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Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay,Jr. y Bruce E. Bursten
QUMICALA CIENCIA CENTRAL11a edicin
John D. BookstaverSt. Charles Community College, Cottleville,
MO
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18Qumica ambiental
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Qumicaambiental Atmsfera
La temperaturavara mucho con la
altitud. Sin embargo, no
existe una relacinlineal entre altitud y
temperatura.
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Qumicaambiental Atmsfera
Aunque la relacinentre la altitud y la
presin no es lineal,la presin disminuyecon el aumento
dealtitud.
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Qumicaambiental Radiacin
La atmsferaes la primera
lnea dedefensa contrala radiacinsolar.
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Qumicaambiental Composicin de la atmsfera
Debido a la granvariacin en lascondiciones
atmosfricas, lacomposicin de losgases en la atmsferano es
uniforme.
Los gases ms ligerostienden a subir.
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Qumicaambiental Composicin de la atmsfera
Cerca de la superficieterrestre, alrededor de99% de la
atmsfera
est compuesta denitrgeno y oxgeno.
El oxgeno tiene unaentalpa de enlacemucho ms baja que elnitrgeno
y, por tanto,es ms reactivo.
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Qumicaambiental Atmsfera exterior
El Sol emite unintervalo amplio delongitudes de onda
de radiacin. Recuerde que laluz en la reginultravioleta
tiene
suficiente energacomo para romperenlaces qumicos.
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Qumicaambiental Fotodisociacin
Cuando se rompen estos enlaces, lohacen homolticamente.
El oxgeno en la atmsfera superiorabsorbe mucha de esta radiacin
antesde que alcance la atmsfera inferior:
O2 + h 2 O
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Qumicaambiental Fotoionizacin
La radiacin con longitudes de onda ms cortasocasiona que los
electrones se emitan de las
molculas en la atmsfera superior; muy poca deesta radiacin
alcanza la superficie terrestre.
La presencia de estos iones hacen posible laradiocomunicacin a
grandes distancias.
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Qumicaambiental Ozono
El ozono absorbe gran parte de la radiacinentre 240 y 310
nm.
Se forma de la reaccin del oxgenomolecular con los tomos de
oxgenoproducidos en la atmsfera superior porfotodisociacin.
O + O2 O3
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Qumicaambiental Reduccin del ozono
En 1974 Rowland y Molina descubrieron que elcloro de los
clorofluorocarbonos (CFCs) puedeestar reduciendo el suministro de
ozono en laatmsfera superior al reaccionar con l.
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Qumicaambiental Clorofluorocarbonos
Los CFCs se utilizaron por aos comopropulsores de aerosoles y
comorefrigerantes.
No son solubles en agua (por lo que noson eliminados de la
atmsfera por lalluvia) y son no reactivos (por lo que no
se degradan de forma natural).
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Qumicaambiental Clorofluorocarbonos
Sin embargo, el enlace CCl se rompefcilmente cuando la molcula
absorberadiacin con una longitud de ondaentre 190 y 225 nm.
Los tomos de cloro formadosreaccionan con el ozono:
Cl + O3 ClO + O2
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Qumicaambiental Clorofluorocarbonos
A pesar del hecho de que el uso deCFCs est prohibido ahora en ms
de
100 pases, la reduccin del ozonocontinuar por algn tiempo debido
a lanaturaleza tremendamente no reactivade los CFCs.
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Qumicaambiental Troposfera
Aunque la troposfera est constituida casi por completode
nitrgeno y oxgeno, otros gases presentes encantidades relativamente
pequeas siguen teniendo unefecto profundo sobre la troposfera.
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Qumicaambiental Azufre
El dixido de azufrees un subproducto de laquema de carbono o
aceite.
Reacciona con la humedad en el
aire para formar cido sulfrico. Es el principal responsable de
la
lluvia cida.
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Qumicaambiental Azufre
La acidez alta en la lluviaocasiona corrosin en losmateriales de
las
construcciones. El mrmol y la piedra caliza
(carbonato de calcio)reaccionan con el cido; lasestructuras
fabricadas conellos se erosionan.
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Qumicaambiental Azufre
El SO2 puedeeliminarseinyectando piedracaliza en polvo, la
cual se convierteen xido de calcio.
El CaO reaccionacon el SO
2
paraformar unprecipitado desulfito de calcio.
