DIVISIONES DE LA ATMÓSFERA

CARACTERÍSTICAS DE LAS CAPAS ATMOSFÉRICAS

1.- Tropósfera: Es la región donde ocurren los fenómenos atmosféricos

2.- Estratósfera: Se encuentra la capa de ozono

3.- Mesósfera: La capa inferior se denomina ionósfera, constituida por aire rarificado y altamente ionizado. Tiene gran influencia en las comunicaciones inalámbricas.

La capa superior se denomina termosfera y es una zona de alta temperatura, debido a

la absorción de los rayos ultravioletas.4.- Exósfera: Capa más alejada.

COMPOSICIÓN DEL AIRE SECO

COMPONENTE Nº DE MOLECULAS

Nitrógeno (N2) 78.083

Oxígeno (O2)

20.944

Argón (Ar) 0.933

Dióxido de carbono (CO2)

0.036

Propiedades físicas del aire

• Los gases atmosféricos ocupan espacio• La atmósfera no posee un volumen definido• La atmósfera se expande y se contrae• El aire posee una baja densidad. La densidad del aire

seco y frío es de 0,0001293g/ cm3. La densidad del aire disminuye con la altitud y es menor aún en las capas más altas de la atmósfera.

• La atmósfera ejerce presión. El peso de los gases que componen la atmósfera ejerce presión sobre los cuerpos inmersos en ella. Esta presión se llama presión atmosférica.

PROPIEDADES QUÍMICAS

DE LOS GASES DEL AIRE

• OXÍGENO: (O2)

• -Es un elemento gaseoso, incoloro e insípido, formado por moléculas diatómicas.

• -Es inactivo a temperatura ambiente, pero a temperaturas elevadas se combina fácilmente formando óxidos.

• -Es comburente ya que participa activando la combustión.

• Es uno de los productos de la fotosíntesis.• Es imprescindible para los seres vivos.

Dióxido de carbono (CO2)

-Es un compuesto gaseoso, inodoro e incoloro a temperatura ambiente (20-25ºC), formado por carbono y oxígeno.

-Es poco reactivo, ligeramente tóxico y con sabor ácido.-Se disuelve en agua y reacciona con ella produciendo

ácido carbónico (H2CO3), el cual hace variar el pH de las soluciones.

-No es combustible ni aporta a la combustión, se produce en ella.

-Participa en los procesos vitales de plantas y animales, tales como la fotosíntesis y respiración celular.

-se utiliza en la elaboración de bebidas efervescentes y en la fabricación de bicarbonato de sodio.

NITRÓGENO (N2)

• Es un elemento gaseoso, incoloro, insípido, no inflamable e inerte.

• Para ser utilizado por las plantas, debe primero fijarse y transformarse por la acción de ciertos microorganismos, en el llamado ciclo del nitrógeno.

• Es importante para las plantas y animales, porque forma parte de las proteínas.

Argón (Ar)

• Por su estructura atómica, es un elemento gaseoso inerte, formado por átomos individuales.

• Pertenece al grupo de los gases nobles, aquellos que tienen muy baja reactividad química.

•

Hidrógeno (H2)

• Es un elemento gaseoso, incoloro, inodoro e insípido.• Constituido por moléculas diatómicas.• Es relativamente inerte a temperatura ambiente, pero

con una pequeña ignición en presencia de oxígeno, reacciona violentamente.

• Por esta razón podemos afirmar que el hidrógeno es combustible.

OZONO (O3)

• Es un gas incoloro de olor penetrante, compuesto por tres átomos de oxígeno.

• Se produce en forma natural en la estratosfera por acción de la luz solar sobre las moléculas de oxígeno, según la siguiente ecuación:

• 3O2 + energía → 2O3

• Es inestable, se descompone fácilmente en oxígeno diatómico (O2)

• Cuando se forma en la troposfera, el ozono deja de ser protector de la vida en el planeta para convertirse en un peligroso contaminante

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE GASES

• El modelo científico que explica el comportamiento de los gases se denomina teoría cinético molecular de los gases y plantea los siguiente:

• Los gases están formados por partículas diminutas (átomos o moléculas), las cuales se encuentran separadas por distancias tan grandes, que son incluso mucho mayores que sus propias dimensiones.

