Química ambiental de la

hidrosferaIntegrantes:

Mayhuay Cáceres kevin

Mori Velasquez Jhonatan

Sosa Zavaleta Luigi

2.1 H20: Formula sencilla , Molécula

compleja

ES EL VERDADERO MEDIO DE VIDA.

EN ESTA SE DESARROLLARON FORMAS DE VIDA TEMPRANAS.

NUESTRO CUERPO CUENTA CON ELLA(65 % al 75 %).

LO QUE HACE ESPECIAL AL AGUA ES SU ESTRUCTURA MOLECULAR.

TENINE UNA ESTRUCTURA ORQUEADA.

ES UN DIPOLO ( CONVIERTIENDOLAS EN UNA BUENA DISOLVENTES) .

2.2 propiedades importantes del agua

La asimetría de la molécula.

Su naturaleza polar.

La capacidad de formar enlaces o puentes de hidrogeno.

Tensión superficial alta.

Transparencia.

Comportamiento peculiar frente al calor

2.3 DISTRIBUCION DEL AGUA Y

SUMINISTROS

No suele ser igual en todos los lugares del mundo, siendo un problema en

todo el mundo .

Agravando esta escases se encuentra la contaminación del agua.

CICLO HIDROLÓGICO

• EVAPORACION

• CONDENSACION

• PRECIPITACION

EVAPORACION-CONDENSACION-PRECIPITACION

2.4 reservorios o cuerpos de agua: efectos

en los procesos químicos y biológicos

La estratificación termina de los reservorios de agua da lugar a un cálido y

poco denso epilimnion y un hipolimnion.

Organismos vivos en el agua

Gran numero de organismos desde algas unicelulares hasta peces, con

biomasa producida fotosintéticamente por algas y plantas.

6CO2 + 6H2 O + Energía Solar ------> C6H12O6 + 6O2

C6H12O6 ------> 6CO2 + 6H2 O

2.5 procesos químicos en el agua

Muchas reacciones química y bioquímicas en el medioambiente

ocurren en el agua.

3N3- + energía solar ------> CH2 o + o2 + co3

-2

co3-2 + H2O ------> HCO3

- + OH-

Ca +2 + co3+2 ------> CaCO3 (s)

2.6 LOS GASES EN EL AGUA

Los gases disueltos en el agua son cruciales para la vida

en ella siendo favorables en el caso de O2 y CO2 , pero

dañinas en el caso de N2.

La solubilidad del agua se calcula con la ecuación de Henry, “ la solubilidad de un

gas en un liquido es proporcional a la presión parcial de ese gas en contacto con

el agua”.

oxigeno en el agua

Sin un buen nivel de oxigeno en el agua la vida no es posible en ella.

La mayor cantidad de oxigeno proviene de la atmosfera

El oxigeno generado por fotosíntesis de las algas no es suficiente.

Su solubilidad depende de la temperatura, la presión parcial del oxigeno

en la atmosfera y el contenido de sales.

Es importante distinguir entre solubilidad del oxigeno y la concentración

de oxigeno disuelto.

2.7ACIDEZ Y CO2 en el agua

El fenómeno de acides en el agua implica perdida y aceptación de iones

H+ .

La acides es la capacidad del agua de neutralizar iones OH- .

Dióxido de carbono en el agua

ALCALINIDAD

Capacidad del agua de aceptar iones

Se expresa en mg/L de CaCO3

Generalmente se expresa como alcalinidad a la fenolftaleína

Especies básicas responsables de la alcalinidad del agua son:

• ion bicarbonato

• ion carbonato

• ion hidróxido

Especies que contribuyen a la alcalinidad en menor grado son:

• amoniaco

• bases conjugadas de los ácidos fosfóricos, silícico, bórico

• ácidos orgánicos

Casi siempre a MAYOR alcalinidad MAYOR PH----->altos niveles de

sólidos disueltos

Sirve:

Amortiguar el ph

Deposito de del carbono

tratamiento del agua y en la química y biología de las aguas naturales

El agua natural = alcalinidad de eq/litro lo que significa---->

1 litro del agua neutraliza eq/litro moles de acido

Es importante distinguir entre:

alta basicidad= ph elevado

Alta alcalinidad= eleveada capacidad de aceptar iones H

CALCIO Y OTRO METALES EN EL AGUA

iones metalicos denotados normalmente :

Existen en numerosas formas de iones metalicos:

simple: siempre enlazado a otras especies como agua o otras especies mas fuertes por tanto estan presente en formas hidratadas del cation del metal

En disolución acuosa tratan de alcanzar su maxima estabilidad atreves de

distintas reacciones

IONES METALICOS HIDRATADOS COMO

ACIDOS Tienden a perder el H de la molécula de agua enlazada a ellos

en disolución acuosa, ajustándose a la definición de

Acidez aumenta con la carga y disminuye con el aumento del

radio

Iones metálicos trivalentes hidratados :están desprovisto de por

lo menos un ion hidrogeno a pH neutros o superiores

Iones metálicos tetravalentes hidratados : las formas

completamente protonadas son raras incluso a valores de pH bajos

Iones metálicos divalentes : no pierden un ion hidrogeno a

valores de pH inferiores a 6

Iones metálicos monovalentes : no actúan como ácidos solo como simples iones hidratados

CALCIO EN EL AGUA

El Ca es un elemento importante en muchos procesos geoquimicos

Los minerales constituyen las fuentes primarias: diferentes formas del

CaCO3

Yeso

Anhidrita

Dolomita

Calcita

aragonita

El ion Ca junto con el Mg determina la dureza del agua

Dureza temporal se deben a los iones calcio y

Las aguas que contienen altos niveles de CO2 DISUELVE fácilmente

el calcio de sus carbonatos minerales

COMPLEJOS Y QUELATOS Los metales pueden existir enlazados reversiblemente con aniones

inorganicos o con compuestos organicos en forma de complejos

metalicos disuelto:

a esta accion de enlazarse se le denomina COMPLEJACION

Ligando : ion cianuro

Complejo: al producto

Un caso especial cuando el ligando se une por dos o mas

sitios a un ion metalico se denomina QUELACION

Agentes quelantes : son mucho mas importantes ya que

pueden enlazarse simultáneamente a mas de un ion

metálicoy por eso que son mas estables que los

monodentados.

