Date post: | 21-Jul-2015 |
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Química ambiental de la
hidrosferaIntegrantes:
Mayhuay Cáceres kevin
Mori Velasquez Jhonatan
Sosa Zavaleta Luigi
2.1 H20: Formula sencilla , Molécula
compleja
ES EL VERDADERO MEDIO DE VIDA.
EN ESTA SE DESARROLLARON FORMAS DE VIDA TEMPRANAS.
NUESTRO CUERPO CUENTA CON ELLA(65 % al 75 %).
LO QUE HACE ESPECIAL AL AGUA ES SU ESTRUCTURA MOLECULAR.
TENINE UNA ESTRUCTURA ORQUEADA.
ES UN DIPOLO ( CONVIERTIENDOLAS EN UNA BUENA DISOLVENTES) .
2.2 propiedades importantes del agua
La asimetría de la molécula.
Su naturaleza polar.
La capacidad de formar enlaces o puentes de hidrogeno.
Tensión superficial alta.
Transparencia.
Comportamiento peculiar frente al calor
2.3 DISTRIBUCION DEL AGUA Y
SUMINISTROS
No suele ser igual en todos los lugares del mundo, siendo un problema en
todo el mundo .
Agravando esta escases se encuentra la contaminación del agua.
CICLO HIDROLÓGICO
• EVAPORACION
• CONDENSACION
• PRECIPITACION
EVAPORACION-CONDENSACION-PRECIPITACION
2.4 reservorios o cuerpos de agua: efectos
en los procesos químicos y biológicos
La estratificación termina de los reservorios de agua da lugar a un cálido y
poco denso epilimnion y un hipolimnion.
Organismos vivos en el agua
Gran numero de organismos desde algas unicelulares hasta peces, con
biomasa producida fotosintéticamente por algas y plantas.
6CO2 + 6H2 O + Energía Solar ------> C6H12O6 + 6O2
C6H12O6 ------> 6CO2 + 6H2 O
2.5 procesos químicos en el agua
Muchas reacciones química y bioquímicas en el medioambiente
ocurren en el agua.
3N3- + energía solar ------> CH2 o + o2 + co3
-2
co3-2 + H2O ------> HCO3
- + OH-
Ca +2 + co3+2 ------> CaCO3 (s)
2.6 LOS GASES EN EL AGUA
Los gases disueltos en el agua son cruciales para la vida
en ella siendo favorables en el caso de O2 y CO2 , pero
dañinas en el caso de N2.
La solubilidad del agua se calcula con la ecuación de Henry, “ la solubilidad de un
gas en un liquido es proporcional a la presión parcial de ese gas en contacto con
el agua”.
oxigeno en el agua
Sin un buen nivel de oxigeno en el agua la vida no es posible en ella.
La mayor cantidad de oxigeno proviene de la atmosfera
El oxigeno generado por fotosíntesis de las algas no es suficiente.
Su solubilidad depende de la temperatura, la presión parcial del oxigeno
en la atmosfera y el contenido de sales.
Es importante distinguir entre solubilidad del oxigeno y la concentración
de oxigeno disuelto.
2.7ACIDEZ Y CO2 en el agua
El fenómeno de acides en el agua implica perdida y aceptación de iones
H+ .
La acides es la capacidad del agua de neutralizar iones OH- .
