O esquecido gás de efeito estufa

N2O – um potente gás de efeito estufa

Em um ambiente político carbocêntrico, o monóxido de dinitrogênio (N2O) é quase o gás de efeito estufa esquecido. Volumes enormes são liberados na atmosfera naturalmente a partir dos solos e dos oceanos. Sendo responsável por cerca de dois terços da concentração atmosférica – agricultura, combustão e a indústria química, entre eles respondem pelo outro terço. Especificamente, a produção em grande escala de ácido adípico e vários outros produtos químicos finos é responsável por um volume significativo do fluxo total de N2O.

O N2O tem uma vida útil atmosférica de cerca de 114 anos e um potencial de aquecimento global (GWP) de 298 (dado um horizonte de tempo de um século). O GWP para CO2 é apenas 1, o que torna o N2O um potente gás de efeito estufa. Os  níveis de N2O estão bem acima de 319 partes por bilhão em volume, em comparação com os níveis pré-industriais de 285 ppbv (aumento de 9–10%). O N2O não é o principal contribuinte para o aquecimento global; no entanto, é um dos seis gases, incluindo CO2, hexafluoreto de metano e enxofre, hidrofluorocarbonos e perfluorocarbonos, que o Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima reservou para reduções substanciais na tentativa de evitar os piores efeitos sobre o aquecimento global e as mudanças climáticas. 

Prevenindo a liberação de N2O

Das fontes antropogênicas, talvez as duas soluções mais diretas para o problema seriam evitar a liberação do gás da urina do gado e extraí-lo das saídas gasosas das fábricas de produtos químicos. Testes preliminares foram realizados usando madeira verde, biochar, adicionada a pastagens para adsorver N2O da urina de gado, e para separar o N2O do gás residual industrial, que também contém dióxido de carbono, está sendo difícil.

A DuPont adotou os líquidos iônicos à temperatura ambiente (RTILs) como um solvente verde para a extração de N2O de gases residuais. O processo é particularmente adequado para o fluxo de resíduos da produção de ácido adípico, uma vez que o N2O pode ser reciclado de volta na matéria-prima para aumentar o rendimento geral e, ao mesmo tempo, evitar a necessidade de liberar esse gás para a atmosfera. O N2O também é usado como agente oxidante para converter benzeno em fenol, portanto, também pode ser usado dessa forma. 

Filtrando o N2O do CO2

Mark Shiflett e colegas do departamento de Pesquisa e Desenvolvimento Central da empresa em Wilmington, Delaware, EUA, explicam como modelaram a mistura de N2O/CO2 tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmim] [BF4]) com a separação em mente. [bmim] [BF4] é bem conhecido como um RTIL arquetípico, uma substância iônica em que a energia de cristalização é muito alta para ser um sólido à temperatura ambiente. Como tal, é um líquido e pode atuar como solvente para uma ampla gama de substâncias para as quais não estão disponíveis solventes orgânicos voláteis potentes (VOCs). Os RTILs também têm várias vantagens importantes sobre os VOCs, pois têm volatilidade limitada, são amplamente não tóxicos, não queimam e podem ser liberados de seus solutos muito mais rapidamente do que os VOCs.

O modelo da equipe para equilíbrio do sistema de separação mostra que ele é válido em uma faixa de temperatura de 296 a 315 K e os testes iniciais mostram que, para grandes e pequenas proporção de N2O / CO2, os dois podem ser separados de forma bastante eficaz . A concentração real de RTIL parece fazer pouca diferença na seletividade final da separação, mas, sem ela, não há maneira prática de separar os dois gases. Os pesquisadores apontam que esses estudos preliminares podem abrir caminho para uma separação industrial eficaz desses dois gases importantes, embora ainda não tenham identificado o RTIL específico que seria mais eficaz em um processo em escala industrial.

“Shiflett é um dos líderes mundiais no estudo de solubilidades de gases em líquidos iônicos”, disse Ken Seddon, Diretor do Centro de Pesquisa QUILL na Irlanda do Norte à ChemViews, “Este estudo estende seu trabalho ao N2O e embora a instabilidade hidrolítica do ânion tetrafluoroborato impedirá sua aplicação em escala industrial, está claro agora o que precisa ser feito para criar um sistema prático. “

Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ). A tradução do original ‘The Forgotten Greenhouse Gasfoi gentilmente autorizada pelos detentores dos direitos (Wiley-VCH GmbH – ChemistryViews.org).

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  • DOI: 10.1002/chemv.201000067
  • Autor: David Bradley
  • Data de publicação: 31 Março 2011
  • Fonte/ Editora: Journal of Physical Chemistry B/ACS Publications
  • Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

A mudança climática pode ter um efeito dominó

O clima da Terra é baseado em um equilíbrio sensível de muitos fatores. Will Steffen, da Universidade de Estocolmo, Suécia, e colegas estudaram quão estável será o clima quando a humanidade conseguir limitar o aquecimento global a 2°C acima dos níveis pré-industriais. Usando simulações, os pesquisadores descobriram que pontos de inflexão e feedback positivo desestabilizam nosso clima mais rápido do que se pensava e que existe a probabilidade de desencadear um efeito dominó.

