Tema 5 Química • Contaminación de una mezcla. Aprendizajes Esperados: • Identifica la funcionalidad de expresar la concentración de una mezcla en unidades de porcentaje (%) o en partes por millón (ppm). • Identifica que las diferentes concentraciones de un contaminante, en una mezcla, tienen distintos efectos en la salud y en el ambiente, con el fin de tomar decisiones informadas.

Tema 5 • Contaminación de una mezcla. Aprendizajes Esperados: • Identifica la funcionalidad de expresar la concentración de una mezcla en unidades de porcentaje (%) o en partes por millón (ppm). • Identifica que las diferentes concentraciones de un contaminante, en una mezcla, tienen distintos efectos en la salud y en el ambiente, con el fin de tomar decisiones informadas. Qué es la Contaminación: La contaminación es la presencia o acumulación de sustancias en el medio ambiente que afectan negativamente el entorno y las condiciones de vida, así como la salud o la higiene de los seres vivos. Como contaminación también se denomina una alteración en una sustancia o un producto, como un alimento o una muestra. Tipos de contaminación: Existen diferentes tipos de contaminación dependiendo del ámbito en que se produzcan las alteraciones de las condiciones normales para la vida. Contaminación del agua: Es una modificación o alteración del agua que tiene consecuencias negativas en el medio ambiente y en los seres vivos. También se utiliza el concepto de contaminación hídrica. El ser humano es el principal responsable de la contaminación del agua, especialmente a través del vertido de aguas residuales, que no han sido tratadas y que proceden de actividades como la industria, la ganadería y la agricultura, en dicho medio. Se pueden distinguir tres tipos de agentes contaminantes del agua: físicos, químicos y biológicos. Contaminación del aire: Es la existencia de partículas sólidas, líquidas y gases perjudiciales para los seres vivos y el entorno. En ocasiones, se utilizan términos semejantes como contaminación atmosférica. La contaminación del aire puede provocar graves problemas de salud a través de la inhalación de sustancias tóxicas. Puede proceder de fuentes naturales como, por ejemplo, la erupción de un volcán, o de la acción del ser humano. Algunas de estas sustancias contaminantes del aire son el monóxido de carbono, el ozono y el metano. El smog, una especie de niebla formada por una mezcla de humo y partículas en suspensión, es una evidencia de la contaminación del aire en las ciudades industriales. Contaminación del suelo: Es la presencia de sustancias que afectan negativamente las características y propiedades del suelo y que provocan desequilibrios físicos, químicos y biológicos que afectan de forma negativa a los seres vivos y el entorno. El suelo se puede contaminar por influencia del aire o del agua, que introduce agentes contaminantes, pero también al acumular o arrojar sustancias nocivas como los fertilizantes. Algunas consecuencias considerables de la contaminación del suelo son el aumento de la erosión y la disminución de la fertilidad del terreno. TOXICIDAD Se denomina toxicidad al grado de efectividad que poseen las sustancias que, por su composición, se consideran tóxicas. La toxicidad es la capacidad de una sustancia química de producir efectos perjudiciales sobre un ser vivo, al entrar en contacto con él. Tóxico es cualquier sustancia, artificial o natural, que posea toxicidad (es decir, cualquier sustancia que produzca un efecto dañino sobre los seres vivos al entrar en contacto con ellos) Se trata de una medida que se emplea para identificar al nivel tóxico de diversos fluidos o elementos, tanto afectando un organismo en su totalidad (por ejemplo, el cuerpo del ser humano) como sobre una subestructura (una célula). La toxicidad de algo depende de múltiples factores, como el tiempo de exposición a la sustancia en cuestión, el número de veces que se ha estado expuesto y la vía de ingesta o administración. Se habla de exposición aguda cuando un único contacto puede provocar un daño severo, mientras que la exposición crónica es aquella que involucra a una toxina afectando durante un tiempo extenso. Manipular sustancias de toxicidad elevada supone un riesgo para la salud y para el medio ambiente. Por eso existen diversos protocolos de seguridad que protegen a los trabajadores en contacto con estas sustancias y que preservan la vida. DOSIS: Se denomina dosis a una ración o una cantidad de algo, ya sea material (físico) o inmaterial (simbólico). PARTES POR MILLÓN (ppm). Partes por millón (ppm), es una unidad de medida de concentración. Se refiere a la cantidad de unidades de la sustancia (agente, etc) que hay por cada millón de unidades del conjunto. Ppm significa partes por millón, es decir, los mg (miligramos) que hay en un kg de disolución; como la densidad del agua es 1, 1 kg de solución