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viernes, 25 de noviembre de 2016

2.3.4 Las radiaciones del Sol y el esmog fotoqu铆mico

Radiaci贸n solar
Es el conjunto de radiaciones electromagn茅ticas emitidas por el Sol. El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 6000 K, en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusi贸n nuclear que producen una p茅rdida de masa que se transforma en energ铆a. Esta energ铆a liberada del Sol se transmite al exterior mediante la radiaci贸n solar. El Sol se comporta pr谩cticamente como un cuerpo negro, el cual emite energ铆a siguiendo la ley de Planck a la temperatura ya citada. La radiaci贸n solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiaci贸n alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas m谩s cortas son absorbidas por los gases de la atm贸sfera. La magnitud que mide la radiaci贸n solar que llega a la Tierra es la irradiaci贸n, que mide la potencia que por unidad de superficie alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m.


Imagen de: http://www.blogodisea.com/cuales-son-los-lugares-con-mas-radiacion-del-mundo.html

Esmog Fotoqu铆mico

El ox铆geno y el ozono son elementos esenciales de la ecolog铆a de la Tierra. El ox铆geno interacciona con el ozono a diversas temperaturas y a diversas alturas de la atm贸sfera y la estrat贸sfera.

El ozono es uno de los componentes del esmog fotoqu铆mico; se produce cuando los 谩tomos de ox铆geno at贸mico, formada por el rompimiento del de enlace N-O en el NO2, reaccionan con mol茅culas de ox铆geno molecular.





O2  (luz ultravioleta)→   2O - Ox铆geno At贸mico
     O + O2    ⇢ O3  =  Ozono


Casi en todos los procesos de combusti贸n se calientan el N2 y el O2 a temperaturas altas, produciendo peque帽as concentraciones de NO.
Los contaminantes primarios son los 贸xidos de nitr贸geno (NOx) y los compuestos org谩nicos vol谩tiles.

El mon贸xido de nitr贸geno (u 贸xido n铆trico) se forma cuando el ox铆geno y el nitr贸geno atmosf茅ricos reaccionan a altas temperaturas. Esta reacci贸n se da, por ejemplo, en los motores de combusti贸n de los autom贸viles de la siguiente forma:

N2  +  O2 ⇢  2NO

Sin embargo, el 贸xido n铆trico es una mol茅cula altamente inestable en el aire, ya que se oxida r谩pidamente en presencia de ox铆geno, convirti茅ndose en di贸xido de nitr贸geno seg煤n la reacci贸n:

2NO + O2   ⇢  2NO2

Entre los compuestos org谩nicos vol谩tiles (COVs) se encuentran los hidrocarburos no quemados que pueden ser emitidos tambi茅n por veh铆culos, as铆 como disolventes o combustibles que se pueden evaporar f谩cilmente. Tambi茅n 茅stos pueden provenir de zonas arb贸reas, al emitirse de forma natural hidrocarburos, principalmente isopreno, pineno y limoneno.

Reacciones:
Durante el d铆a el di贸xido de nitr贸geno se disocia en mon贸xido de nitr贸geno y radicales ox铆geno:

NO2 + hv   ⇢   NO + O

El O se combina con ox铆geno molecular generando Ozono:

O + O2   ⇢   O3

En ausencia de COVs, 茅stos se transforman en radicales peroxi que a su vez oxidan al NO: 

ROO + NO   ⇢   RO + NO2

De esta forma el NO no est谩 disponible para reaccionar con el Ozono y 茅ste se acumula en la atm贸sfera.
Muchos de los radicales RO· generados terminan formando aldeh铆dos. 脡stos, cuando la concentraci贸n de NO es baja (conforme avanza el d铆a), pueden reaccionar con NO2 dando lugar a compuestos del tipo RCOOONO2 (cuando R es un metilo se denomina per贸xido de acetilnitrato, PAN, un compuesto t贸xico).
La formaci贸n del HNO3 se produce al final del d铆a por reacci贸n del NO2 con radicales oxhidrilo:
NO2 + OH   ⇢   HNO3

Durante la noche los radicales OH· pueden reaccionar con el NO dando 谩cido nitroso, que se disocia en presencia de luz, pero es estable durante la noche:

OH + NO   ⇢   HONO

HONO + hv   ⇢    OH + NO

Durante la noche las reacciones de esmog fotoqu铆mico se ven muy reducidas al necesitar la luz para funcionar, aunque 茅stas pueden continuar a trav茅s de otros compuestos.  

Imagen de: https://bioygeo3.files.wordpress.com/2014/06/smog_wide-9ad072611f69740122fb2b87ace32c216d5c5147-s40-c85.jpg

-Coronel Lovera Mauricio

Bibliograf铆a:
Javier A. Otoala. (1995). El Sol y la Tierra Una Relaci贸n Tormentosa. M茅xico: La Ciencia desde M茅xico.
Leo J. Malone. (1992). Introducci贸n a la Qu铆mica. M茅xico: Limusa.
Alcantara Barbosa, Maria del Consuelo. (1992). Quimica de hoy : Texto preuniversitario . M茅xico: McGraw-Hill.

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