O ar que respiramos


o ar que respiramosMuitas vezes pensamos que o ar que respiramos é oxigênio puro. Mas, na realidade, o ar é formado por uma mistura gasosa. Os principais gases do ar são o oxigênio e o nitrogênio. Sem contar ainda que existem outros gases, e também os poluentes que estudaremos a seguir. Durante o processo respiratório, tanto o homem como os animais consomem o oxigênio do ar e eliminam gás carbônico para a atmosfera. Os gases são formados por partículas muito pequenas, portanto, numa mistura gasosa, temos uma mistura homogênea, o que chamamos de solução. Apesar de o oxigênio ser muito importante para a vida no planeta, a substância que encontramos em maior quantidade no ar atmosférico é o nitrogênio. No ar encontramos aproximadamente a seguinte concentração entre os diversos gases:

78% de Nitrogênio
21% de oxigênio
0,93% de argônio
0,03% de gás carbônico

Vamos conhecer um pouco mais de cada um dos componentes do ar:

Oxigênio

Quando respiramos, o ar entra nos pulmões, e depois o oxigênio se liga ao sangue, sendo transportado para todo o organismo. O oxigênio é conhecido e utilizado há muito tempo. Ele é de grande importância para a vida, participando da formação de compostos como a água (H2O) ou gás oxigênio (O2). Apesar de toda a sua importância, a identificação do oxigênio ocorreu no século XVIII e foi atribuída a Joseph Priestley, em 1774; no entanto, há muita polêmica quanto a este assunto, pois Antoine Lavoisier também obteve o gás que Priestley inicialmente obteve a partir do óxido de mercúrio que, por sua vez, foi obtido da calcinação do metal. Priestley, no início, não sabia que havia descoberto o oxigênio; acreditava que havia obtido o óxido nitroso. E foi Lavoisier que mostrou que o gás produzido no tratamento do óxido de mercúrio com ácido nítrico, seguido da decomposição do nitrato por calor, era oxigênio. O seu nome foi dado por Lavoisier, chamando-o de princípio acidificante, ou do grego, principe oxygine. O oxigênio ocorre livre na natureza, na forma de gás oxigênio (O2) e gás ozônio (O3) e combinado com diversos outros elementos, formando compostos tais como: óxidos, nitratos, carbonatos, proteínas, carboidratos, entre tantos outros. O gás oxigênio é muito importante na respiração de muitos seres vivos, além de ser usado como comburente. Já o ozônio tem grande importância na chamada camada de ozônio, responsável por “filtrar” (absorver) os raios ultravioletas provenientes do Sol. Ele também é usado como desinfetante e em reações orgânicas. O oxigênio é um gás que, além de participar do processo de respiração, tem a propriedade de participar do processo de queima e enferrujamento de metais, tendo grande facilidade de ligar-se a metais como o Ferro, o alumínio, etc. No momento em que o oxigênio se liga ao metal, dizemos que esse metal sofreu oxidação.

Nitrogênio

Apesar de estar em grande quantidade no ar atmosférico, o nitrogênio não participa da combustão e nem da respiração. Como ele não é aproveitado, sai juntamente com o gás carbônico na expiração. Apesar do nitrogênio não participar do processo respiratório, ele tem outras utilidades; na terra existem bactérias que transformam o nitrogênio em substância que se dissolvem na água e podem ser aproveitadas pelas plantas, animais e homem. Além de estar no ar atmosférico, o nitrogênio é importante para os seres vivos porque faz parte de muitos compostos que formam o nosso corpo e o de outros seres vivos. Sabemos que os compostos orgânicos têm nitrogênio porque, ao serem aquecidos com hidróxido de cálcio, forma-se a amônia, que pode ser reconhecida simplesmente pelo cheiro. O DNA, responsável pela transmissão das características hereditárias do ser humano, também é uma substância que contém nitrogênio na molécula. O DNA é formado por milhões de átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. O nitrogênio também é importante na agricultura, pois as plantas precisam muito dele. Como elas não conseguem absorver o nitrogênio diretamente do ar, a indústria química produz amônia (NH3), uma substância que é utilizada para produzir adubos. O nitrogênio tem a característica de não se modificar facilmente, ou seja, ele é muito estável, difícil de se transformar. Por isso, muitas vezes ele é utilizado para proteger uma substância do contato com o oxigênio do ar. Em razão da sua baixa reatividade, ele é utilizado como atmosfera inerte em tanques de armazenamento de líquidos explosivos, na fabricação de aço inoxidável e durante a fabricação de componentes eletrônicos (transistores, diodos, circuitos integrados, etc.). O nitrogênio líquido, obtido pela destilação do ar líquido, se usa em criogenia, já que na pressão atmosférica condensa a -195,8 ºC. Outra aplicação importante é o seu uso como refrigerante, para o congelamento e transporte de alimentos, conservação de corpos e células de quaisquer amostras biológicas. Argônio Outra substância que encontramos no ar é o argônio, que, como o nitrogênio, não entra no processo de respiração. O argônio é um gás nobre e o mais abundante em nosso planeta. Como já estudamos, os gases nobres têm a característica de se encontrarem isolados na natureza, ou seja, seus átomos não realizam ligações químicas espontaneamente. É usado no enchimento de lâmpadas incandescentes para evitar o contato do filamento de tungstênio quando em alta temperatura com oxigênio do ar. Quando se acende uma lâmpada incandescente, o filamento de tungstênio pode alcançar temperaturas superiores a 2000°C. O argônio é empregado em espectroscopia de absorção atômica, pois é utilizado como gás de enchimento em contador de radiação e em lâmpada de catodo oco.

Dióxido de Carbono ou Gás Carbônico

O gás carbônico, além de ser um componente natural do ar atmosférico, é resultado da expiração dos animais. Durante o processo de fotossíntese, as plantas absorvem o gás carbônico do ar e liberam o oxigênio. Apesar de não ser um poluente, o seu excesso na atmosfera pode trazer conseqüências como o efeito estufa (visto no capítulo 8).

Poluição do Ar

Com o progresso da ciência e a revolução industrial a partir do século XIX, ocorreu cada vez mais a necessidade de utilização de máquinas. Com esse progresso, houve também um aumento da necessidade de energia para a movimentação de todas essas máquinas, do transporte individual e coletivo, aparelhos eletrodomésticos, iluminação e outros confortos do mundo moderno. No Brasil, a energia é proveniente praticamente das usinas hidroelétricas e alguns veículos já utilizam o álcool; porém, em todo o mundo é grande a utilização de combustíveis fósseis: petróleo, carvão mineral e gás natural (metano). A queima de todo esse combustível fóssil libera para atmosfera o gás carbônico (dióxido de carbono) que, como já estudado, é o grande vilão do Efeito Estufa. Mas a queima de todo esse combustível fóssil não libera apenas gás carbônico, outros poluentes também são lançados na atmosfera, como: Dióxido de Enxofre (SO2), Dióxido de Nitrogênio (NO2), Monóxido de Carbono (CO), Ozônio (O3) e Material Particulado (MP), tendo este último três indicadores a saber: Partículas Totais em Suspensão (PTS), Partículas Inaláveis (PI) e a Fumaça. No estado de São Paulo, o ar é monitorado pela CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental); ela utiliza de tabelas que você acompanha abaixo para medir a qualidade do ar: