Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Química Atmosférica


A química atmosférica é um ramo da química ambiental que se concentra na composição química da atmosfera da Terra e nas reações que ocorrem dentro dela. A atmosfera é uma mistura complexa de gases, aerossóis e partículas suspensas, e desempenha um papel vital no suporte à vida na Terra. Entender a química atmosférica é essencial para enfrentar desafios relacionados à poluição do ar, mudança climática e destruição da camada de ozônio.

Componentes da atmosfera

A atmosfera é composta principalmente de nitrogênio ( N 2 ) e oxigênio ( O 2 ), que juntos representam cerca de 99% do volume da atmosfera. Outros gases importantes incluem:

  • Argônio ( Ar )
  • Dióxido de carbono ( CO 2 )
  • Metano ( CH 4 )
  • Óxido nitroso ( N 2 O )
  • Ozônio ( O 3 )
  • Vapor de água ( H 2 O )

Esses gases têm efeitos diferentes nos processos atmosféricos. Por exemplo, o dióxido de carbono e o metano são gases de efeito estufa que retêm calor, contribuindo para o efeito estufa e a mudança climática.

Reações químicas na atmosfera

Númeras reações químicas ocorrem na atmosfera, muitas das quais são impulsionadas pela presença da luz solar. Essas reações muitas vezes envolvem radicais, que são moléculas altamente reativas com elétrons desemparelhados.

Reações fotoquímicas

Um dos conjuntos mais importantes de reações na química atmosférica são as reações fotoquímicas, que são desencadeadas pela luz solar. Um exemplo disso é a formação de ozônio na estratosfera:

O 2 + Hv → 2O
O + O 2 → O 3

Nessas reações, a radiação ultravioleta (UV) quebra o oxigênio molecular em átomos de oxigênio individuais, que então reagem com outras moléculas de oxigênio para formar ozônio. Essa camada de ozônio é essencial para proteger a superfície da Terra da radiação UV nociva.

Radiação ultravioleta O 2 → O + O O + O 2 → O 3

Poluição do ar

A poluição do ar é produzida quando substâncias nocivas são liberadas na atmosfera, afetando negativamente a saúde humana, os ecossistemas e o clima. Poluentes comuns do ar incluem:

  • Dióxido de enxofre ( SO 2 )
  • Óxidos de nitrogênio ( NO e NO 2 )
  • Material particulado (por exemplo, MP 2.5 e MP 10 )
  • Monóxido de carbono ( CO )
  • Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs)

Exemplo: Formação da chuva ácida

A chuva ácida é o resultado da poluição do ar. Ela é formada quando o dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio reagem com o vapor de água na presença de oxigênio para formar ácidos sulfúrico e nítrico:

2SO 2 + 2H 2 O + O 2 → 2H 2 SO 4
4NO 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3

Esses ácidos podem se acumular na superfície da Terra, causando danos ambientais, como a acidificação de lagos e solos e prejudicando a vida selvagem.

SO 2 + H 2 O + O 2 → H 2 SO 4

Mudança climática e o efeito estufa

O efeito estufa é um fenômeno natural em que certos gases na atmosfera da Terra retêm calor, mantendo o planeta quente o suficiente para a vida. No entanto, as atividades humanas agravaram esse efeito ao aumentar a concentração de gases de efeito estufa, resultando no aquecimento global e nas mudanças climáticas.

Principais gases de efeito estufa

  • Dióxido de carbono ( CO 2 )
  • Metano ( CH 4 )
  • Óxido nitroso ( N 2 O )
  • Vapor de água ( H 2 O )
  • Ozônio ( O 3 )

Esses gases absorvem radiação infravermelha emitida da superfície da Terra e a refletem de volta, impedindo que o calor escape para o espaço.

Luz solar Superfície da Terra Radiação infravermelha

O dióxido de carbono é emitido pela queima de combustíveis fósseis, enquanto o metano é produzido por práticas agrícolas e a decomposição de resíduos orgânicos. O óxido nitroso é emitido por fertilizantes e outras fontes.

Destruição da camada de ozônio

A camada de ozônio localizada na estratosfera é importante para absorver a maior parte da radiação ultravioleta nociva do sol. No entanto, essa camada protetora tem sido degradada devido às atividades humanas.

Papel dos CFCs

Os clorofluorcarbonetos (CFCs) foram amplamente utilizados como refrigerantes e propulsores, até que se descobriu que eles destroem a camada de ozônio. Os CFCs liberados na atmosfera eventualmente chegam à estratosfera, onde são quebrados pela radiação UV, liberando átomos de cloro:

CFCl3 + UV → CFCl2 + Cl

Esses átomos de cloro catalisam a destruição de moléculas de ozônio:

Cl + O 3 → ClO + O 2
2ClO + O → 3Cl + O 2

Esse ciclo continua, com cada átomo de cloro capaz de destruir milhares de moléculas de ozônio.

CFC + radiação UV → Cl Cl + O 3 → ClO + O 2

Medição e monitoramento

Monitorar a composição atmosférica é importante para entender as mudanças e seus impactos. Uma variedade de técnicas é utilizada, incluindo observações por satélite, estações de monitoramento em solo e métodos de amostragem de ar.

Tecnologia exemplo: Sensoriamento remoto

O sensoriamento remoto envolve o uso de satélites para coletar dados sobre os gases atmosféricos a partir do espaço. Esses satélites usam instrumentos para medir o espectro da luz solar e a radiação emitida da superfície da Terra e da atmosfera, permitindo que os cientistas determinem as concentrações de vários gases.

Ao analisar essas medições, os pesquisadores podem rastrear tendências nos níveis de gases de efeito estufa, concentrações de ozônio e a distribuição de poluentes atmosféricos em todo o mundo.

Conclusão

A química atmosférica é um campo dinâmico e importante de estudo dentro da ciência ambiental. Ela nos ajuda a entender como os processos químicos na atmosfera afetam o clima, a qualidade do ar e os ecossistemas da Terra. À medida que continuamos a enfrentar desafios ambientais globais, o conhecimento da química atmosférica será fundamental para desenvolver estratégias para mitigar e se adaptar às mudanças em nosso ambiente.


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