DUDAS MÁS FRECUENTES
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CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO DUDAS MÁS FRECUENTES Tema 1 No entiendo la diapositiva 5 (proyecto EMECAS) En esta diapositiva aparecen gráficas en las que se muestran los porcentajes en los que se incrementan las muertes por causas naturales totales, y por causas naturales respiratorias (RES) y cardiovasculares (CVS) cuando se incrementan las medias diarias (24 horas) de concentración de una serie de contaminantes. No sé pasar de ppm, ppb y ppt a microgramos por metro cúbico y viceversa. Lo primero que hay que saber es que los ppm, ppb y ppt son unidades de “volumen de contaminante en volumen total de aire” y que conforme a las leyes de los gases eso equivale a fracciones molares. Por tanto un ppm, por ejemplo, equivale a un mol de contaminante puro en un millón de moles de aire. Para pasarlo a microgramos por metro cúbico hay que pasar los moles a microgramos (utilizando el peso molecular del contaminante en cuestión) y los moles de aire a metros cúbicos de volumen utilizando la ecuación de los gases (V= nRT/P, siendo T y P la temperatura y presión ambientes en la mayoría de los casos) ¿Qué unidades uso para presión, temperatura y volumen en la ecuación de los gases? En contaminación atmosférica lo más común es usar grados kelvin para las temperaturas, atmósferas para la presión y litros para el volumen. Ahora bien, eso implica que hay que utilizar R = 0.082 atm. L mol-1 K-1 para que los resultados sean correctos. No sé resolver el problema 1.3. La forma más directa de resolverlo es trabajar sobre una superficie constante de un metro cuadrado. A continuación se utilizar la definición de Unidad Dobson (diapositiva 27) para establecer cual sería el grosor y por tanto el volumen de una losa de ozono puro de un metro cuadrado de superficie. Una vez conocido el volumen se utilizará la ecuación de los gases para sacar el número total de moles de ozono que ahí habría. Esos moles de ozono se suponen a continuación uniformemente distribuidos en una columna de un metro cuadrado de superficie y una altura equivalente a la de la estratosfera (diapositiva 15). Dividiendo los moles de ozono entre el volumen total podremos deducir la concentración en ppb’s y microgramos por metro cúbico. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO Tema 2 Diapositiva 18, problema 2.3 : en clase, para calcular la concentración cuando la frecuencia es del 60 %, hemos multiplicado por "L".¿No habría que multiplicar por W? Pienso que habría que multiplicar por W porque el 60 % de las veces el viento sopla desde otra dirección, y como se tomaban las dimensiones en la dirección del viento... Es correcto como dices, en el 60% de la ocasiones el viento sopla, conforme a la figura en la dirección de W luego hay que multiplicar por W porque en ese caso W juega el papel de L, esto es, la longitud de la ciudad en la dirección del viento. Si estaba hecho así en la pizarra estaba mal, pido disculpas. Diapositiva 40, ejemplo del desastre de Bhopal : ¿Por qué no consideramos los 50 metros? ¿Es porque nos interesa saber la concentración en el suelo? En verdad hay que tener en cuenta que el contaminante se emite a una altura de 50 metros para resolver el problema rigurosamente y si en clase no se consideró es porque en el caso de un vertido instantáneo puede resolverse de forma aproximada sin tener en cuenta la altura. No tiene por tanto nada que ver con el hecho de que queramos calcular la concentración en el suelo. En rigor debes considerar un factor exp(-502/2σz) para hacer las cosas bien. Diapositiva 50, viene que los coeficientes de dispersión son mayores en los suelos urbanos que en los rurales.¿Porqué? En suelo urbano suele haber muchas más corrientes de convención y turbulencias debidas a los edificios, el tráfico, el efecto isla térmica del que os habrán hablado en Meteorología, etc.. En suelo rural, salvo que sea muy escarpado, el flujo de aire es mucho más suave y las turbulencias suelen ser menores. Ello hace que los coeficientes de dispersión sean más pequeños por tanto en el campo que en la ciudad. Diapositiva 53, examen Junio 2004. En clase calculamos sigma "y" y nos salía 260 metros, pero al hacer los cálculos en casa me salen 186 metros. Con este resultado, la concentración de NOx me da 19.75 microgramos/metro cúbico y la concentración de CO me da 395 microgramos/metro cúbico.