As Reações Fotoquímicas

Reações fotoquímicas

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Inês Dias  nº15832  10ºB

Tomé Mendes  nº16763  10ºB

19/04/24

Índice

1. Introdução

1. Desenvolvimento

1. O que são reações fotoquímicas?

1. Reações fotoquímicas na atmosfera

1. Fotodissociação e fotoionização
2. Estabilidade de espécies químicas na atmosfera
3. O que é um radical?
4. Como é que a frequência da luz afeta a extensão de uma reação fotoquímica

 

1. Exercício prático

1. Conclusões

1. Referências bibliográficas

Introdução

O tema que iremos abordar e dar a conhecer neste trabalho serão as reações fotoquímicas, abordaremos vários aspetos, nomeadamente o que são as reações fotoquímicas, as suas aplicações, o que é a fotodissociação e a fotoionização, entre outros.

A fotoquímica é um ramo da química que funciona com o efeito da energia radiante na produção de alterações químicas e por isso, este tema é abordado na matéria da disciplina, uma vez que estuda as interações de átomos e pequenas moléculas com a luz, além disso essas reações são influenciadas pela intensidade, comprimento de onda e duração da luz, podendo resultar na formação de produtos úteis ou tóxicos.

Compreender e controlar estas reações é essencial para avanços em diversos campos da ciência e tecnologia.

Desenvolvimento

 O que são reações fotoquímicas?

Tanto como na eletricidade e o calor, a luz (visível ou invisível) também é um meio de energia que influi em diversas reações químicas. Toda a reação química influenciada pela incidência de luz ou por qualquer radiação eletromagnética é denominada por: reações fotoquímicas.

Explorando melhor este tema, as reações fotoquímicas ocorrem geralmente em duas etapas: a absorção de energia de fotões (partículas de luz), isto é, neste tipo de reações, a luz fornece a energia necessária para que as moléculas dos reagentes transponham a barreira da energia de ativação, ou seja, a quantidade mínima de energia que os reagentes devem conter para dar origem a uma complexo ativado e como consequência, fazer com que ocorra a reação.

Este tipo de reações pode ocorrer em vários tipos de sistemas incluindo atmosferas planetárias, células fotossintéticas (como a clorofila), em sistemas químicos artificiais e estes, podem ser influenciados por vários fatores nomeadamente a intensidade, comprimento de onda da luz, a temperatura e a presença de outro tipo de moléculas que possam afetar a absorção de energia.

As reações fotoquímicas envolvem uma nova reorganização eletrónica iniciada pela radiação eletromagnética. Frequentemente são observadas reações da ordem de 0,000000001 segundos.

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(Exemplo de uma reação fotoquímica)

Aplicações das reações fotoquímicas:

Das reações fotoquímicas existentes, é a fotossíntese a que se destaca mais, um processo complexo globalmente representado

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(fórmula da fotossíntese)

Síntese através da luz é precisamente o que significa a palavra fotossíntese.

Realizada por seres vivos contendo clorofila, a fotossíntese inicia-se com a absorção de fotões pela molécula de clorofila e permite produzir alimento e libertar dioxigénio. Pode afirmar-se que a fotossíntese é a responsável pela maioria de dioxigénio apresentado na atmosfera terrestre.

Algumas características da atmosfera terrestre como por exemplo, a temperatura, e fenómenos como as auroras boreais, também estão relacionadas com a interação da luz com a matéria. As excitações, dissociações e ionizações de moléculas ou de átomos, processos que resultam da absorção da luz.

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(fotossíntese)

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                                              (auroras boreais)

Reações fotoquímicas da atmosfera?

Fotodissociação e fotoionização

A radiação eletromagnética, ou simplesmente a luz, é capaz de interagir com a matéria, realizando transformações químicas. As reações químicas que se iniciam por ação da luz são designadas por reações fotoquímicas e correspondem a processos endoenergéticos, isto é, processos que necessitam de absorver energia para ocorrer e que apresentam uma variação de entalpia positiva.

Dependendo do tipo de substância em causa e da energia dos fotões incidentes, pode desencadear dois tipos de fenómenos:

Fotoionização:

A fotoionização é um tipo de reação química desencadeada pela absorção de um fotão capaz de realizar a ejeção de um eletrão, ou seja, de ionizar a substância (formação de um ião).

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Fotodissociação:

Reação química provocada pela absorção capaz de provocar a quebra homolítica de uma ligação entre os átomos que existem numa substância (formação de radicais).

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Estabilidade das espécies químicas na atmosfera

A atmosfera terrestre é composta por 4 camadas: troposfera, estratosfera, mesosfera e termosfera.

 A termosfera, a maior camada da atmosfera, é atingida por todo o espectro de radiação solar que chega à Terra. Nesta camada as radiações têm uma grande intensidade energética, a interação da radiação com a matéria desencadeia reações de fotoionização e de fotodissociação das moléculas de nitrogénio e oxigénio.

Na estratosfera existe outra molécula constituída pelo elemento oxigénio que apresenta um papel significativo no controlo da radiação que atinge a superfície da terra. A molécula de ozono é a molécula que é sujeita a radiação sofrendo fotodissociação.