*La oxidación de las impurezas de los combustibles derivados del petróleo, formación de SO2, SO3 y H2SO4. La lluvia ácida, sus efectos sobre el medio y los seres vivos*
El petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos, como los alcanos, alquenos y cicloalcanos. Las moléculas de hidrocarburos están formadas sólo por átomos de carbono e hidrógeno. En cuanto a sus principales características, el petróleo es un líquido de consistencia aceitosa, olor desagradable y color oscuro que se encuentra en depósitos subterráneos de la corteza terrestre.
A continuación se muestran algunas fórmulas de los hidrocarburos llamados alcanos.
| Metano | CH4 |
| Etano | C2H6 |
| Propano | C3H8 |
| Butano | C4H10 |
Lo llaman oro negro y con razón: actualmente, el petróleo es la principal fuente de energía de nuestro planeta.
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Basta ver las tremendas congestiones y los miles de vehículos que se desplazan en todas las ciudades para saber que es la energía que mueve al mundo.
El uso del petróleo crudo obtenido de vertientes o el asfalto producido por la evaporación y oxidación de las filtraciones data desde tiempos prehistóricos.
De acuerdo con la Biblia, Dios dijo a Noé: “Haz un arca de madera resinosa y recúbrela con brea por dentro y por fuera”, el Arca de Noé fue asfaltada por completo.
En el año 1200 a. de C. se usaban en Babilonia lámparas de aceite mineral, descubriéndose más tarde la mecha diseñada en lino, médulas de junco o ciertas hojas.
En el año 230 a. de C. Filón de Bizancio construyó una lámpara con alimentación automática de combustible, incorporando Erón de Alejandría, en el año 120 a. de C., un flotador que regulaba incluso la intensidad de la luz.
El “fuego griego” era una mezcla de azufre natural, resina, bencina y cal viva. En el año 650,Calinico inventó el lanzallamas, y en 941, mil naves del Zar Igor fueron incendiadas frente a Bizancio.
*Formación de SO2, SO3 y H2SO4*
Características: se pueden formar dos óxidos de azufre: dióxido (SO2) y trióxido de azufre (SO3), si bien aquél se presenta en una proporción mucho más elevada en las emisiones estables, siendo el trióxido un compuesto inestable. Las dos especies son gases incoloros, teniendo el SO2 olor acre e irritante.
Fuentes: el dióxido de azufre, SO2, procede prácticamente a partes iguales de fuentes naturales -oxidación del sulfuro de hidrógeno, H2S, en el metabolismo anaerobio de la materia orgánica- y de fuentes antropogénicas, fundamentalmente procesos de combustión estacionaria -en especial plantas termoeléctricas y, con menor importancia, plantas de combustión industrial-.
Formación: se producen SO2 y SO3 en la combustión de toda sustancia que contenga azufre a partir de dos reacciones; en la segunda de ellas, el equilibrio se halla desplazado hacia el dióxido de azufre, debido a la inestabilidad del trióxido, en especial si existe un metal que catalice la reacción:
S + O2 ↔SO2
2 SO2 + O2 ↔2 SO3
2 SO2 + O2 ↔2 SO3
Evolución en la atmósfera:
- Oxidación heterogénea, en fase acuosa o sobre la superficie de partículas, catalizada por sales de hierro y manganeso presentes en cenizas procedentes de combustión:
SO2 + H2O →H2SO3 H2O2 + H2SO3 → H2SO4 + H2O - Oxidación homogénea:
- Fotooxidación directa, con luz de longitud de onda de entre 240 y 400 nm:
SO2 + hv + O2 → SO3 + O - Reacción con oxidantes en fase acuosa, para dar ácido sulfúrico, H2SO4.
Efectos: los óxidos de azufre producen necrosis en plantas en función de la dosis, alteración en los contenidos de azúcares y proteínas y pérdida de productividad; causan irritaciones oculares y respiratorias en animales a dosis elevadas; más efecto parecen tener los sulfatos secundarios. Sin embargo, el principal efecto viene dado por las reacciones que originan, produciendo ácido sulfúrico disuelto, origen principal de la lluvia ácida, que es la deposición húmeda de ácidos; también existe la deposición ácida seca.
La constitución de la lluvia ácida puede variar, pero sus principales componentes son ácidos -tanto sulfúrico como clorhídrico o nítrico-, así como sales de éstos; el componente en mayor proporción es el sulfúrico por su mayor solubilidad. De esta manera, el pH del agua de lluvia -que en circunstancias normales es ligeramente básico, entre 5.5 y 5.7-, llega a tomar valores próximos a 4.0.
