônio (NH4OH):
Essa substância é
obtida em solução aquosa do gás de amônia e comercializada como amoníaco. É
usado na fabricação de produtos de limpeza doméstica, na revelação de filmes
fotográficos, em detergentes, na indústria têxtil, etc.
1.2.2.5 Hidróxido de Potássio (KOH):
Conhecida como
potassa cáustica, é usada para alvejamento, na fabricação de sabões moles e no
processamento de certos alimentos.
1.2.3. Sais
Os sais minerais são substâncias essenciais ao bom
funcionamento do metabolismo, participando da estruturação do organismo (constituindo
os ossos) e até mesmo integrando reações direta ou indiretamente vitais, por
exemplo, a fotossíntese e a respiração.
Dessa forma, esses elementos, cada um apresentando
propriedades químicas distintas, com cargas e afinidades moleculares particulares,
foram durante milhões de anos se organizando não só na formação física da
matéria, mas também compartilhando o complexo arranjo biológico.
Entre os principais elementos minerais importantes aos seres
vivos, destacam-se:
1.2.3.1 Cálcio
Necessário durante o processo de calcificação e manutenção
óssea, compondo também a estruturação dos dentes, além de colaborar com a
condução de impulsos nervosos e contração muscular. Fonte: leite e seus
derivados (queijo, iogurte) e vegetais com coloração verde escuro.
1.2.3.2 Fósforo
Auxilia a manutenção óssea, está presente na composição da
molécula de DNA, RNA e ATP. Fonte: carne em geral e legumes.
1.2.3.3 Sódio
Atua na
osmoregulação, difusão dos impulsos nervosos e auxílio no processo de contração
muscular. Fonte: condimento (sal) utilizado no preparo dos alimentos.
1.2.3.4 Flúor
Proporciona a formação dos dentes e ossos. Fonte: presente
em baixa concentração nos alimentos e adicionada ao fornecimento de água
potável.
1.2.3.5 Potássio
Também participa da osmorregulação, está presente na
conformação dos fosfolipídios da membrana plasmática, participa da transmissão dos impulsos nervosos, e também
influencia a contração muscular. Fonte: frutas, verduras e legumes.
1.2.3.6 Ferro
Parte integrante da molécula de hemoglobina, responsável
pela assimilação e transporte de oxigênio. Fonte: fígado, vegetais verdes, ovo
e legumes.
1.2.3.7 Iodo
Composição de substâncias hormonais da glândula tireoide.
Fonte: principalmente sal de cozinha enriquecido com iodo.
1.2.3.8 Magnésio
Presente na molécula de clorofila, proporciona a captação de
luminosidade. Fonte: frutas, cereais, legumes e vegetais.
1.2.4. Óxidos
Os óxidos podem ser classificados em três diferentes grupos:
ácidos, básicos ou peróxidos.
1.2.4.1 Óxidos ácidos
Também chamados de anidridos, eles se formam a partir da
reação com água originando ácidos. Exemplo: o ácido sulfúrico (H2SO4) se forma
a partir do trióxido de enxofre (SO3) em presença de água (H2O).
1.2.4.2 Óxidos básicos
Nesse caso a reação é com bases levando à formação de sal e
água. Exemplo: o hidróxido de cálcio (Ca (OH)2) provém da reação do óxido de
cálcio (CaO) com a água.
1.2.4.3 Peróxidos
Esses óxidos possuem dois oxigênios ligados entre si.
Exemplo: (O-O)2-.
Principais Óxidos e suas utilizações:
Peróxidos: na indústria são usados como clarificadores
(alvejantes) de tecidos, polpa de celulose, etc. Para essas utilizações sua
concentração é superior a 30% de peróxido de hidrogênio. A solução aquosa com
concentração de 3% de peróxido de hidrogênio, popularmente conhecida como água
oxigenada, é usada como anti-séptico e algumas pessoas a utilizam para a
descoloração de pelos e cabelos.
Dióxido de silício: é o óxido mais abundante da crosta
terrestre, ele é um dos componentes dos cristais, das rochas e da areia.
Óxido de Cálcio (CaO): Obtido a partir da decomposição do
calcário, é usado na agricultura para diminuir a acidez do solo e também na
preparação de argamassa na construção civil.
Óxido Nitroso (N2O): Conhecido como gás hilariante, esse
óxido inalado em pequena quantidade provoca euforia, mas pode causar sérios
problemas de saúde; é utilizado como anestésico.
Dióxido de Enxofre (SO2): É usado para a obtenção de ácido
sulfúrico e no branqueamento de óleos alimentícios, entre outras aplicações. É
um dos principais poluentes atmosféricos; em dias úmidos, combina-se com o
vapor de água da atmosfera e origina a chamada chuva ácida.
Monóxido de Carbono
(CO): Usado para obter certos produtos químicos e na metalurgia do aço. É
normalmente o principal poluente da atmosfera das zonas urbanas; inalado
combina com a hemoglobina das hemácias do sangue, neutralizando-as para o
transporte de gás oxigênio no organismo.
Fonte de pesquisa:
O Senhor é meu Pastor e nada me faltará.
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