Grado 11
  1. Conceptos básicos de química  1.1. Importancia de la Química  1.2. Naturaleza y alcance de la química  1.3. leyes de la combinación química  1.3.1. Ley de conservación de la masa  1.3.2. La ley de las proporciones definidas  1.3.3. Ley de las proporciones múltiples  1.3.4. Ley de los volúmenes de gases  1.3.5. Ley de Avogadro  1.4. La teoría atómica de Dalton  1.5. Concepto de mol y masa molar  1.6. Composición porcentual  1.7. Fórmula empírica y molecular  1.8. Estequiometría y Cálculos Estequiométricos  1.9. Concepto de reactivo limitante
  2. Estructura del átomo  2.1. Descubrimiento del electrón, protón y neutrón  2.2. Modelo Atómico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. El modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecánico cuántico del átomo  2.4. Doble naturaleza de la materia y la radiación  2.5. El principio de incertidumbre de Heisenberg  2.6. Numeros cuánticos  2.7. Orbitales atómicos y sus formas  2.8. Configuración electrónica de los elementos  2.9. Aufbau principle  2.10. El principio de exclusión de Pauli  2.11. Regla de máxima multiplicidad de Hund  2.12. La hipótesis de De Broglie  2.13. Efecto fotoeléctrico
  3. Clasificación de elementos y periodicidad en propiedades  3.1. Desarrollo histórico de la tabla periódica  3.2. Ley Periódica Moderna y Tabla Periódica  3.3. Tendencias periódicas en propiedades  3.3.1. Radio Atómico e Iónico  3.3.2. Entalpía de ionización  3.3.3. Entalpía de ganancia de electrones  3.3.4. Electronegatividad  3.3.5. Valencia  3.3.6. Propiedades Metálicas y No Metálicas  3.3.7. Estados de oxidación  3.4. Propiedades Inusuales de los Primeros Elementos
  4. Enlace Químico y Estructura Molecular  4.1. Enfoque de Kossel-Lewis sobre el enlace químico  4.2. Enlace iónico o electrovalente  4.3. Enlace covalente y sus características  4.4. Parámetros de enlace  4.5. Teoría VSEPR  4.6. Teoría del enlace de valencia  4.7. Hibridación y sus tipos  4.8. Teoría del orbital molecular  4.8.1. Orden de enlace y estabilidad  4.9. Enlace de hidrógeno
  5. Estados de la materia  5.1. Fuerzas intermoleculares  5.2. Leyes de los gases  5.2.1. La ley de Boyle  5.2.2. La ley de Charles  5.2.3. La Ley de Avogadro  5.2.4. La ley de Dalton de las presiones parciales  5.2.5. La ley de difusión de Graham  5.3. Ecuación del Gas Ideal y Aplicaciones  5.4. Gases reales y desviaciones del comportamiento ideal  5.5. Teoría cinética molecular de los gases  5.6. Licuefacción de gases  5.7. Propiedades de los líquidos  5.8. Tensión superficial y viscosidad
  6. Thermodynamics  6.1. Sistema y entorno  6.2. Tipos de sistemas en termodinámica  6.3. Types of procedures  6.4. Primera ley de la termodinámica  6.5. Energía interna y entalpía  6.6. Capacidad calorífica y calor específico  6.7. La ley de Hess de la suma constante de calor  6.8. Entalpía de disociación de enlace  6.9. Entalpía de formación y combustión  6.10. Entalpía de disolución y neutralización  6.11. Espontaneidad y la segunda ley de la termodinámica  6.12. Energía libre de Gibbs y sus aplicaciones
  7. Equilibrio  7.1. El concepto de equilibrio  7.2. Constante de equilibrio y sus aplicaciones  7.3. El principio de Le Chatelier  7.4. Equilibrio iónico en soluciones  7.5. Teoría de Ácidos y Bases  7.5.1. Concepto de Arrhenius  7.5.2. Concepto de Bronsted-Lowry  7.5.3. Concepto de Lewis  7.6. Escala de pH y pOH  7.7. Common ion effect  7.8. Hidrólisis de sales  7.9. Sistemas tampón y su mecanismo de acción  7.10. Equilibrio de solubilidad de sales poco solubles
  8. Reacciones Redox  8.1. Oxidation and reduction concepts  8.2. Número de oxidación y sus aplicaciones  8.3. Reacciones Redox en términos de transferencia de electrones  8.4. Balanceando reacciones redox (métodos de número de oxidación y ion-electrón)  8.5. Tipos de reacciones redox  8.6. Celdas Electroquímicas y Reacciones Redox
  9. Hidrógeno  9.1. Posición del Hidrógeno en la Tabla Periódica  9.2. Isótopos de hidrógeno  9.3. Preparación de Hidrógeno  9.4. Propiedades del Hidrógeno  9.5. Hidruros y su clasificación  9.6. Agua y agua pesada  9.7. El peróxido de hidrógeno y sus propiedades  9.8. Usos del hidrógeno y sus compuestos
  10. Elementos del bloque s (metales alcalinos y alcalinotérreos)  10.1. Elementos del Grupo 1 - Propiedades y Tendencias  10.2. Elementos del Grupo 2 - Propiedades y Tendencias  10.3. Propiedades inusuales del litio y berilio  10.4. Compuestos importantes del sodio y sus usos  10.5. Compuestos importantes de magnesio y calcio
  11. Algunos elementos del bloque p  11.1. Introducción General a los Elementos del Bloque p  11.2. Elementos del Grupo 13  11.2.1. Boro y sus compuestos  11.3. Elementos del Grupo 14  11.3.1. El carbono y sus alótropos  11.3.2. Compuestos Importantes de Carbono y Silicio
  12. Química Orgánica - Algunos Principios y Técnicas Básicas  12.1. Clasificación y Nomenclatura de Compuestos Orgánicos  12.2. Representación estructural de compuestos orgánicos  12.3. Clasificación de reacciones orgánicas  12.4. Efectos Electrónicos en Química Orgánica  12.4.1. Efecto inductivo  12.4.2. Efecto de resonancia  12.4.3. Hiperconjugación  12.5. Mecanismo de reacción y especies intermedias  12.6. Purificación y análisis cualitativo de compuestos orgánicos
  13. Hidrocarburos  13.1. Hidrocarburos  13.1.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2. Alqueno  13.2.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2.2. Reacciones de adición electrofílica  13.3. Alquinos  13.3.1. Preparación y Propiedades de Los Alquinos  13.4. Hidrocarburos aromáticos  13.4.1. Estructura y propiedades del benceno  13.4.2. Reacciones de sustitución electrofílica del benceno
  14. Química Ambiental  14.1. Contaminación Ambiental  14.2. Contaminación atmosférica y el efecto invernadero  14.3. Contaminación del agua y métodos de tratamiento  14.4. Contaminación del suelo y sus efectos  14.5. Residuos industriales y su tratamiento  14.6. Estrategias para el control de la contaminación