Dióxido de carbono en el agua
ALCALINIDAD
Capacidad del agua de aceptar iones
Se expresa en mg/L de CaCO3
Generalmente se expresa como alcalinidad a la fenolftaleína
Especies básicas responsables de la alcalinidad del agua son:
• ion bicarbonato
• ion carbonato
• ion hidróxido
Especies que contribuyen a la alcalinidad en menor grado son:
• amoniaco
• bases conjugadas de los ácidos fosfóricos, silícico, bórico
• ácidos orgánicos
Casi siempre a MAYOR alcalinidad MAYOR PH----->altos niveles de
sólidos disueltos
Sirve:
Amortiguar el ph
Deposito de del carbono
tratamiento del agua y en la química y biología de las aguas naturales
El agua natural = alcalinidad de eq/litro lo que significa---->
1 litro del agua neutraliza eq/litro moles de acido
Es importante distinguir entre:
alta basicidad= ph elevado
Alta alcalinidad= eleveada capacidad de aceptar iones H
CALCIO Y OTRO METALES EN EL AGUA
iones metalicos denotados normalmente :
Existen en numerosas formas de iones metalicos:
simple: siempre enlazado a otras especies como agua o otras especies mas fuertes por tanto estan presente en formas hidratadas del cation del metal
En disolución acuosa tratan de alcanzar su maxima estabilidad atreves de
distintas reacciones
IONES METALICOS HIDRATADOS COMO
ACIDOS Tienden a perder el H de la molécula de agua enlazada a ellos
en disolución acuosa, ajustándose a la definición de
Acidez aumenta con la carga y disminuye con el aumento del
radio
Iones metálicos trivalentes hidratados :están desprovisto de por
lo menos un ion hidrogeno a pH neutros o superiores
Iones metálicos tetravalentes hidratados : las formas
completamente protonadas son raras incluso a valores de pH bajos
Iones metálicos divalentes : no pierden un ion hidrogeno a
valores de pH inferiores a 6
Iones metálicos monovalentes : no actúan como ácidos solo como simples iones hidratados
CALCIO EN EL AGUA
El Ca es un elemento importante en muchos procesos geoquimicos
Los minerales constituyen las fuentes primarias: diferentes formas del
CaCO3
Yeso
Anhidrita
Dolomita
Calcita
aragonita
El ion Ca junto con el Mg determina la dureza del agua
Dureza temporal se deben a los iones calcio y
Las aguas que contienen altos niveles de CO2 DISUELVE fácilmente
el calcio de sus carbonatos minerales
COMPLEJOS Y QUELATOS Los metales pueden existir enlazados reversiblemente con aniones
inorganicos o con compuestos organicos en forma de complejos
metalicos disuelto:
a esta accion de enlazarse se le denomina COMPLEJACION
Ligando : ion cianuro
Complejo: al producto
Un caso especial cuando el ligando se une por dos o mas
sitios a un ion metalico se denomina QUELACION
Agentes quelantes : son mucho mas importantes ya que
pueden enlazarse simultáneamente a mas de un ion
metálicoy por eso que son mas estables que los
monodentados.
La formacion de complejos o la quelacion pueden tener
varios efectos incluyendo las reacciones algunas de estas son:
Oxidacio-reduccion
Decarbosxilacion
Hidrólisis
biodegradacion
EXISTENCIA E IMPORTANCIA DE LOS
AGENTES QUELANTES EN EL AGUA Son contaminantes potenciales comunes del agua
Existen en los efluentes del sistema de alcantarillado y en aguas
residuales insdustriales
Agentes quelantes sintéticos: mas importantes son los
aminopolicarboxilatos
Nitrilltriacetato(NTA)
Etilendiamintetraacetato(EDTA
Agentes quelantes naturales:
Acido etilendiamindisuccionico
Los agentes formadores de complejo en las aguas residuales son
importantes debido a :
Capacidad de disolver metales pesados en cañerias
Aumenta la formacion de lixiviados de metales pesados
FORMACION DE COMPLEJOS CON
SUSTANCIAS HUMICAS
Los agentes mas importantes y formadores de complejos son las
sustancias humicas:
Resistentes a la degradacion
Se forma durante la descompocision de: las plantas en el suelo, pantanos,turbao carbon.
