Lluvia Ácida: Producto de la contaminación ambiental

La Lluvia Ácida 

     Es un fenómeno que ocurre durante una etapa del ciclo del agua, donde el proceso natural se altera producto de la contaminación industrial, la actividad antropológica y algunos fenómenos naturales como las erupciones volcánicas.


García (2009), describe la lluvia ácida como una lluvia que se ha vuelto ácida debido a ciertos contaminantes que se hallan en el aire. la lluvia ácida es causada por una reacción química que comienza cuando compuestos como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno salen al aire. estos gases pueden alcanzar niveles muy altos de la atmósfera, en donde se mezclan y reaccionan con el agua, oxigeno y otras sustancias químicas y forman más contaminantes ácidos, conocidos como "lluvia ácida".

      A continuación se presenta un vídeo que explica el Ciclo del Agua; la lluvia que se produce durante el ciclo es un producto natural, sin alteraciones de pH ni presencia de otras sustancias químicas como Nitrógeno (N), Azufre (S), Carbono (C), solo moléculas de H2O

Ciclo del Agua

      La diferencia de la lluvia "natural" a la lluvia "ácida", las moléculas evaporadas de agua H2O que llegan a la atmósfera se mezclan con los óxidos de SOx, COx, y NOx, producto de la contaminación ambiental como se mencionó anteriormente, esta reacción produce ácidos que caerán en forma de lluvia en diferentes concentraciones y con características de pH por debajo de 6.

    Las centrales eléctricas emiten la mayor parte del dióxido de azufre y muchos de los óxidos de nitrógeno cuando queman combustible fósil (petroleo y carbón) para producir electricidad. A demás, el escape de los automóviles, camiones y autobuses también emiten óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre.

Ver animación completa: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/14002984/helvia/aula/archivos/repositorio/750/832/lluvia_acida.swf

     La reacción de combustión entre un material fósil, resulta calor que producirá la energía que se requiere para los procesos industriales y humo, el cuál está compuesto de restos carbonosos sin quemar y de gases como monóxido y dióxido de carbono, anhídrido sulfuroso, cianógeno, ácido cianhídrico, vapor de agua, dióxidos, sulfuro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno. El tipo y cantidad de estos gases estará dado por el material que se quema, la temperatura que registra la combustión y el nivel de oxigenación del proceso.

    Entre las reacciones químicas de combinación que se producen que genera la Lluvia Ácida se encuentra la del Dióxido de Carbono con el agua contenida en la atmósfera, da como producto Ácido Carbónico.

 Lluvia Ácida

    La ciencia en el campo de la química, permite interpretar las relaciones cuantitativas entre la cantidad de material de los reactivos involucrados en una reacción química y la cantidad de producto que se genera o que se obtiene, dicha cantidad de sustancia expresada en masa, moles, mol de moléculas y átomos. Lo cual se conoce en la química con el termino de Estequiometría, definida como el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química.

de allí que podamos interpretar la relación de la siguiente manera:

1 mol de Dióxido de carbono reaccionan con 1 mol de Agua lo cual produce 1 mol de Ácido Carbónico

Ver concepto de mol:

http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/Apuntes/Apuntes4/Mol.pdf

Recordemos:

El Peso Atómico de un elemento encontrado en la Tabla Periódica es la masa expresada en gramos por cada mol del elemento, el mol como unidad del Sistema Internacional de medida representa la cantidad de 6,02x10^{23 mol de átomos.}

^{Cuando se requiere calcular la cantidad de materia de una molécula el Peso Molecular representa la masa de dicha molécula expresada en gramos por mol, representando la unidad en un mol con} 6,02x10^{23 mol de} moléculas. 