As pedras de dominó iniciais podem formar os pontos de inflexão, que já reagem a um aumento relativamente pequeno nas temperaturas globais, como o derretimento da camada de gelo da Antártica Ocidental e da Groenlândia e do gelo do mar Ártico. Como isso continua a alimentar o aquecimento por meio de loops de feedback positivo, pode então ser “varrido” por pontos de inflexão com limiares ligeiramente mais elevados, como a corrente oceânica da Corrente do Golfo ou o amortecimento de CO2 do Oceano Antártico. Uma vez que essa cascata seja acionada, ela pode causar um efeito descontrolado que pode catapultar o clima da Terra para fora de sua fase estável, mesmo quando as emissões humanas são reduzidas. A Terra poderia ser de 4 a 5°C mais quente do que as temperaturas pré-industriais e ter o nível do mar de 10 a 60 metros mais alto do que hoje.

Os pesquisadores não podem descartar que essa cascata de ciclos de feedback comece mesmo quando estamos entregando o acordo climático de Paris. Isso significaria manter o aquecimento limitado a 2°C até o final do século. Atualmente, as temperaturas médias globais já atingem 1°C acima dos níveis pré-industriais. As temperaturas médias globais estão subindo 0,17°C a cada década. Se nada for feito, podemos atingir 2°C de aquecimento em menos de 60 anos.

Para evitar esse cenário, segundo os pesquisadores, é preciso levar a ação humana agora e drasticamente para um novo rumo. Além de reduzir as emissões de gases de efeito estufa, os amortecedores climáticos do sistema terrestre precisam ser melhor protegidos e regenerados. Isso poderia ser alcançado, por exemplo, por meio de melhorias no manejo florestal, agrícola e do solo. Além disso, a geoengenharia (uma tecnologia que remove o dióxido de carbono da atmosfera e o armazena no subsolo) pode desempenhar um papel importante, segundo os pesquisadores.

Trajectories of the Earth System in the Anthropocene,
Will Steffen, Johan Rockström, Katherine Richardson, Timothy M. Lenton, Carl Folke, Diana Liverman, Colin P. Summerhayes, Anthony D. Barnosky, Sarah E. Cornell, Michel Crucifix, Jonathan F. Donges, Ingo Fetzer, Steven J. Lade, Marten Scheffer, Ricarda Winkelmann, Hans Joachim Schellnhuber,
Proc. Nat. Acad. Sci. 2018.
https://doi.org/10.1073/pnas.1810141115

Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ). A tradução do original ‘Climate Change Could Have a Domino Effect’ foi gentilmente autorizada pelos detentores dos direitos (Wiley-VCH GmbH – ChemistryViews.org).

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  • Autor: Marek Czykanski
  • Publicado: 14 agosto 2018
  • Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
  • Fonte/Editor: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America/National Academy of Sciences
  • Fornecedores associados: Dow Chemical, Midland, Mich. USA

A explosão em Halifax

A Dra. Meghan Gray conta sobre uma triste explosão ocorrida na sua cidade natal Halifax, Canadá, em 6 de dezembro de 1917.

A explosão ocorrida em Halifax foi a maior explosão causada pelos humanos antes da era atômica.

Dois navios colidiram naquele dia, um estava carregado com a impressionante quantidade de 227.000 kg de TNT, 1.600.000 kg de ácido pícrico (úmido), 544.000 kg de ácido pícrico (seco), 56.000 kg de algodão pólvora e 223.000 kg de benzol. O TNT, ácido pícrico e algodão pólvora são explosivos potentes e o benzol é bastante inflamável. Uma mistura realmente pronta para iniciar um acidente gravíssimo.

Veja no vídeo abaixo os detalhes de como tudo isso aconteceu.

Vídeo com legenda em português. Ative a exibição da legenda pelo YouTube.

Texto e legenda escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle [email protected] Química (Licenciatura) – Universidade Federal do Pampa.

Separando gases com grafeno

Remoção de CO2 de misturas de gases é importante para a captura de carbono para reduzir o impacto ambiental dos processos de combustão. O grafeno de camada única tem tamanhos de poros definidos na faixa nanométrica e foi sugerido como um material para separação de gases. No entanto, seus poros são geralmente muito grandes (cerca de 10 Å) para remover com eficiência gases comuns, cujas moléculas têm diâmetros cinéticos entre 2,5 e 4,0 Å.

Sheng Dai, do Laboratório Nacional de Oak Ridge, Oak Ridge, e Universidade de Tennessee, Knoxville, ambos TN, EUA, De-en Jiang, Universidade da Califórnia, Riverside, CA, EUA, e colegas propõem uma membrana de grafeno porosa, revestida com um líquido iônico, que pode separar seletivamente gases como CO2 e CH4. A equipe usou simulações de dinâmica molecular (MD) para estudar um sistema composto de grafeno poroso e o líquido iônico [emim] [BF4] (tetrafluoroborato de 1-etil-3-metilimidazólio). Eles simularam duas câmaras separadas pela membrana revestida ou um grafeno de referência não revestido e compararam a permeação de gás resultante para CO2, N2 e CH4.

