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Descoberto novo tipo de substância extremamente reativa na atmosfera

Crédito: Reprodução/Divulgação

Cientistas documentaram a formação dos chamados trióxidos, um composto químico que provavelmente afeta tanto a saúde humana quanto o clima global (Crédito: Reprodução/Divulgação)



Pela primeira vez, uma classe inteiramente nova de compostos químicos super-reativos foi encontrada sob condições atmosféricas. Cientistas da Universidade de Copenhague, em estreita colaboração com colegas internacionais, documentaram a formação dos chamados trióxidos – um composto químico extremamente oxidante que provavelmente afeta tanto a saúde humana quanto o clima global.

O peróxido de hidrogênio é um composto químico comumente conhecido. Como todos os peróxidos têm dois átomos de oxigênio ligados um ao outro, eles são altamente reativos e muitas vezes combustíveis e explosivos. Eles são usados ​​para tudo, desde clarear dentes e cabelos, limpar feridas e até mesmo como combustível de foguete. No entanto, os peróxidos também são encontrados no ar que nos rodeia.

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Tem havido especulações nos últimos anos sobre se trióxidos – compostos químicos com três átomos de oxigênio ligados uns aos outros e, portanto, ainda mais reativos que os peróxidos – também são encontrados na atmosfera. Mas até agora, isso nunca havia sido inequivocamente comprovado.




“Isso é o que conseguimos agora”, diz o professor Henrik Grum Kjærgaard, do Departamento de Química da Universidade de Copenhague. Kjærgaard é o autor sênior do estudo, publicado em 26 de maio de 2022, na prestigiosa revista Science.

Ele continua, “os tipos de compostos que descobrimos são únicos em sua estrutura. E, por serem extremamente oxidantes, provavelmente trazem uma série de efeitos que ainda temos que descobrir.”

Os hidrotrióxidos (ROOOH), como são conhecidos, são uma classe completamente nova de compostos químicos. Pesquisadores da Universidade de Copenhague (UCPH), juntamente com colegas do Instituto Leibniz de Pesquisa Troposférica (TROPOS) e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), demonstraram que esses compostos são formados sob condições atmosféricas.


Substância extremamente reativa na atmosfera
Reação: ROO + OH → ROOOH (átomos de oxigênio em vermelho). Quando compostos químicos são oxidados na atmosfera, eles geralmente reagem com radicais OH, normalmente formando um novo radical. Quando esse radical reage com o oxigênio, forma um terceiro radical chamado peróxido (ROO), que por sua vez pode reagir com o radical OH, formando hidrotrióxidos (ROOOH). Crédito: Universidade de Copenhague

Os pesquisadores também mostraram que os hidrotrióxidos são formados durante a decomposição atmosférica de várias substâncias conhecidas e amplamente emitidas, incluindo isopreno e dimetilsulfeto.

“É bastante significativo que agora possamos mostrar, através da observação direta, que esses compostos realmente se formam na atmosfera, que são surpreendentemente estáveis ​​e que são formados a partir de quase todos os compostos químicos. Todas as especulações devem agora ser postas de lado”, diz Jing Chen, estudante de doutorado no Departamento de Química e segundo autor do estudo.

Os hidrotrióxidos são formados em uma reação entre dois tipos de radicais (veja a ilustração abaixo). Os pesquisadores esperam que quase todos os compostos químicos formem hidrotrióxidos na atmosfera e estimam que sua vida útil varia de minutos a horas. Isso os torna estáveis ​​o suficiente para reagir com muitos outros compostos atmosféricos.

Presumivelmente absorvido em aerossóis
A equipe de pesquisa também tem os trióxidos sob forte suspeita de serem capazes de penetrar em minúsculas partículas transportadas pelo ar, conhecidas como aerossóis, que representam um risco à saúde e podem levar a doenças respiratórias e cardiovasculares.

“Eles provavelmente entrarão em aerossóis, onde formarão novos compostos com novos efeitos. É fácil imaginar que se formam nos aerossóis novas substâncias que são nocivas se inaladas. Mas são necessárias mais investigações para abordar esses potenciais efeitos à saúde”, diz Henrik Grum Kjærgaard.

Embora os aerossóis também tenham impacto no clima, eles são uma das coisas mais difíceis de descrever nos modelos climáticos. E de acordo com os pesquisadores, há uma alta probabilidade de que os hidrotrióxidos afetem quantos aerossóis são produzidos.

“Como a luz solar é refletida e absorvida por aerossóis, isso afeta o equilíbrio térmico da Terra – ou seja, a proporção de luz solar que a Terra absorve e envia de volta ao espaço. Quando os aerossóis absorvem substâncias, eles crescem e contribuem para a formação de nuvens, o que também afeta o clima da Terra”, diz o coautor e PhD. estudante, Eva R. Kjærgaard.

O efeito do composto precisa ser mais estudado
Os pesquisadores esperam que a descoberta dos hidrotrióxidos nos ajude a aprender mais sobre o efeito dos produtos químicos que emitimos.

“A maior parte da atividade humana leva à emissão de substâncias químicas na atmosfera. Portanto, o conhecimento das reações que determinam a química atmosférica é importante se quisermos prever como nossas ações afetarão a atmosfera no futuro”, diz o coautor e pós-doc, Kristan H. Møller.

No entanto, nem ele nem Henrik Grum Kjærgaard estão preocupados com a nova descoberta:

“Esses compostos sempre existiram – nós simplesmente não os conhecíamos. Mas o fato de agora termos evidências de que os compostos são formados e vivem por um certo período de tempo significa que é possível estudar seu efeito de forma mais direcionada e responder se eles se tornarem perigosos”, diz Henrik Grum Kjærgaard.

“A descoberta sugere que pode haver muitas outras coisas no ar que ainda não conhecemos. De fato, o ar que nos cerca é um enorme emaranhado de reações químicas complexas. Como pesquisadores, precisamos manter a mente aberta se quisermos melhorar a busca de soluções”, conclui Jing Chen.