Acerca de propiedades, composición y procesos importantes

1. AIRE
Universidad Nacional Autónoma de México
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel “Oriente”
I.Q. Ramón Monreal Vera Romero
Profesor Asociado “C” de T.C.

2. AIRE
• La troposfera es la capa que se encuentra sobre la superficie de
la Tierra, donde:
• Esta el 80 % de la masa de la atmosfera
• Se presentan los cambios climáticos
• Su componente principal es el Nitrógeno, gas que no
reacciona con casi ninguna otra sustancia (inerte) y apenas
se disuelve en agua, sirve como disolvente del oxígeno,
teniendo como resultado que disminuye su reactividad al
no estar concentrado.
• Espesor entre los 9 km (polos) hasta los 17 km (ecuador).

3. AIRE
Composición de la Atmósfera
Oxígeno
21 %
Nitrógeno
78 %
Otros Gases (1%)
Vapor de Agua(depende de la zona) < 4%
Dióxido de carbono (CO2): 0,033 %
Argón (Ar): 0,93 %
Kriptón (Kr): 0,000114 %
Neón (Ne): 0,00182 %
Helio (He): 0,000524 %.

4. AIRE
•Fenómenos Físicos en la Troposfera, que
dan como consecuencia el estado
climático del planeta:
•Presión
•Temperatura
•Vientos
•Humedad
•Precipitaciones

5. AIRE
• La temperatura del aire se debe a la energía
absorbida del Sol.

6. • La humedad es la cantidad de vapor de agua que esta
contenida en el aire.
• La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en
un volumen de aire .
• Dependiendo de la temperatura del aire (movimiento
molecular y por consecuencia espacios intermoleculares)
existe un máximo de agua que puede estar contenida en el
aire, a este punto se le denomina “Punto de Saturación”
• Por eso cuando enfría el aire, se condensa el agua
formando; niebla o nubes.

7. CONCENTRACIÓN
En el aire se utilizan tres tipos de
concentraciones:
 Porciento en VOLUMEN: Es la cantidad de
la sustancia en la mezcla en base a su
volumen, bajo la base de 100 unidades.
Ejemplo:
La concentración del Oxígeno en el aire es de 21
% en volumen, Lo cual significa que por cada cien
litros de aire 21 litros son de oxígeno, el resto son
los demás componentes del aire.

8. CONCENTRACIÓN
En el aire se utilizan tres tipos de
concentraciones:
Porciento en MASA: Es la cantidad de la
sustancia en la mezcla en base a su
MASA, bajo la base de 100 unidades.
Ejemplo:
La concentración del Oxígeno en el aire es
de 23 % en masa, Lo cual significa que por
cada cien gramos de aire 23 g son de
oxígeno, el resto son los demás
componentes del aire.

9. CONCENTRACIÓN
En el aire se utilizan tres tipos de
concentraciones:
Partes por millón: Es la cantidad de
sustancia en la mezcla en base a su
volumen o MASA, bajo la base de
1,000,000 de unidades: Ejemplo
La concentración del Kriptón en el aire es
de 3.3 ppm en volumen. Lo cuál significa
que por cada millón de litros de aire 3.3
litros son de Kriptón, se utiliza para
concentraciones muy pequeñas.

10. CONCENTRACIÓN
Observa que son diferentes los
Valores de porciento de Masa y
volumen, porque pesan
diferente su moléculas.
Siempre debemos especificar a
que por ciento nos referimos,
para gases es más usado:
% en volumen.
Porciento en Volumen Porciento en masa
21.000000000 % 23.212757325 %
78.000000000 % 75.441461307 %
0.934000000 % 1.290518770 %
0.035000000 % 0.053195902 %
0.001818000 % 0.001255976 %
0.000524000 % 0.000072402 %
0.000179000 % 0.000098931 %
0.000114000 % 0.000330782 %
0.000055000 % 0.000003800 %
0.000030000 % 0.000062177 %
0.000010000 % 0.000009672 %
0.000009000 % 0.000037617 %
0.000007000 % 0.000011606 %
0.000002000 % 0.000003178 %
0.000001000 % 0.000004387 %
0.000300000 % 0.000176168 %
• Comparación entre por ciento en volumen y masa:

