GASES

Prof. Félix Huaranga Moreno

EL OXIGENO

En su forma molecular: O2, es un gas a

temperatura ambiente.

Representa aproximadamente el 20,9% en

volumen de la composición de la atmósfera

terrestre.

Es uno de los elementos más importantes de la

química orgánica y participa de forma muy

importante en el ciclo energético de los seres vivos.

Es un gas incoloro, inodoro (sin olor) e insípido.

El oxígeno es el elemento más abundante en masa

en la corteza terrestre y en los océanos, y el segundo

en la atmósfera.

En la corteza terrestre: Silicatos y en los océanos se

encuentra en disolución (O2), y formando parte de la

molécula de agua, H2O.

En la atmósfera se encuentra como oxígeno

molecular (O2), dióxido de carbono(CO2.

En forma natural en algunos casos puede ser un

factor modificable del ambiente.

21 % ± 1% .

En la atmósfera se encuentra la

principal reserva.

Disminuye en las grandes

alturas.

Por debajo del suelo: 10% y a 3%

(umbral)

En general su disponibilidad

depende de la: Descomposición,

transformación y respiración.

A. Disponibilidad en el

Ambiente terrestre.

B. DISPONIBILIDAD EN EL AMBIENTE ACUATICO

- Concentración: 8,4 ml/L, su disponibilidad depende

de: Difusión, solubilidad, T, S y P.

Fig. 2. Pulso de oxígeno

• ZONACION

a) Estrato superficial: Hasta los 50 m

• Su concentración, depende: transferencia de la

atmósfera, fotosíntesis, respiración, descomposición

y transformación.

• Traslado: difusión, agitación del viento, remolinos y

hundimientos en masa.

•Predominan las oxidaciones, es la zona trofogénica;

hay sobresaturaciones de hasta 180% y 300% en el

mar y en lagos.

b) Estrato medio

• Se distribuye desde los 50 m hasta los 200m.

• Su traslado se hace por remolinos y hundimiemtos en

masa.

• Todavía predominan las oxidaciones pero en menor

escala.

c) Estrato profundo

• Se distribuye desde los 200 m hasta los 10 860 m.

• Su traslado se hace por la llamada circulación

profunda.

• Predominan las reducciones, se le llama también

zona trofolítica.

EFECTOS

a) AMBIENTES TERRESTRES

- Sobre la superficie terrestre.

• No tiene efectos limitativos a nivel del mar.

• La altitud, limita la distribución de los

organismos homotermos.

- Por debajo de la superficie terrestre

• 10 %, afecta los procesos fisiológicos: semillas, raíces,

organismos del suelo (concentración subóptima).

• Por debajo de este nivel: umbral o nivel crítico.

• Muchas especies se enquistan o aletargan.

• 3 % las raíces no crecen y los organismos mueren.

• Los elementos químicos básicos sufren una variación

drástica.

• Los organismos anaerobios no sufre los efectos.

b) AMBIENTES ACUATICOS

- Zona superficial no hay limitación.

- Zona media: comienza la limitación a partir del punto de

compensación.

- Zona profunda la limitación es critica: O2 y Luz.

D) ADAPTACIONES

a) AMBIENTES TERRESTRES.

- Morfológicas: desarrollo de la caja toráxica, sistemas

radiculares poco profundos.

- Fisiológicas: Mayor producción de glóbulos rojos por

unidad de volúmen, bajos requerimientos de O2

(respiración anaerobia).

b) AMBIENTES ACUATICOS

- Morfológicas: tejido esponjoso, raíces modificadas

(neumatóforos), cámaras respiratorias, agitamiento de

branquias, mantenimiento de la boca abierta.

- Fisiológicas: bajos requerimientos de O2 , capacidad

para respìrar en forma anaerobia,(PO2 = O.1 – 3.6),

pigmentos respiratorios (10 mmHg), metabolismo bajo.

NEUMATOFOROS

MANGLARES

El Ciprés de los pantanos

(Taxodium distichum)

POTENCIAL REDOX (Eh)

Expresa el carácter ELECTROPÒSITIVO O ELECTRONEGATIVO

de una sustancia en disolución en relación con una determinada

concentración de hidrógeno.

