Universidad de Belgrano - Cátedra de Ecología - Dr. Jorge Deschamps y Lic. Morales-Yokobori

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2 Acidez y ph Conocimiento del problema de la lluvia ácida Lluvia ácida. Dispersión. Reacciones químicas. Origen de los reactivos. Alcances geográficos y efectos. Grande Lagos de Norteamérica, Selva Negra de Alemania y monumentos de mármol en Roma. Tecnologías aplicables para evitar la lluvia ácida Resumen 2

3 Un átomo de hidrógeno es un protón con un electrón orbitando. Un ion hidronio es una molécula de agua (H2O) ionizada con un protón; es decir químicamente es H3O+ En términos químicos, la acidez se define como la concentración de iones hidronio en una dada solución. A mayor concentración (cantidad por unidad de volumen) de iones hidronio, mayor acidez. 3

4 El agua pura tiene una concentración de iones hidronio equivalente a 10-7 moles/litro (1 mol = 6, moléculas) El ph (potencial de hidrógeno) se define como el negativo del logaritmo de la concentración. El ph del agua pura es entonces 7. A mayor concentración se tiene menor ph, siendo ácidas las soluciones con ph < 7 y alcalinas las que tienen ph > 7 Una solución con ph 4 es 10 veces más ácida que una solución con ph 5; pues tendrá 10 veces más concentración de iones hidronio. 4

5 5

6 La deposición ácida es la precipitación desde la atmósfera de sustancias ácidas sobre la superficie terrestre. Involucra todo tipo de precipitaciones; es decir lluvia, nieve, niebla, etc. También puede ocurrir como deposición seca, sin que medie el agua, es decir como gases o partículas. El término científico correcto es deposición ácida y no lluvia ácida. Como las fuentes de los gases pueden estar a cientos de kilómetros de donde ocurre la lluvia ácida, el fenómeno no es solo local sino también regional; pero no llega a la escala global. 6

7 Los ácidos disueltos en el agua de lluvia se distribuyen a través de ríos y lagos, y mediante la percolación en suelo y las escorrentías. Escorrentía Percolación 7

8 El agua de lluvia es por naturaleza levemente ácida, con un ph de aproximadamente 5,6. Agua H2O + CO2 Dióxido de carbono Ácido carbónico H2CO3 La actividad del hombre ha incrementado su acidez: en zonas industriales el ph de lluvia ronda el valor 4, habiéndose detectado valores de hasta 2,6. 8

9 La mayor contribución a la deposición ácida proviene de los óxidos de sulfuro; principalmente dióxido de sulfuro y en menor medida los óxidos de nitrógeno, principalmente dióxido de nitrógeno y óxido nítrico (NOx) Dióxido de azufre Ácido sulfúrico óxido nítrico 2 SO2 + O2 + 2 H2O 2 H2SO4 NO + NO2 + O2 + H2O 2 HNO3 Dióxido de nitrógeno Ácido nítrico 9

10 H2SO4 H+ H+ SO4-- HNO3 Factor corrosivo H+ NO3-10

11 Los efectos corrosivos del dióxido de sulfuro (SO2) disuelto en la lluvia se comprenden desde por lo menos un siglo atrás. Robert Angus Smith, químico inglés del siglo XIX, fue pionero estudiando el fenómeno en Inglaterra, Escocia y Alemania: Descubrió que la acidez de la lluvia era debida principalmente a su contenido sulfúrico Demostró que la quema de carbón, los vientos, las frecuencias y cantidades de precipitación, la proximidad a las costas y la descomposición de materias orgánicas afectaban la concentración de sulfatos en la lluvia. En 1968, el científico sueco Svante Oden demostró que debido a las trayectorias de las masas de aire y las frecuencias e intensidades de precipitaciones, los compuestos sulfurados y nitrogenados pueden transportarse distancias de hasta 2000 km, convirtiendo el problema en regional. 11

12 La principal fuente de óxidos de azufre y nitrógeno es la quema de combustibles fósiles, principalmente petróleo y carbón. Los combustibles fósiles contienen compuestos azufrados y nitrogenados, que provienen de su origen orgánico. El azufre y el nitrógeno son esenciales en la estructura de las proteínas; de ahí que los fósiles contengan estos elementos químicos. 12

13 En la quema de combustibles se producen reacciones químicas que forman los óxidos de azufre y nitrógeno. El azufre proviene principalmente de los fósiles mientras que el nitrógeno del aire atmosférico. Los óxidos de azufre pueden también ser de origen natural, por ejemplo volcánico, incendios forestales, etc. Sin embargo, la relación entre óxidos de azufre de origen antropogénico y de origen natural es 3:1. Análogamente, para óxidos de nitrógeno la relación es 7:1 13

14 Corrosión atmosférica Acidificación y corrosión del suelo Visibilidad reducida Acidificación de napas subterráneas de agua Deposición ácida Daños a plantas y crecimiento reducido de bosques Acidificación de lagos y ríos Daños a la salud 14

15 Mediciones de acidez en las precipitaciones de EEUU, efectuadas por el Programa Nacional de Deposición Atmosférica de EEUU. Año

16 En algunas regiones el suelo contiene mucho granito (suelo ácido) dificultando así la degradación de los ácidos. La deposición de los ácidos agota los cationes Ca 2+, Mg 2+ y K + necesarios para los árboles, a la vez que incrementa la liberación de iones de aluminio (Al3+), los cuales ingresan a los árboles causándoles su muerte. Bavaria, Alemania. Bosque de elevada altitud dañado por lluvia ácida. Este fenómeno dio significado al nombre de Selva Negra. Foto por Spitzbergler (AccuWeather) 19

17 Grandes Lagos - Noreste de EEUU/ Sureste de Canadá El fondo de los lagos no neutraliza fácilmente los ácidos. El aluminio liberado por los ácidos en el bentos causa la muerte de peces El zooplancton es el grupo de organismos más afectado 20

18 Estas estatuas están hechas de mármol, un tipo de piedra caliza compuesta principalmente de carbonato decalcio (CaCO3). Donde primero se estudio fue en Roma. Las piedras calizas lentamente se disuelven en presencia de H + (protones) según la reacción: CaCO3 (s) + 2 H + (ac.) Ca 2+ (ac.) + CO2 (g) + H2O 21

19 No es un problema grave, al menos a nivel regional. A nivel local las papeleras o pasteras liberan dióxido de azufre (SO2) y otros compuestos a la atmósfera; y podrían estar afectadas las personas vecinas a esas plantas industriales. Alto Paraná S.A. utilizaba gas hasta hace un tiempo para generar electricidad, pero actualmente utiliza fueloil proveniente de Venezuela, el cual está contaminado con azufre, pues no fue tratado para su eliminación. 24

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