11. VOLUMEN DE GASES
• La importancia del volumen en gases, es que debido a su separación
de sus moléculas, la interacción intermolecular es casi nula, por lo
cual las moléculas no afectan su tamaño o masa, además de recordar
que son enlace covalentes no polares o de baja polaridad, por lo
tanto no existen interacciones importantes.
• Esto nos pemite establecer una de las propiedades mas importantes
es que sus volumen son aditivos siempre:
• Si tenemos la mezcla de 5 litros de Oxígeno, 3 litros Dióxido de
Carbono y 4 litros de Helio, el Volumen final de la mezcla será de:

12. VOLUMEN - MOLÉCULAS
• En base a esta propiedad nos permite establecer que en volúmenes
iguales de gases, se tienen el mismo numero de moléculas en ambos
gases. Ejemplo:
• Se tienen 3 Litros de gas Helio, 3 Litros de gas Neón y 6 litros de
gas Argón, como son el número de sus moléculas:
• El Helio y el Neón, tienen el mismo número de moléculas
• El argón tiene el doble de moléculas del gas Helio y por conclusión el
argón tiene el doble de moléculas del gas Neón.
• Y como la medida del Número de moléculas de una sustancia es la
MOL, por lo tanto a volúmenes iguales de gases, tienen el mismo
número de moléculas y por lo tanto el mismo número de moles.

13. VOLUMEN - MOLÉCULAS
• Si una cantidad de Oxígeno ocupa un volumen de 44
Litros y su número de moles es de 2 (n = 2 mol):
• Helio
• Si tiene una cantidad de Helio que tiene un volumen
de 22 litros, ¿Cuántas moles contiene? Respuesta: 1
mol
• ¿Cuál es la proporción de sus moléculas? Respuesta:
el Helio tiene la mitad de las moléculas del Oxígeno.
• Argón:
• Si se tiene una cantidad de Helio de 4 mol, ¿Cuál será
su volumen?
• Respuesta: Como es el doble del número de moles del
Oxígeno, por lo tanto su volumen será del doble, o
sea, 88 litros.

14. COMPORTAMIENTO DE LOS GASES
• Los gases al estar separadas sus moléculas y no existir una interacción entre
ellas importante, permiten tener un comportamiento general en condiciones
de baja presión y temperaturas altas, las cuales se presentan a condiciones
normales.
• Las variables que determinan el comportamiento de los gases son:
• Presión.- Fuerza que se ejerce en la unidad de área.
• Volumen.- Espacio que ocupa un cuerpo.
• Temperatura.- Es un indicador de la energía cinética
molecular (visión microscópica). Determina la transmisión
de energía en forma de calor de un cuerpo a otro por
diferencia de temperatura.
• Número de moles.- Cantidad de materia de un cuerpo,
referida a la cantidad de moléculas.

15. PRESIÓN
• La fuerza que se ejerce por unidad de
área:
P =
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎
á𝑟𝑒𝑎
• La moléculas al chocar con las paredes
del recipiente ejerce la fuerza sobre el
área de sus paredes, ejerciendo la
presión.