tiene un volumen de aproximadamente 1 litro, la ppm son también los mg de una sustancia en un litro. Expresado de otra forma: mg/L Para calcular los ppm se divide el peso en mg por el volumen en litros, por ejemplo, una disolución de 15 gramos (g) en 3 metros cúbicos de agua: 15 g x 1000 mg/g = 15000 mg 3 m3 x 1000 l/m3 = 3000 l Concentración: 15000 / 3000 = 5 mg/l = 5 ppm El método de cálculo de ppm es diferente para sólidos, líquidos y gases: • ppm de elementos sólidos y líquidos: se calcula según el peso: Partes por Millón (ppm) = peso de la sustancia analizada · 106 peso total • ppm de gases: se calcula según el volumen: Partes por Millón (ppm) = volumen de la sustancia analizada · 106 volumen total Es una unidad empleada para la medición de presencia de elementos en pequeñas cantidades (trazas). Para medición de concentraciones incluso todavía más pequeñas se utilizan las partes por billón (ppb). Ejemplos de Partes por Millón: • Ejemplo 1: para medir la calidad del aire se utilizan las unidades ppm (partes por millón) y ppb (partes por billón). Ejemplos de niveles peligrosos: o 9 ppm de Monóxido de carbono (CO): 9 litros de CO en 1 millón de litros de aire o 5 ppb de Monóxido de nitrógeno (NO): 5 litros de NO en 1.000 millones de litros de aire • Ejemplo 2: se han detectado 12 mg de sustancia radioactiva en un depósito de 3 m3 de agua. Calcular la concentración: o Peso de sustancia analizada = 12 mg = 1,2·10-5 kg o Peso de los 3 m3 de agua = 3.000 kg o ppm = (1,2 · 10-5 / 3.000) · 106 = 0,004 ppm o ppb = (1,2 · 10-5 / 3.000) · 109 = 4 ppb o En este caso es más adecuado emplear la concentración ppb por ser extremadamente baja • Ejemplo 3: en un control sanitario se detectan 5 mg de mercurio (Hg) en un pescado de 1,5 kg. Calcular la concentración: o Peso de mercurio = 5 mg = 5 ·10-6 kg o Peso del pescado = 1,5 kg o ppm = (5 · 10-6 / 1,5) · 106 = 7,5 ppm Nota: las partes por millón también se le llama a un indicador de calidad en la industria, de manera que representa las unidades con defectos detectados por cada millón de unidades fabricadas. concentración de una solución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución o, a veces, de disolvente; donde el soluto es la sustancia que se disuelve, el solvente es la sustancia que disuelve al soluto, y la disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el solvente, menos concentrada está la solución, y a mayor proporción más concentrada está. Una disolución (solución) es una mezcla homogénea, a nivel molecular, de dos o más sustancias. La concentración de una disolución puede clasificarse, en términos de la solubilidad. Dependiendo de si el soluto está disuelto en el disolvente en la máxima cantidad posible, o menor, o mayor a esta cantidad, para una temperatura y presión dados: • Disolución insaturada: Es la disolución en la cual el soluto no llega a su concentración máxima que puede diluir. • Disolución saturada: En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el disolvente. • Disolución sobresaturada: tiene más soluto que el máximo permitido en una disolución saturada. Cuando se calienta una disolución saturada, se le puede disolver una mayor cantidad de soluto. Si esta disolución se enfría lentamente, puede mantener disuelto este soluto en exceso si no se le perturba. Sin embargo, la disolución sobresaturada es inestable, y con cualquier perturbación, como por ejemplo, un movimiento brusco, o golpes suaves en el recipiente que la contiene, el soluto en exceso inmediatamente se precipitará, quedando entonces como una disolución saturada.5 Tipos de Disoluciones Insaturada Saturada Sobresaturada Contiene menor cantidad de soluto de la que es capaz de disolver Contiene la máxima cantidad de soluto que se disuelve en un disolvente en particular, a una temperatura específica Contiene más soluto que la cantidad soportada en condiciones de equilibrio por el disolvente, a una temperatura dada. Ten presente lo siguiente • Si el soluto de una solución es líquido (por ejemplo, el alcohol de la cerveza), entonces la cantidad de éste afecta el volumen de la solución: Volumen de una solución = Volumen de soluto + Volumen de solvente • Sin embargo, cuando el soluto es un sólido (por ejemplo, el azúcar de una limonada) o un gas (el de las gaseosas), se puede decir que el volumen de la solución es prácticamente el volumen del solvente, pues el soluto se disuelve perfectamente en el solvente, sin ocupar un espacio significativo: Volumen de solución ≈ Volumen de solvente • Independientemente del tipo de soluto, el peso de una solución depende tanto del soluto y del solvente: Peso de solución = Peso de soluto + Peso de solvente • Para conocer el peso de una solución se utiliza la DENSIDAD de la solución. Así, si nos dicen que la densidad de la Coca Cola es 1,02 g/mL, podemos deducir que un litro de Coca Cola pesa 1020 gramos.