LA TIERRA…¿SISTEMA ABIERTO O CERRADO? LA QUÍMICA EN EL SISTEMA TIERRA.

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1 LA TIERRA…¿SISTEMA ABIERTO O CERRADO? LA QUÍMICA EN EL SISTEMA TIERRA

2 INTERACCIÓN DEL SISTEMA TIERRA

3 IMPORTANCIA DESDE LA QUÍMICA La energía participa en todas las reacciones, parte de la E solar queda almacenada en las uniones que forman determinados materiales. Los átomos en la Tierra se unen y desunen para formar otros materiales (Teoría del estado estacionario), sin modificación en cantidad de masa. Las reacciones químicas en la naturaleza ocurren a diferentes velocidades

4 PARTICIPACIÓN DEL HOMBRE EN LAS REACCIONES QUÍMICAS Transformaciones de los materiales que produce el hombre eran al principio insignificantes. Revolución industrial  participación activa del ser humano en procesos introdujo cambios en la Tierra

5 CONTAMINANTES DEL SUELO El suelo es, el sitio donde van a parar gran parte de los desechos sólidos y líquidos de la actividad humana. También el receptáculo de los deshechos no deseables de origen geológico, por ejemplo, de las aguas ácidas con metales pesados.

6 Los suelos poseen un efecto absorbente, actuando como un filtro altamente reactivo que facilita la inmovilización de los contaminantes gracias a procesos físicos (filtración), físico-químicos (neutralización, adsorción, absorción, precipitación, complejación) o biológicos (biodegradación). El suelo “acumula” muchos de los contaminantes.

7 Cuando se supera la capacidad de amortiguación geoquímica del suelo, éste se convierte de hecho en fuente de contaminación. Por ello a menudo se habla de que la presencia de contaminantes en el suelo constituye una bomba de tiempo química, en que algunos contaminantes se acumulan en los suelos como especies químicas de alta solubilidad (disponibilidad para animales y vegetales).

8 CONTAMINACIÓN DEL AIRE La niebla tóxica que flota por encima de las ciudades es la forma de contaminación del aire más común y evidente. Existen diferentes tipos de contaminación, visibles e invisibles, que contribuyen al calentamiento global. Por lo general, se considera contaminación del aire a cualquier sustancia, introducida en la atmósfera por las personas, que tenga un efecto perjudicial sobre los seres vivos y el medio ambiente.

9 Dióxido de carbono (huella de carbono).

10 CONTAMINACIÓN DEL AGUA El agua que procede de fuentes superficiales (ríos, lagos y quebradas), es objeto día a día de una severa contaminación, producto de las actividades del hombre, ↑ contaminación: ↑ población ↑ agentes contaminantes que el propio hombre ha creado.

11 CONTAMINANTES DEL AGUA 1.- Microorganismos patógenos 2.- Detergentes sintéticos y fertilizantes ricos en fosfatos. 3.- Pesticidas orgánicos 4.- Productos químicos inorgánicos como los nitratos, nitritos, fluoruros. arsénico, selenio, mercurio. 5.- Petróleo y sus derivados como el alquitrán, aceites, combustibles.

12 Agua contaminada --- vehículo de agentes infecciosos Agua contaminada --- pesticidas, metales pesados, etc alimento seres vivos alimento humano Irrigar cultivos bebida a animales Agu a

13 ELEMENTOS TÓXICOS Metales pesados ( δ = 5x δ agua) : As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Sn y Zn. Co, Zn, Mo, Fe --- saludables en baja cc Ejemplo: Pb (pigmento bco, naftas), Hg (puro, amalgamas). Medicina dental y pilas. Cd (aleaciones, pilas).