16. VOLUMEN
• Es el espacio que ocupa el gas,
recordando que no tiene un
volumen definido y buscar todo
el espacio del recipiente.
• Abriendo los espacios
intermoleculares, ocupando
todo el espacio del recipiente,
por ello se necesita un
recipiente cerrado

17. TEMPERATURA
• Es un indicador de la Energía Cinética molecular.

18. MOLES
• Es medida del número de moléculas.
• El número de moléculas de “A” es igual al número de moléculas de “B”
• El numero de moléculas de “C” es el doble del número de moléculas de “A”
• Se representa:
𝑛 𝐴 = 𝑛 𝐵 𝑦 𝑛 𝐶 = 2 𝑛 𝐴

19. MOLES
• El número de moléculas del Gas “A” = al número de moléculas del Gas “B”
𝑛 𝐴 = 𝑛 𝐵

20. MOLES
• El número de moléculas del Gas “C” = el doble número de moléculas del
Gas “A”
𝑛 𝐶 = 2𝑛 𝐴

21. DEFINCICIÓN
• 1 Mol.- Es la masa molecular expresada en gramos.
• Mol .- Es la unidad de la medida de cantidad de
moléculas de un cuerpo.
• Numero de Avogadro.- Es la cantidad de moléculas
contenidas en una mol y es:
6.02 x 10²³ moléculas / mol
• Volumen Molar.- Es el volumen ocupado por
una mol de una sustancia(siendo importante
en los gases)
• Masa Molar.- Es la masa contenida en una
mol de una sustancia. (es igual a la masa
molecular expersada en gramos

22. LEYES DE LOS GASES

23. RELACIÓN DE PRESIÓN-VOLUMEN
•Cuando se tiene un masa constante de gas
a temperatura constante:
“El volumen de un gas es inversamente
proporcional a la presión a la que se somete”
⇧ 𝑃 ⇔ 𝑉 ⇩
• Interpretación:
• Cuando el volumen disminuye la presión
aumenta inversamente proporcional.

24. RELACIÓN DE PRESIÓN-TEMPERATURA
• Cuando se tiene un masa constante de gas a
volumen constante:
“La presión de un gas es directamente
proporcional a su temperatura”
⇧ 𝑃 ⇔ 𝑇 ⇧
• Interpretación:
• Cuando la temperatura de un gas aumenta, su
presión aumenta directamente proporcional.
NOTA.- La temperatura debe de ser absoluta (°K)

25. RELACIÓN DE VOLUMEN -TEMPERATURA
• Cuando se tiene un masa constante de gas a
presión constante:
“EL volumen de un gas es directamente
proporcional a su temperatura”
⇧ 𝑉 ⇔ 𝑇 ⇧
• Interpretación:
• Cuando la temperatura de un gas aumenta, su
volumen aumenta directamente proporcional.
NOTA.- La temperatura debe de ser absoluta (°K)

26. EJEMPLOS P-V
• Se tiene un masa constante de gas a temperatura constante, tiene un
volumen de 10 litros a una presión de 2 atmosferas, si se somete a
los siguientes cambios de presión. ¿Cuál será su volumen final?
Cambio Presión Volumen Cambio
Cuarto(
1
4
x2atm)
1
2
atm 40.0 litros 4
Mitad (
1
2
x 2 atm) 1 atm 20.0 litros 2
Doble(2x2atm) 4 atm 5.0 litros 1
2
Cuádruple (4x2atm) 8 atm 2.5 litros 1
4
Quíntuple (5x2atm) 10 atm 2.0 litros 1
5

27. EJEMPLOS P-T
• Se tiene un masa constante de gas a Volumen constante, tiene una
temperatura de 300 K a una presión de 2 atmosferas, si se somete a
los siguientes cambios de presión. ¿Cuál será su volumen final?
Cambio Temperatura Presión Cambio
Cuarto(
1
4
x300 K) 75 𝐾 1
2
atm 1
4
Mitad (
1
2
x 300 K) 150 K 1 atm 1
2
Doble(2 x 300 K) 600 K 4 atm 2
Cuádruple (4 x 300K) 1200 K 8 atm 4
Quíntuple (5 x 300 K) 1500 K 10 atm 5

