CONTAMINACIÓN AMBIENTAL

Concepto de contaminación.

Contaminación del aire.

Contaminación del agua.

Reconocer los principales contaminantes del aire.

Reconocer los principales contaminantes del agua.

Capas atmosféricas

fenómenos climáticos

capa de ozono

Contaminación: Es la alteración de la composición normal de un sistema que implica un efecto negativo para la vida que en él se desarrolla.

El aire es una mezcla de gases. Normalmente el aire está compuesto

por:

Gases % en volumen

Nitrógeno (N2) 78

Oxígeno (O2) 21

Argón (Ar) 0,74

Neón (Ne) 0,02

Otros gases 0,21

Dióxido de carbono (CO2)

0,03

Entre las fuentes naturales de contaminación están el polvo, el polen, la actividad volcánica, los incendios forestales, el polvo cósmico, etc.

Dentro de las fuentes artificiales de contaminación se incluye la provocada por el hombre y su accionar, tales como los productos químicos esparcidos por automóviles, fábricas, vertederos de basura, etc.

CONTAMINACIÓN DEL AIRE

Anhídrido sulfuroso (SO2) En los combustibles fósiles hay trazas

de azufre; este elemento al combustionar carbón o petróleo, forma el dióxido de azufre (SO2) y éste al combinarse con agua, produce H2SO4, conocido como ácido sulfúrico.

Este ácido es altamente peligroso a nivel animal y vegetal. Actúa también en la corrosión de los metales.

Anhídridos de Nitrógeno (NOx) Principalmente los anhídridos

nitroso y nítrico se producen al combustionar el aire o por efectos naturales como tormentas eléctricas.

Estos gases, al actuar con el agua, pueden formar ácidos nitroso y nítrico que formarán parte, a su vez, de la acidez del aire y de las llamadas lluvias "ácidas".

Los contaminantes, junto al polvo que se encuentra en el aire, generan el smog. Puede ser de dos tipos: pardo o fotoquímico y gris o industrial.

El smog fotoquímico se produce en ciudades secas y cálidas. Contiene óxidos de nitrógeno.

El smog industrial se encuentra especialmente en ciudades frías y húmedas; contiene óxidos de azufre. Santiago presenta una situación intermedia.

El efecto invernadero o calentamiento global consiste en la retención a nivel de troposfera de la temperatura emitida en el planeta, con lo cual se incrementa en 2 a 3 grados la temperatura total.

El daño es generalizado e irreversible y va desde el derretimiento de los hielos polares, inundaciones costeras y sequías hasta la desertificación progresiva de zonas interiores con alteración de flora y fauna en los ecosistemas.

El anhídrido carbónico (CO2) es el principal gas invernadero. Se produce mayormente al utilizar combustibles fósiles (petróleo, carbón, madera) y por la respiración animal y vegetal.

Es un gas de peligrosidad es relativa, ya que es usado como materia prima para la fotosíntesis por los vegetales, reduciéndose así en forma natural.

El Metano (CH4) es un gas invernadero y se produce habitualmente en la fermentación de compuestos orgánicos.

Este gas retiene 10 veces más calor

que el dióxido de carbono; pero su abundancia relativa es mucho menor, pues se combustiona fácilmente (gas natural).

Los Clorofluorocarbonos (CFC) son gases derivados del cloro. El freón es un gas que fue empleado masivamente hasta principios de los 90´s en sistemas de refrigeración, climas y propelentes para aerosoles.

Este gas también retiene el calor a nivel de troposfera, pero se lo relaciona principalmente con la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera.

El Ozono (O3) es una molécula triatómica que se encuentra y genera naturalmente a nivel de estratosfera.

Sirve de barrera natural contra los rayos ultravioleta que ingresan a la atmósfera.

Los CFC actúan a nivel de estratosfera, degradando el ozono a oxígeno, el cual a ese nivel no tiene función de barrera ultravioleta.

Por último también se utiliza el Torr que equivale a 1

mm de mercurio, con lo que:

1 atm = 101325 Pa = 1013 hPa = 760 Torr, o mm Hg.

Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante

La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

El volumen es inversamente proporcional a la presión:

•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

Ejemplo: 4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de

presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?

Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1V1 = P2V2.

(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg) (V2) Si despejas V2 obtendrás un valor para el

nuevo volumen de 3L.

Ejercicio Nº 1 A presión de 17 atm, 34 L de un gas a

temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?

Respuesta: Para que el volumen

baje hasta los 15 L, la nueva presión será de 38,53 atmósferas.

