Ver la fonte de Química de l'atmósfera

{{Ficha xenérica}}
[[Ficheru:Atmosphere composition diagram-en.svg|thumb|450px|Diagrama de les sustancies químiques y procesos de tresporte rellacionaos cola composición de l'atmósfera.]]
'''La química de l'atmósfera''' ye una caña de la [[ciencies de l'atmósfera]] na que s'estudien los [[procesu químicu|procesos químicos]] que tienen llugar na [[Atmósfera terrestre|atmósfera de la Tierra]] y d'otros planetes. Carauterízase pola enorme dilución de les sustancies presentes nella y pola influencia de les radiaciones presentes sobre diches sustancies.<ref>[https://books.google.es/books?id=5NR8DIk1n68C&pg=PA7 Introducción a la química ambiental.] Stanley Y. Manahan. Editorial Reverté, 2007. ISBN 8429179070 Páx. 7</ref>

Ye un campu [[multidisciplinar]] d'investigación y ta coneutada cola [[química ambiental]], la [[física]], la [[meteoroloxía]], los [[modelos informáticos]], la [[oceanografía]], la [[xeoloxía]], la [[vulcanoloxía]] y otres disciplines. La investigación nesti campu ta tamién bien coneutada con otres árees d'estudiu como la [[climatoloxía]].<ref>Introducción a la química ambiental. Stanley Y. Manahan. Editorial Reverté, 2007. ISBN 8429179070 Capítulos 8, 9 y 10. Páxines 353-490</ref>

Dellos exemplos de temes que foron estudiaos pola química de l'atmósfera son l'[[agua acedo]], el [[smog fotoquímicu]] y el [[calentamientu global]]. La química atmosférica trata d'entender les causes d'estos problemes y, en llogrando una comprensión teórica de los mesmos, atopar soluciones posibles que puedan ser comprobaes y evaluar los efeutos de los cambeos nes polítiques gubernamentales.

== Composición de l'atmósfera ==
{| border="1" cellpadding="2"
! colspan=2 | Composición media del aire atmosférico seco,<ref>[https://books.google.es/books?id=aVq87XOwWH4C&pg=PA12 Química física del ambiente y de los procesos medioambientales]. Juan Y. Figueruelo, Martín Marín Dávila. Editorial Reverté, 2004. ISBN 8429179038 Páx. 12</ref> en % en volume
|- 
| '''Gas'''
| '''según [http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html NASA]'''<br />
|- 
| [[Nitróxenu]], N<sub>2</sub>
| 78.084% 
|- 
| [[Osíxenu]], O<sub>2</sub>
| 20.946% 
|- 
| [[Argón]], Ar
| 0.934% 
|- 
! colspan=2 | '''Constituyentes menores (en [[Parte per millón|ppm]])'''
|- 
| [[Neón]], Ne
| 18.18 
|- 
| [[Heliu]], He |
5.24 
|- 
| [[Metanu]], CH<sub>4</sub>
| 1,7 
|- 
| [[Kriptón]], Kr
| 1,14 
|- 
| [[Hidróxenu]], H<sub>2</sub>
| 0,55 
|- 
! colspan=2 | '''En agua'''
|- 
| [[Vapor d'agua]]
| colspan=2 | Bien variable;<br />típicamente, un 1% 
|}
Notes: les [[concentración]]es de CO<sub>2</sub> y CH<sub>4</sub> varien cola estación meteorolóxica, y col llugar xeográficu. La [[masa molar]] media del aire ye 28,97 g/mol.

[[Ficheru:Ozone over southern hemisphere Sep11 1957-2001.gif|thumb|300px|right|Concentración Total d'ozonu nel hemisferiu Sur (1957-2001) y furacu na capa d'ozonu.]]

== Historia ==
Los antiguos [[Grecia|griegos]] consideraben al aire como unu de los [[teoría de los cuatro elementos|cuatro elementos]], pero los primeros estudios científicos de la composición atmosférica empezaron nel [[sieglu XVIII]]. Químicos como [[Joseph Priestley]], [[Antoine Lavoisier]] y [[Henry Cavendish]] fixeron les primeres midíes de la [[composición de l'atmósfera]]. 

A finales del [[sieglu XIX]] y empiezos del [[sieglu XX|XX]] l'interés movióse escontra los constituyentes qu'apaecíen en concentraciones bien pequeñes. Un fitu particularmente importante pa la química atmosférica foi'l descubrimientu del [[ozonu]] por [[Christian Friedrich Schoenbein]] en 1840.