28. EJEMPLOS V-T
• Se tiene un masa constante de gas a Presión constante, tiene una
temperatura de 300 K y un volumen de 10 litros, si se somete a los
siguientes cambios de presión. ¿Cuál será su volumen final?
Cambio Temperatura Presión Cambio
Cuarto(
1
4
x300 K) 75 𝐾 2.5 litros 1
4
Mitad (
1
2
x 300 K) 150 K 5.0 litros 1
2
Doble(2 x 300 K) 600 K 20.0 litros 2
Cuádruple (4 x 300K) 1200 K 40.0 litros 4
Quíntuple (5 x 300 K) 1500 K 50.0 litros 5

29. CAMBIOS FÍSICOS EN EL AIRE

30. VIENTOS
• El desigual calentamiento
que el sol ejerce sobre
distintas zonas de la tierra
hace que masas de aire con
distintas temperaturas se
muevan tratando de
encontrar una situación de
equilibrio. Esta desigualdad
en la distribución térmica
crea una circulación a gran
escala, la circulación
general del aire.

31. VIENTOS
• Los vientos locales se producen debido al calentamiento de las
masas de aire que se dilatan haciendo que su densidad disminuya,
ascendiendo y las masas de aire frio descienden, formando
corrientes de aire.

32. CICLO DEL AGUA

33. CICLO DE AGUA
1) Agua almacenada en
los océanos
2) Evaporación
3) Agua en la atmósfera
4) Condensación
5) Precipitación
6) Agua almacenada en
los hielos y la nieve
7) Agua de deshielo
8) Escorrentía superficial
9) Agua dulce almacenada
10)Infiltración
11)Descarga de agua
subterránea
12)Manantiales
13)Transpiración
14)Agua subterránea
almacenada

34. CICLO DE AGUA
1) Agua almacenada en los océanos, con grandes contenido de sales
debido a la erosión superficial de los suelos y rocas.
2) Evaporación producto de la absorción de la radiación solar en
todos los almacenamientos de agua (Lagos, mares y oceanos).
3) Agua en la atmósfera, conformada por el vapor de agua genrado
por la evaporación, alcanzando un máximo del 4 % en volumen en
el aire.
4) Condensación, debido al ascenso del vapor a las capas altas de la
atmósfera que están a bajas temperatura, que ayudados por
partículas de polvo y humo, forma pequeñas gotas imperceptibles
que forman lo que se denominan nubes.

35. CICLO DE AGUA
5) Precipitación, cuando las pequeñas gotas se unen formando gotas de mayor
tamaño que no pueden quedar suspendidas en el aire y descienden,
presentándose así la precipitación en las siguientes formas:
 Lluvia
 Granizo
 Nieve
6) Agua almacenada en los hielos y la nieve, se forman al presentarse la
precipitación de la nieve, al quedar en partes altas (Montañas) debido a las
bajas temperaturas mantienen su estado, para posteriormente convertirse en
hielo, el cual puede permanecer durante largos periodos de tiempo
(Glaciares)
7) Agua de deshielo, debido a la radiación solar aumentan la temperatura del
agua en estado sólido (granizo, hielo y agua) provocando su fusión que
provocara la presencia de agua líquida.
8) Escorrentía superficial, el agua líquida que se encuentra en partes altas de los
continentes se desliza a partes bajas debido a la gravedad, formando
corrientes de agua superficiales que desceinden (ríos, cascadas, etc). Siendo
importante que llegan a presentarse ríos de nieves que se deslizan a alas
tierras bajas, asi como las grandes avalnchas.

36. CICLO DE AGUA
9) Agua dulce almacenada, la corriente de agua llegan a cuencas o
zonas impermeables que hacen se formen grandes concentraciones
de masas de agua, que sirven de almacenes de agua dulce (Lagos y
presas)
10) Infiltración, parcialmente el agua es absorbida por el suelo y
dependiendo su composición se satura lentamente o rápidamente
de humedad, estableciendo si la mayor parte se desliza sobre la
superficie o se desliza en forma subterránea (escorrienta en el
subsuelo) formándose ríos y lagos, en el subsuelo.
11) Descarga de agua subterránea, posteriormente el agua sale a
superficie en tierras bajas (manantiales, ojos de agua, etc.). Por
otro lado, parte de las aguas subterráneas descarga directamente a
mares o océanos.

