lunes, 17 de agosto de 2015

Atmósfera - composición


LA QUIMICA AMBIENTAL

A mediados del S. XVIII comenzó en Inglaterra la revolución industrial. En ese período se reemplazó la madera como combustible por el carbón mineral, con fines industriales en la máquina de vapor.
En 1273 Eduardo I había prohibido el uso del carbón como combustible para reducir la contaminación.
Dickens (1812-1870)  en su libro Tiempos difíciles, describe al pueblo “Coketown” que permanecía oculto en la neblina producida por la combustión del carbón.
Esta contaminación se fue incrementando por el uso creciente  del carbón. En 1911 murieron 1150 londinenses por los efectos del humo del carbono, que pasó a denominarse smog; en 1922, murieron 4000.
También se relacionó la cuestión de los efluentes industriales   y con las cloacas a cielo abierto con el demérito de la calidad de las aguas; y la actividad agrícola con la calidad de las aguas subterráneas.
A esto se suma la explosión demográfica, que originó el crecimiento de la población más rápido que el ritmo de planificación urbana.
La contaminación llegó a niveles tales que desconoció fronteras.

La química en el ambiente juega un papel fundamental:
De qué manera la química modifica el ambiente?

Qué es el ambiente?

Concepción biologicista del ambiente:           Concepción del ambiente como sistema complejo:
Actitud depredadora.                                      Actitud preservacionista
El ambiente se reduce a una fuente                   Valoración
de recursos.                                                 Cuidado de aquello de lo que somos parte.
Hay un desprecio por el amb.                           El H es parte del amb.
Mayor jerarquía del H                                     Lo modifica y es modificado por él.






 
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Origina el agotamiento de los recursos               Preserva al hombre y al ambiente


LA ATMÓSFERA:
COMPOSICIÓN                                                                                                                                    
La atmósfera (gr. Atmós: vapor; lat: sphaeram: esfera) puede ser dividida de acuerdo con su composición química en dos regiones. Una capa de composición más  o menos uniforme, que se extiende hasta una altura de 80 a 100 km, llamada homosfera, y otra de composición variable llamada heterosfera.
Los principales componentes de la homosfera son los gases nitrógeno y oxígeno. También otros gases de proporción menos constante , además de partículas en suspensión y otras impurezas.

Gases de proporción constante.
El nitrógeno y el oxígeno representan aproximadamente el 78 y 21 % en volumen de la homosfera.
El nitrógeno es prácticamente inerte. Sólo con grandes cantidades de energía como las suministradas durante las descargas eléctricas en la atmósfera se combina con el oxígeno para formar monóxido de nitrógeno (NO).
Hay bacterias que lo fijan al suelo y lo hacen disponible para las plantas en forma de nitritos y de nitratos. A su vez, las bacterias desnitrificantes devuelven  nitrógeno gaseoso a la atmósfera.
El oxígeno interviene en la respiración y en las reacciones de combustión. El resto de los gases que se encuentran en una proporción constante en la homosfera son los gases nobles, siendo el más abundante el argón (aprox. 0,9 % en volumen).

Gases de proporción variable.
CO2. Interviene en la fotosíntesis de las plantas, algas y bacterias fotosintéticas, así  como en la quimiosíntesis en las profundidades oceánicas. Este gas, junto con el vapor de agua y el metano, es el responsable del efecto invernadero, ya que absorbe parte del calor transferido a la atmósfera por la superficie terrestre. Gracias al efecto invernadero, la temperatura promedio de la superficie de la tierra, es de 15°C, en lugar de 15°C bajo cero.
Es aportado naturalmente a la atmósfera por la respiración de los seres vivos y a través de los volcanes, cuando las rocas carbonáticas (como las calizas), presentes en las placas tectónicas oceánicas subduccionan las placas continentales. En esta reacción, que ocurre a elevadas temperaturas, se forma óxido de calcio y se desprende dióxido de carbono.
                  
CaCO3                             CaO   +  CO2
El principal sumidero de dióxido de carbono es el mar. La concentración de este gas varía en forma periódica en el año: el mínimo de concentración se debe a su absorción por las plantas en verano.

H2O(v). El vapor de agua también es responsable del efecto invernadero, siendo más eficiente que el CO2, ya que no sólo absorbe, sino que almacena calor. Cuando el vapor de agua se mueve por las corrientes de aire, transporta esa energía almacenada.
En los desiertos o en las zonas frías, el vapor de agua se encuentra en una baja proporción en el aire, pero en las zonas tropicales puede sobrepasar el 4% en volumen. Cuanto mayor es la temperatura del aire. Mayor es la proporción máxima de vapor de agua que puede contener. El aire a 0°C satura con 0,6 % en volumen de vapor de agua, mientras que a 30°C admite 4,2 por ciento. El vapor de agua en el aire, actúa como un moderador de las amplitudes térmicas.

O3. De los demás gases  que se encuentran en proporción variable el más importante es el ozono. La mayor parte de él se encuentra confinado en la llamada capa de ozono, que se extiende entre los 15 y 50 km de altura (aunque la mayor concentración se encuentra entre los  20 y 25 km). La importancia del ozono, se debe a su capacidad de absorber la radiación ultravioleta proveniente del sol.


Componente
Porcentaje en volumen
Partes por millón en volumen
Nitrógeno (N2)
78,084
780.840
Oxigeno (O2)
20,946
209.460
Argón (Ar)
0,934
9.340
Dióxido de carbono (CO2)
0,035
350
Neón (Ne)

18,18
Helio (He)

5,24
Metano (CH4)

2
Criptón (Kr)

1,14
Hidrogeno (H2)

0,5
Monóxido de dinitrógeno (N2O)

0,5
Xenón (Xe)

0,087

También se encuentran en baja proporción el SO2, óxidos de nitrógeno, amoníaco, metano, monóxido de carbono. El dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno son los causantes del smog y de la precipitación ácida.

ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA EN CAPAS:


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