Habla respecto a las transformaciones químicas que suceden en la atmósfera y su influencia en la naturaleza y la vida en el planeta. química atmosférica es una disciplina que estudia los procesos químicos que ocurren en la atmósfera terrestre y cómo estos afectan la composición, la calidad del aire y el clima global. Es fundamental para comprender y abordar los desafíos relacionados con la contaminación atmosférica, el cambio climático y la salud humana y ambiental.

1. TEMA 7
Química
atmosférica

2. La atmósfera
Masa de gas que cubre toda la superficie de la
tierra.
Tiene 10.000 km de espesor
Interés ambiental: región cerca a la superficie
del suelo
Composición:
❑ Nitrógeno (N2
) 78,1%
❑ Oxígeno (O2
) 20,9 %
❑ Otros gases (Ar, Ne, He, CO2
, H2
O)
❑ Partículas suspendidas
❑ Contaminantes

3. Génesis
Se formó hace 4.600 millones de años.
Composición inicial: CO2
, N2
, H2
O, H2
, CO y CH4
Composición que cambió por procesos
fisicoquímicos:
H2
O, condensación
CO2
, disolución-precipitación
c/carbonatos
H2
, escape al espacio, oxidación por
oxígeno
CH4
, oxidación

4. Génesis
Hace 2.500 a 2.000 millones de
años aparece la vida fotosintética
y se emite O2
a la atmósfera.
Cambio de medio reductor a
medio oxidante, generación de la
pantalla protectora de ozono.

5. 🡪 Mezcla compleja de gases y de
partículas sólidas y líquidas en
suspensión atraídas por la gravedad.
🡪 Aqui se producen todos los fenómenos
climáticos y meteorológicos que
afectan al planeta.
🡪 Regula la entrada y salida de energía a
la tierra.
🡪 Principal medio de transferencia de
calor.

6. Función de la atmósfera
1. Pantalla protectora contra radiaciones
ionizantes y partículas sólidas provenientes del
espacio
2. Medio de transporte y fuente de sustancias
esenciales para la vida en la tierra (carbono,
nitrógeno, oxígeno)
3. Medio de transporte de la energía solar hacia
todas las regiones del planeta

7. COMPOSICIÓN
Gas Composición
química
%
(Volumen
aire seco)
Nitrógeno N2
78.08
Oxigeno O2
20.95
Argón Ar 0.93
Neón Ne 0.0018
Helio He 0.0005
Hidrogeno H2
0.00005
Xenón Xe 0.000009
Cambia
gradualmente a lo
largo del tiempo
debido a procesos
naturales y a
procesos
antropogénicos.
Gases permanentes cerca de la
superficie de la tierra (~80 Km)

8. Estructura de la
atmósfera
Troposfera
Gradiente de temperatura
• Desciende al aumento de
altitud en la troposfera
• Aumenta en la
estratosfera
Ionosfera
Mesosfera
Estratosfera
Capa Límite Atmosférica (CLA)
0-2Km. Zona donde existe
vida. Región de interés para la
contaminación atmosférica
Peso atmósfera: 4,5*1015
ton
Densidad a nivel del suelo:
1,29 Kg/m3

9. Gases contaminantes en la atmósfera
terrestre.

10. Contaminantes primarios y secundarios
Primarios: emitidos directamente por las fuentes
identificables
❏ Partículas en suspensión (aerosoles)
❏ Óxidos de azufre (SO2
y SOx
)
❏ Óxidos de nitrógeno (NO, NO2
)
❏ Hidrocarburos volátiles
❏ Monóxido de carbono (CO)
❏ Partículas con metales pesados
(principal Pb)
❏ Sustancias radioactivas

11. contaminantes primarios
emisiones que proceden de fuentes identificadas
• Natural
– Volcanes
– Incendios
– Viento
• Antropogénica
– Vehículos de
transporte
– Industrias
– Quema de
combustibles

12. Contaminantes secundarios
Secundarios: formados por reacciones
químicas y fotoquímicas que suceden en la
atmósfera.
Ozono
Smog fotoquímico
❖ Peroxiacetilo nitrato (PAN)
❖ ácidos inorgánicos
❖ formaldehído
Hidrocarburos oxidados
Lluvia ácida

13. Procesos fotoquímicos en la atmósfera
Xg
→ Xg
*
→ reacciones fotoquímicas
Reacciones fotoquímicas:
Fotoionización
N2
+ hv 🡪 N2
+
+ e λ = 80,1 nm
O2
+ hv 🡪 O2
+
+ e λ = 99,3 nm
NO + hv 🡪 NO+
+ e λ = 134,5 nm
Fotodisociación
N2
+ hv 🡪 2N λ = 127 nm
NO + hv 🡪 N + O λ = 189 nm
O2
+ hv 🡪 2O λ = 242 nm
N2
O + hv 🡪 N2
+ O λ = 337 nm
Reacciones fotoquímicas y
fotocatalíticas en la
superficie de las partículas
Interacción entre la radiación solar y los gases y
partículas de la atmósfera

14. Principales Contaminantes de
la atmósfera

15. Contaminantes
• Monóxido de carbono (CO)
• Óxidos de azufre (SOx
)
• Óxidos de nitrógeno (NOx
)
• Ozono (O3
)
• Plomo (Pb)
• Material particulado (PM)

16. Otros contaminantes
⦿ Compuestos halogenados:
Cl2
, HF, HCl, etc.
⦿ Compuestos organoclorados:
CFC’s
⦿ Compuestos orgánicos volátiles:
metano, etano, ácido tricloroacético, etc.
Hidrocarburos policíclicos aromáticos:
naftaleno, benzopireno, antraceno, heterociclos, etc.
Dioxinas y PCB’s
Compuestos radiactivos.