Nel sieglu XX, la ciencia atmosférica pasó d'estudiar la composición del aire a considerar cómo camudaren col tiempu les concentraciones de [[gases traza]] na atmósfera y los procesos químicos que creen y destrúin los componentes del aire. Dos exemplos especialmente importantes d'esta cuestión foron la esplicación de cómo se crea y caltiénse la [[capa d'ozonu]], obra de los astrónomos [[Sydney Chapman]] y [[Gordon Dobson]], y l'esplicación de la [[borrina fotoquímico]] por [[Arie Jan Haagen-Smit]]. Estudios posteriores sobre la cuestión del ozonu conducieron al llogru del [[premiu Nobel de Química]] en 1995 a [[Paul Crutzen]], [[Mario Molina]] y [[Frank Sherwood Rowland]].<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1995/press.html Nota de prensa sobre'l premiu Nobel de Química 1995]</ref>

Nel sieglu XXI l'enfoque d'estudiu ta camudando de nuevu. La Química de l'atmósfera estúdiase cada vez más como una parte de les [[Ciencies de la tierra]]. En llugar de concentrase sobre la química atmosférica de manera aisllada, l'enfoque agora consiste en velo como una parte d'un sistema xunto al restu de l'[[atmósfera de la Tierra]], la [[biosfera]] y la [[xeosfera]]. Un filu conductor especialmente importante pa esti enfoque fórmenlu les rellaciones ente la química y el [[clima]], como los efeutos del [[cambéu climáticu]] sobre la recuperación del [[furacu d'ozonu]] y viceversa, y amás la interacción de la composición de l'atmósfera colos océanos y [[ecosistema|ecosistemes]] terrestres.

== Metodoloxía ==
Los trés elementos centrales pal estudiu de la química atmosférica son les observaciones, les midíes de llaboratoriu y l'estudiu de modelos teóricos. El progresu nesta disciplina ye por cuenta de la interacción ente estos componentes que formen un tou completu. Por casu, les observaciones pueden dicinos qu'esiste más d'un compuestu químicu que primeramente s'especuló la so esistencia. Esto va aguiyar nuevos modelos y estudios de llaboratoriu que van amontar la nuesa comprensión científica hasta'l puntu en que podamos esplicar les nueses observaciones.

=== Observación ===
Les observaciones de la química atmosférica son esenciales pa la nuesa comprensión. Observaciones rutinaries de la composición química fálennos de los cambeos na composición atmosférica col tiempu. Un exemplu significativu d'esto ye la [[curva de Keeling]] - una serie de midíes dende 1958 hasta l'actualidá qu'amuesen una crecedera continua de la concentración de [[dióxidu de carbonu]]. 
[[Ficheru:Atmospheric Water Vapor Mean.2005.030.jpg|thumb|500px|Diagrama del conteníu de vapor na atmósfera terrestre.]]
Estes observaciones fáense dende observatorios como [[Mauna Loa]] y en plataformes móviles a bordu d'aviones (como la [[Facility for Airborne Atmospheric Measurements]] del Reinu Xuníu), barcos y globos. Les observaciones de la composición de l'atmósfera fáense cada vez más dende satélites que porten preseos como [[European Remote-Sensing Satellite|GOME]] y [[MOPITT]] que nos dan una imaxe global de la contaminación y la química del aire. Les observaciones en superficie tienen la ventaya de suministrar rexistros al llargu plazu con gran resolución temporal pero tán llindaes al espaciu horizontal y vertical dende'l que se faen estes observaciones. Dellos preseos con base na superficie de la Tierra como [[LIDAR]] pueden suministrar perfiles de concentración de sustancies químiques y aerosoles pero tán acutaos inda a la rexón que pueden cubrir. Munches observaciones tán disponibles en llinia nes bases de datos observacionales de química atmosférica.

=== Midíes de llaboratoriu ===
Les midíes feches en llaboratoriu son esenciales pa la nuesa comprensión de les fontes y sumidorios de contaminantes y compuestos presentes na naturaleza. Los [[ensayu químicu|estudios de llaboratoriu]] dícennos qué gases [[reacción química|reaccionen]] con otros y con qué velocidá reaccionen. Les midíes d'interés inclúin reacciones en fase gaseosa, sobre superficies y nel agua. La [[fotoquímica]] tamién ye importante pa cuantificar la velocidá cola que la lluz del Sol estrema a les molécules, los productos que se formen y dellos datos [[termodinámica|termodinámicos]] como los coeficientes de la [[llei de Henry]].