¿Son correctos éstos resultados? Hay un error en el cálculo del σ dado en clase. La formula correcta para σy es la que tenéis en la diapositiva 50 y salen efectivamente en torno a 186 metros. Ese es el dato a utilizar para calcular las concentraciones conforme a cómo se explicó en clase. Diapositiva 54. Esos dos casos particulares del modelo gaussiano en 2D se refieren a cuando haya reflexión en el suelo, ¿No? CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO Eso es. Por ese motivo ha desaparecido el factor 2 en el denominador (al calcularse la concentración a z = 0, sale justamente el doble que la fórmula sin reflexión en el suelo). Diapositiva 66.Tengo anotado en mis apuntes que esa fórmula se aplica a cualquier modelo.¿Se refiere a cualquier modelo gaussiano, ¿No? No. Se refiere en verdad a cualquier modelo, tanto gaussiano, como de celda o compuesto. Siempre que se presenten varias situaciones o circunstancias atmosféricas hay que resolver el problema para cada situación utilizando el modelo que corresponda y luego promediar los resultados con las frecuencias en las que tiene lugar cada situación atmosférica. Diapositivas 61, 62 y 63 (Resumen modelos gaussianos).¿De qué depende que en el denominador aparezca el "2 pi " elevado a 1/2, a nada o a 3/2? La fórmula de una gaussiana en una dimensión es M c= e 1/ 2 (2π ) σ x2 − 2σ 2 con ½ como potencia del 2π. Por cada dimensión que añades tienes añadir un factor de (2π)1/2 con lo que para dos dimensiones tendrás una potencia de (1/2+1/2=1) y para tres dimensiones (1/2+1/2+1/2 = 3/2) En el caso de la inversión térmica, la T° aumenta con la altura ¿no? (aunque depende de que tipo sea). La verdad es que no entiendo muy bien este fenomeno. Efectivamente cuando hay inversión térmica la temperatura del aire se incrementa con la altura. Se denomina “inversión” porque lo normal es que el aire se enfríe con la altura, por el mero hecho de que la presión es menor y se expande y por tanto se enfría. Eso es precisamente lo que aparece en el gradiente adiabático. Cuando hay inversión lo que ocurre es que entra en juego algún otro factor o fenómeno que hace que el aire que está más en contacto con el suelo esté mas frío. El caso más típico es el que ocurre por la noche (inversión por irradiación): cuando no hay sol el suelo se enfría rápidamente que el aire y enfría a su vez las capas de aire en contacto con él. ¿Cómo se hace y qué resultado da el apartado C del problema del examen de Junio del 2004? Para resolver este problema tienes que fijarte en las diapositivas 68 y 69 (Incorporación de cinética de primer orden al modelo gaussiano). Lo que tienes que hacer es primero calcular la concentración en el punto en concreto utilizando el modelo gaussiano tal cual (que ya tienes hecho en los dos apartados anteriores). A continuación calculas cuanto CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO tiempo ha tardado en llegar el contaminante hasta allí (a partir de la velocidad del viento u y la distancia x, t = x/u). Por último utilizas la ecuación de la cinética de primer orden para calcular el factor de desintegración. Para ello necesitas la constante de velocidad, que ya debes saber que es el logaritmo de 2 dividido por el tiempo de vida media. En este caso te tiene que salir que el contaminante se descompone en un 4% (factor de desintegración f = 0.96) Tema 3 Diapositiva unimoleculares): descomposición, los tiempos de realidad lo que proceso y como así? 12: (Reacciones bimoleculares tratadas como Pone que si una molécula sufre varios procesos distintos de el tiempo de vida media total es la suma de los inversos de vida media para cada proceso.