 Si retomamos la ecuación de la reacción química anterior tenemos la siguiente relación cuantitativa entre cantidad de sustancia de reactivos y producto: en mol, masa y mol de moléculas

44 gr/mol              +       18 gr/mol             =                  62 gr/mol

1 mol                    +        1 mol                   =                 1 mol

6,02x10^{23 mol de    +}  6,02x10^{23 mol de m}oléculas=     6,02x10^{23 mol de} moléculas

 moléculas 

     Existen muchas reacciones químicas que generan la Lluvia Ácida, a causa de gases contaminantes de diferentes fuentes, incluso desde nuestros hogares cuando cocinamos con gas propano, aunque no se puede observar a simple vista, en la reacción de combustión el gas propano con el oxígeno del aire se produce dióxido de carbono  y si la presencia de oxígeno es muy mínima se puede producir monóxido de carbono, llegando estos gases a la atmósfera. incluso, son causantes de alteraciones en otros procesos naturales del planeta tierra como la destrucción de la capa de ozono y el efecto invernadero.

Deterioro de la Capa de Ozono (ver documento en linea)

http://www.betheling.com/technical/cfc/la%20capa%20de%20ozono.pdf

Ver animación completa

 http://contenidos.educarex.es/sama/2010/csociales_geografia_historia/flash/capaozono.swf

Efecto Invernadero 

Ver animación completa: http://www.iesmariazambrano.org/Departamentos/flash-educativos/efecto_invernadero.swf

      La contaminación ambiental, provoca cambios en los ciclos normales del planeta Tierra, alterando los procesos químicos que ocurren en él, afectando de forma directa y cada vez en mayor proporción la naturaleza y todos sus ecosistemas, incluyendo daños y consecuencias para el hombre. 

      Existen otras reacciones químicas que ocurren en la atmósfera a consecuencia de la contaminación ambiental de diferentes fuentes como se ha observado y estudiado en este material, reacciones que dan como producto cambios a la naturaleza de algunos ciclos que ocurren en la tierra, tal es el caso de la lluvia ácida y deterioro de la capa de ozono. 

Realiza la siguiente auto-evaluación virtual de conocimientos, te ayudará a repasar temas anteriores a este y que son muy importantes para los próximos temas:

http://www.alcaste.com/departamentos/ciencias/actividades_multimedia/fqeso/actividades_qeso/masa_quimica/masa_q2.htm

http://www.alcaste.com/departamentos/ciencias/actividades_multimedia/fqeso/actividades_qeso/masa_quimica/masa_q1.htm

En clase presencial realizaremos algunos de los ejercicios allí encontrados, pero trata de resolverlos todos... Suerte!!! 

Según los estudios previos y los conceptos vistos sobre las relaciones entre masas entre reactivos y productos en una reacción química (estequiometría), plantea reacciones químicas que ocurren en la atmósfera a causa de la presencia de gases contaminantes, como NOx, SOx, CO, CFC y otros que generan las sustancias químicas conocidas como lluvia ácida y la destrucción del ozono, expresando las relaciones cuantitativas entre la cantidad de material involucrado expresado en mol, moléculas, gramos.

Considerando los gases contaminantes y sus consecuencias para el ambiente, según tu opinión ¿cuál de ellos estaría causando mayor contaminación? tomando en cuenta la cantidad de producto formado, fuente de la producción de gases como el NOx, COx, SOx, otros y por consiguiente el fenómeno de lluvia ácida y el deterioro de la capa de ozono.





En la sesión de comentarios realizaremos un foro destinado a la exposición y sugerencias en base de lo antes planteado.... 

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Espero tus aportaciones ...




Puedes revisar el siguiente paper sobre las reacciones químicas que se producen y forman la lluvia ácida:

http://www.redalyc.org/pdf/695/69510211.pdf

Referencias Bibliográficas 

Chang, R (2007). Química. (9ª.ed.). México: McGraw-Hill Interamericana.

García, S (2009). La lluvia ácida. Revista Digital Innovación y Experiencias Nº 23-Octrubre.[Documento en línea]. Disponible: http://www.csi-csif.es/andalucia/modules/mod_ense/revista/pdf/Numero_23/SILVIA_GARCIA_SEPULVEDA01.pdf. [Consulta: 2014,Diciembre 20]

Valdéz, M (1988). ¿Cómo ves? Guía del Maestro. [Documento en línea]. Disponible: http://www.comoves.unam.mx/assets/revista/1/guiadelmaestro_1.pdf. [Consulta: 2014, Diciembre 20].