17. Óxidos de azufre (SOx
)
(NH4
) HSO4
H2
S
(NH4
)2
SO4
H2
SO4
SO3
SO2

18. fuentes
H2
S
Procesos anaerobios
Gas natural y licuado
Petróleo
SO2
Quema de carbón
Quema de combustibles fósiles
pesados
Procesamiento de minerales
azufrados
oxidación

19. Reacciones más importantes...
quema de carbón:
transformación de la chalcopirita:
4FeS2
+ 14O2
4FeO3
+ 8SO2
CuFeS2
+ 5
/2
O2
Cu + FeO + 2SO2
vehículos:
S + O2
SO2

20. SO3
≈ 1% del SOx
Bajas temp. se produce lentamente
Altas temp. velocidad de reacción
rápida, pero poco SO3
SO3
esta en el aire como gas si la [H2
O] es
muy baja. Si la [H2
O] es alta se forma
H2
SO4
SO3
+ H2
O H2
SO4
El SO2
SO3
H2
SO4
por procesos
fotolíticos y catalíticos

21. Efectos sobre la salud
agravamiento de las personas con
enfermedades pulmonares y cardíacas
tos, irritación de la garganta y silbidos en el
pecho, principalmente en personas con asma
mayor efecto si se mezcla con partículas o
elevada humedad

22. Monóxido de carbono (CO)
Letal, a altas concentraciones
Incoloro
Insípido
Mas ligero que el aire
Poco soluble en el agua
Inodoro

23. A partir de:
• Combustión incompleta del Carbono o
compuestos del carbono.
• Disociación CO2
a altas temperaturas
• Reacción entre el CO2
y compuestos
de Carbono a altas temperaturas
• Oxidación del metano
• Combustión incompleta de
combustibles
• Mayor fuente del CO son los vehículos

24. Óxidos de nitrógeno (NOX
)
NOx
= NO2
+ NO + N2
O
Óxido Nitrógeno
N2
+ O2
----🡪 2NO
2NO +O2
🡪2NO2

25. fuentes
N2
O: procesos biológicos
NO → NO2
: combustión a altas
temperaturas
vehículos y generación de energía
N2
+ O2
→ 2NO
2NO + O2
→ 2NO2

26. Por fotólisis
NO2
+ hv NO + O*
hv fotón de energía de la radiación solar
O* oxígeno atómico muy reactivo
O* + O2
O3
O3
+ NO NO2
+ O2
Los HC intervienen y rompen el proceso se
produce mas NO2
y aumenta mas el O3

27. HC + NOx + luz solar niebla fotoquímica
Formación del HNO3
O3
+ NO2
NO3
+ O2
NO3
+ NO2
N2
O3
N2
O3
+ H2
O 2HNO3
Otra:
2NO2
+ H2
O HNO3
+ HNO2

28. NO gas incoloro, inodoro, insípido
NO2
gas color rojo - marrón,
picante, asfixiante
efectos sobre la salud
• Irritante de las vías respiratorias:
IRA’s; principalmente en niños y
ancianos

29. Ozono troposférico (O3
)
fuentes
NO2
+ COV → O3
Radiación
solar
Dióxido de
nitrógeno
Compuestos
orgánicos
volátiles
Ozono

30. Material particulado (PM)
según su diámetro aerodinámico y
posibilidad de ingresar a la parte
inferior de los pulmones:
PTS: partículas totales en suspensión
PM10
: partículas menores a 10 μm
PM2,5
: partículas menores a 2,5 μm

31. Fuentes
Naturales: viento, incendios
forestales, volcanes, etc.
Antropogénicas: quema de
combustibles
Industrias, vehículos

32. Formación de diferentes tipos
de partículas
⦿ Inorgánicas
A partir de metales presentes en el
combustible, en el aire o por desgaste
de la cámara de combustión
Ceniza residual presente en el
combustible
⦿ Acido sulfúrico
A partir de la oxidación del S presente
en el combustible, transformación en
ácido sulfúrico y condensación

33. Formación de diferentes tipos de
partículas
🡪 Hollín
🡪 Combustibles parcialmente quemados que
forman hidrocarburos poliaromáticos (PAH)
🡪 Orgánicas
🡪 Condensación de compuestos orgánicos
presentes en el combustible o formados en
el proceso de combustión

34. Efectos de la contaminación del aire
Sobre la salud
Afecciones al aparato respiratorio, irritación de
mucosas y membranas
Contribuye al incremento de enfermedades
respiratorias como la bronquitis y exacerba otras
enfermedades cardiovasculares
Sobre las plantas
Afecta funciones vitales de las plantas: clorosis,
necrosis foliar
Impide el proceso de fotosíntesis
Sobre los bienes materiales
Erosión química, corrosión, deposición de polvos,
oxidación
Efectos sobre la visibilidad

35. Efectos contaminación atmosférica