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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA Química orgánica

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

INGENIERÍA AMBIENTAL- FÍSICOQUIMICA AMBIENTAL

SABERES PREVIOS FISICOQUIMICA

AMBIENTAL

PRESENTADO POR:

NUVIA SILVANA BRAVO COD:59176890

FLOR ANGELICA TRUJILLO COD: 97021024370

DORYS ROCIO VALLEJOS MARTINEZ COD: 59177476

LADY NORELIA VALENZUELA TAYMAL COD: 27252391

GRUPO: 358115_38

DIRECTOR DEL CURSO

JAIRO GRANADOS MORENO

2015


INTRODUCCION

Como introducción a la fisicoquímica lo inicial es dar una breve introducción a los temas

que se verán en la materia, de esta manera nos familiarizaremos con las temáticas que

se manejaran a lo largo del semestre en el curo de fisicoquímica mediante la

conceptualización de algunos términos claves y así obtener un mejor manejo del tema.

Mediante la implementación de mapas conceptuales, esquemas y diagramas de flujo se

describe en totalidad las temáticas que se revisaran a lo largo del curso, mediante

algunos ejercicios se pretende que nos asociemos más con la materia para ir teniendo

idea de lo que se va a ver en el proceso de formación.

Inicialmente la apertura de proceso de formación se dio con un trabajo de saberes

previos, reconocimiento de los entornos con tal de entrar más en materia, por lo tanto se

favoreció y con el apoyo de los compañeros realizar este trabajo en conjunto para

que todos podamos ir familiarizando con el concepto de trabajar en equipo.

Finalmente se logra un excelente trabajo en equipo manejando responsabilidad en

todos los aspectos, se tiene una idea inicial de en lo que consiste la materia y lo que se

verá a lo largo del semestre, se entablaron lazos en los grupos colaborativos y así

empezamos y damos inicio a nuestro proceso de formación.

.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Identificar cada uno de los temas que contiene la fisicoquímica y su aplicabilidad en el

medio ambiente.


OBJETIVOS ESPECIFICOS

Identificar cada una de las unidades de fisicoquímica ambiental

Desarrollar los ejercicios propuestos en la unidad

Identificar con claridad las leyes de los gases ideales y reales

Aplicar las teorías y las leyes del curso para mayor comprensión de los temas

tratados.

Hacer una investigación detalla para cada uno de los temas que son tratados en la guía de trabajo

Diligenciar una encuesta de 5 preguntas evidenciando los conocimientos que tiene cada estudiante

Llenar un formato donde se a conocer la información más importante de cada

estudiante

Seguir paso a paso la guía de trabajo para obtener un excelente trabajo

individual y grupal


Unidad dos Fisicoquímica de sistemas acuosos

Fisicoquímica Ambiental

Unidad uno Fisicoquímica atmosférica

Unidad Tres Fisicoquímica de superficies e interfaces

Cinética de RX

Termodinámica y

equilibrio.

Fisicoquímica de gases

Mezclas y soluciones

Equilibrio de fases

Fisicoquímica de aguas

Fisicoquímica de suelos

Sistemas coloidales

Fisicoquímica de

interfaces

Teoría cinético molecular de los gases.

Leyes empíricas de los gases ideales.

Gases reales y ecuaciones de estado.

Emisiones de gases de efecto invernadero.

Calidad del aire y cambio climático.

Cinética de reacciones reversibles e irreversibles.

Cinética de reacciones heterogéneas.

Cinética de reacciones fotoquímicas en la atmosfera.

Cinética y termodinámica de reacciones precursoras del ozono.

Fuentes móviles de emisión de gases y material particulado.

Variables termodinámica

Leyes de la termodinámica

Potencial química y equilibrio químico.

Termodinámica y termodinámica cambio climático.

Transporte y transformaciones químicas en la atmosfera.

Mesclas coloides y soluciones.

Solubilidad y propiedades termodinámicas sin ideales.

Propiedades coligativas.

Soluciones eléctricas y actividades iónica fenómenos de transporte y movilidad del agua.

Reglas de fases de Gitos.

Ecuación de clausura Clapeyron.

Sistema fisicoquímica de 1 y 2 componente

Equilibrio homogéneo y heterogéneo

Propiedades termodinámicas de fluidos.

Estructura y propiedades físicas y químicas del agua.

Diagrama de fases, densidad y capacidad calórica.

Acidez, alcalinidad, electrolitos y no electrolitos

Reacciones en solución acuosa.

Ciclo REDOX en agua y disoluciones-

Propiedades fisicoquímicas del suelo.