=== Modelos ===
Pa resumir y comprobar la comprensión teórica de la química de l'atmósfera, úsense modelos informáticos, como los [[modelos de tresporte químicu]]. Los modelos numbéricos resuelven les ecuaciones diferenciales que gobiernen les concentraciones de sustancies químiques. Pueden ser bien simples o bien complicaos.
[[Ficheru:AtmosphericMethane.png|thumb|300px|Dos modelos informáticos qu'amuesen la concentración de metanu na atmósfera, al nivel de la superficie y na estratosfera.]]
Nos modelos numbéricos hai que compensar el númberu de sustancies y reacciones químiques contemplaes frente a la representación del tresporte y amiestu na atmósfera. Por casu, un modelu de caxa podría incluyir cientos o inclusive miles de reacciones químiques pero namái va representar d'una manera bien somera los procesos d'amiestu na atmósfera. En contraste, los modelos 3D representen munchos de los procesos físicos de l'atmósfera pero, por cuenta de llimitaciones de los recursos informáticos, van contemplar bien poques reacciones y compuestos químicos. Los modelos pueden usase pa interpretar observaciones, comprobar la comprensión de les reacciones químiques y predicir les concentraciones de compuestos químicos na atmósfera. Un enfoque importante d'actualidá consiste en convertir los módulos de química atmosférica nuna parte de los modelos del sistema global terrestre nos que pueden estudiase los enllaces o rellaciones ente clima, composición atmosférica y la biosfera. 

Dellos modelos constrúyense con xeneradores de códigu automáticu como [[Autochem]] o [[Kinetic PreProcessor|KPP]]. Nesti acercamientu escuéyese un conxuntu de constituyentes y un xenerador de códigu automáticu van escoyer les reacciones qu'afeuten a esos constituyentes nun catálogu de bases de datos de reacciones. Una vegada que s'escoyeron les reacciones, les [[ecuaciones diferenciales]] ordinaries que describen la so evolución nel tiempu constrúyense de manera automática.

== Procesos químicos na troposfera ==
La [[troposfera]] ye la rexón inferior de l'atmósfera y nella tienen llugar dalgunos procesos básicos como:<ref>[https://books.google.es/books?id=sLE8xbtcK-gC&pg=PA39 Contaminación atmosférica.] Ernesto Martínez Ataz (coord.), Yolanda Díaz de Mera Morales (coord.). Editorial Univ. de Castiella-La Mancha, 2004. ISBN 8484273245 Química de la troposfera. Beatriz Cabañas Galán.</ref>
* Ciclu fotoquímicu básicu del NO<sub>2</sub>, NO y ozonu (O<sub>3</sub>)
<math> NO_2 \ \xrightarrow{h\nu} \ NO + O </math>

<math> O_2 \, + \, O \, + \ M \longrightarrow O_3 \, + \ M \quad onde \, M=O_2, \, N_2, \, CO_2 </math>

y d'últimes
[[Ficheru:Ozon 01.jpg|thumb|200px|right|Formación del ozonu.]]
<math> O_3 \, + \, NO \, \longrightarrow O_2 \, + \, NO_2 </math>

* Fotólisis del ozonu y formación del radical OH·
<math> O_3 \ \xrightarrow{h\nu} \ O_2 \, + \, O </math>

<math> O \, + \, H_2O \, \longrightarrow 2 \, OH \cdot </math>

<math> O_2 \, + \, O \, + \ M \longrightarrow O_3 \, + \ M \quad onde \, M=O_2, \, N_2, \, CO_2 </math>

* Formación del radical NO<sub>3</sub>: A partir del radical OH fórmense los ácidos nítricu y nitrosu.
<math> OH \cdot \, + \, NO_2 \, \longrightarrow HONO_2 </math>

<math> OH \cdot \, + \, NO \, \longrightarrow HONO </math>

* Procesos nos que s'oxida'l [[monóxidu de carbonu]], CO.

* Oxidación del [[metanu]], CH<sub>4</sub>.

* Degradación de [[compuestos orgánicos volátiles]], COV: 
** [[alcanos]], [[alquenos]], [[alquinos]], [[hidrocarburos arumosos]] y compuestos carbonilu.
** radicales [[alquilu]], [[hidroperoxilu]], alquilperoxi y [[alcoxilu]]. 

