evipre. fa 358515 64. fisicoquimica
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fisicoquimicaTRANSCRIPT
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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EDGAR HERRERA VALENZUELA
JUAN CARLOS DUARTE