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Ana Lopes nº1Guilherme Gomes nº9Miguel Pedrosa nº1810ºM - Escola Secundária de Rocha Peixoto

Trabalho de PesquisaMódulo Q3: Físico-Química

Introdução

Ao longo deste trabalho iremos tocar em tópicos como o hidrogénio verde, os efeitos dos catalisadores, inibidores e luz em reações químicas e também o tópico das chuvas ácidas.Estes tópicos ajudar-nos-ão a aprofundar o nosso conchecimento da química.

A produção do hidrogénio verde

1ª Parte

As moléculas de hidrogénio (H2) são muito difíceis de encontrar isoladas (ou em estado livre) na natureza. Por isso, para o obter, é preciso separá-lo de outros elementos, recorrendo aos materiais onde ele existe. Essa separação pode ser feita através de vários métodos — e é aqui que entra a designação “hidrogénio verde”. A substância, embora seja sempre igual, recebe designações por cores consoante o método de produção que lhe deu origem.

O que é o hidrogénio verde?

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Como se obtém o hidrogénio verde

O hidrogénio verde obtém-se através da eletrólise da água, que consiste na separação direta do hidrogénio (H2) e do oxigénio (O2) a partir da água (H2O), utilizando uma corrente elétrica para estimular a divisão das moléculas.

Se a energia elétrica usada no processo tiver origem em fontes renováveis, então o hidrogénio produzido chama-se “hidrogénio verde”, já que durante o processo de produção não foi emitido dióxido de carbono.

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Esta forma de hidrogénio tem potencial para desempenhar um papel importante na transição para uma economia de baixo carbono. Existem várias aplicações para o hidrogénio verde como o Transporte, Indústria e Armazenamento de Energia

As aplicações deste combustível

Vantagens:

  • Baixas Emissões de Carbono: O hidrogénio verde é produzido utilizando fontes de energia renovável, o que significa que a sua produção não gera emissões líquidas de carbono.
  • Armazenamento de Energia: O hidrogénio verde pode ser usado como uma forma de armazenamento de energia renovável, ajudando a superar os desafios de intermitência associados à energia solar e eólica.
  • Diversificação Energética: O hidrogénio verde diversifica a matriz energética, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e aumentando a segurança energética.
  • Redução da Poluição Local: Em aplicações de transporte, o hidrogénio verde pode ajudar a reduzir a poluição do ar local, especialmente em áreas urbanas, já que os veículos movidos a hidrogénio produzem apenas água como subproduto.

As vantagens e desvantagens da sua produção e utilização

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Desvantagens:

  • Custo de produção: o custo de produção do hidrogénio verde é mais elevado do que o custo de produção do hidrogênio cinza, que é produzido a partir de combustíveis fósseis.
  • Armazenamento: ele é um gás muito leve e difícil de armazenar.
  • Transporte: Para ser transportado com segurança, o hidrogênio precisa ser comprimido ou liquefeito, o que aumenta os custos e a complexidade do transporte.
  • Produção de oxigénio: Como a sua produção é feita por eletrólise da água, isso requer a produção simultânea de oxigénio.

As desvantagens e desvantagens da sua produção e utilização

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O efeito dos catalisadores/inibidores e da luz nas reações químicas

2ª Parte

Catalisadores são substâncias utilizadas para acelerar uma reação química.Inibidores, que são aquelas que têm um efeito contrário ao dos catalisadores, ou seja, diminuem a velocidade das reações, porque possuem a propriedade de aumentar a energia de ativação necessária para que os reagentes consigam formar o complexo ativado.

O que são catalisadores e inibidores?

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Porque se utilizam catalisadores nos automóveis atuais?

Os catalisadores são utilizados nos automóveis modernos para reduzir a emissão de gases poluentes no meio ambiente. Eles convertem gases nocivos em substâncias menos prejudiciais antes de serem libertados na atmosfera. Esses dispositivos são essenciais para melhorar a qualidade do ar e proteger a saúde humana, transformando gases como óxidos de nitrogénio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos em compostos menos tóxicos, como dióxido de carbono, nitrogénio e água.

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Os catalisadores são amplamente utilizados em processos industriais para acelerar reações químicas. Na indústria petroquímica, os catalisadores são importantes para a produção de plásticos, borrachas sintéticas, tintas e solventes. Utilidade do amoníaco A produção de amoníaco é utilizada em fertilizantes e também em alguns catalisadores. O processo Haber-Bosch utiliza o ferro como catalisador para converter nitrogénio e hidrogénio em amônia.