• Las partículas de cualquier gas se mueven constantemente al azar y en línea recta, chocando entre sí o contra las paredes del recipiente en que se encuentran.

• Entre las partículas de los gases no existen fuerzas de atracción o repulsión.

• Un aumento de la temperatura de un gas aumenta también la velocidad con la que se mueven las partículas.

• La presión de un gas es el resultado de los choques entre las partículas y las paredes del recipiente.

¿QUÉ ES LA INVERSIÓN TÉRMICA?

• Fenómeno metereológico, que se da en las capas de la atmósfera terrestre, especialmente

en invierno y en noches despejadas.

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

TIPOS DE CONTAMINACIÓN

• I.- Natural: Es aquella que ocurre sin la intervención del hombre. Ej. Las erupciones volcánicas, tormentas de polvo.

• II.-Artificial : Es aquella que ocurre con la intervención del hombre Ej. Industrias, quema de combustibles,etc.

TIPOS FUNDAMENTALES DE SMOG

• I.-Química del smog industrial: Se caracteriza por la presencia de humo, niebla, dióxido de carbono y material en partículas como cenizas y hollín.

– A.- La hulla

C + O2 CO2

2C + O2 2CO

-B.- Óxidos de azufre

S + O2 SO2

2SO2 + O2 2SO3

S O3 + H2O H2SO4

C.- Partículas

Característica común del smog industrial, que pueden ser sólidas y líquidas.

Consiste principalmente en hollín y el material mineral contenido en la hulla.

Estos minerales no arden.

EFECTOS AMBIENTALES DEL SMOG INDUSTRIAL

• Los óxidos de azufre y los aerosoles de ácido sulfúrico dañan las plantas, decolorándose y manchándose las hojas.

• Agrava los síntomas de las personas que padecen asma, bronquitis, enfisema y otras enfermedades pulmonares .

MÉTODOS PARA ELIMINAR EL SMOG INDUSTRIAL

• Precipitadores electrostáticos

• Filtración con bolsas

• Separador ciclónico

• Lavadores de gases

MONÓXIDO DE CARBONO

• Cuando un hidrocarburo arde con suficiente oxígeno, los productos son dióxido de carbono y agua.

• 2C8H18 + 25 H2O 18H2O +16 CO2

• Cuando no hay suficiente oxígeno, se forma otro óxido de carbono, el monóxido de carbono ( gas invisible, inodoro e insípido)

ÓXIDO DE NITRÓGENO: AIRE AMBARINO

• Reacción en la atmósfera y en las cámaras de combustión:

N2 + O2 2NO

• El oxígeno de la atmósfera oxida al NO:

2 NO + O2 2 NO2

• El dióxido de nitrógeno es un gas color ámbar y desempeña un papel vital en el esmog fotoquímico

¿QUÉ ES EL SMOG FOTOQUÍMICO?

• Es el resultado de la acción de la luz solar sobre los óxidos de nitrógeno y otras fuentes de combustión a alta temperatura y se caracteriza por una bruma amarillenta

¿CÓMO OCURRE ÉSTA REACCIÓN?

• Etapa de iniciación:• NO2 + luz solar NO + O• Reacciones secundarias:• O + O2 O3

• O + RH R* + *OH• Reacciones terciarias:• HC +O2 + NO2 CH3COO-ONO2 (PAN)• HC + O3 RCHO

OZONO

OZONO: PROTECTOR Y CONTAMINANTE

• El ozono es un componente natural de la estratosfera.

• El ozono también es un componente del smog fotoquímico, que inhalado es una sustancia tóxica y peligrosa

• En la mesosfera, ocurre lo siguiente:

• O2 radiación ultravioleta 2 O

• Algunos de estos átomos altamente reactivos bajan por difusión hasta la estratosfera:

• O + O2 O3

• O3 radiación ultravioleta O2 + O

EL OZONO COMO CONTAMINANTE DEL AIRE

• El ozono es un potente agente oxidante.