14 EFECTOS EN LA SALUD Hg: irritación de la piel, mucosa, irritación en las vías respiratorias. Intoxicaciones crónicas - dosis bajas: debilidad, perdida de peso, diarrea, fatiga, sabor metálico, insomnio, e indigestión. Intoxicaciones crónicas - dosis altas: irritabilidad, alucinaciones, llanto, excitabilidad, depresiones, psicosis, crisis. En casos de exposición a altas dosis en forma oral, colapsa el aparato digestivo, siendo mortal en horas.

15 Cd: sumamente tóxico, cancerígeno. Intoxicación crónica: severos daños renales, debido a que este elemento se acumula en los riñones. Disminuye la actividad pulmonar, produciendo enfisema, y cáncer pulmonar.

16 Pb: fatiga, dolores de cabeza, dolores óseos, dolores abdominales, trastornos del sueño, dolores musculares, impotencia, trastornos de conducta, y otros. Síntomas avanzados: anemia, cólicos intestinales, nauseas y vómitos, enfermedad renal, impotencia sexual, delirio, esterilidad, afectación de los nervios, enfermedad ósea, problemas de cáncer y MUERTE.

17 ELEMENTOS INERTES Los elementos que reaccionan difícilmente o que no reaccionan en absoluto con otros elementos se denominan «inertes». N2 y Pt En la atmósfera: helio, neón, argón, criptón, xenón y radón, son más inertes que cualquier otro elemento.

18 Inertes en lo relativo: electrones más exteriores de los átomos de Xe y Ra están bastante alejados del núcleo. En presencia de átomos ávidos de electrones, son cedidos. Desde 1962 Neil Bartlett consiguió formar compuestos de Xe y F «Gases inertes»: término en desuso

19 TRANSFORMACIONES NUCLEARES

20 Algunos núcleos son inestables y emiten partículas y/o radiación electromagnética de manera espontánea (radiactividad). Núcleos radiactivos: radionucleidos Átomos que contienen estos núcleos: radioisótopos. Transmutación nuclear: bombardeo del núcleo con nº, Pr y otros núcleos.

21 REACCIONES QUIMICASREACCIONES NUCLEARES 1. Reordenamiento de átomos. 1. Interconversión de isótopos de los mismos elementos, 2. Electrones extranucleares, implicados, 2. Implicados: pr, nº, e ¯ y otras partículas elementales. 3. Absorción o liberación de energía (pequeña). 3. Absorción o liberación de cantidades enormes de energía. 4. Velocidad de reacción f(T, P, cc, catalizadores). 4. Velocidad de reacción no es f(T, P, cc, catalizadores), por lo general, COMPARACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS CON LAS REACCIONES NUCLEARES

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23 ECUACIONES NUCLEARES

24 TIPO DE DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA Propiedades de la radiación alfa, beta y gamma Tipo de radiación Propiedad  Carga2+1-0 Masa6,64.10 -24 g 9,11.10 -28 g 0 Poder relativo de penetración 110010000 Naturaleza de la radiación Núcleos de 4 2 He Electro nes Fotones de alta energía

25 SERIES RADIACTIVAS

26 TIEMPO DE VIDA MEDIA Desintegración radiactiva: proceso de primer orden (velocidad depende de la concentración de un solo reactivo elevada a la primera potencia). Este proceso de primer orden tiene una vida media característica, que es el tiempo que se requiere para que reaccione la mitad de cualquier cantidad de sustancia dada.

27 Cada isótopo tiene su propia vida media característica. Ej., la vida media del Sr-90 es de 29 años. Vida media y tipo de desintegración de varios radioisótopos IsótopoVida media (años) Tipo de desintegración Radioisótopos naturales 238 92 U4,5.10 9 Alfa 235 92 U7,1.10 8 Alfa 232 90 Th1,4.10 10 Alfa 40 19 K1,3.10 9 Beta 14 6 C5730Beta Radioisótopos sintéticos 239 94 Pu24000Alfa 137 55 Cs30Beta 90 38 Sr28,8Beta 131 53 I0,022Beta

28 ACCIDENTES NUCLEARES FUKUSHIMA CHERNOBYL BASURA NUCLEAR