¿Son los inversos porque en se cumple es que la K global es la suma de las K de cada a su vez la K es el inverso del tiempo de vida media se pone Efectivamente así es: la velocidad de la reacción global es la suma de las velocidades de todas las reacciones posibles, y por tanto la constante global también es la suma. Como el tiempo de vida media esta relacionado con la inversa de la constante, el inverso del tiempo de vida media global será la suma de los inversos. Diapositiva 17: (Ejemplo: descomposición del pentóxido de dinitrógeno). En el mecanismo, ¿Cómo puedo saber que la primera reacción hay que multiplicarla por 2? Y a la hora de escribir las velocidades para luego aproximar al estado estacionario, ¿No tenemos en cuenta ese coeficiente estequiométrico? La primera reacción se multiplica por 2 porque al escribir un mecanismo de reacción tienes que asegurarte que la suma de las reacciones elementales te dé la reacción global. Dicha reacción, aunque aparezca multiplicada por 2, es en realidad una reacción unimolecular y por ese motivo no aparece dicho coeficiente en la ecuación de velocidad. En rigor, la primera reacción habría que escribirla así: 2 x ( N2O5 NO2 + NO3 ) que te viene a decir que la reacción de descomposición unimolecular del pentóxido tiene que ocurrir dos veces para que la suma de las reacciones parciales te dé la relación global que aparece en la diapositiva y que te han dado como dato. Por el hecho de ser unimolecular la velocidad de esta reacción elemental es − y no d [N 2 O5 ] = k a [N 2 O5 ] dt CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO − d [N 2 O5 ] 2 = k a [N 2 O5 ] dt En esta misma diapositiva aparecen las velocidades del NO y el NO3. En la del NO3 aparece la Ka multiplicada por la [N2O5].Esta concentración está elevada a 1 porque es una reacción unimolecular o porque es una reacción elemental? Mira la respuesta anterior: aparece elevada a uno porque es una reacción elemental y además unimolecular. Estas son dos informaciones que te dan como DATO en tu problema concreto. Si fuera bimolecular tendrías que elevar la concentración a 2, pero, tal como se ha explicado antes, el dos no es un verdadero coeficiente estequiométrico sino un factor que se introduce para que la suma de las reacciones elementales de la reacción global correcta. Ten en cuenta que el ejemplo de esta diapositiva es el más complejo que se te puede presentar en el ámbito de esta asignatura. Entendiendo bien su resolución podrás abordar cualquier otro problema de cinética y de estado estacionario. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO Diapositiva 18: (Continuación).Al final pone que obtenemos reacción de primer orden, ¿Se debe a que sólo tenemos un reactivo? una La reacción es de primer orden porque después de haber manipulado las ecuaciones de velocidad de las reacciones elementales del mecanismo y haber aplicado la aproximación de estado estacionario, nos sale una ecuación del tipo − d [N 2 O5 ] M = K [N 2 O5 ] dt donde K es el conjunto de constante que te aparece en la fórmula y M = 1. Es decir, como la concentración de reactivo te aparece elevada a uno, el orden de reacción es precisamente ese, 1, y por tanto la reacción es de primer orden. Eso no lo podrías saber a priori si no conocieses el mecanismo.Te podría haber salido otra cosa, estar elevado a 2 (reacción de segundo orden), etc... pero en este ejemplo concreto sale de primer orden. Diapositiva 30: (Cálculo práctico de la constante de velocidad de una reacción fotoquímica) En la ecuación práctica no entiendo muy bien por qué "j" depende de "z" y de "X". Además, ¿También dependería de landa, no? Porque como tanto el rendimiento como el flujo solar actínico y el coeficiente de absorción dependen de landa...