Transcript Chimia ecologică a apelor naturale, partea 1

Chimia ecologică a
apelor naturale
APA
Elementul Esenţial al Vieţii
Apa este foarte răspîndită în toate
trei forme de agregare:
• Sub formă de gaz sau vapori de
apă - ceaţa, aburi şi nori - în
atmosferă,
• Sub formă lichidă - în rîuri,
mlaştini, lacuri, mări sau oceane,
• Sub formă solidă - gheaţă.
Importanţa apei
pentru organismul viu
•
•
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Apa este principalul compus chimic din organismul unui om,
reprezentand aproximativ 60% din greutatea noastra.
Este la fel de importanta pentru metabolismul nostru ca si
sangele, deoarece apa:
ne elibereaza corpul de toxine,
duce nutrientii la celule,
mentine temperatura corpului constanta,
lubrifiaza articulatiile,
constituie principalul mediu in care au loc majoritatea
reactiilor chimice din organism si
ajuta la digestie.
Stãrile de agregare ale apei
Trecerea apei dintr-o stare în alta
duce la apariţia:
• norilor,
• ceţii,
• ploii,
• grindinei,
• rouăi,
• brumei,
• zãpăzii,
• lapoviţei
• poleiului.
Datoritã circuitului rapid, apa
constituie o resursã
renovabilă
• Timpul de existenţă în diferite faze
ale circuitului variazã foarte mult:
• Apa poate exista în atmosferã doar
câteva ore;
• într-un lac sau rîu - zile sãptãmîni
sau luni;
• în calote glaciare, gheţari sau
oceane - mii de ani.
Molecula de apã
Formula a fost propusă de italianul
Stanislau Cannizzarro.
Istoria Chimica a APEI
• Multe secole apa a fost consideratã ca un element:
(apa,focul,pamintul,aerul).
•
În 1781, fizicianul englez H. Cavendish a arãtat cã
apa se formeazã prin explozia unui amestec de
hidrogen si oxigen, cu ajutorul scânteii electrice.
•
În 1783, Lavoisier a repetat experienţa, realizînd
pentru prima dată sinteza cantitativã a apei. S-a
stabilit atunci cã 2g de hidrogen se combinã cu 16g
oxigen pentru a da 18g apã.
•
În 1805, Humboldt si Gay-Lussac au arãtat cã apa
este formatã din douã volume de hidrogen si un
volum de oxigen.
•
Apa naturalã constã în amestecul speciilor de
izotopi ai oxigenului: 16O, 17O, 18O, cu cei trei
izotopi ai hidrogenului: 1H, 2H, 3H. Combinarea
acestora genereazã 18 specii de molecule de apã.
•
Apa purã este întotdeauna un amestec de apã
usoarã (H2O) si de cantitãti extrem de mici de apã
grea (D2O) si apã hipergrea (T2O).
Exemple de obtinere
a apei pe cale chimica
Exemple de obtinere
a apei pe cale chimica
Curiozitati chimice
•
OXIGENUL DIN ATMOSFERA ,FIXAT PRIN DIFERITE PROCESE DE
OXIDARE ,ESTE REINOIT PRIN FOTOSINTEZA O DATA LA 2000 DE ANI
,IN TIMP CE DIOXIDUL DE CARBON DIN ATMOSFERA SI DIN APELE
OCEANELOR ESTE REINOIT PRIN RESPIRATIE SI DESCOMPUNEREA
MATERIEI ORGANICE O DATA LA CIRCA 300 ANI
•
ELECTRONUL GRAVITEAZA IN JURUL NUCLEULUI ATOMULUI CU O
VITEZA DE 2000 KM/S, CU O ASTFEL DEVITEZA ELECTRONUL AR
INCONJURA PAMANTUL IN 20 DE SECUNDE
•
- APA DE PLOAIE POLUATA (PLOAIA ACIDA)POATE AVEA UN pH=2,4
(ACELASI CU SUCUL DE LAMAIE) CEATA SI ZAPADA POT FI CHIAR
MAI ACIDE.
•
Alimente care contin apa
•
•
•
•
salate, castraveti (95%)
rosii, morcovi (90%).
mere (85%)
cartofii 80%)
Apa este eliminataa din
organism
• prin transpiratie (200 – 300 ml/zi),
• prin urina (1.000 si 1.500 ml/zi),
• prin secretia lacrimala care contine 98%
apa si 2% proteine, electroliti.
Apele naturale
• Apele naturale reprezintă
nişte soluţii ale diferitelor
substanţe
Forme de existenţă a apei în
natură
Nr.
Localizarea
Suprafaţa
x 10 -6 ,km2
Volumul,
km3
%
1
Hidrosfera: apa din
361
1 360 000
000
97,20
oceane şi mări
2
Litosfera:
- apa dulce din lacuri
şi râuri
- apa din lacuri
sărate şi mări
interioare
- ape subterane până
la 800 m adâncime
- ape subterane
profunde
- gheţari şi calote
polare
3
Atmosfera: apa din
149
39 224 230
2,80
-
124 230
0,009
-
100 000
0,65
-
4 000 000
0,29
-
5 000 000
0,37
-
30 000 000
2,15
-
12 000
0,0009
1 399 236
100,00
nori
9
Total:
510
Circuitul apei în naturã
Ciclul hidrologic
Compoziţia chimică a apelor
naturale
• Prin compoziţia chimică a
apelor naturale se
subînţelege totalitatea
gazelor dizolvate, a sărurilor
minerale şi a substanţelor
organice
Componenţii chimici principali
Componenţii chimici ai apelor naturale se împart în 6 grupe:
1. Ionii principali (macrocomponenţii) – K+, Na+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-,
HCO3-, CO32– Conţinutul macrocomponenţilor variază în limite largi
– Tăria ionică a apelor dulci de suprafaţă nu depăşeşte 0,01
2. Gazele dizolvate – O2, N2, H2S, CH4 ş.a.
3.
4.
5.
6.
– Concentraţia gazelor din apă se apreciază după presiunea
parţială şi constanta lui Henry
Substanţele biogene – compuşii azotului, fosforului, siliciului şi fierului
Microelementele – toate metalele în afară de ionii principali şi de fier
– Prezenţa acestor substanţe este necesară pentru funcţionare
normală a organismelor vii
Substanţele organice dizolvate – formele organice ale elementelor
biogene
Substanţele poluante toxice – metalele grele, produse petroliere,
compuşii clororganici, agenţii activi de suprafaţă sintetici (AASS), fenolii
ş.a.
Calitatea apei naturale
• Calitatea apelor naturale este
determinată, în general, de
totalitatea substanţelor
minerale sau organice, gazele
dizolvate, particulele în
suspensie şi organismele vii
prezente.
Calitatea apei naturale
Calitatea apei se poate defini ca un
ansamblu conventional de
caracteristici fizice, chimice, biologice
şi bacteriologice, exprimate valoric,
care permit încadrarea probei într-o
anumită categorie , ea căpătând astfel
însuşirea de a servi unui anumit scop