Clasificación de las sustancias humicas según su solubilidad(se
extrae con base fuerte y se acidifica):
Humina : planta no extraible
Acido humico: material precipitado
Acido fulvico: material organico
Tienen un fuerte efecto en las propiedades del agua:
Humina : insoluble en el agua y afecta a la calidad del agua
Acido humico :insoluble en el agua y afecta a la calidad del agua
Acido fulvico : se disuelve en el agua ejerce efecto de siolucion
2.16 DIAGRAMAS pE y pE - pH
pE : definido como el logaritmo negativo de la actividad del electrón.
pE (+) Indica presencia de especies oxidantes en el agua.
Ejemplo: CO2 NO3- SO4
2-
pE (-) Indica presencia de especies reductoras en el agua.
Ejemplo: CH4 H2S NH3
pE = −log{𝑎𝑒}log〗〖𝑎_𝑒 〗
CORROSIÓN
Alteración destructiva del metal a través de interacciones con los
alrededores.
Se agravan por la presencia de contaminantes en el agua, el aire y en
general residuos peligrosos.
El oxigeno puede acelerar o tardar estos procesos de corrosión.
2.18 Importancia y formación de sedimentos
Sedimentos
Son las capas de materia finamente dividida que cubren los fondos de ríos,
arroyos, lagos, embalses, bahías, estuarios y océanos.
Son depósitos de una variedad de desechos biológicos, químicos y
contaminantes en los cuerpos o reservorios de agua, siendo sumideros de
contaminantes pesados y compuestos orgánicos tóxicos.
2.19 Partículas coloidales en el agua
Partículas que tienen algunas características propias de especies en
disolución, como de partículas mas grandes en suspensión con diámetros
en el intervalo desde 0.001 hasta 1 um.
Característico por el fenómeno de dispersión de la luz ( EFECTO TYNDALL).
Contribuyen en el transporte de contaminantes en el agua.
CLASES:
Coloides hidrófilos
Coloides hidrófobos
Coloides de asociación
2.21 Intercambio de solutos con sedimentos
dulceacuícolas y marinos
Fuentes y sumideros importantes de materia inorgánica y orgánica en los
arroyos, embalses de agua dulce, estuarios y océanos.
EL ambiente alrededor de ellos es anóxico, por lo que los sedimentos están
sometidos a condiciones reductoras.
Capacidad de intercambio catiónico: mide la capacidad de un solido
para sorber cationes
Estado de cationes intercambiables: se refiere a la cantidad de iones
específicos unidad a una cantidad dada de sedimento.
Biodisponibilidad de contaminantes con los
sedimentos
Es una consideración importante al evaluar los riesgos de la exposición a
los organismos por los contaminantes en los suelos y sedimentos.
En algunos casos, puede ser mejor no intentar recuperar estos medios si las
sustancias contaminantes tienen una baja biodisponibilidad.
En otros casos, la elevada biodisponibilidad de sustancias toxicas puede
hacerlas particularmente peligrosas.
2.23 Interacción de fase en el transporte y destino
químico
RIOS
Ocurre principalmente por advección debido al movimiento gravitatorio
de las masas de agua corriente abajo.
El resultado global de estos procesos es que un contaminante introducido
en el río en un vertido puntual relativamente concentrado se dispersa al
fluir aguas abajo
Lagos y embalses
Un factor importante es la influencia del viento
El agua superficial se mueve por el fenómeno llamado deriva del viento, el
agua movida a un borde debe regresar a una cierta profundidad como
corriente de retorno.
Intercambio con la atmósfera
Este es el medio mediante el oxigeno atmosférico entra en el agua para
proporcionar el oxigeno que necesitan los peces y otras especies aerobias.
El CO2 requerido para el desarrollo de las algas también puede venir del
aire.
Los contaminantes del aire como los gases ácidos pueden entrar al agua
desde la atmosfera.
Los contaminantes orgánicos volátiles del agua se pueden desplazar de
esta hacia la atmosfera.
La interface aire/agua es el limite a través del cual las especies se mueven
y es crucial en la determinación de la velocidad de intercambio de los
materiales.