Química ambiental
Facultad de Farmacia y Bioquímica
Programa: Enlace UBA
Cátedra:
Química General e Inorgánica
Integrantes:
Prof. Dr. Pablo Evelson, Prof. Dra. Natalia Magnani, Dra Mariana Garcés
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Para que exista vida en la Tierra necesitamos del sol, el agua y la atmósfera. Detengámonos en esta última: cada respiro nos recuerda que dependemos de un delicado equilibrio químico que sostiene nuestra salud y la del planeta. Hoy, ese equilibrio está alterado por contaminantes generados por nuestras actividades.
La química atmosférica nos ayuda a entender cómo se forman y transforman.
Te invitamos a explorar las reacciones invisibles que, sobre el ambiente que nos rodea, están moldeando nuestro presente y nuestro futuro.
Completá el siguiente párrafo con las palabras o frases dadas:
El monóxido de carbono (CO) es uno de los principales gases emitidos por el uso de combustibles. La concentración promedio del CO en el aire en una ciudad urbana como Buenos Aires es de 3,5 ppm.
Calculá el número de moléculas de CO en 1,0 L de este aire a una presión de 759 torr y una temperatura de 22°C.
Acá te dejamos la resolución completa para que puedas comparar tus pasos.
Resolución:
-
Interpretar las ppm
Para gases, ppm = partes por millón en volumen.
Entonces:
3,5 ppm = 3,5 moles de CO por cada 106 moles de aire
-
Calcular los moles totales de gas en 1,0 L
Usamos la ecuación de los gases ideales:
P V = n R T
Convertimos unidades:
Presión, pasamos de Torr a atmósferas
P = 759 torr
760 torr = 1 atm
759 torr = 0,999 atmTemperatura, pasamos de grado Celsius a Kelvin
T = 22°C
0°C = 273 K
22°C = 295 KVolumen, ya lo tenemos en litros
V = 1,0 L
Constante:
R = 0,082 L atm / K mol
Calcular naire
P V = n R T
naire = P V / R T
naire = (0,999 atm)(1,0 L) / (0,082 L atm / K mol)(295 K)
naire = 0,0413 mol
-
Calcular los moles de CO
Usamos la proporción de 3,5 ppm = 3,5 moles de CO por cada 106 moles de aire
nCO = (naire × 3,5) / 106
nCO = 0,0413 × 3,5 / 106
nCO = 1,45 × 10-7 mol
-
Calcular el número de moléculas NCO
Usamos el número de Avogadro:
NCO = nCO × NA
NCO = (1,45 × 10-7)(6,022 × 1023)
NCO = 8,7 × 1016 moléculas de CO
Respuesta final
En 1,0 L de aire en CNPT hay 8,7 × 1016 moléculas de CO.
Responde la pregunta marcando todas las opciones correctas
¿Creés que puede haber otras fuentes de emisión de contaminantes? ¿Cuáles?
En la atmósfera pueden ocurrir diferentes tipos de reacciones. Identificá cada una de ellas para conocerlas mejor.
Uní cada tipo de reacción con su descripción.
Reacción
- Reacción de descomposición
- Reacción de neutralización
- Reacción de combinación
Descripción
- Dos o más sustancias reaccionan para formar un producto
- Una sustancia experimenta una reacción para producir dos o más sustancias.
- Un ácido y una base reaccionan formándose agua y una disolución acuosa de un compuesto iónico llamado sal
El ácido sulfúrico es un ejemplo de contaminante secundario que se produce cuando el agua y los gases ricos en azufre reaccionan en la atmósfera según la siguiente reacción:
H2O(l) + SO3(g) → H2SO4(ac)
¿En este caso qué tipo de reacción es?
Indicá si es verdadera o falsa la siguiente afirmación:
“En esta reacción no se observan cambios en los números de oxidación de los elementos, por lo tanto esta ecuación se balancea por el método del ion electrón.”
¿Qué cambios en las condiciones climáticas pueden afectar a los contaminantes en la atmósfera?
Mirá el siguiente video para observar cómo afectan las condiciones climáticas a los contaminantes atmosféricos.
Teniendo en cuenta la información del video complete el siguiente texto eligiendo en cada caso el término correcto
El dióxido de nitrógeno (NO2) y el tetróxido de dinitrógeno (N2O4) forman un equilibrio químico
homogéneo /
heterogéneo,
ya que ambos se encuentran en fase gaseosa:
2 NO2(g) ⇌ N2O4(g)
La formación del tetróxido de dinitrógeno (N2O4) es un proceso exotérmico / endotérmico, por lo que una disminución de temperatura desplaza el equilibrio hacia productos / reactivos.
Un aumento de temperatura favorece la reacción directa / inversa.
La formación del tetróxido de dinitrógeno (N2O4) es un proceso exotérmico / endotérmico, por lo que una disminución de temperatura desplaza el equilibrio hacia productos / reactivos.