Potenciales químicos y REDOX en los suelos.

Integración fase sólida y de solución.

Cinética de contaminantes en el suelo.

Suelos, problemas ambientales y remediación.

Estructura y fisicoquímica de coloidales...

Clasificación y estabilidad de coloidales en suelo.

Absorción de iones en sistema coloidales.

Potencial electrocinética

Fenómenos coloidales del suelo.

Sistema interfasiales y tensión superficial.

Termodinámica de las interfaces.

Teoría de la bicapa eléctrica.

Potencial Z y fenómenos electrocinética.

Adsorción y ecuaciones de adsorción superficial.

DIAGRAMA DE FLUJO


MAPA CONCEPTUAL CONCEPTOS FISICOQUIMICA AMBIENTAL


Sistemas Gaseosas Sistemas Interfaseales

Reales . Ideales

gases

Enlaces de Hidrogeno

Agua

Polaridad

molecular

Sistemas

coloidales Teoría

Bicapa

eléctrica

Termodiná

mica

Interface

Estudia

Sistema Acuoso

Incluyen

Puede ser Puede ser

Tiene en cuenta

Cinética de

Reacción Dependen de

Determinan

Mesclas y

soluciones

Ley

dos

Tiene en cuenta

Electricidad

Fenómenos

Propiedades

Coligativas

Ley

Uno

Se basa en:

Se aplica Determinan

Adsorción

Suelo

Actividades

Fisicoquímic

a

PH OC Conductibilidad

Incluyen Especialmente


ENSAYO

LA FISICOQUIMICA AMBIENTAL

Bravo N; Trujillo F; Vallejos R; Valenzuela L; Est. FA; Grupo 38; ECAPMA; UNAD

Resumen: La fisicoquímica Ambiental estudia los principios fundamentales del

comportamiento de dos ciencias (física y química). Especialmente en el campo ambiental

Palabras Claves: Gases; Acuoso; Termodinámica; Ambiente; Moléculas; Fenómenos

Naturales;

Profundización del tema:

La fisicoquímica es una rama de la química la cual está encargada de estudiar los cambios en la materia mediante la aplicación de las propiedades físicas y químicas. Fisicoquímica recaba primero todos los datos necesarios para la definición de los gases, líquidos, sólidos, soluciones y dispersiones coloidales a fin de sistematizarlos en leyes y darles un fundamento teórico. Luego se establecen las relaciones de energía en las transformaciones físicas y químicas y se tratan de predecir con que magnitud y con qué velocidad se producen, determinándose cuantitativamente los factores reguladores. En este sentido deben tomarse en cuenta las variables comunes de la temperatura, presión y concentración, sino además además los efectos de la interacción estrecha de la materia misma en cuanto a su naturaleza y estructura.

Según el renombrado químico estadounidense Gilbert Lewis, "la fisicoquímica es cualquier cosa interesante", con lo cual probablemente se refería al hecho de que muchos fenómenos de la naturaleza con respecto a la materia son de principal interés en la físicoquímica. La Fisicoquímica no se constituyó como especialidad independiente de la química hasta finales del siglo XIX

La fisicoquímica ambiental es una subdisciplina de la química la cual estudia los sistemas gaseosos, los sistemas interfaciales y los sistemas acuosos. El sistema gaseoso incluye gases de tipo reales e ideales donde su comportamiento depende de las variables de estado (P, V,T,n), teoría cinético molecular y las leyes empíricas (Boyle, Charles, Gay-Lussac-Avogadro.). Los sistemas acuosos teniendo en cuenta la cinética de las reacciones dependen de la polaridad molecular y de los enlaces de hidrogeno del agua los cuales se encargan de determinar mezclas y soluciones las cuales pueden ser ideales cuando están infinitamente diluidas, reacciones de fase las cuales se estudian mediante diagramas que se forman de 1o 2 componentes y las propiedades coligativas tales como el descenso crioscópico, la elevación ebullocópica, , descenso presión de vapor y la presión osmótica. Los sistemas interfaciales tienen en cuenta la termodinámica de interfaces la cual está basada en la primera y segunda ley de la termodinámica que son aplicables en la actividad fisicoquímica que influye en el pH, CIC y la conductividad, también se tiene en cuenta la teoría bicapa eléctrica y los sistemas coloidales que se encargan de determinar fenómenos de adsorción y electrocinética especialmente en suelos y su comportamiento depende de la conductividad, el pH y el CIC.