A equipe descobriu que todos os três gases passam pelo grafeno não revestido em quantidades aproximadamente iguais. A membrana revestida com líquido iônico, em contraste, era altamente seletiva para permeação de CO2 e dificultava a passagem de CH4, resultando em uma razão de seletividade CO2/CH4 de aproximadamente 42. O efeito é atribuído ao tamanho de poro reduzido causado pela camada de líquido iônico e a maior afinidade de adsorção de CO2 no líquido iônico em comparação com outros gases. De acordo com os pesquisadores, materiais híbridos de grafeno/líquido iônico com tamanhos de poros ajustáveis ​​podem ser promissores para a separação seletiva de gases.

Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected] ). A tradução do original ‘Separating Gases with Graphene foi gentilmente autorizada pelos detentores dos direitos (Wiley-VCH GmbH – ChemistryViews.org).

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  • Autor: ChemistryViews.org
  • Publicado: 02 março 2017
  • Direito autoral: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  • Fonte/Editor: Nano Letters/ACS Publications

Dica:

Um Nobel pelo grafeno

Usando sódio para purificar trietilamina

NurdRage comenta que a trietilamina é barata e normalmente é descartada quando está contaminada. O vídeo abaixo foi feito como uma demonstração de conceitos e técnicas envolvidas em um procedimento de purificação da trietilamina.

Um procedimento simples de purificação dessa trietilamina seria a destilação; e o sódio foi neste caso adicionado para evitar que contaminantes destilem junto com o material de interesse.

É possível ver bolhas sendo formadas sobre o sódio metálico durante o procedimento – um claro sinal da presença de água e outros compostos como contaminantes.

Você pode ver mais detalhes do procedimento no vídeo.

Vídeo com legenda em português. Ative a exibição das legendas pelo YouTube.

Atenção: Este experimento somente deve ser realizado em um laboratório equipado e com todos os itens de segurança necessários.

Texto e legenda escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle [email protected] Química (Licenciatura) – Universidade Federal do Pampa.

Novo estudo sugere que os oceanos estão perdendo a capacidade de absorver dióxido de carbono

Uma nova pesquisa publicada online em julho de 2011 sugere que as mudanças climáticas causadas pelo homem estão diminuindo a capacidade do oceano de ‘retirar’ CO2 da atmosfera.

Plantas, árvores e o solo absorvem carbono da atmosfera, mas o oceano é o maior ‘sumidouro de carbono’ do mundo e, desde a revolução industrial, o oceano provavelmente absorveu entre um terço e metade de todas as emissões de CO2 causadas pelo homem.

A remoção do CO2, produzido pelos homens, da atmosfera pela água do mar é claramente um processo importante. No entanto, os pesquisadores agora sugerem que a capacidade do oceano de absorver o CO2 atmosférico pode estar diminuindo. É uma combinação dos níveis de CO2 atmosférico e da química da água do mar que determina quanto CO2 a água do mar pode reter, e a água mais quente não pode reter tanto CO2 dissolvido quanto a água fria.

Os pesquisadores analisaram os dados existentes de CO2 e temperatura para o Oceano Atlântico Norte nas últimas três décadas. Seus resultados mostraram que, para uma grande seção do Atlântico Norte, menos CO2 foi capaz de se dissolver conforme a temperatura da superfície da água do mar aumentou. Isso está de acordo com pesquisas anteriores conduzidas em outros oceanos, como o Oceano Antártico e o Mar do Japão, que também estão absorvendo menos CO2 como resultado das mudanças climáticas causadas pelo homem.

Ao considerar a mesma questão, estudos anteriores no Atlântico Norte chegaram a conclusões conflitantes. Os autores deste novo estudo sugerem que isso se deve a um alto grau de variabilidade natural que pode mascarar tendências de longo prazo.

O professor McKinley, autor do estudo, diz:

“Como o oceano é muito variável, precisamos de pelo menos 25 anos de dados para realmente ver o efeito do acúmulo de carbono na atmosfera. Este é um grande problema em muitos ramos da ciência do clima – o que é variabilidade natural e o que é mudança climática? ”

Este novo estudo considera quase trinta anos de dados, o que a equipe acredita ser o suficiente para determinar uma tendência real. Suas descobertas têm grandes implicações sobre a quantidade de CO2 que será absorvido pelos oceanos no futuro, devido ao aumento de temperatura projetado associado às emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem. McKinley diz:

“… Esta é uma das primeiras evidências de que o clima está prejudicando a capacidade do oceano de retirar carbono da atmosfera.”

McKinley enfatiza a necessidade desse tipo de análise em outros oceanos para que as tendências de captação de CO2 dos oceanos possam continuar a ser refinadas. Mas os resultados do estudo demonstram que, em um planeta em aquecimento, os sumidouros naturais de carbono não podem ser considerados óbvios.


Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ([email protected]) – Universidade Federal do Pampa (Bagé) – Curso Química Licenciatura.

Texto original em: New study suggests oceans are losing the ability to absorb carbon dioxide