Un aumento de temperatura favorece la reacción directa / inversa.
Cuando el ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado reacciona con el carbonato de calcio (CaCO3), el ácido actúa como agente oxidante, reduciéndose a dióxido de azufre (SO2) gaseoso, mientras el carbonato se oxida liberando dióxido de carbono (CO2).
La reacción global simplificada es:
CaCO3(s) + 2 H2SO4(ac)→CaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g)+ SO2(g)
¿Cuántos litros de dióxido de azufre (SO2) se obtendrán en CNPT si reaccionan 10,0 g de carbonato de calcio (CaCO3) con un exceso de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado?
Datos:
- Masa molar CaCO3 = 100 g/mol
- Masa molar H2SO4 = 98 g/mol
- Masa molar SO2 = 64 g/mol
- CNPT: 1 mol de gas ocupa 22,4 L a 273 K y 1 atm.
Se obtienen:
L de dióxido de azufre (SO2)
Complete con todas las opciones correctas
La exposición a contaminantes afecta primero a los tejidos y sistemas que se encuentran en contacto directo como por ejemplo...
Aunque estos tejidos presentan sistemas de defensas más eficientes, la exposición contínua puede empeorar enfermedades preexistentes. Además, el daño puede llegar a otros tejidos, los principales órganos asociados con peores efectos adversos son ….
Si bien todos estamos expuestos a los efectos de la contaminación atmosférica, las poblaciones más afectadas son….
Indicá si es verdadera o falsa la siguiente afirmación:
Durante la gestación y la infancia, la exposición al aire de baja calidad puede por ejemplo afectar el desarrollo pulmonar, aumentar la incidencia de infecciones respiratorias y agravar el asma.
Es:
En las personas mayores, que presentan enfermedades crónicas existentes como la hipertensión, enfermedades respiratorias y cardíacas, los contaminantes no logran aumentar el riesgo de hospitalización y mortalidad.
Es:
Algunas recomendaciones incluyen acciones individuales, pero además se deben implementar políticas públicas para mejorar la calidad del aire.
Identifiquemos esas acciones agrupando las recomendaciones en su correspondiente categoría.
Acciones individuales
Políticas públicas
- monitoreo de la calidad del aire
- optar por medios de transporte conjunto como colectivos, trenes.
- manejo de desechos responsable
- promoción del transporte público
- difundir información certera
- limitar aún más las emisiones
- usar autos/motos eléctricas, bicicletas
- aumentar los espacios verdes urbanos
- fomentar campañas de educación ambiental
- disminuir la huella personal
En este desafío pondrás a prueba tus conocimientos sobre los contaminantes del aire y su origen.
Observá, completá y calculá para descubrir qué ocurre realmente en nuestra vida cotidiana.
En este desafío vas a explorar cómo reaccionan los contaminantes una vez que entran en la atmósfera y qué procesos químicos determinan su transformación.
Te invitamos a reconocer distintos tipos de reacciones y a interpretarlas en ejemplos reales.
Preparate para observar, analizar y poner en juego tus conocimientos para entender qué ocurre, paso a paso, en la química del aire.
En este desafío vas a descubrir cómo el clima modifica el comportamiento de los contaminantes en el aire y qué condiciones pueden intensificar sus efectos.
Te invitamos a explorar cómo cambios en temperatura, presión y humedad alteran reacciones químicas clave en la atmósfera.
Preparate para observar, experimentar y entender cómo el ambiente que nos rodea influye directamente en la calidad del aire que respiramos.
En el contexto del cambio climático, el incremento sostenido de las temperaturas medias globales podría alterar equilibrios químicos atmosféricos, incrementando la presencia de contaminantes en su forma más reactiva y dañina para la salud y los ecosistemas.
Comprender estas interacciones entre química atmosférica y temperatura es esencial para predecir el impacto de un planeta en calentamiento sobre la calidad del aire y, por ende, sobre la salud humana.
Observa cómo se generan uno de estos ácidos a partir de la reacción de los óxidos con agua y su efecto como contaminante aéreo
“La lluvia ácida se forma cuando gases contaminantes, como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno, se combinan con el vapor de agua formando ácidos. Al caer, esta lluvia tiene un pH más bajo de lo normal y puede dañar tanto la naturaleza como las estructuras construidas por el ser humano.
Uno de los materiales más afectados es la piedra caliza (carbonato de calcio), muy usada en edificios, esculturas y monumentos históricos. El ácido disuelve el carbonato de calcio, haciendo que las superficies se desgasten, se manchen o pierdan detalles. La lluvia ácida no solo perjudica al ambiente, sino que también acelera la destrucción de nuestro patrimonio cultural.”
Actualmente, más del 90 % de la población mundial respira aire de baja calidad.
En nuestro
país más de 15.000 muertes prematuras por año están relacionadas con la contaminación
atmosférica.
¡Felicitaciones!
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