Una población de 8000 personas se encuentra localizada en un

Una población de 8000 personas se encuentra localizada en un valle muy cerrado, al fondo del cual
existe un pequeño lago, aproximadamente circular, de 200 m de diámetro y una profundidad media de 10 m,
que no desagua en ningún río (el equilibrio hidrológico se mantiene por el agua de lluvia y la evaporación). La
población se nutre de energía eléctrica de una central térmica que quema carbón de una mina cercana. Dicho
carbón contiene un 0,5% de azufre.
Determinar el tiempo en el que desaparecerá la vida acuática del lago sabiendo que:
•
El consumo medio de energía eléctrica por persona es de 3 kw-h/día.
•
La eficiencia de la turbina de vapor de la central térmica (es decir, el rendimiento de la conversión de
energía térmica en energía eléctrica) es del 40%.
•
El pH del agua del lago, antes de empezar la funcionar la central térmica, era neutro y la vida acuática
desaparece a pH <3.
•
La entalpía standard de combustión del carbono es de –393,5 kJ/mol.
•
La entalpía standard de formación del SO2 es de –296,83 kJ/mol.
Y considerando las siguientes aproximaciones:
•
Todo el azufre presente en el carbón forma SO2 en la combustión, este óxido es oxidado
cuantitativamente a SO3 en la atmósfera y arrastrado por la lluvia dentro del valle al lago en forma de
H2SO4:
S + O2 → SO2
SO2 + 1/2 2 → SO3
SO3 + H2O → H2SO4
•
El ácido sulfúrico en el agua se comporta como un ácido monoprótico totalmente disociado que con el
tiempo se distribuye homogéneamente:
H2SO4 → HSO4─ + H+