Este documento trata sobre varios ciclos biogeoquímicos importantes como el ciclo del nitrógeno, el ciclo del oxígeno y el ciclo del carbono. También describe los efectos de la contaminación atmosférica como la lluvia ácida y el smog fotoquímico. Además, analiza los efectos invernadero y la disminución de la capa de ozono, así como las fuentes naturales y antropogénicas de radiación.

1. Química de la atmósfera
Capítulo 17
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2. El ciclo del nitrógeno
Nitrógeno atmosférico
Fijación atmosférica
Nitrógeno Fijación
Juvenilfijo
juvenil fijo Proteínas
industrial
Industrial
Fijación Reducción Desnitrificación
de nitratos
biológica
Rocas ígneas Desechos animales Oxido
y vegetales,organismos nitroso
muertos
Amoniaco
Nitritos
A los mantos
Nitratos freáticos
17.1

3. Fijación del nitrógeno atmosférico
energía
N2 (g) + O2 (g) eléctrica2NO (g)
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)
2NO2 (g) + H2O (g) HNO2 (ac) + HNO3 (ac)
Fijación del nitrógeno industrial
catalizador
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
NH3 + 2O2 HNO3 + H2O
NH3 + HNO3 NH4NO3
CH4 + 2H2O 4H2 + CO2
17.1

4. El ciclo del oxígeno
Radiación ultravioleta de alta energía
Filtro de ozono
Vulcanismo
Interperismo
Fitoplancton oxidativo
Zona fótica Sedimentos
Sedimentos
17.1

5. Transbordador
espacial
Termosfera Termósfera
Aurora
boreal
Estrella
fugaz
Estratosfera Me´sosfera
Mesosfera
Estratosfera Capa de ozono
Troposfera
Concord
Troposfera Monte Pinatubo 17.1

6. Química de Rxs en la termosfera
e- + O O* + e-
p+ + N2 N+* + p+ + e-
2
O* O + hν verde y rojo
+
N+*
2 N2 + hν azul y violeta
O + NO NO2*
NO2* NO2 + hν
anaranjado
La sección de la cola resplandeciente
del transbordador espacial 17.2

7. Disminución del ozono en la estratosfera
O3 producción
UV
O2 O+O
< 240 nm
Equilibrio dinámico
O + O2 + M O3 + M
O3 destrucción Concentración
UV
constante de O3 en la
O3 O + O2 estratosfera
O + O3 2O2
UV
Capa de ozono
17.3

8. Disminución del ozono en la estratosfera
Destrucción antropogénica O3 Reciclables
UV No Reciclables
CFCl3 CFCl2 + Cl
UV
CF2Cl2 CF2Cl + Cl
Aire acondicionado
para automóviles
Espumas aislantes
Cl + O3 ClO + O2 Refrigeración
comercial
Espumas para
+ ClO + O Cl + O2 otros usos
Solventes para limpiar
O3 + O 2O2
Cl cataliza la reacción Aerosoles
Otros usos (Esterilización
,refrigeración doméstica)
Uso de CFCs
17.3

9. Monóxido de cloro (ppmm en volumen)
Ozono (ppmm en volumen)
Latitud
Las variaciones en las concentraciones de O3 y ClO con la latitud
17.3

10. Las nubes polares de la
estratofera mantienen una
superficie para las reacciones:
HCl + ClONO2 Cl2 + HNO3
La luz del sol Cl2 + hν 2Cl
primaveral
Disminución de O3 en la Antártida (en púrpura) 17.3

11. 2H2S (g) + 3O2 (g) 2SO2 (g) + 2H2O (g)
SO2 (g) + OH (g) HOSO2 (g)
HOSO2 (g) + O2 (g) HO2 (g) + SO3 (g)
SO3 (g) + H2O (g) H2SO4 (g)
H2SO4 los aerosoles tienen un efecto de enfriamiento local
en la atmósfera. 17.4

12. Al mecanismo por el cual los gases de la atmósfera atrapan el
calor cerca de la superficie de la Tierra se le conoce como
efecto invernadero.
H2O + hν H 2 O*
Radiación t
CO2 + hν CO2*
solar entrante
Energía
Radiación
terrestre saliente
Longitud de onda (nm)
17.5

13. ¿Por qué N2 y O2 no contribuyen
al efecto invernadero?
N2 y O2 no pueden
absorber la radiación
IR.
3 modos
de
vibración
de H2O 2 de los modos de vibración de
CO2
17.5

14. El ciclo del carbono
Dióxido de carbono
atmosférico
Asimilacion Respiración Respiración Respiración
por las plantas vegetal animal del suelo
Desechos
Respiración Descomposición
de las
raíces
17.5

15. Variación en la concentración CO2 en Mauna Loa
Concentraciópn de CO2 (ppm en volumen)
17.5

16. Fuentes de emisiones de CO2 en Estados Unidos
Producción de
electricidad
Vehículos
automotores
Industria
Calefacció doméstica
17.5

17. Temperatura de la superficie de la Tierra de 1880 a 1996
Temperatura (°C)
17.5

18. La lluvia ácida
SO2 (g) + OH (g) HOSO2 (g)
HOSO2 (g) + O2 (g) HO2 (g) + SO3 (g)
SO3 (g) + H2O (g) H2SO4 (g)
pH de la
precipitación
media en
1994
17.6

19. CaCO3 (s) + H2SO4 (aq) CaSO4 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
2CaCO3 (s) + 2SO2 (g) + O2 (g) 2CaSO4 (s) + CO2 (g)
17.6

20. Predomina el CO2 y el aire
Chimenea
Horno Cámara de purificación
Suspensión
Acuosa de
CaO
Aire
Carbón
17.6

21. El esmog fotoquímico se forma por las reacciones de los gases
de escape automovilístico en la presencia de la luz del sol.
Los contaminantes primarios: NO, CO e hidrocarburos crudos
Los contaminantes secundarios : NO2 y O3
N2 (g) + O2 (g) 2NO (g)
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)
NO2 (g) + hν NO (g) + O (g)
O (g) + O2 (g) + M O3 (g) + M
17.7

22. Concentraciones relativas
Hidrocarburos
Mediodía
17.7

23. 238 4.51 x 10 yr 234 24.1 days 1.17 min 2.47 x 105 yr
9
234 234
92U 90Th 91Pa 92U
230 7.5 x 104 yr 226 1.6 x 103 yr 222 3.82 d
90Th 88Ra 86Rn
Otras
radiaciones
producidas por
el hombre 3% Pruebas Otros tipos
Pruebas clínicas de radiación
natural
nucleares 2%
Fuentes de radiación ambiental 17.8