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Contaminación del agua y métodos de tratamiento


En esta charla tendremos una discusión en profundidad sobre el importante tema de la contaminación del agua y los diversos métodos disponibles para tratar el agua contaminada. Este tema es importante debido a la creciente preocupación por la calidad del agua y su impacto directo en la salud humana y el medio ambiente.

¿Qué es la contaminación del agua?

La contaminación del agua ocurre cuando sustancias nocivas contaminan cuerpos de agua como ríos, lagos, océanos o aguas subterráneas, haciéndola perjudicial para la salud y el medio ambiente. Estos contaminantes provienen de una variedad de fuentes e incluyen una variedad de productos químicos, patógenos y cambios físicos como altas temperaturas y turbidez.

Causas principales de la contaminación del agua

La contaminación del agua ocurre por muchas razones, y entenderlas es el primer paso hacia el tratamiento. Las causas más comunes incluyen:

  1. Residuos industriales: Las industrias liberan grandes cantidades de desechos que contienen contaminantes como metales pesados, toxinas y químicos, que a menudo se liberan en cuerpos de agua.
  2. Escorrentía agrícola: El uso de fertilizantes, pesticidas y otros productos químicos en la agricultura a menudo produce escorrentía que lleva contaminantes a las fuentes de agua cercanas, causando contaminación.
  3. Aguas residuales y alcantarillado: Las aguas residuales sin tratar o mal tratadas añaden microbios, desechos orgánicos y productos químicos a los cuerpos de agua, causando contaminación.
  4. Derrames de petróleo: La liberación accidental o intencionada de petróleo en cuerpos de agua impacta negativamente en la vida acuática y la calidad del agua.
  5. Contaminación por plásticos: Los desechos plásticos a menudo terminan en cuerpos de agua, donde no se descomponen, dañando la vida marina y liberando toxinas.

