Fotólise

Conceito de Fotólise

Fotólise é um processo fotoquímico empregado para degradar moléculas através da interação da matéria com absorção de energia luminosa.

A fotoquímica engloba todos os processos de oxidação avançados e de criação dos estados excitados da molécula; dos diversos processos de luminescência; de mecanismos de transferência de energia; e das transformações químicas ocorridas no estado excitado na presença de radiação eletromagnética.

Interação da Luz com a Matéria

A radiação eletromagnética interage com elétrons de átomos e moléculas através da absorção de energia. Ao fornecer energia ao átomo no seu estado fundamental, essa energia é absorvida e promove o deslocamento de elétrons para uma camada energética maior, ou seja, ocupa um orbital atômico de maior energia, ao retornar ao seu estado fundamental emite energia na forma de luz, é o que chamamos de estado excitado. Quando essas transições de energia ocorrem na região do visível do espectro eletromagnético podemos identificá-las através da cor emitida. As cores dos fogos de artifício são específicas de alguns elementos e seus átomos no estado excitado.

A fotossíntese é um processo biológico, físico-químico que ilustra a fotólise realizada pelos vegetais a fim de produzir energia. Consiste na quebra da molécula de água na presença de clorofila e luz. Moléculas de clorofila absorvem energia externa (energia luminosa) para dissociar moléculas de água, tal reação produz e libera oxigênio para o meio e energia para manutenção metabólica da planta. Esse processo é um processo de transferência de elétrons provindo da degradação da molécula de água.

Fotólise da Água

Os íons de hidrogênio produzidos serão assimilados pelos transportadores de hidrogênio para formação de moléculas de NADPH₂, enzimas essências no processo metabólico das plantas utilizada na produção de glicose.

A fotólise também pode ser empregada como processo oxidativo para tratamento de efluentes e águas residuárias. Com a fotólise é possível promover reações de redução e oxidação na obtenção de radicais livres que aceleram o processo de degradação de compostos tidos como poluentes. As reações fotolíticas podem ser empregadas direta e indiretamente, a energia eletromagnética empregada tem que ser suficiente para interagir com a espécie química, os compostos absorvem os fótons que se chocam as moléculas promovendo a transferência de elétrons, desse modo as moléculas complexas são degradas formando outras espécies químicas menos nocivas ao meio.

Existem, basicamente, dois processos fotoquímicos usados para obtenção de radicais, são eles:

– Fotólise homogênea: emprega luz ultravioleta ou visível para decomposição de H₂O₂ e O₃ para produzir o radical hidroxila (•OH).

– Fotólise heterogênea: emprega um catalisador, como o TiO₂, em um processo que utilizada luz ultravioleta para produção do radical hidroxila (•OH).

Esses processos são muito eficientes para tratamento de poluentes, como resíduos industriais, porém, são de alto custo e utilizados em volumes menores do que é produzido industrialmente. O método mais empregado é por via biológica como uso de biorreator e tratamento com microrganismos.

Exercícios Resolvidos

1) Podemos considerar a fotossíntese um processo fotoquímico. Quais fatores são essenciais para promover esse processo? Cite 2.

Respostas: Energia luminosa e clorofila.

2) Como ocorre o processo de degradação de uma molécula na presença de luz?

Respostas: Os processos que envolve a fotólise são reações de transferência de elétrons através da absorção de energia eletromagnética. Se a energia for suficiente para deslocar os elétrons ao longo do processo, novas espécies químicas são formadas. Isso se deve a interação da matéria com a energia luminosa, os elétrons no estado excitado emitem fótons que colidem com outras moléculas e podem reorganizar sua estrutura, atribuindo outras características químicas e físicas.

Bons estudos!

David Pancieri Peripato