¿Eso no es así? En la ecuación práctica la constante de velocidad no depende de lambda (la longitud de onda) porque has integrado a todas las longitudes de onda disponibles (fijate en el ejemplo de la siguiente diapositiva). Integrar es sumar por intervalos. Al sumar a todas las longitudes de onda que nos envía el sol el resultado global ya no depende de la longitud de onda. Es una constante de velocidad global, que es el resultado que al final cuenta para una molécula que se encuentre en la atmósfera. Diapositiva 31: Problema 3.3: ¿La velocidad de fotólisis que obtenemos es la misma que si el metanal se rompe de la otra forma? No, no es la misma. El rendimiento cuántico suele ser distinto cuando existen varios mecanismos posibles. Los datos de rendimiento cuántico que te da el problema son para cuando el metanal (formaldehído) se rompe en la forma que se muestra (se rompe en H y HCO) Problema 3.3: v=j[A], donde j= (rend. cuantico* coeficiente de absorcion* I inicial) , como calculo la [A], sera la [H²CO] no? Eso es, la concentración que aparece en la ecuación de velocidad es la del reactivo que se descompone, en este caso el formaldehído. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO Tema 4 Entiendo todo el mecanismo de destruccion heterogenea del O3, pero no entiendo que son los vortices polares: ¿aire confinado a baja T°? Los vórtices polares son las corrientes de aire circulares que soplan en torno al polo. La consecuencia de esos vórtices es que el aire que queda dentro del círculo no puede comunicarse con el resto de la atmósfera y se enfría mucho (porque no hay radiación solar en el polo en invierno). Tema 5 Diapositiva 4: En el examen, ¿Las concentraciones siempre las tenemos que poner en moléculas por centímetro cúbico? Cuando hagas cálculos de ecuación de velocidad en los que aparezcan concentraciones entre corchetes, por ejemplo [O3], las concentraciones SIEMPRE deben ir en unidades moleculares o molares, esto es, moles/litro, moles/cm3, moléculas/cm3, moléculas/m3, etc..., de lo contrario te saldría mal. El utilizar una u otra ya depende de en qué unidades te den la constante de velocidad. Por ejemplo, en la diapositiva 4, las constantes de velocidad están expresadas en moléculas y centímetros cúbicos, por lo que lo más cómodo es meter las concentraciones también en moléculas/cm3, pero puedes usar también moléculas/m3 si tienes en cuenta el correspondiente factor de conversión. Lo que NUNCA se puede hacer cuando se hacen cálculos cinéticos es meter las concentraciones expresadas en [x] en unidades másicas como microgramos/m3, ppb, o cualquier otro tipo de concentración que no involucre moles o moléculas. Diapositiva 8: Problema 5.3 : en clase escribió la fórmula de la velocidad como: v = jO3 [O3] = - d[O3]/dt = 2 d[OH]/dt. El 2 que multiplica a la concentración de OH no iría multiplicando a la concentración de O3? Es que la velocidad de formación de OH Sería el doble de la velocidad de desaparición del O3, no? Es como tú dices, la velocidad de formación de OH es el doble que la desaparición de ozono por el mecanismo expresado en la diapositiva 7, por tanto la expresión correcta sería v = jO3 [O3] = - d[O3]/dt = (1/2) d[OH]/dt Diapositivas 10, 11 y 12: ¿Me aprendo todos los esquemas de memoria? La respuesta es no. Debes intentar aprender muy pocas cosas de memoria y esos esquemas menos. Lo que tienes que hacer es resolver mecanismos concretos de descomposición de moléculas en aire y CONSULTAR, al menos al principio, dichos CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO esquemas para saber qué les pasa a cada molécula y radical. Si haces suficientes ejercicios no necesitarás sabértelos de memoria, ya sabrás que ocurre en cada paso. Por ejemplo, intenta averiguar qué le ocurre a las siguientes moléculas: ácido acético, diclorodifluorocarbono, propeno y acetona. Escribe los mecanismos de oxidación en el caso de que haya oxidación. Diapositiva 13: Problema 5.4 : En el caso del eteno, cuando adiciona OH y obtenemos el radical alquilo, el paso siguiente es reaccionar con oxígeno. En lugar de eso, ¿No podría abstraerse hidrógeno? No, no se abstrae hidrógeno. Si te fijas, hemos visto dos tipos de reacciones de abstracción de hidrógeno, la que produce el radical OH (llevándose un hidrógeno y dando agua) y la que produce el O2 (que se lleva un hidrógeno y se transforma en HO2). La primera no se produce porque es muy difícil que un radical reaccione con otro radical (en el caso concreto que me preguntas sería el radical alquilo con el OH). La segunda no se produce porque no hay posibilidad de que quitando un hidrógeno se forme un doble enlace C=O. Por tanto la única reacción posible (de las que hemos visto en esta asignatura) es que se adicione O2. En clase llegamos hasta obtener *O-CH2-CH2-OH, pero el proceso continuaría, verdad? Yo lo que he hecho ha sido romperlo por el enlace C-C, obteniendo metanal y otro radical: *CH2-OH, que reacciona con oxígeno (se abstrae hidrógeno), y obtengo otra molécula de metanal.