Outras aplicações do dia-a-dia:

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A luz pode ter diferentes efeitos em reações químicas, dependendo das substâncias envolvidas e das condições específicas. Aqui estão alguns exemplos: 1. Fotólise: Em muitas reações, a luz pode fornecer energia suficiente para quebrar ligações químicas. 2. Reações fotoquímicas: Algumas substâncias são sensíveis à luz e podem sofrer reações químicas quando expostas a ela. 3. Inibição ou aceleração de reações: Em certos casos, a luz pode atuar como um catalisador, aumentando a velocidade de uma reação química. Por outro lado, em reações sensíveis à luz, a exposição à mesma pode inibir ou retardar a reação. 4. Fotoquímica em fotografia: Na fotografia tradicional, a luz é usada para causar reações químicas em filmes ou papel fotográfico, resultando na captura de imagens.

O efeito da luz em algumas reações químicas

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Atividades humanas que contribuem para a formação das chuvas ácidas

3ª Parte

A chuva ácida é uma das consequências da poluição atmosférica. Os gases provenientes da queima de combustíveis reagem com o oxigénio do ar e o vapor de água, transformando-se em ácidos que são depositados na superfície terrestre através das precipitações. Essa acidificação do solo e das águas superficiais exerce efeitos devastadores nos ecossistemas e representa um grave perigo para os seres vivos.

O que são chuvas ácidas?

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Quais são os poluentes atmosféricos responsáveis por estes fenómenos?

Não obstante, é a ação humana a causadora da maior parte das emissões de dióxido de enxofre em consequência da queima de combustíveis na indústria e nas usinas elétricas, assim como da metade das emissões de óxidos de nitrogénio devido aos gases produzidos pelos veículos a motor. Da mesma forma — e embora em menor grau —, as explorações pecuárias intensivas produzem amoníaco a partir da decomposição da matéria orgânica.

Esses três poluentes, que podem ser transportados a grandes distâncias a partir de seus focos de origem, oxidam-se quando entram em contato com a atmosfera originando a formação de ácido sulfúrico e ácido nítrico.

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  • Os oceanos podem perder biodiversidade e produtividade
  • A morte de peixes, anfíbios e plantas aquáticas dos lagos, assim como o deslocamento de metais pesados para águas subterrâneas torna-as inaptas para consumo.
  • Nas florestas, isso danifica as raízes, diminui o crescimento e torna as plantas mais fracas e vulneráveis a doenças e pragas.
  • Corrói os elementos metálicos de edifícios e infraestruturas, deteriora o aspecto externo dos monumentos quando depositada sobre eles.O maior dano verifica-se nas construções calcárias, como o mármore, que se dissolvem pouco a pouco devido ao efeito dos ácidos e da água.

As consequências das chuvas ácidas

Quando a chuva cai sobre o solo e as águas, altera as suas características químicas colocando em perigo o equilíbrio dos ecossistemas.É o que se conhece como acidificação do meio ambiente, um fenómeno que tem efeitos gravíssimos:

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  • Filtrar e desintoxicar a água utilizada pelas fábricas antes de devolvê-la aos rios.
  • Reduzir a emissão de gases poluentes por parte da indústria.
  • Favorecer a geração e o uso de energias limpas, em detrimento dos combustíveis fósseis.
  • Diminuir o consumo energético nas fábricas e empresas.
  • Potencializar a inovação e as novas tecnologias orientadas para a otimização do consumo energético e o desenvolvimento de energias limpas.
  • Plantar árvores para que absorvam o ar poluído.
  • Conscienlizar a população sobre a importância da redução do consumo de energia nas casas.
  • Fomentar o uso do carro elétrico e de outros veículos não poluentes, como a bicicleta.

Como minimizar a emissão destes poluentes

Para tal, é necessário que exista um compromisso em âmbito governamental e empresarial que impulsione uma série de medidas:

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Em conclusão,este trabalho ajudou-nos a conhecer melhor o tópico do hidrogénio verde, dos catalisadores e inibidores e ,também, o muito atual tópico das chuvas ácidas.A pesquisa de informação deste trabalho foi muito demorosa, mas esforçamo-nos para encontrar informação fidedigna.

Eureka!

Obrigado pela vossa atenção!

  • https://www.iberdrola.com/sustentabilidade/chuva-acida
  • https://observador.pt/explicadores/o-que-e-como-funciona-e-porque-esta-a-ser-polemico-9-respostas-para-explicar-o-hidrogenio-verde/
  • https://conhecimentocientifico.r7.com/catalisadores/
  • https://pt.estudyando.com/inibidores-definicao-e-tipos/#:~:text=Em%20qu%C3%ADmica%2C%20os%20inibidores%20s%C3%A3o%20mol%C3%A9culas%20que%20retardam,uma%20rea%C3%A7%C3%A3o%20qu%C3%ADmica%2C%20mas%20n%C3%A3o%20a%20interrompem%20completamente.
  • https://www.infoescola.com/quimica/catalisadores/
  • https://sunne.com.br/vantagens-e-desvantagens-do-hidrogenio-verde/

Fontes de informação:

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