Tipos de contaminantes del agua

Los principales tipos de contaminantes del agua son:

  • Contaminantes químicos: Estos incluyen metales pesados como el mercurio (Hg), plomo (Pb), y productos químicos como pesticidas y herbicidas.
  • Patógenos: Son microorganismos causantes de enfermedades como bacterias, virus y parásitos que provienen de heces y desechos animales.
  • Contaminantes físicos: Esto incluye la contaminación por sedimentos que causa turbidez y afecta la vida acuática.
  • Nutrientes: Los nutrientes excesivos, principalmente de la escorrentía agrícola, llevan al proceso de eutrofización, que reduce los niveles de oxígeno en el agua.
Río Drenaje residuos industriales

Efectos de la contaminación del agua

La contaminación del agua tiene numerosos efectos adversos que impactan ampliamente en la salud humana, la vida acuática y el medio ambiente.

Efectos sobre la salud humana

El agua contaminada puede causar una variedad de problemas de salud en los humanos, como enfermedades gastrointestinales, problemas respiratorios y trastornos neurológicos. Contaminantes como el plomo (Pb) y el arsénico (As) interrumpen las funciones corporales normales y pueden causar envenenamiento agudo.

Efectos sobre la vida acuática

Los ecosistemas acuáticos se ven severamente afectados por la contaminación del agua. Por ejemplo, los derrames de petróleo se asientan en las plumas de las aves, lo que les impide volar, mientras que los peces consumen contaminantes químicos, lo que puede llevar a su muerte o mutación.

pez residuos Capa de aceite

Eutrofización

La eutrofización es un problema grave causado por la contaminación de nutrientes. Los nutrientes excesivos, principalmente el fósforo (P) y el nitrógeno (N), causan un crecimiento excesivo de algas que altera los ecosistemas acuáticos al bloquear la luz solar y reducir los niveles de oxígeno. Este proceso conduce a "zonas muertas" donde no puede sobrevivir la vida.

Métodos de tratamiento de la contaminación del agua

La buena noticia es que existen diversos métodos utilizados para tratar el agua contaminada y restaurarla a un estado utilizable. Estos métodos se dividen principalmente en tratamiento físico, químico y biológico.

Tratamiento físico

  • Sedimentación: En este proceso los sólidos suspendidos se dejan sedimentar fuera del agua por gravedad. A menudo se utiliza como un paso de pretratamiento. El agua se coloca en tanques de sedimentación donde los sólidos se asientan en el fondo.
    • Agua en tanque de sedimentación:
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| Agua               |
| Sedimentación      |
|                    |
----------------------
----------------------
| Capa de lodo       |
----------------------
  • Filtración: Este método elimina partículas al pasar agua a través de filtros hechos de arena, grava o carbón activado, que atrapan impurezas.
    • Capa de arena Capa de grava Capa de carbón activado

Tratamiento químico

  • Cloración: La adición de cloro (Cl_2) desinfecta el agua al matar microorganismos perjudiciales. Este proceso se usa ampliamente para el tratamiento de agua potable.
  • Ozonización: El ozono (O_3) es un poderoso agente oxidante que descompone contaminantes orgánicos y mata bacterias y virus.
  • Coagulación y Floculación: Se agregan productos químicos como el alumbre (Al_2(SO_4)_3) al agua, causando que las partículas se agrupen en flóculos más grandes que pueden eliminarse fácilmente.
    • Agua con alumbre:
----------------------
|                    |
| Al_2(SO_4)_3 agregado |
|                    |
----------------------

Tratamiento biológico

  • Proceso de lodos activados: Este proceso se basa en la aireación y flóculos biológicos compuestos de bacterias, que ayudan a descomponer la materia orgánica en dióxido de carbono, agua y energía.
  • Biorremediación: Utiliza microorganismos especiales para eliminar y metabolizar contaminantes del agua.
  • Biofiltración: El agua contaminada pasa a través de un medio biológico, permitiendo que los microorganismos digieran los contaminantes.

Gestión integrada del agua

Es necesario un enfoque integrado para abordar los desafíos de la contaminación del agua. La gestión integrada de los recursos hídricos (GIRH) implica una visión holística de todo el ecosistema acuático, abarcando cuencas fluviales, áreas urbanas y rurales, y áreas industriales. Se enfatizan las prácticas sostenibles y se destaca el reciclaje y la reutilización, que a menudo son partes integrales de los sistemas de tratamiento de agua.

Los esfuerzos de conservación también juegan un papel importante. Las campañas de concienciación sobre la eliminación adecuada de desechos, la reducción del uso de plásticos y las prácticas sostenibles en la agricultura e industria contribuyen significativamente a reducir la contaminación del agua.

Conclusión

La contaminación del agua es una amenaza seria para el medio ambiente y la salud humana. A través de la comprensión de las causas, efectos y métodos de tratamiento, se pueden tomar medidas para reducir este problema. Al adoptar métodos de tratamiento físico, químico y biológico, podemos mejorar la calidad del agua y proteger este recurso vital.


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