¿Es correcto? Es correcto. Los radicales alcóxido como el *O-CH2-CH2-OH y que tienen un enlace C-C susceptible de ser roto les pasa precisamente eso, se rompen dando lo que tú dices. El resultado final son dos moléculas de metanal (o formaldehído). Diapositiva 13: Problema 5.5 : En el enunciado dice “en condiciones de fuerte insolación”, pero el propano no se fotodisocia, no? El propano no se fotodisocia, pero a lo que se refiere con las condiciones de fuerte insolación, es que existe suficiente radical OH como para que se den las reacciones que hemos visto en clase. Recuerda que el radical OH se forma a partir de la fotodisoación del ozono (diapositiva 7) y por tanto hace falta que haya luz. Por la noche se producen otro tipo de reacciones de oxidación que no hemos visto. En resumen, cuando te digan “en condiciones de fuerte insolación”, lo que te están diciendo es que las reacciones de oxidación las inicia el radical OH. En el caso de abstraerse un hidrógeno terminal, llega un momento que obtenemos propil alcóxido. Ahora, se rompe un enlace C-C :en clase hemos roto por el que está más cerca del oxígeno, pero también podría romperse por el que está más alejado del oxígeno, no? Siempre se rompe por el lado que está más cerca del oxígeno. Aunque no lo hemos explicado en clase, un electrón desapareado sobre el oxígeno atrae los electrones CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO circundantes hacia sí (el oxígeno es muy electronegativo) y eso debilita el enlace vecino. De ser así, ¿En el examen cómo sé por dónde tengo que romperlo? Y si se rompe por el más alejado del oxígeno, qué obtendríamos? Yo he obtenido CH2O y un radical con el que no sé continuar: *CH2-CH2-O* (los asteriscos son electrones). Esas especies no se formarían por lo que te comento anteriormente. De todas formas no es un error grave “romper” la molécula por el lado “equivocado”. ¿Siempre que obtengamos HO2 reacciona con NO para dar más radicales OH? Efectivamente, como todos los peróxidos, el radical HO2 oxida el NO a NO2 y se regenera el OH. Cuando se abstrae el hidrógeno secundario, obtenemos un alcóxido, y dijimos que le podían ocurrir dos cosas: que se rompa C-C (obteniendo acetaldehído), o bien que reaccione con oxígeno para dar acetona. Yo al hacer el ejercicio sólo he caído en hacer la rotura del enlace C-C, porque he seguido el esquema de las diapositivas. ¿Cómo puedo saber que también reacciona con oxígeno? ¿En el examen hay que poner todas las opciones posibles, no? Sí, has de intentar poner todas las opciones posibles pero si no te acuerdas de alguna tampoco es un error grave. En realidad existen muchas más reacciones que no hemos visto como puedes ver en muchos libros de contaminación atmosférica y química atmosférica. Como norma general para los alcóxidos pon siempre las dos posibilidades (rotura del enlace C-C) y formación del aldehído o de la cetona y así te asegurarás de hacerlo lo mejor posible. Diapositiva 14: Problema 5.6: He obtenido como reacción global: a) CH4 + 2 O2 +2 NO H2O + 2 NO2 + H2CO , ¿Es correcta? Sí, esa es la reacción correcta. b) Ecuación de velocidad: v = d[H2CO]/dt = K[CH4] [NO]^2 (NO al cuadrado) Esta ecuación de velocidad la he tomado como “velocidad de formación” Bien. c)Velocidad de destrucción: Como hay dos formas de rotura, he considerado las 2: - Si se rompe un solo hidrógeno: H2CO+hV+2 O2 2 HO2+CO v1 = - d[H2CO]/dt = j1 [H2CO][O2]^2 - (O2 al cuadrado) Si se rompen los dos hidrógenos: H2CO+hV+OH+O2 H2+ HO2+CO2 v2 = -d[H2CO]/dt = j2 [H2CO][OH][O2] CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO No está bien, el O2 no interviene en la reacción de fotodisociación, fijate en el Tema 3, lo que tú has escrito es una reacción “global” tomada de algún libro, aquí