La formacion de complejos o la quelacion pueden tener

varios efectos incluyendo las reacciones algunas de estas son:

Oxidacio-reduccion

Decarbosxilacion

Hidrólisis

biodegradacion

EXISTENCIA E IMPORTANCIA DE LOS

AGENTES QUELANTES EN EL AGUA Son contaminantes potenciales comunes del agua

Existen en los efluentes del sistema de alcantarillado y en aguas

residuales insdustriales

Agentes quelantes sintéticos: mas importantes son los

aminopolicarboxilatos

Nitrilltriacetato(NTA)

Etilendiamintetraacetato(EDTA

Agentes quelantes naturales:

Acido etilendiamindisuccionico

Los agentes formadores de complejo en las aguas residuales son

importantes debido a :

Capacidad de disolver metales pesados en cañerias

Aumenta la formacion de lixiviados de metales pesados

FORMACION DE COMPLEJOS CON

SUSTANCIAS HUMICAS

Los agentes mas importantes y formadores de complejos son las

sustancias humicas:

Resistentes a la degradacion

Se forma durante la descompocision de: las plantas en el suelo, pantanos,turbao carbon.

Clasificación de las sustancias humicas según su solubilidad(se

extrae con base fuerte y se acidifica):

Humina : planta no extraible

Acido humico: material precipitado

Acido fulvico: material organico

Tienen un fuerte efecto en las propiedades del agua:

Humina : insoluble en el agua y afecta a la calidad del agua

Acido humico :insoluble en el agua y afecta a la calidad del agua

Acido fulvico : se disuelve en el agua ejerce efecto de siolucion

2.16 DIAGRAMAS pE y pE - pH

pE : definido como el logaritmo negativo de la actividad del electrón.

pE (+) Indica presencia de especies oxidantes en el agua.

Ejemplo: CO2 NO3- SO4

2-

pE (-) Indica presencia de especies reductoras en el agua.

Ejemplo: CH4 H2S NH3

pE = −log{𝑎𝑒}log〗〖𝑎_𝑒 〗

CORROSIÓN

Alteración destructiva del metal a través de interacciones con los

alrededores.

Se agravan por la presencia de contaminantes en el agua, el aire y en

general residuos peligrosos.

El oxigeno puede acelerar o tardar estos procesos de corrosión.

2.18 Importancia y formación de sedimentos

Sedimentos

Son las capas de materia finamente dividida que cubren los fondos de ríos,

arroyos, lagos, embalses, bahías, estuarios y océanos.

Son depósitos de una variedad de desechos biológicos, químicos y

contaminantes en los cuerpos o reservorios de agua, siendo sumideros de

contaminantes pesados y compuestos orgánicos tóxicos.

2.19 Partículas coloidales en el agua

Partículas que tienen algunas características propias de especies en

disolución, como de partículas mas grandes en suspensión con diámetros

en el intervalo desde 0.001 hasta 1 um.

Característico por el fenómeno de dispersión de la luz ( EFECTO TYNDALL).

Contribuyen en el transporte de contaminantes en el agua.

CLASES:

Coloides hidrófilos

Coloides hidrófobos

Coloides de asociación

2.21 Intercambio de solutos con sedimentos

dulceacuícolas y marinos

Fuentes y sumideros importantes de materia inorgánica y orgánica en los

arroyos, embalses de agua dulce, estuarios y océanos.

EL ambiente alrededor de ellos es anóxico, por lo que los sedimentos están

sometidos a condiciones reductoras.

Capacidad de intercambio catiónico: mide la capacidad de un solido

para sorber cationes

Estado de cationes intercambiables: se refiere a la cantidad de iones

específicos unidad a una cantidad dada de sedimento.

Biodisponibilidad de contaminantes con los

sedimentos

Es una consideración importante al evaluar los riesgos de la exposición a

los organismos por los contaminantes en los suelos y sedimentos.

En algunos casos, puede ser mejor no intentar recuperar estos medios si las

sustancias contaminantes tienen una baja biodisponibilidad.

En otros casos, la elevada biodisponibilidad de sustancias toxicas puede

hacerlas particularmente peligrosas.

2.23 Interacción de fase en el transporte y destino

químico

RIOS

Ocurre principalmente por advección debido al movimiento gravitatorio

de las masas de agua corriente abajo.

El resultado global de estos procesos es que un contaminante introducido

en el río en un vertido puntual relativamente concentrado se dispersa al

fluir aguas abajo

Lagos y embalses

Un factor importante es la influencia del viento

El agua superficial se mueve por el fenómeno llamado deriva del viento, el

agua movida a un borde debe regresar a una cierta profundidad como

corriente de retorno.

Intercambio con la atmósfera

Este es el medio mediante el oxigeno atmosférico entra en el agua para

proporcionar el oxigeno que necesitan los peces y otras especies aerobias.

El CO2 requerido para el desarrollo de las algas también puede venir del

aire.

Los contaminantes del aire como los gases ácidos pueden entrar al agua

desde la atmosfera.

Los contaminantes orgánicos volátiles del agua se pueden desplazar de

esta hacia la atmosfera.

La interface aire/agua es el limite a través del cual las especies se mueven

y es crucial en la determinación de la velocidad de intercambio de los

materiales.