lluvia acida y smog fotoquimico
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Lluvia Acida y Smog Fotoquimico es peligroso para el medio ambienteTRANSCRIPT
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Qumica del Ambiente
Lluvia cida
Smog fotoqumico
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Lluvia cida
Precipitacin, normalmente en forma de
lluvia, pero tambin en forma de nieve, niebla
o roco, que presenta un valor de pH inferior
a 5,65.
Este tipo de lluvia se presenta mayormente
en zonas industriales o cercanos a ellas,
aunque por accin de los vientos pueda
afectar otras zonas.
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Lluvia cida
Las principales fuentes emisoras de estos
contaminantes son las centrales trmicas.
La acidez de la lluvia viene principalmente de tres
sustancias qumicas :
CO2, NO, SO2 estos gases se presentan en la
tropsfera, capa ms baja de la atmsfera.
GAS
CO2 NO SO2
Concentracin
355 ppm 0,01 ppm 0 0,05 ppm
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La lluvia cida se forma generalmente en las
nubes altas donde principalmente el xido de
azufre, SO2, y los xidos de nitrgeno, NOx
reaccionan con el agua y el oxgeno, formando
una soluciones diluidas de cido sulfrico y
cido ntrico.
La radiacin solar aumenta la velocidad de
estas reacciones.
Ecuaciones qumicas de la
produccin de la lluvia cida
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xidos de nitrgeno (NOx)
El oxido ntrico (NO) tambin contribuye en la acidificacin:
1 N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g)
nitrgeno - oxigeno atmosfrico por accin de la energa de los rayos de las tormentas y produce xido ntrico
2 NO (g) + O2 (g) NO2 (g)
en el aire: xido ntrico es oxidado a dixido de nitrgeno
3 3 NO2 (g) + H2O (l) 2 HNO3 (ac) + NO (g)
dixido de nitrgeno + agua cido ntrico
4 HNO3 (ac) H +
(ac) + NO3
(ac)
el cido se disocia en agua, liberando iones H+ y nitrato
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xido de azufre (SO2)
1 SO2(g) + O2(g) SO3 (g)
dixido de carbono se oxida formando trixido de carbono
2 SO3(g) + H2O(l) H2SO4 (ac) trixido de carbono + agua cido sulfrico
3 H2SO4 (ac) 2 H+ (ac) + SO4
2 (ac)
el cido sulfrico se disocia y libera iones hidrgeno y sulfato.
Con el dixido de azufre para formar cido sulfrico
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Ecuaciones qumicas de la
produccin de la lluvia cida
1 CO2(g) + H2O(l) H2CO3 (ac) dixido de carbono + agua cido carbnico 2 H2CO3 (ac) H
+ (ac) + HCO3 (ac)
el cido carbnico se disocia y forma iones hidrgeno y carbonato cido (bicarbonato).
Con el dixido de carbono para formar cido carbnico
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Lluvia cida
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Efectos en los ros y lagos
Los organismos que
habitan en lagos, ros y
estanques son ms
vulnerables a las
variaciones de pH.
ORGANISMO LMITE QUE
SOPORTA (pH)
trucha 5,0
perca 4,5
rana 4,0
salamandra 5,0
lombriz 6,0
mosca 5,5
acocil 6,0
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Efectos en los suelos
Los efectos de la lluvia cida en el suelo pueden
verse incrementados en bosques de zonas de alta
montaa, donde la niebla aporta cantidades
importantes de los contaminantes en cuestin.
Las reas de cultivo no son tan vulnerables a los
efectos de la lluvia cida, toda vez que
generalmente son abonadas con fertilizantes que
restituyen nutrientes y amortiguan la acidez.
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Lluvia cida
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Efectos en las construcciones
Las construcciones histricas, que se hicieron con piedra
caliza, experimentan tambin los efectos de la lluvia cida. La
piedra al entrar en contacto con la lluvia acida, reacciona y se
transforma en yeso (que se disuelve con el agua con mucha
facilidad).
Tambin los materiales metlicos se corroen a mucha mayor
velocidad.
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Efectos en las construcciones
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Si el pH de 5 cm de precipitacin pluvial en un rea de 300 km2 es 3,5, cuntos kilogramos de cido sulfrico estn presentes? Suponiendo que este cido es el nico presente. ionizacin de cido sulfrico: H2SO4 SO4
2- + 2 H
+
300 km2 x 1x106 = 3x108 m2
5cm / 100 = 5x10-2 m V = 1,5 x 1010 L
pH = 3,5 [H+] = 3,16x10-4 M
3,16x10-4 M x 1,5 x 1010 L = 4,74x106 mol de H+
De acuerdo a la ionizacin: n H2SO4 = n H+
= 2,37x106 mol H2SO4 Masa de H2SO4 = n x 98g/mol = 232,3x10
6 g= 2,32x105 kg
Ejercicio
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Smog Fotoqumico
Conocido como niebla amarillenta-rojiza en los
das soleados, se origina por la accin de la luz
solar sobre los xidos de nitrgeno liberados por
los vehculos.
Es la coexistencia de reactivos y productos en una
atmsfera urbana, cuando tenemos xidos de
nitrgeno (NOx), monxido de carbono (CO),
metano (CH4), ozono troposfrico (O3) y otros
compuestos orgnicos voltiles (COVs), en
presencia de radiacin solar.
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Ecuaciones del smog fotoquimico
NO + O2 2 NO2 RH + O R* + OH*
NO2 + hy NO + O RH + OH* R* + H2O
O + O2 + M O3 + M RCHO + O RCO* + OH*
O3 + NO NO2 + O2 RCHO + OH* RCO* + H2O
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Acciones para evitar el Smog Fotoquimico
Para reducir el smog fotoqumico se debe reducir la produccin de xidos de nitrgeno (NOx) y compuestos orgnicos voltiles (COVs), pero por lo general los COVs se encuentran en exceso, por lo que una reduccin de NOx conduce a una disminucin de smog fotoqumico. Como una de las principales fuentes de productores de NOx son los vehculos; se utiliza un catalizador de 3 vas para controlar la produccin de este, este catalizador reduce estos xidos a nitrgeno y oxgeno moleculares.
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Acumulador de plomo
Recipiente lleno de una solucin de cido
sulfrico (H2SO4) como electrlito
Se sumergen dos placas: una con xido de
plomo PbO2 (polo positivo) y otra de plomo Pb
(polo negativo)
Durante el proceso de descarga las dos placas
van convirtindose en sulfato de
plomo (PbSO4)
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Ecuaciones
Reduccin
PbO2 + 2 H2SO4 + 2e- 2H2O + PbSO4 + SO42-
Oxidacin Pb + SO4
2- PbSO4 + 2e-
Descarga Pb + 2 H2SO4 + PbO2 PbSO4 + 2H2O + PbSO4
Recarga PbSO4 + 2H2O + PbSO4 Pb + 2 H2SO4 + PbO2
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Ejercicio
La concentracin de cido sulfrico en un acumulador de plomo que ha estado durante algn tiempo en un automvil, se ha reducido de 38 % en masa y densidad 1,29 g/mL a 26% en masa y densidad 1,19 g/mL. Suponga que el volumen del cido permanece constante a 750 mL. Determine la carga total (en coulombs) suministrada por acumulador. Calcule el tiempo (en horas) que tomar recargar la batera para tener la concentracin inicial de cido sulfrico utilizando una corriente de 22,4 A.
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Bibliografa
Microsoft Encarta 2008. 1993-2007
Microsoft Corporation.
www.sagan-gea.org/hojared/Hoja13.htm