tienes que considerar la fotodisociación propiamente dicha. La ecuación de velocidad en ambos tipos de rotura es v1 = - d[H2CO]/dt = j1 [H2CO] Ahora igualo: K[CH4][NO]^2 = j1 [H2CO] (El signo negativo no se pone, no?) Ahora está bien, tú misma has eliminado el [O2] y como Ptolomeo, que halló el diámetro de la Tierra correcto con datos equivocados que se compensaban entre sí, has dado con la ecuación correcta. Despejando: [H2CO] = K[CH4][NO]^2 / j1 ( K la conozco porque la da el problema como dato, y j1 la calculo multiplicando el flujo actínico, el coeficiente de absorción, y el rendimiento cuántico: j1= 6.84 * 10^-7 (unidades en segundos a la menos 1)). Bien e) Paso las mediciones de la estación control a moléculas por litro, y obtengo: CH4= 5.908 * 10^21 moléc/L NO= 2.4085 * 10^14 moléc/L Sustituyendo para despejar [H2CO], obtengo: [H2CO] = 7.27 * 10^19 moléc/L Pasando las unidades a microgramos por metro cúbico me sale: 3.622 * 10^-4 ¿Es correcto? No, te has equivocado con las unidades, sólo te falla el orden de magnitud, hazlo con cuidado, el resultado correcto es 3.61 µg/m3 y 7.27 * 1016 molec/m3. Tema 6 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO Diapositiva 4: “Origen del smog fotoquímico”: Cuando estamos en el alquilo, ¿Por qué reacciona con oxígeno en lugar de romperse el enlace C-C o abstraerse hidrógeno? Las reacciones que dices se producen siempre sobre radicales alcóxido no sobre radicales alquilo como en este caso. Los alquilos (cuando el electrón desapareado está sobre un carbono SIN oxígeno) dan preferentemente reacciones de adicción con O2. Diapositiva 7: ¿Contamina más el ozono que el HNO3? No hay respuesta fácil a esa pregunta, ambos son contaminantes dañinos. Lo que ocurre es que con respecto a la contaminación típica urbana (cuyo problema principal es el ozono y las partículas) podría ser deseable un desplazamiento hacia la formación de nítrico en lugar de ozono. Diapositiva 9: En la fotólisis de la acetona, obtenemos por un lado CH3 y por otro CH3CO. Este último reacciona con oxígeno.¿Por qué no se elimina hidrógeno? Porque no se formaría un enlace extra C-O. Intenta hacerlo, verás que no puedes conseguirlo sin que te quede un electrón desapareado sobre el otro carbono. Diapositiva 12: “Relación entre concentración de ozono y sus precursores”: No entiendo muy bien los apuntes que tomé en clase de esta diapositiva. ¿Podría explicarme lo que significa? Lo que tienes en esta diapositiva es una especie de “mapa” de curvas de nivel, donde la “altura” representa la concentración de ozono (especificada por esos números que se representan en el interior: 160, 400, 1000, etc...). Lo primero que se observa es que cuando se incrementa la concentración de cualquiera de los dos precursores se incrementa la concentración de ozono (“ascendemos en altura”). Así, si te vas a la esquina inferior izquierda (baja concentración de NOx y de hidrocarburos) la concentración de ozono es baja. Si, por el contrario, te vas a la esquina superior derecha (altas concentraciones de ambos precursores) la concentración de ozono es alta. Otro característica importante de esta gráfica es que cuando se incrementa la concentración de un precursor manteniendo el otro constante, por lo general la concentración de ozono se incrementa. Se suele distinguir entre un régimen “sensible a los NOx” (debajo de la diagonal) que es cuando un pequeño incremento de NOx dispara el ozono, y un régimen “sensible a los hidrocarburos” (encima de la diagonal) que es cuando ocurre lo contrario: al ser la concentración de NOx alta de por sí, las concentraciones de ozono son más sensibles a un incremento en las tasas de hidrocarburos. Diapositiva 17: “Formación de H2SO4”: ¿Me aprendo de memoria todas las reacciones de formación del HNO3 y del H2SO4? La respuesta es que tienes que saberte todos esos mecanismos. Una cosa es que decidas aprendértelos recurriendo a la pura memoria (que no te aconsejo) o que intentes relacionarlo con cosas que ya sabes. Por ejemplo, las reacciones del SO2 no son más que reacciones de adicción y abstracción de hidrógeno del mismo tipo que las