Ejercicio Nº 2 ¿Qué volumen ocupa un gas a 980

mmHg, si el recipiente tiene finalmente una presión de 1,8 atm y el gas se comprime a 860 cc?

Respuesta: A una presión de 980

mmHg dicho gas ocupa un volumen de 1,2 L (1.200 centímetros cúbicos).

Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.El volumen es directamente proporcional a la

temperatura del gas:•Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.•Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la temperatura a 10 °C?

Recuerda que en estos ejercicios siempre hay que usar la escala Kelvin. Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin: T1 = (25 + 273) K= 298 K T2 = (10 + 273 ) K= 283 K

Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 2.37 L.

Ejercicio Nº 3 A presión constante un gas ocupa 1.500

(ml) a 35º C ¿Qué temperatura es necesaria para que este gas se expanda 2,6 L?

Respuesta: Debemos subir la

temperatura hasta los 260,87º C.

Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante

Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.La presión del gas es directamente

proporcional a su temperatura:•Si aumentamos la temperatura,

aumentará la presión.•Si disminuimos la temperatura,

disminuirá la presión.

Ejemplo: Cierto volumen de un gas se encuentra a una

presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T1 = (25 + 273) K= 298 K

Ejercicio Nº 5 A volumen constante un gas ejerce una

presión de 880 mmHg a 20º C ¿Qué temperatura habrá si la presión aumenta en 15 %?

Respuesta: Si aumentamos la presión en 15 % el

gas quedará a una temperatura de 336,95º K, los cuales equivalen a 63,95º C.  (336,95 − 273 = 63,95º C).

La ley combinada de los gases es una suma de las leyes de Boyle y de Charles, incluso la ley de Gay Lussac. Al final, resulta la ecuación general:

http://www.educaplus.org/gases/ideal_dos.html

Supongamos que tenemos una cierta cantidad fija de un gas (n1), que está a una presión (P1), ocupando un volumen (V1) a una temperatura (T1).

Estas variables se relacionan entre sí cumpliendo con la siguiente ecuación:

Donde R es una constante universal conocida ya que se puede determinar en forma experimental.

El valor de R en distintas unidades es:

¿ Cual es la presión de un mol de gas que se encuentra en un recinto cuyo volumen es 4 litros, a una temperatura de 20ºC?

R: P= 6 atm.

1) Puente de hidrógeno : interacción dipolo- dipolo entre el átomo de hidrogeno en un enlace polar como N-H, O-H, F-H, y un átomo de O, N, F ( elementos electronegativos).

2) Tensión superficial: es la cantidad de energía necesaria para estirar o aumentar la superficie de un liquido por unidad de area.

2.A) Capilaridad: se produce cuando una delgada película de agua se adhiere a las paredes del tubo de vidrio

Se produce por dos fuerzas: Cohesión Adhesión

3) Viscosidad: es una medida de la resistencia de los líquidos a fluir.

Participa en todos los procesos vitales Solvente universal Calor especifico elevado ( energía cinética

de las moléculas al aumento de la temperatura, por ello puede absorber una gran cantidad de calor mientras que su temperatura solo aumenta ligeramente.

La forma sólida es menos densa que su forma liquida, esto hace que el hielo flote en el agua.

“ Cuando el hielo se funde hay más moléculas por unidad de volumen en el agua liquida que en el hielo”.

“ Al momento de aumentar la temperatura se liberan los enlaces de hidrógeno intermoleculares”.

La estructura del hielo, forma un retículo que ocupa más espacio y es menos denso que el agua líquida. Cuando el agua se enfría, se contrae su volumen, como sucede en todos los cuerpos, pero al alcanzar los 4ºC cesa la contracción y su estructura se dilata hasta transformarse en hielo en el punto de congelación.

4ºC----0ºC

Aguas oceánicas: Son las más abundantes y en ellas predominan los iones Na+ y Cl-. Se llaman también aguas saladas.

Aguas continentales: Corresponde a las aguas contenidas en ríos, lagos, lagunas y glaciales. Predominan en ellas los carbonatos (CO3

2-).

Aguas duras: Presentan alto contenido de iones Ca2+ y Mg2+, por lo que coagulan los detergentes “cortándolos”

Desechos orgánicos contienen microorganismos patógenos tales como virus, bacterias, hongos, etc.

Los detergentes que llevan las aguas servidas provocan eutroficación, que se caracteriza por una población excesiva de algas y otras plantas, formando así los lugares pantanosos debido a fosfatos existentes en los detergentes.