INGENIERIA AMBIENTAL

PROGRAMA DE:

FISICOQUIMICA AMBIENTAL

SABERES PREVIOS

GRUPO 358115_64

ADRIAN FELIPE MORENO GONZALEZ

Cdigo: 70.256.661

EDGAR ANTONIO HERRERA

Cdigo: 79.876.858

JUAN CARLOS DUARTE CASTILLO

Cdigo: 80.017.246

TUTOR

ING. GRANADOS MORENO JAIRO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL AMBIENTE

FEBRERO DE 2015

Evaluacin Inicial, Saberes Previos Fisicoqumica Ambiental

INTRODUCCIN. La asignatura de fisicoqumica ambiental, propone al estudiante aprender los conocimientos,

destrezas, acciones y anlisis necesarios frente a las diversas problemticas frecuentes en el

campo ambiental.

El inicio de la asignatura pretende que el estudiante ingrese con un conocimiento previo frente a

la qumica y la fsica; con el fin de reforzar puntualmente ambos aspectos, unificando y

complementando tales principios, teoras, leyes, conceptos cientficos; estos se encuentran

ligados en la termodinmica como al anlisis molecular. Lecciones que sern estudiadas como

analizadas a travs del curso en los captulos de gases ideales, emisiones de gases efecto

invernadero, variables termodinmicas, potenciales qumicos y equilibrio qumico, velocidades de

reacciones qumicas, destacando que hacen parte funcionan igualmente los agentes

contaminantes presentes en los procesos atmosfricos, acuosos y de superficies.

Al tener conocimiento y anlisis de estas consideraciones cientficas el futuro ingeniero ambiental,

debe tener la capacidad de dar solucin en cualquier tipo consideracin contaminante para

cualquier de lnea atmosfrica, acuosa o de superficie, que contemple procesos fsicos y quimos

en el ambiente.

Objetivos

Reconocer el comportamiento fisicoqumico de los gases, comprendiendo los principios de la termodinmica, potencial qumico, equilibrio qumico para el cambio climtico. . Identificar el comportamiento fisicoqumico de los gases, comprendiendo los principios de la termodinmica, potencial qumico, equilibrio qumico relacionado a los fenmenos del cambio climtico. Identificar los sistemas acuosos dentro de su estructura y propiedades tales como acidez, alcalinidad, electrolisis. Reconocer los diversos fenmenos de transporte y movilidad de fluidos. Determinar los tipos de suelos y cules son las condiciones fsicas y qumicas se presenta absorcin superficial de contaminantes. I. Primera Fase: Conceptualizacin

En esta fase, harn una revisin detallada de los contenidos de la unidad 1, del entorno de

conocimiento, con el propsito de desarrollar las siguientes actividades: 1.1 Elaborar un diagrama de flujo esquema que muestre la estructura principal del curso

Fisicoquimica Ambiental

Fisicoquimica atmosferica

Capitulo 1.

Comportamiento Fisicoqumico de Gases (sistemas de unidades)

Leccin 1.Teora Cintico Molecular (TCM) de los gases

Leccin 2. Leyes de los gases ideales

Leccin 3. Gases Reales y Ecuaciones de Estado

Leccin 4. Emisiones de gases de efecto de invernadero (GEI)

Leccin 5. Atmsfera , Calidad de aire y cambio climtico

Captulo 2. Fundamentos de termodinmica y

Equilibrio

Leccin 6. Variables Termodinmicas

Leccin 7. Leyes de la termodinmica

Leccin 8. Potencial Qumico y Equilibrio Qumico

Leccin 9. Termoqumica y Termodinmica del cambio climtico

Leccin 10. Transporte y Transformaciones qumicas en la Atmsfera

Captulo 3.Cintica de Procesos Qumicos

Leccin 11. Velocidad de una Reaccin Qumica

Leccin 12. Estudio de las reacciones de primer orden.

Leccin 13. Anlisis Cintico de una Reaccin de Segundo Orden

Leccin 14. Cintica y Termodinmica de reacciones precursoras del Ozono.

Leccin 15. Fuentes mviles de emisin de gases y Material particulado

Fisicoqumica de sistemas acuosas

SOLUCIONES ACUOSAS

COMPARTIMIENTO CORPORAL

CONCEPTO, COMPONENETES

SOLUBILIDAD

UNIDADES DE CONCENTRACIONES.

PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES

CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS DEL AGUA

EQUILIBRIO DE FASES

MEZCLA DE SOLUCIONES

Fisicoqumica de superficies

FENOMENOS DE SUPERFICIE

(Adsorcion)

INTERFASES

COLOIDES

SISTEMAS COLOIDALES

FISICOQUIMICA DE LOS SUELOS

1.2 Con base en los conceptos de Fisicoqumica Ambiental (FA) mostrados en el cuadro 1, elaborar un mapa conceptual, utilizando conectores palabras de enlace ms

adecuadas.

Cuadro 1

CONCEPTOS CONCEPTOS

fisicoqumica ambiental atmosfera

fsicos termodinmica

qumicos agua

ecosistema suelo

leyes Fsico qumica atmosfrica

dinmica Fsico qumica de soluciones acuosas

cintica Fsico qumica de superficies e

interfaces

interacciones moleculares procesos

masas gaseosas teoras

atmosfricas conceptos cientficos

soluciones acuosas gaseosos

Mapa Conceptual

1.4 A partir del mapa anterior, escribir un ensayo de 500 palabras, describiendo y

analizando el mapa construido

LA IMPORTANCIA DE LA FISICOQUMICA PARA NOSOTROS COMO FUTUROS

INGENIEROS AMBIENTALES

Moreno A; Herrera E; Duarte J; est. FA; Grupo 64; ECAPMA; UNAD BOGOTA

Resumen: La fisicoqumica ambiental tiene relacin directa con los flujos de materiales y energa, nos permite conocer y manejar de manera adecuada y aplicada las caractersticas de los componentes que inciden en el medio y los problemas ambientales que se presentan, las propiedades de las sustancias y como estas modifican el medio ambiente cuando interactan el mismo. Palabras Claves:

Fisicoqumica ambiental; interacciones moleculares; Fsico qumica atmosfrica; Fsico qumica de soluciones acuosas; Fsico qumica de superficies e interfaces

Profundizacin temtica

LA IMPORTANCIA DELA FISICOQUMICA PARA NOSOTROS COMO

INGENIEROS AMBIENTALES

La fisicoqumica ambiental fija su propsito central en el estudio de las

propiedades de las sustancias que nos rodean, as como de aquellos fenmenos y

procesos fsicos y qumicos del ambiente que marcan variaciones en un

ecosistema.

Este curso trata de temas encaminados a conocer las leyes, principios, teoras y

conceptos cientficos relacionados con la fisicoqumica ambiental, con la finalidad

de comprender la dinmica, cintica e interacciones moleculares que ocurren

en la atmosfera, agua y el suelo o en las interfaces de los estados de la materia

(slidos, lquidos y gaseosos). Se busca entender, alcanzar y mejorar

aplicaciones en tecnologas limpias, con el propsito de reducir emisiones mediante

el rendimiento y ahorro de materias primas y de energa, con la manipulacin,

tratamiento y reciclaje de sustancias y productos que pueden ser txicos y

peligrosos que contaminan el medio ambiente

Por eso es necesario manejar conceptos como; molcula, nomenclatura, cambios fsicos, reacciones qumicas y propiedades fisicoqumicas de la materia, para ser aplicados en la bsqueda y solucin de problemas ambientales que se presentan dia a dia en nuestro planeta, mediante la comprensin de las principales leyes y teoras cientficas que rigen los procesos industriales y ambientales que se desarrollan en el medio ambiente y las interacciones moleculares que ocurren a nivel de masas gaseosas atmosfricas y en soluciones acuosas. En este curso veremos algunas leyes fundamentales de la termodinmica como

son: ley de charles y gay Lussac; que trata de los gases y relaciona el volumen y

la temperatura en los gases ideales, Ley de boyle, habla de que a temperatura

constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a la

presin que este ejerce. Ley de Avogadro habla que en iguales condiciones de

presin y temperatura las densidades relativas.

Todo este aprendizaje nos servir a nosotros como futuros Ingenieros Ambientales

en nuestro campo laborar en la resolucin de problemas, y a comprender los

fenmenos que suceden a nuestro alrededor.

En este curso identifica tres unidades principales las cuales son:

Fsico qumica atmosfrica: tiene unidades con temas de gases ideales y reales

basados en leyes y teoras que darn a conocer el comportamiento de tales fluidos.