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Qumicaambiental Monxido de carbono
El monxido de carbonose enlazapreferentemente alhierro en los
glbulos
rojos. La exposicin a una
cantidad significativa deCO puede disminuir los
niveles de O2 al punto deperder la conciencia ypuede resultar
fatal.
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Qumicaambiental Monxido de carbono
Los productos quepueden generarmonxido de carbonodeben
conteneretiquetas deadvertencia.
El monxido de carbono
es incoloro e inodoro,por lo que es mejorutilizar
detectores.
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Qumicaambiental xidos de nitrgeno
Lo que conocemos comoesmog, ese gas caf quese mantiene sobre
lasgrandes ciudades, comoLos ngeles, es dixidode nitrgeno,
NO2,principalmente.
Se forma de la oxidacin
del xido ntrico, NO, uncomponente de los gasesde los escapes de
losautomviles.
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Qumicaambiental Esmog fotoqumico
Estos xidos de nitrgenoslo son algunoscomponentes del
esmogfotoqumico.
El ozono, el monxido decarbono y loshidrocarburos
tambincontribuyen a la
contaminacin del aireque ocasiona problemasrespiratorios severos
enmuchas personas.
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Qumicaambiental Esmog fotoqumico
Como resultado, losestndares
gubernamentales paralas emisiones degases de los escapesde los
automviles se
han vuelto cada vezms estrictos.
V d di id d
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Qumicaambiental
Vapor de agua y dixido decarbono
Los gases en la atmsfera forman una cubierta aislanteque
ocasiona la consistencia trmica de la Tierra.
De esos gases, dos de los ms importantes son el
dixido de carbono y el vapor de agua.
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Qumicaambiental Ocanos
El vasto ocanocontiene varioscompuestos yminerales
importantes. Sin embargo, el
ocano esnicamente una
fuente comercial decloruro de sodio,bromo y magnesio.
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Qumicaambiental Desalinizacin
Agua, agua por todos
lados y ninguna gotapara beber. El agua de
mar tiene unaconcentracin de NaCldemasiado alta para elconsumo
humano.
Puede desalinizarse atravs de smosisinversa.
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Qumicaambiental smosis inversa
El agua fluye de forma natural a travs de unamembrana
semipermeable de regiones deconcentracin de agua ms altas a
regiones deconcentracin de agua ms bajas.
Si se aplica presin, puede forzarse el paso del agua atravs de
una membrana en la direccin opuesta,concentrando el agua pura.
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Qumicaambiental Purificacin del agua
El suministro de aguapotable (limpia ysegura) es de gran
importancia para lasociedad.
Existen varias
etapas involucradas enla purificacin del aguapara un suministro
deagua potable.
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Qumicaambiental Purificacin del agua
El agua pasa a travsde varias etapas defiltracin.
Se adiciona CaOy Al2(SO4)3 para
auxiliar la eliminacinde partculas muypequeas.
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Qumicaambiental Purificacin del agua
El agua se airea paraaumentar la cantidadde oxgeno disuelto
ypromover la oxidacin
de impurezasorgnicas.
Se utiliza ozono o cloropara desinfectar elagua antes de
enviarlaa los consumidores.
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Qumicaambiental Qumica verde
En los ltimos 30 o 40 aos nos hemosvuelto cada vez ms
conscientes de que losprocesos modernos no siempre son
compatibles con el mantenimiento de unambiente sostenible. La
promocin de procesos qumicos
amigables con el ambiente es parte de la
buena administracin que los qumicosdeben promover.
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Qumicaambiental Principios de la qumica verde
1. En lugar de preocuparse por laeliminacin de desechos, es
mejor evitarla creacin de stos.
2. Adems de generar la menor cantidadposible de desechos,
debemos tratar deevitar que sean txicos.
3. Estar conscientes de la energa en eldiseo de las sntesis.
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Qumicaambiental Principios de la qumica verde
4. Cuando sea posible, deben emplearsecatalizadores que permitan
el manejo desustancias qumicas seguras.
5. Tratar de utilizar materiales renovablescomo materia
prima.
6. Tratar de reducir la cantidad dedisolventes utilizados y
tratar de que seanamigables con el ambiente.
Di l
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Qumicaambiental Disolventes
Disolventes como el CO2
lquido (o supercrtico)son alternativas verdes muy buenas.
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