de los hidrocarburos. ¿Te has dado cuenta? CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO Diapositiva 18: “Formación de H2SO4 en fase acuosa”: Lo que queremos calcular realmente es [SO2], no? Es que en clase escribimos la ley de Henry de la siguiente forma y no lo entiendo: [H2SO3] = Kh * Pso2 Tampoco comprendo cómo llegamos a calcular el 10^-7 M y cómo utilizar las 0.1 ppm, es decir, todos los cálculos que hay que hacer. La razón es que el H2SO3 (el ácido sulfuroso) no es más que la forma disuelta en agua del SO2, por eso se engloba en la ley de Henry. Si escribieras [SO2] = Kh * Pso2 también estaría bien. En cuanto a los cálculos es simplemente multiplicar la presión parcial por la constante de Henry (teniendo cuidado con las unidades). La presión parcial la sacas directamente de la presión molar: 0.1 ppm significa (repasa el Tema 1) que tienes 0.1 moles de SO2 en 1 millón de moles de aire. Si la presión del aire es una atmosfera, y como la presión parcial es la presión total por la fracción molar, eso significa que la presión parcial de SO2 es 0.1 × 10-6 atmósferas = 10-7 atm. De ahí, sabiendo que Kh es 1 M/atm, sacas rápidamente que la concentración de SO2 disuelto (esto es, el H2SO3) es 10-7 M. Diapositiva 20: “Oxidación por H2O2” El cálculo de la concentración de agua oxigenada disuelta es igual que lo explicado antes, sólo que ahora la constante es mucho más alta y la presión parcial de agua oxigenada mucho más baja. Pero los cálculos son los mismos. Otra característica importante de la oxidación por agua oxigenada es que transcurre por el mecanismo mostrado en la diapositiva: el H2O2 tiene que “protonarse” primero (convertirse en H3O2+ a través de un equilibrio ácido-base) para que ya actúe como oxidante del sulfuroso (en forma de HSO3-). Diapositiva 21: “Velocidad de formación de lluvia ácida (ácido sulfúrico) por oxidación con H2O2”: No entiendo bien cómo obtenemos la ecuación de velocidad. Para obtenerla tienes que empezar sustituyendo las concentraciones que ahí te aparecen ([H3O2+] y [HSO3-]) en función de sus precursores (H2O2 y SO2) utilizando las correspondientes constantes de equilibrio ácido-base que te aparecen en las diapositivas anteriores. El siguiente paso es poner las concentraciones de los precursores en función de las presiones parciales de los gases en aire utilizando la ley de Henry. Si lo haces con cuidado te saldrá la ecuación de la diapositiva. Diapositiva 22: “Oxidación por ozono en fase acuosa”: Aquí me pasa lo mismo, no entiendo cómo se saca la ecuación de velocidad. Además, donde pone “Po2” no sería “Pso2”? CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, CIENCIAS AMBIENTALES 4º CURSO Te digo lo mismo que antes, utiliza las constante de equilibrio ácido-base y la ley de Henry. Y sí, tienes razón, debiera aparecer PSO2 (la sustancia contaminante que se oxida a sulfúrico). Diapositiva 23: “Velocidades relativas de la oxidación por ozono y por peróxido de hidrógeno”: En clase dijo que si no hay ozono inicialmente, por mucho H2O2 que haya, no se formaría lluvia ácida, y que el O3 inicia y el H2O2 continúa.¿Eso cómo se sabe?¿Por las ecuaciones de velocidad? No es eso exactamente, si no hay ozono inicialmente (“inicialmente” significa antes de que la gota se haya vuelto ácida, es decir, cuando estamos en la parte izquierda de la gráfica), la única forma de acidificar la gota es con H2O2 y su velocidad es bastante más baja que la del ozono, por lo que la gota si forma lluvia ácida pero mucho más lentamente. Diapositiva 24: “ 6.3 Partículas en suspensión”: Para las partículas respirables y las partículas finas viene el mismo diámetro: < 2.5 ¿Es un error? No, está bien. Simplemente coinciden. De todas formas, lo importantes es saber que es una partícula “respirable”. Diapositiva 36: “La distribución log-normal”: Si es un tipo de distribución distinto al anterior,¿Por qué obtenemos la misma distribución universal para los dos? Porque el cambio de variable que te permite pasar de la distribución normal a la universal es distinto en cada caso. En el primero es z = (x-xm)/σ y en el segundo z = (log x-log xm)/σ.