De igual manera se vern conceptos como la dinmica y cintica de los gases.

Fsico qumica de soluciones acuosas: donde veremos los diferentes

ecosistemas validados de nuestro entorno.

Fsico qumica de superficies e interfaces: donde veremos los sistemas

coloidales, la fisicoqumica de suelos y fsico qumica de interfaces.

Conocer y entender este curso nos ayudara a desarrollar mejores tcnicas y

procedimientos tendientes a la preservacin y el cuidado del medio ambiente, que

es nuestro hogar, y de l depende nuestra existencia humana. A entender que si

hacemos mal uso de los recursos naturales lo ponemos en peligro y lo agotamos.

El aire y el agua estn contaminndose, los bosques estn desapareciendo y esta

es nuestra casa, nos brinda todos los recursos indispensables para la continuidad

de la vida en el planeta. Debemos cuidarla por nuestros hijos que merecen vivir en

mundo mejor.

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

CONCLUSION

Con el desarrollo de este trabajo nos podemos dar cuenta de la importancia que tiene la fisicoqumica ambiental en nuestro futuro como Ingenieros ambientales, ya que nos ensea los principios que rigen las propiedades y comportamiento de los sistemas fsicos y qumico que hay en nuestro medio ambiente.

BIBLIOGRAFA

Granados, J. (2011). Fisicoqumica Ambiental. Laboratorios de fisicoqumica ambiental. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD.

Gonzlez G., Hernndez M. y Tejeda M. (2001). Diseo de reactores biolgicos para evaluar la influencia de lixiviados en la transformacin de la materia orgnica contenida en residuos slidos. Memorias. Congreso EXPO AMCRESPAC.

Granados. J. E. (2011). Mdulo Didctico. Fisicoqumica Ambiental. Universidad Nacional abierta y a Distancia UNAD.

Jimnez, V.J. & Macarulla, J. Ma. 1986. Fsico Qumica Fisiolgica. 6 Edicin Interamericana ofe Mc. Graw Hill Espaa

Marn Garvn, Rafael. Procesos fisicoqumicos de depuracin de aguas: teora, prctica y problemas resueltos. Sevilla: Daz de Santos, 2013. 362 p.

II. Segunda Fase: CUESTIONARIO

1. Qu significa el trmino: Fisicoqumica Ambiental? (Elaborar figura esquema

propio, no copiado, y redactar la explicacin en 6 lneas)

FUENTE: Los Autores

La fisicoqumica ambiental es una ciencia que estudia las propiedades y comportamiento de los sistemas fsicos y qumico que se realizan a diario en nuestro medio ambiente y como estos influyen y generan cambios de manera cotidiana, los cuales podemos medir y cuantificar para hacer anlisis. Esta ciencia se apoya de las leyes fsicas aplicadas a conceptos bsicos de fisicoqumica de slidos, lquidos y gases, y su dinmica en el suelo atmsfera y sistemas acuticos

2. Desarrollar el siguiente ejercicio, mostrando todo el procedimiento

Cuntas molculas del gas carbnico (CO2) estarn presentes en 2000 cm3 de aire

Barranquillero, el cual en un da cualquiera, est a una temperatura de 32 C y tiene una

presin total de 748mmHg?

Datos:

Volumen (V)= 2000 cm3 Temperatura (T)= 32 C Presin (P)= 748mmHg Ecuacin de estado gas ideal: PV: nRT

Constante universal de los gases R: 0.08205746

Conversion K= C + 273.15 K= 32 + 273.15 K= 305.15

1 atm= 760 mmHg

748 mmHg1

760

P= 0.9842 atm

1L 1000 cm3 X 2000 cm3

V= 2 L

n=

n= 0.9842 2

0.08205746

305.15

n= 1.9684

25.0398 1

n= 0.0786 Mol

3. Con base en los siguientes conceptos claves: Gases, Acuoso, Mezcla,

Homognea; Heterognea, Qumica(o), tomo, Molcula, compuesto, elemento,

Enlace, Sustancia, sistema, Fisicoqumica, suelo, contaminacin, aire, Reacciones,

Agua, Atmsfera; Ambiental; (Elaborar un mapa conceptual utilizando los

conectores adecuados y redactar la explicacin en 5 lneas)