Más adelante se trata la lluvia ácida como consecuencia global de la contaminación, pero se adelantan aquí los principales efectos que la lluvia ácida ocasiona sobre:
- ecosistemas: acidificación de aguas dulces, especialmente lagos, afectando muy negativamente a diversas especies, especialmente piscícolas, y acidificación de suelos, causando lixiviación o arrastre de nutrientes y movilización de metales pesados, que pueden incorporarse a las redes tróficas, así como daños importantes en la vegetación -decoloración y pérdida de follaje, deterioro de corteza y muerte-;
- materiales: aumento de la velocidad de corrosión de metales, deterioro de materiales calizos (denominado mal de la piedra), mediante la formación en superficie de sulfato cálcico hidratado, lo que provoca desintegración y disolución del material, según la reacción
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
La lluvia ácida constituye un importante problema en Europa centro-oriental y septentrional y en la parte oriental de América del Norte, así como en áreas urbanas, en las que adquiere mayor importancia la deposición seca.
En contraposición a la lluvia ácida, existe también la lluvia alcalina, con elevada concentración de calcio, que se forma en áreas con elevado aporte de partículas calizas.
*La lluvia ácida, sus efectos sobre el medio y los seres vivos*
La lluvia ácida es una de las consecuencias de la contaminación del aire. Cuando cualquier tipo de combustible se quema, diferentes productos químicos se liberan al aire. El humo de las fábricas, el que proviene de un incendio o el que genera un automovil, no sólo contiene partículas de color gris (fácilmente visibles), sino que ademas poseen una gran cantidad de gases invisibles altamente perjudiciales para nuestro medio ambiente.
Centrales eléctricas, fábricas, maquinarias y coches "queman” combustibles, por lo tanto, todos son productores de gases contaminantes. Algunos de estos gases (en especial los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre) reaccionan al contacto con la humedad del aire y se transforman en ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido clorhídrico . Estos acidos se depositan en las nubes. La lluvia que producen estas nubes, que contienen pequeñas partículas de acido, se conoce con el nombre de "lluvia ácida".
Para determinar la acides un liquido se utiliza una escala llamada pH. Esta varia de 0 a 14, siendo 0 el mas acido y 14 el mas alcalino (contrario al acido). Se denomina que 7 es un pH neutro, es decir ni acido ni alcalino.
La lluvia siempre es ligeramente ácida, ya que se mezcla con óxidos de forma natural en el aire. La lluvia que se produce en lugares sin contaminación tiene un valor de pH de entre 5 y 6.
Cuando el aire se vuelve más contaminado con los óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre la acidez puede aumentar a un valor pH de 3. El zumo de limón tiene un valor de pH de 2.3. La lluvia acida con mayor acides registrada llega a un valor pH de
Consecuencias de la Lluvia ÁcidaLa lluvia ácida tiene una gran cantidad de efectos nocivos en los ecosistemas y sobre los materiales. Al aumentar la acidez de las aguas de ríos y lagos, produce trastornos importantes en la vida acuática. Algunas especies de plantas y animales logran adaptarse a las nuevas condiciones para sobrevivir en la acidez del agua, pero otras no.
Consecuencias de la Lluvia ÁcidaLa lluvia ácida tiene una gran cantidad de efectos nocivos en los ecosistemas y sobre los materiales. Al aumentar la acidez de las aguas de ríos y lagos, produce trastornos importantes en la vida acuática. Algunas especies de plantas y animales logran adaptarse a las nuevas condiciones para sobrevivir en la acidez del agua, pero otras no.
Camarones, caracoles y mejillones son las especies más afectadas por la acidificación acuatica. Esta tambien tiene efectos negativos en peces como el salmón y las truchas. Las huevas y los alevines son los más afectados. Una mayor acidez en el agua puede causar deformaciones en los peces jóvenes y puede evitar la eclosión de las huevas.
La lluvia ácida también aumenta la acidez de los suelos, y esto origina cambios en la composición de los mismos, produciéndose la lixiviación de importantes nutrientes para las plantas (como el calcio) e infiltrando metales tóxicos, tales como el cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, que de esta forma se introducen también en las corrientes de agua.
La vegetación sufre no sólo las consecuencias del deterioro del suelo, sino también un daño directo por contacto que puede llegar a ocasionar en algunos casos la muerte de la especie.
Las construcciones históricas, que se hicieron con piedra caliza, experimentan tambien los efectos de la lluvia ácida. La piedra al entrar en contacto con la lluvia acida, reacciona y se transforma en yeso (que se disuelve con el agua con mucha facilidad). También los materiales metálicos se corroen a mucha mayor velocidad.
La lluvia ácida y otros tipos de precipitación ácida como neblina, nieve, etc. han llamado la atención pública, pero esta los considera como problemas específicos de contaminación atmosférica secundaria; sin embargo, la magnitud potencial de sus efectos es tal, que cada vez se le dedican más y más estudios y reuniones, tanto científicas como políticas para encontrar soluciones al problema. En la actualidad hay datos que indican que la lluvia es en promedio 100 veces más ácida que hace 200 años.
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