• En niveles bajos causa irritación de los ojos

• En niveles altos puede causar edema pulmonar, hemorragia e incluso la muerte

• Causa un daño económico, hace que el caucho se agriete y se endurezca.

• Causa daño a los cultivos.

CLOROFLUORCARBONOS Y OTRAS AMENAZAS PARA EL ESCUDO PROTECTOR

• Son gases o líquidos a temperatura ambiente, con bajo punto de ebullición.

• Prácticamente insolubles en agua• Se utilizan como gases dispersores en latas de

aerosoles, agentes espumantes para plásticos y como refrigerantes.

• Por ser tan inertes, persisten durante mucho tiempo en el entorno.

¿CÓMO REACCIONAN LOS CFC?

• CF2CL2 + luz ultravioleta CF2Cl + Cl·

• Cl· + O3 ClO· + O2

• ClO· + O Cl·- + O2

• La descomposición de una molécula de CFC puede causar la destrucción de muchas moléculas de ozono.

ALTERNATIVA PARA NO USAR CFC

• Hidroclorofluorocarbonos (HCFC) como CHCl2CF3

• Hidrofluorocarbonos (HFC) como CH2FCF3

¿Cuál es el problema , a pesar de no ser tan

nocivos?

Los CFC, HFC y HCFC son gases invernaderos

FUENTES DE HIDROCARBUROS

• La gasolina es la principal fuente de hidrocarburos en el entorno.

• El motor de combustión interna de los automóviles.

• Los HC que contienen dobles enlaces, se combinan con átomos de oxígeno o moléculas de ozono para formar aldehídos.

• Los HC. junto con el oxígeno y dióxido de nitrógeno dan lugar al PAN

• El ozono, los aldehídos y el PAN son los causantes del esmog

¿QUÉ HACER FRENTE AL SMOG FOTOQUÍMICO?

• Los principales culpables del smog fotoquímico son los óxidos de nitrógeno, los hidrocarburos y la luz solar.

• Reducir la cantidad de HC que ingresa a la atmósfera, utilizando otros disolventes.

• Usar convertidores catalíticos.

LLUVIA ÁCIDA

¿QUÉ ES LA LLUVIA ÁCIDA?• Es la lluvia que tiene un pH menor que 5,6

• Se debe a los óxidos de azufre que emiten las plantas termoeléctricas y a los óxidos de nitrógeno emitidos por las plantas termoeléctricas y los automóviles.

• Las principales fuentes son el dióxido de azufre (SO2) y el monóxido de nitrógeno (NO).

• Estos óxidos se convierten en SO3 y NO2 que reaccionan con el agua y forman H2SO4 y HNO3

¿QUÉ EFECTOS PRODUCE LA LLUVIA ÁCIDA?

• Corroen los metales y pueden carcomer los edificios y estatuas de piedra.

• Los edificios y estatuas de mármol se desintegran.

• Reacciones químicas:

• Fe + H2SO4 FeSO4 + H2

• CaCO3 + H2SO4 CaSO4+ H2O + CO2

CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN INTERIORES

UN CONTAMINANTE PESADO EL PLOMO

• Durante años se usó el tetraetilo de plomo, para mejorar las cualidades antidetonates de la gasolina.

• Los automóviles han vertido enormes cantidades de plomo en el medio ambiente.

• El plomo arruina los catalizadores de los dispositivos para el control de la contaminación.

• El plomo afecta el funcionamiento de la sangre, el hígado, los riñones y el cerebro.

UN CONTAMINANTE NEBULOSO: EL CIGARRILLO

• Se han identificado más de 40 carcinógenos entre cerca de 4000 compuestos químicos .

• Los efectos del consumo del cigarrillo en la salud del fumador son muy conocidas.

• El no fumador también está expuesto a niveles significativos de alquitrán y nicotina.

LOS SIETE PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AIRE

• Monóxido de carbono (CO)

• Hidrocarburos

• Óxido de azufre (SOx)

• Óxido de nitrógeno ( NOx)

• Partículas

• Ozono (O3)

• Plomo (Pb)

CALENTAMIENTO GLOBAL DEL PLANETA

AUMENTO DE TEMPERATURA

EFECTOS SOBRE EL CALENTAMIENTO GLOBAL