En posesión de los datos necesarios, la fisicoquímica procede a correlacionarlos con fines teóricos en virtud de los dos métodos generales de ataque, que son el termodinámico y el cinético. En el primero se usan las leyes fundamentales de la termodinámica para obtener conclusiones basadas en las relaciones de energía que ligan las etapas iniciales y finales de un proceso. Evitando las etapas intermedias de los procesos, esto es la termodinámica nos permite obtener muchas deducciones válidas sin conocer los detalles particulares de


aquellas. El enfoque cinético exige para su operación una descripción muy específica y detallada de los procesos y a partir del mecanismo postulado, es factible deducir la ley del proceso total y sus diferentes etapas.

CONCLUSIONES.

-La fisicoquímica ambiental está encargada de aplicar las leyes de la física y química para explicar la transformación de la materia aplicado al campo ambiental.

Bibliografía consultada

Barroso, M. (2013). Fisicoquímica. Descargada el dia http://ciencia-basica- experimental.net/fisicoquimica.htm Granados, J. (2011). Fisicoquímica Ambiental, Módulo didáctico del curso. Bogotá: Universidad Nacional Abierta y a Distancia-UNAD

http://ciencia-basica-experimental.net/fisicoquimica.htm

http://ciencia-basica-experimental.net/fisicoquimica.htm


SEGUNDA FASE: CUESTIONARIO

1. ¿Qué significa el término: Fisicoquímica Ambiental? (Elaborar figura ó

esquema propio, no copiado, y redactar la explicación en 6 líneas)

La fisicoquímica Ambiental estudia las teorías, leyes, principios y conceptos, relacionados con los procesos físicos y químicos en procesos ambientales.

Por medio de la imagen que se encuentra relacionada con la fisicoquímica ambiental ya

que en toda su estructura interna y externa se presentan una seria de fenómenos físicos y

químicos en la que se evidencia de forma práctica los conceptos básicos de esta ciencia

tales como: energía cinética y potencial, reacciones gaseosas, presión, volumen,

temperatura, que se produce en un tiempo determinado de forma que garantice un

equilibrio interno y externo que se enfatice en la estructura del medio ambiente.

Fisicoquímica

ambiental PRINCIPIOS

TEORÍAS Y

CONCEPTOS

PROCESOS

QUÍMICOS

LEYES


FASE DOS CUESTIONARIO

2. ¿Cuántas moléculas del gas carbónico (CO2) estarán presentes en 2000 cm3 de aire Barranquillero, el cual en un día cualquiera, está a una temperatura de 32 °C y tiene una presión total de 748mmHg?

1L 1000cm3

X 2000cm3

X = 2L

°k= 32°C + 73.15

°k = 305.15

n=?

P= 748mmHHg

V= 2000cm3

T= 32°C + (27315) =°K

R= 0.082057466atm *L

mol*K

PV =n*R*T

PV =n

R*T

n= 0.984stm*2L

0.082atm*L*305.15°K

n= 1.968 = 0.078 mol gas co2


R/ 0.078 moléculas del gas carbónico (CO2) están presentes en 2000 cm3 de aire

Barranquillero,

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

Heterogénea, Química(o), átomo, Molécula, compuesto, elemento, Enlace, Sustancia, sistema, Fisicoquímica, suelo, contaminación, aire, Reacciones , Agua, Atmósfera; Ambiental; ( Elaborar un mapa conceptual uilizando los conectores adecuados y redactar la explicación en 5 líneas)

Mezclas

Homogénea Heterogénea

Agua

Compuesto s Elemento s

Átomo s

Gases

Molécula s

Sustancias

Enlace

Sistema Acuoso

Contaminación

Suelo


Atmosfera

Reacciones químicas

Aire

Abarca tres campos

Gracias a la acción de

Que se unen y forman

Pueden ser

Suelo

Causando

Formando

Se produce


La fisicoquímica ambiental abarca tres campos que son: Atmosfera, sistema acuoso, sistema superficial 4. Un mol de gas ideal, se somete a las siguientes transformaciones cíclicas, según la gráfica de Presión contra Volumen.

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

ETAPA CARACTERISTICAS TERMODINAMICAS

PROCESO TERMODINAMICO

a-b Volumen constante Isocoriico

b-c Presión constante Isobárico

c-d Volumen constante Isocórico

d-a Presión constante Isobárico

4.2 A partir de la figura 2, realizar los respectivos cálculos para completar el cuadro que sigue: (mostrar todo el procedimiento)

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

A 30 200 2

B 60 401.08 2

C 60 800 4

D 30 401.08 4

DATOS: P= 2,96 * 10

-4 atm

V= 2000 L T= 200 ºK


R= 0.08205746 𝑎𝑡𝑚∗𝐿

𝑀𝑜𝑙∗ 𝐾

n=?

