Qumica del Ambiente

Lluvia cida

Smog fotoqumico

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.

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

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

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

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

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

Lluvia cida

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

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.

Lluvia cida

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.

Efectos en las construcciones

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

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.

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

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.

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)

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

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.

Bibliografa

Microsoft Encarta 2008. 1993-2007

Microsoft Corporation.

www.sagan-gea.org/hojared/Hoja13.htm