37. CICLO DE AGUA
12) Manantiales, descarga superficiales de aguas subterraneas
13) Transpiración, los organismos debido al clima tienden a perder
agua hacia la atmósfera al transpirar.
14) Agua subterránea almacenada, producto de las corrientes
subterráneas que encuentran espacios cerrados rocosos o
impermeables

38. CAMBIOS QUÍMICOS EN EL AIRE

39. CAMBIOS QUÍMICOS EN EL AIRE
Fenómenos Químicos:
Ciclos Biogéneticos
Carbono
Oxígeno
Nitrógeno
Azufre
Fósforo
Fotosíntesis-Respiración
Combustión
Oxidación

40. CICLO DEL CARBONO

42. CICLO DEL AGUA
• Proceso Físico:
• Evaporación, Condensación, Solidificación,
Precipitación, Escurrimientos (superficiales
y subterráneos ), Filtración, Transpiración,
Absorción biológica, Cristalización,etc.

43. CICLO DEL NITRÓGENO
Fuentes Naturales

44. CICLO DEL NITRÓGENO
• Procesos importantes:
• Formación de Óxidos de Nitrógeno productos de
tormentas eléctricas.
• Formación de nitratos por bacterias nitrificantes
(⁻NO₃)
• Formación de proteínas a partir de compuestos de
amonio (NH₃)
• Liberación de amonio (NH₃) por bacterias
descomponedoras de compuestos orgánicos.
• Liberación de nitrógeno (N₂) por bacterias
desnitrógenantes.
Fuentes Antropogénicas

45. CICLO DEL NITRÓGENO
Fuentes Antropogénicas

46. CICLO DEL NITRÓGENO
•Procesos importantes:
•Liberacion NO por la combustión de
hidrocarburos en motores e Industrias.
•Oxidación del NO que forma NO₂
•Formación de ácido nítrico al reaccionar
el NO₂ con el agua de la lluvia (Lluvia
ácida)
Fuentes Antropogénicas

48. CICLO DEL FÓSFORO
• Procesos importantes:
• Liberación de PO₄⁻³ por erosión de las rocas.
• Asimilación de los fosfatos por los
organismos.
• Liberación de Fosfatos por la descomposición
y deshechos de los organismos.
• Formación de Rocas con sedimentos de
fosfatos
Fuentes Naturales

50. CICLO DEL AZUFRE
• Procesos importantes:
• Liberación de SO₂ y SO₃, de la actividad de volcanes.
• Formación de ácido Sulfúrico al reaccionar el SO₃
con el agua de la lluvia (Lluvia ácida)
• Formación al reaccionar el acido sulfúrico con las
sustancias del suelo.
• Asimilación de los sulfatos por los organismos.
• Liberación de ácido sulfhídrico (H₂S) por la
descomposición y deshechos de los organismos, por
medio de bacterias desintegradoras.
• Combustión de combustibles fósiles.
Fuentes Naturales

51. CICLO DEL CARBONO

52. CICLO DEL CARBONO
• Producción de CO₂:
• Respiración de organismos que a partir de
glucosa y O₂, producen CO ₂ y H₂O, para liberar
energía
• Combustión de combustible de hidrocarburos.
• Fotosíntesis en la producción de Glucosa a partir
de CO₂ + H₂O y energía luminosa.
• Nutrientes en los organismos por medio de
procesos metabólicos: proteínas, Lípidos y
glúcidos.

53. CICLO DEL OXÍGENO

54. CICLO DEL OXÍGENO
•Procesos importantes:
•Combustión de sustancias orgánicas e
inorgánicas.
•Oxidación de sustancias produciendo:
óxidos y oxisales.
•Fotosintesis por medio del cual se
convierte el CO₂ en glucosa y O₂
•Respiración que convierte la glucosa en
CO₂ y O₂
Fuentes Naturales