PV: nRT

P= 30 Pa 1 𝑎𝑡𝑚

101325 𝑃𝑎

P= 2,96 * 10

-4 atm

V= 2 m3 1000 𝐿

1 𝑚3

V= 2000 L

n= 𝑃𝑉

𝑅𝑇

n= 2.96∗10−4 𝑎𝑡𝑚∗2000 𝐿

0.08205746 𝑎𝑡𝑚∗𝐿

𝑀𝑜𝑙∗ 𝐾 ∗200 𝐾

n= 0,592

16.411 1

𝑀𝑜𝑙

n= 0.0360 Mol

- Cálculos - Temperatura para los puntos B y D B.

T= 𝑃𝑉

𝑛𝑅 P= 60 Pa

1 𝑎𝑡𝑚

101325 𝑃𝑎 = 5.921* 10

-4 atm

T= 5.921∗10−4 𝑎𝑡𝑚∗2000 𝐿

0.0360 𝑀𝑜𝑙∗ 0.08205746 𝑎𝑡𝑚∗𝐿


T= 1,184

0.002952 1

𝐾

T= 401.08 ºK

D. P= 30 Pa 1 𝑎𝑡𝑚

101325 𝑃𝑎 = 2.960* 10

-4 atm

T= 𝑃𝑉

𝑛𝑅 V= 4 m

3 1000 𝐿

1 𝑚3 = 4000 L

T= 2.960∗10−4 𝑎𝑡𝑚∗4000 𝐿

0.0360 𝑀𝑜𝑙∗ 0.08205746 𝑎𝑡𝑚∗𝐿



T= 1.184

0.002952 1

𝐾

T= 401.08 ºK

5. Teniendo en cuenta los siguientes conceptos fisicoquímicos, elaborar mentefacto ó mapa conceptual, utilizando los conectores adecuados; posteriormente, redactar la explicación en 6 líneas.

Conceptos Conceptos

PV= nRT Gas real

Primera ley de Termodinámica Enlace Químico

Q; W Gas Metano

Temperatura Velocidad de reacciones químicas


Molécula Q-W=ΔE

CH4 Gases con efecto de invernadero

Cinética Química Cuantificación de Energía cinética molecular

CO Ecuación de estado gas ideal

CIC Formas de transferencia de energía

Ecuación de Van Der Waals Monóxido de Carbono

GEI Capacidad de intercambio catiónico en suelos

Actualización del perfil


CONCLUSIONES

La fisicoquímica ambiental está encargada de aplicar las leyes de la física y química para

explicar la transformación de la materia aplicado al campo ambiental.

Con el estudio de la fisicoquímica conoceremos de una forma más clara los porqué de los

diferentes acontecimientos en el ambiente sus causas y efectos

Esta primera actividad nos permite reconocer de una forma más clara la metodología de

estudio y aprendizaje

La fisicoquímica ambiental está encargada de aplicar las leyes de la física y química para

explicar la transformación de la materia aplicado al campo ambiental


BIBLIOGRAFIA

[1] Granados. J. E. (2011). Módulo Didáctico. Fisicoquímica Ambiental. Universidad

Nacional abierta y a Distancia UNAD.

[2] Granados, J. (2015). Campus Virtual Universidad Nacional Abierta y a Distancia .

Recuperado el 9 de Febrero de 2015, de Unidad 1. Fisicoquímica Atmosférica - Unidad 2.

Fisicoquímica de sistemas acuosos:

http://campus02.unad.edu.co/ecapma01/course/view.php?id=138

[3] Guía de actividades y rubrica de evaluación. Aula virtual. Universidad Nacional Abierta

y a Distancia. Recuperado el 06 de febrero del 2015 del sitio web:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358115/GUIA_ACTIVIDADES_EV_INICIALSABERE

S_PREVIOS_FA_2015.pdf

[4] Biblioteca de la UNAD. Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Recuperado el 06

de febrero de 2015 del sitio web:

http://primo.gsl.com.mx:1701/primo_library/libweb/action/search.do?dscnt=1&fromEsh

elf=false&fromTop=true&fromPr eferences=false&menuitem=1&dstmp=13789980216

[5] Syllabus curso: fisicoquímica ambiental. Aula virtual. Universidad Nacional Abierta y a

Distancia. Recuperado el 06 de febrero del 2015 del sitio web:

http://campus02.unad.edu.co/ecapma01/pluginfile.php/7675/mod_resource/content/1/

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