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Contaminantes químicos ácidos y básicos y sus consecuencias

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Respuesta rápida

Ácidos: $\text{SO}_{2}$ , $\text{NO}_{x}$ , $\text{CO}_{2}$ , $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}/\text{HCl}$ (lluvia ácida). Básicos: $\text{NH}_{3}$ , $\text{NaOH}$ de detergentes, óxidos de Ca/Mg, cianuros y fenoles.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 166

Quimica 3° · 2024

Ejercicio 1

Enunciado: Indago y elaboro un listado de contaminantes químicos ácidos y básicos e indico las consecuencias para los seres vivos (organizador gráfico de dos esquemas: contaminantes ácidos y contaminantes básicos, cada uno con 4 espacios numerados).

La actividad exige llenar 4 casillas por esquema. Se sugieren los siguientes contenidos (cualquier combinación válida es aceptable):

Contaminantes ácidos

Dióxido de azufre ( $\text{SO}_{2}$ ) — gás emitido por la quema de carbón y petróleo en plantas termoeléctricas. Consecuencias: forma $\text{H}_{2}\text{SO}_{3}$ y $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ en la atmósfera (lluvia ácida), irrita las vías respiratorias y daña hojas y cultivos al bajar el pH del suelo.
Óxidos de nitrógeno ( $\text{NO}_{x}$ : $\text{NO}$ , $\text{NO}_{2}$ ) — producto de la combustión en motores de vehículos. Consecuencias: originan ácido nítrico ( $\text{HNO}_{3}$ ), contribuyen al smog fotoquímico, provocan bronquitis y neumonías, y acidifican lagos y ríos matando peces y macroinvertebrados.
Dióxido de carbono ( $\text{CO}_{2}$ ) — generado por la quema de combustibles fósiles y la deforestación. Consecuencias: es un gas de efecto invernadero; disueltos en agua oceánica forma ácido carbónico ( $\text{H}_{2}\text{CO}_{3}$ ) que disminuye el pH del océano, dañando corales y moluscos con caparazón calcáreo.
Ácido clorhídrico ( $\text{HCl}$ ) y ácido sulfúrico ( $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ ) en lluvia ácida — consecuencias: corróen edificios, monumentos y materiales metálicos, reducen la disponibilidad de nutrientes del suelo, alteran el pH de lagos y suelos agrícolas y afectan la fotosíntesis de las plantas.

Contaminantes básicos

Amoníaco ( $\text{NH}_{3}$ ) — liberado por granjas, plantas de fertilizantes y agroindustria. Consecuencias: es tóxico y volátil; irrita ojos y vías respiratorias, en agua forma ion amonio que altera el pH y es letal para peces incluso a concentraciones bajas.
Hidróxido de sodio ( $\text{NaOH}$ ) y otros álcalis en detergentes — provenientes de la descarga de aguas residuales domésticas. Consecuencias: elevan el pH del agua de lagos y ríos, provocan irritación y quemaduras en piel y mucosas de personas y fauna, y rompen el equilibrio químico de los ecosistemas acuáticos.
Óxidos de calcio y de magnesio (polvo de cemento y cal) — emitidos por obras de construcción y cementeras. Consecuencias: al entrar en contacto con agua producen hidróxidos ( $\text{Ca(OH)}_{2}$ ) de pH elevado, irritan ojos y aparato respiratorio y depositan en suelos y lagunas que alcalinizan y hacen difícil la vida de muchos organismos.
Cianuros y fenoles — residuos de minería, metalurgia y plantas petroquímicas. Consecuencias: son tóxicos aun en bajas concentraciones (el cianuro bloquea el transporte de oxígeno en la sangre de los animales; los fenoles alteran el metabolismo y dañan piel y tejidos), causando mortandad de peces y eutrofización indirecta.

Lógica de la clasificación

Se clasifica como contaminante ácido si, disuelto en agua, dona iones $\text{H}^{+}$ y baja el pH por debajo de 7.
Se clasifica como contaminante básico (o alcalino) si, disuelto en agua, dona $\text{OH}^{-}$ o acepta protones y sube el pH por encima de 7.

Respuesta

Esquema completado con los 8 contaminantes y sus consecuencias anteriores.

Contenido de la página

ACTIVIDADES

1. Indago y elaboro un listado de contaminantes químicos ácidos y básicos e indico las consecuencias para los seres vivos.

Organizador gráfico (página 165 del Texto de Química):

Esquema superior con círculo central "CONTAMINANTES ÁCIDOS" y 4 casillas numeradas (1, 2, 3, 4) conectadas con flechas verdes.
Esquema inferior con círculo central "CONTAMINANTES BÁSICOS" y 4 casillas numeradas (1, 2, 3, 4) conectadas con flechas amarillas.

Cada casilla debe completarse con el nombre del contaminante y su consecuencia para los seres vivos.

Ejemplos resueltos

¿El dióxido de azufre ( $\text{SO}_{2}$ ) emitido por una planta termoeléctrica es un contaminante ácido o básico?