Eh positivo: oxidativas

Eh negativo: reducciones.

El Eh total es la sumatoria de todos los Eh de todos los solutos

presentes en el agua.

Propiedades del Eh: Intensidad (medidos en Volt o milivolt ),

capacidad o equilibrio (acción compensadora de un sistema pH).

Aguas aireadas: Eh positivo.

Escaso oxígeno o la presencia de compuestos ferrosos:

representan sistemas redox negativos o reductores.

Organismos aerobios son afectados si el sistema redox

está en el punto de equilibrio.

Organismos anaerobios facultativos y obligados no son

afectados y son capaces de soportar bajos Eh.

200 mV

Fig. 6. Gráfico del potencial redox.

EL DIOXIDO DE CARBONO

1.CARACTERÍSTICAS

- CO2 : en el aire (0,03 %), agua (disolución y combinado

químicamente).

- Al reaccionar con el agua: modifican el pH, forma

compuestos con el Ca, Mg y Si (caparazones y

esqueletos).

- Se libera: respiración y descomposición (oxidativa y

fermentativa).

- Es extraído: por las plantas y para la formación de cal

(CaCO3).

- Es un factor modificable y limitante.

- Generalmente: cuando el CO2 aumenta, el O2

disminuye.

NIVEL

NORMAL

3OO ppm

UMBRAL = 480 ppm

Gráfico de la concentración de

Fig. 7. El CO2 actual y proyección

2. DISPONIBILIDADa) En el ambiente terrestre

- 0,03 % (1/700 de O2 ).

- Se relaciona con los procesos de: respiración, fotosíntesis,

descomposición, vulcanismo, geológico e industriales.

- Con la altura su disminución casi no afecta los niveles

de fotosíntesis.

- Cerca de la superficie: la luz regula la actividad fotosintética

- Tensiones de 3 a 20 veces de CO2 aumenta los niveles

de fotosíntesis.

b) En ambientes acuáticos.- Su presencia es compleja: CO2 , H2 CO3 , HCO3 , CaCO3 .

- 0,5 ml a 0ºC y 0,2 ml/L a 24ºC en disolución sencilla.

- En aguas naturales su concentración es mayor debido

a los carbonatos y bicarbonatos.

- En el agua de mar con una salinidad de 35 o/oo, contiene

47 ml/L (150 veces más que el aire).

- Reacciones químicas del CO2 en el agua:

CO2

+ H2

O H2

CO3

H+

+ HCO3

H+

+ CO3

pH = 5pH = 6 pH = 7 pH = 8

CO2

H2

CO3

CO2

Libre

HCO3

CO3

CO2

Combinado

- El pH

Océano: 8,0 a 8,4, a mayor profundidad 7,4 – 7,9.

zona litoral es mayor.

En barras marinas. Encima (8,5), debajo (7,0).

Agua dulce dura y de mar: básico.

Aguas dulces: 3 – 10, mayoría de lagos y rios: 6,5 – 8,5.

Elevada constancia: salinidad, temperatura, oxígeno, CO2 y

de la alcalinidad.

3. EFECTOS

a) Ambientes terrestres: Por encima de la superficie terrestre:

• Elevadas concentraciones de CO2 disminuye la afinidad por

el O2.

• Cambios en el CO2 , modifican el pH y la alcalinidad de la

sangre.

Por debajo de la superficie del suelo:

• Toxicidad: 10%, 21 % (casi no pueden vivir los organismos),

30-50 % es letal.

• Excesos de CO2 da lugar a la producción de sustancias

tóxicas: H2S , bicarbonatos de hierro ferroso, de magnesio,

los que pueden aumentar.

• Cuando el CO2 aumenta las raíces secretan: ácido fórmico,

crotónico, butírico, láctico, succínico, acético, oxálico y otros;

normal H2 CO3 .

b) Ambientes acuáticos:

- Intensidad de procesos metabólicos es mayor.

- Consumo de CO2 da lugar a un aumento del pH.

- En aguas ligeras el CO2 total es pequeño.

- CO2 en el agua influye sobre la sangre de los

organismos.

4. ADAPTACIONES

Ambientes terrestres:

Plantas C4 y CAM.

Ambientes acuáticos:

Mecanismos de

Orientación en peces.

FIN