FISICO QUIMICA

RELACION DE

SISTEMAS ACUOSOS

COMPORTAMIENTO DE LOS GASES

REAACIONES QUIMICAS

INFIERENEN

AGUAAIRE

SUELO

PRESENTAN REACCIONES

SUSTANCIASCOMPUESTOS

ELEMENTOS

SE PRODUCEN MEZCLAS

ENTRE MOLECULAS Y ATOMOS

De tipo HOMOGENEAS

HETEROGENEAS

GENERA CONTAMINACION

La contaminacin es un fenmeno que afecta significativamente, las diferentes variables

que intervienen modifican sus estructura, desde la parte mas pequea como el atomo hasta

los sistemas mas complejos, la fisicoqumica entre otras estudia las diferentes variables que

influyen en las condiciones estructurales de los sistemas que la contienen como el aire el

suelo y el agua, las mezclas entre diferentes sustancias, compuestos y elementos nos dan

a presentar una tendencia que podemos estudiar para poder presentar las diferentes

alternativas de solucin a tan grandes problemas que a diario enfrentamos

4. Un mol de gas ideal, se somete a las siguientes transformaciones cclicas, segn la

grfica de Presin contra Volumen.

4.1 Con base en la figura 2, completar el siguiente cuadro:

Etapa Caracterstica termodinmica Proceso Termodinmico

a-b Volumen constante Proceso Isotrmico

b-c Presin constante Proceso Isobrico

c-d Volumen Constante Proceso Isocrico

d-a Presin constante Proceso Isobrico

4.2 A partir de la figura 2, realizar los respectivos clculos para completar el cuadro que

sigue: (mostrar todo el procedimiento)

PUNTO PRESIN ( PA) TEMPERATURA (K) VOLUMEN (M3 )

A 30 200 2

B 60 401.08 2 C 60 800 4

D 30 401.08 4

CLCULOS

PV: nRT

P= 30 Pa 1

101325

P= 2,96 * 10-4 atm

V= 2 m3 1000

1 3

V= 2000 L

n=

n= 2.96104 2000

0.08205746

200

n= 0,592

16.411 1

n= 0.0360 Mol

- Clculos - Temperatura para los puntos B y D

B.

T=

P= 60 Pa

1

101325 = 5.921* 10-4 atm

DATOS: P= 2,96 * 10-4 atm V= 2000 L T= 200 K

R= 0.08205746

n=?

T= 5.921104 2000

0.0360 0.08205746

T= ,

.

T= 401.08 K

D. P= 30 Pa 1

101325 = 2.960* 10-4 atm

T=

V= 4 m3

1000

1 3 = 4000 L

T= 2.960104 4000

0.0360 0.08205746

T= .

.

T= 401.08 K

5. Teniendo en cuenta los siguientes conceptos fisicoqumicos, elaborar mentefacto o mapa

conceptual, utilizando los conectores adecuados; posteriormente, redactar la explicacin en

6 lneas.

Concepto Concepto

PV= nRT Gas real

Primera ley de Termodinmica Enlace Qumico

Q; W Gas Metano

Temperatura Velocidad de reacciones qumicas Molcula Q-W=E

CH4 Gases con efecto de invernadero

Cintica Qumica Cuantificacin de Energa cintica molecular

CO Ecuacin de estado gas ideal

CIC Formas de transferencia de energa

Ecuacin de Van Der Waals Monxido de Carbono

Estableciendo el mapa conceptual da inicio con la primera ley de la termodinmica,

mostrando sus correspondientes ecuaciones de equilibrio, pero a su vez la termodinmica

se sustenta por medio de la cintica qumica que estudia las caractersticas de las

molculas, los enlaces qumicos y la cuantificacin de energa cintica molecular. Estos

conceptos precedentes uno del otro forman la estructura del gas real, que a su y es una

variante de estudio del efecto invernadero como un gas que presenta una parte fsica y otra

qumica. Se sustenta estos principios en la forma de transferencia de energa tanto en la

atmosfera y el suelo.

6. Pantallazo actualizacin del perfil en campus (En este espacio. Debe colocar la captura

del pantallazo que evidencie la actualizacin de su perfil en el curso)

ADRIAN FELIPE MORENO GONZALEZ

EDGAR HERRERA VALENZUELA

JUAN CARLOS DUARTE