El $\text{SO}_{2}$ se disuelve en el agua de lluvia: $\text{SO}_{2} + \text{H}_{2}\text{O} \rightarrow \text{H}_{2}\text{SO}_{3}$ (ácido sulfuroso).
Se oxida en la atmósfera: $2\text{H}_{2}\text{SO}_{3} + \text{O}_{2} \rightarrow 2\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ (ácido sulfúrico).
Ambos ácidos donan $\text{H}^{+}$ , por lo que bajan el pH de la lluvia por debajo de 5,6.
Consecuencia: se clasifica como contaminante ácido, causante de lluvia ácida que daña cultivos, lagos y materiales.

Respuesta: Contaminante ácido.

¿Por qué el amoníaco ( $\text{NH}_{3}$ ) es un contaminante básico?

El amoníaco se disuelve en agua y reacciona con ella.
Reacción: $\text{NH}_{3} + \text{H}_{2}\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_{4}^{+} + \text{OH}^{-}$ .
Genera iones hidróxilo, que aumentan la concentración de $\text{OH}^{-}$ y elevan el pH del agua.
Consecuencia: es un contaminante básico, tóxico para peces y responsable de la eutrofización de lagos y ríos.

Respuesta: Es básico porque forma $\text{OH}^{-}$ en agua y eleva el pH.

Tabla

Contaminante	Fórmula	Consecuencia para los seres vivos
Dióxido de azufre	$\text{SO}_{2}$	Lluvia ácida, daño a hojas y cultivos, irritación respiratoria
Óxidos de nitrógeno	$\text{NO}_{x}$	Smog, bronquitis, acidificación de lagos
Dióxido de carbono	$\text{CO}_{2}$	Efecto invernadero, acidificación oceánica, daño a corales
Ácidos sulfúrico y clorhídrico	$\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ , $\text{HCl}$	Corrosión de materiales, pérdida de nutrientes del suelo
Amoníaco	$\text{NH}_{3}$	Irritación ocular y respiratoria, tóxico para peces
Hidróxido de sodio	$\text{NaOH}$	Quemaduras y dermatitis, alteración del pH de aguas
Óxidos de calcio y magnesio	$\text{CaO}$ , $\text{MgO}$	Alcalinización de suelos y lagos, irritación respiratoria
Cianuros y fenoles	$\text{CN}^{-}$ , fenoles	Bloquean el transporte de oxígeno, dañan tejidos

Diagrama

mindmap
  root((Contaminantes químicos))
    Ácidos
      Dióxido de azufre SO2
      Óxidos de nitrógeno NOx
      Dióxido de carbono CO2
      Ácido sulfúrico H2SO4 y clorhídrico HCl
    Básicos
      Amoníaco NH3
      Hidróxido de sodio NaOH en detergentes
      Óxidos de calcio y magnesio CaO y MgO
      Cianuros y fenoles

Fórmulas y ecuaciones

Clasificación por pH: $\text{pH} < 7 \Rightarrow$ ácido; $\text{pH} > 7 \Rightarrow$ básico; $\text{pH} = 7 \Rightarrow$ neutro

$\text{SO}_{2} + \text{H}_{2}\text{O} \rightarrow \text{H}_{2}\text{SO}_{3}$

$2\text{H}_{2}\text{SO}_{3} + \text{O}_{2} \rightarrow 2\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$

$4\text{NO}_{2} + \text{O}_{2} + 2\text{H}_{2}\text{O} \rightarrow 4\text{HNO}_{3}$

$\text{CO}_{2} + \text{H}_{2}\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_{2}\text{CO}_{3}$

$\text{NH}_{3} + \text{H}_{2}\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_{4}^{+} + \text{OH}^{-}$

$\text{CaO} + \text{H}_{2}\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_{2}$

$\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^{+} + \text{OH}^{-}$

$\text{pH} = -\log[\text{H}^{+}]$

Glosario (5)

Contaminante ácido: Sustancia que, disuelta en agua o en la atmósfera, dona iones hidrógeno ($\text{H}^{+}$) y reduce el pH del medio.
Contaminante básico: Sustancia que, disuelta en agua, aporta iones hidróxilo ($\text{OH}^{-}$) o acepta protones, elevando el pH del medio.
Lluvia ácida: Precipitación con pH menor a 5,6 causada por $\text{SO}_{2}$ y $\text{NO}_{x}$ que se oxidan y reaccionan con el agua.
Efecto invernadero: Proceso por el cual gases como el $\text{CO}_{2}$ retienen calor en la atmósfera elevando la temperatura global.
pH: Medida de la acidez o basicidad de una solución; 7 es neutro, valores menores ácidos y mayores básicos.

Preguntas para practicar

Indago y elaboro un listado de contaminantes químicos ácidos y básicos e indico las consecuencias para los seres vivos.

Contaminantes ácidos: dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono y ácidos sulfúrico/clorhídrico, que originan lluvia ácida, dañan cultivos, acidifican lagos, corroen materiales y afectan el aparato respiratorio. Contaminantes básicos: amoníaco, hidróxidos de sodio en detergentes, óxidos de calcio/magnesio y cianuros, que elevan el pH de las aguas, irritan piel y ojos y son tóxicos para la fauna acuática.

Temas y conceptos clave

Contaminantes químicos ácidosContaminantes químicos básicosConsecuencias de la contaminación para los seres vivosOrganizador gráfico de clasificaciónpHácidobasehidróxidoión hidrógenoión hidróxilolluvia ácidatoxicidad ambiental

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