Gases contaminantes

Gases contaminantes

El dióxido de carbono, también denominado óxido de carbono (IV), gas carbónico y anhídrido carbónico, es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Su fórmula molecular es CO2. Es una molécula lineal y no polar, a pesar de tener enlaces polares. Esto se debe a que, dada la hibridación del carbono, la molécula posee una geometría lineal y simétrica. Su representación por estructura de Lewis es: O=C=O.

Como parte del ciclo del carbono, plantas, algas y cianobacterias usan la energía lumínica del Sol para foto sintetizar carbohidratos a partir del dióxido de carbono y el agua, expulsando oxígeno como desecho de la reacción.2 Sin embargo, las plantas no pueden hacer la fotosíntesis por la noche o en oscuridad, desprendiendo una cantidad menor de dióxido de carbono debido a la respiración celular.3 No sólo las plantas, la mayoría de los organismos en la Tierra que respiran expulsa el dióxido de carbono como desecho del metabolismo, incluyendo al hombre. El dióxido de carbono es producido también por la combustión del carbón y los hidrocarburos, es emitido por volcanes, géiseres y fuentes volcánicas.

Los efectos ambientales del dióxido de carbono atmosférico generan un creciente interés. Actualmente existe una fuerte controversia sobre el calentamiento global y la relación que el CO2 tiene con éste. El dióxido de carbono es un importante gas que regula el calentamiento global de la superficie de la Tierra, además de ser la primera fuente de carbono para la vida en la Tierra. Su concentración en la atmósfera se ha mantenido constante desde el final del Precámbrico hasta la Revolución Industrial, pero debido al crecimiento desmesurado de la combustión de combustibles fósiles la concentración está aumentando, incrementando el calentamiento global y causando un cambio climático antropogénico. Sin embargo, los opositores a esta teoría se basan en la falta de evidencias científicas significativas que soporten el argumento de que el dióxido de carbono es el principal causante del calentamiento global, o incluso, tenga alguna relación con ésta.

ióxido de carbono

Nombre (IUPAC) sistemático

Dióxido de carbono

General

Otros nombres Óxido de carbono (IV)

Anhídrido carbónico

Gas carbónico

Fórmula semidesarrollada

CO2

Fórmula molecular

CO2

Identificadores

Número CAS

124-38-91

Número RTECS

FF6400000

Propiedades físicas

Estado de agregación

Gas

Apariencia Gas incoloro

Densidad

1.842 kg/m3; 0,001842 g/cm3

Masa molar

44,01 g/mol

Punto de fusión

194,7 K (-78 °C)

Punto de ebullición

216 K (-57 °C)

Estructura cristalina

Parecida al cuarzo

Viscosidad

0,07 cP a −78 °C

Propiedades químicas

Acidez

6,35 y 10,33 pKa

Solubilidad en agua 1,45 kg/m³

Momento dipolar

0 D

Termoquímica

ΔfH0gas

-393,52 kJ/mol

S0gas, 1 bar

213,79 J•mol-1•K

Peligrosidad

NFPA 704

0

2

0

Frases S

S9, S26, S36 (líquido)

Riesgos

Ingestión Puede causar irritación, náuseas, vómitos y hemorragias en el tracto digestivo.

Inhalación Produce asfixia, causa hiperventilación. La exposición a largo plazo es peligrosa. Asfixiante a grandes concentraciones

Piel En estado líquido puede producir congelación.

Ojos En estado líquido puede producir congelación.

Compuestos relacionados

Compuestos relacionados Monóxido de carbono

Ácido carbónico

Valores en el SI y en condiciones estándar

(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

Ciclo del carbono

Ciclo entre autótrofos y heterótrofos. Los autótrofos pueden utilizar dióxido de carbono (CO2) y agua para formar oxígeno y compuestos orgánicos complejos, principalmente a través del proceso de fotosíntesis. Todos los organismos pueden usar tales compuestos para formar nuevamente CO2 y agua a través de la respiración celular.

Óxidos de azufre (SOx)

Características: se pueden formar dos óxidos de azufre: dióxido (SO2) y trióxido de azufre (SO3), si bien aquél se presenta en una proporción mucho más elevada en las emisiones estables, siendo el trióxido un compuesto inestable. Las dos especies son gases incoloros, teniendo el SO2 olor acre e irritante.

Fuentes: el dióxido de azufre, SO2, procede prácticamente a partes iguales de fuentes naturales -oxidación del sulfuro de hidrógeno, H2S, en el metabolismo anaerobio de la materia orgánica- y de fuentes antropogénicas, fundamentalmente procesos de combustión estacionaria -en especial plantas termoeléctricas y, con menor importancia, plantas de combustión industrial-.

Formación: se producen SO2 y SO3 en la combustión de toda sustancia que contenga azufre a partir de dos reacciones; en la segunda de ellas, el equilibrio se halla desplazado hacia el dióxido de azufre, debido a la inestabilidad del trióxido, en especial si existe un metal que catalice la reacción:

S + O2 ↔SO2

2 SO2 + O2 ↔2 SO3

Evolución en la atmósfera:

• Oxidación heterogénea, en fase acuosa o sobre la superficie de partículas, catalizada por sales de hierro y manganeso presentes en cenizas procedentes de combustión:

SO2 + H2O →H2SO3 H2O2 + H2SO3 → H2SO4 + H2O

• Oxidación homogénea:

o Foto oxidación directa, con luz de longitud de onda de entre 240 y 400 nm:

SO2 + hv + O2 → SO3 + O

o Reacción con oxidantes en fase acuosa, para dar ácido sulfúrico, H2SO4.

Efectos: los óxidos de azufre producen necrosis en plantas en función de la dosis, alteración en los contenidos de azúcares y proteínas y pérdida de productividad; causan irritaciones oculares y respiratorias en animales a dosis elevadas; más efecto parecen tener los sulfatos secundarios. Sin embargo, el principal efecto viene dado por las reacciones que originan, produciendo ácido sulfúrico disuelto, origen principal de la lluvia ácida, que es la deposición húmeda de ácidos; también existe la deposición ácida seca.

La constitución de la lluvia ácida puede variar, pero sus principales componentes son ácidos -tanto sulfúrico como clorhídrico o nítrico-, así como sales de éstos; el componente en mayor proporción

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