* Reacciones d'otros compuestos nitroxenaos inorgánicos y orgánicos:
** [[Amoniacu]].
** [[Acedu nitrosu|acedos nitroso]] y [[acedu nítrico|nítrico]].
** compuestos orgánicos de nitróxenu.

* Reacciones de compuestos d'azufre:
** [[Óxidos d'azufre]].
** Oxoácidos d'azufre ([[agua acedo]])

[[Ficheru:Halogene Chemistry in the Atmosphere.png|thumb|500px|Química de los halóxenos na estratosfera.]]

== Procesos químicos na estratosfera ==
L'ozonu ye'l gas más interesante dende'l puntu de vista químicu na estratosfera.<ref>[https://books.google.es/books?id=aVq87XOwWH4C&pg=PA411 Química física del ambiente y de los procesos medioambientales.] Juan Y. Figueruelo, Martín Marín Dávila. Editorial Reverté, 2004.
ISBN 8429179038 Cap. 8</ref>
* Producción d'[[ozonu]]: [[mecanismu de Chapman]].

* Destrucción d'ozonu: ciclos catalíticos.
{{AP|Destrucción de la capa d'ozonu}}

* Reacciones ente [[halóxenu|halóxenos]]

== Ver tamién ==
* [[Agua acedo]]
* [[Gas d'efeutu ivernaderu]]
* [[Contaminación atmosférica]]
* [[Ozonu]]
* [[Evaluación científica del amenorgamientu del ozonu]]
* [[Atmospheric Chemistry and Physics]], una revista científica

== Referencies ==
{{llistaref}}

== Llectures adicionales ==
* Brown, Theodore L.; Bursten, Bruce Y.; Burdge, Julia R. (2004). Química: la ciencia central. Pearson Educación. ISBN 970-26-0468-0 Cap. 18.
* Baird, Colin. (2001). Química ambiental. Editorial Reverté. ISBN 84-291-7902-X Parte I: cap. 1 a 5.
* Martínez Ataz, Ernesto; Díaz de Mera Morales, Yolanda. (2004). Contaminación atmosférica. Ediciones de la Universidá de Castiella-La Mancha. ISBN 8484273245
* Wayne, Richard P. (2000). Chemistry of Atmospheres (3rd Ed.). [[Oxford University Press]]. ISBN 0-19-850375-X
* Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N. (2006). Atmospheric Chemistry and Physics - From Air Pollution to Climate Change (2nd Ed.). John Wiley and Sons, Inc. ISBN 0-471-82857-2
* Finlayson-Pitts, Barbara J.; Pitts, James N., Jr.; (2000) Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere. Academic Press. ISBN 0-12-257060-X
* Warneck, Peter (2000). Chemistry of the Natural Atmosphere (2nd Ed.). Academic Press. ISBN 0-12-735632-0
* Brasseur, Guy P.; Orlando, John J.; Tyndall, Geoffrey S. (1999). Atmospheric Chemistry and Global Change. Oxford University Press. ISBN 0-19-510521-4

== Enllaces esternos ==
=== N'español ===
* [http://www.hbustos.com/files/AtmosChem.pdf Química de l'atmósfera] (presentación en formatu pdf)
* [http://www.windows.ucar.edu/earth/Atmosphere/chemistry_troposphere.sp.html Química atmosférica na troposfera terrestre.]
* [http://quimicatmosfera.galeon.com/ Química de l'atmósfera.]

=== N'inglés ===
* [https://web.archive.org/web/20070119122108/http://www.wmo.ch/web/arep/reports/ozone_2006/ozone_asst_report.html WMO Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006]
* [https://web.archive.org/web/20090825072939/http://www.igac.noaa.gov/ IGAC The International Global Atmospheric Chemistry Project]
* [http://www.vega.org.uk/video/programme/111 Paul Crutzen Interview] Freeview video of Paul Crutzen Nobel Laureate for his work on decomposition of ozone talking to Harry Kroto Nobel Laureate by the Vega Science Trust.
* [https://web.archive.org/web/20070225064435/http://www.autochem.info/constituentobservationaldatabase.html The Cambridge Atmospheric Chemistry Database] is a large constituent observational database in a common format.
* [https://web.archive.org/web/20091215071724/http://www.atmosphere.mpg.de/enid/088c42y0b60d7a92076bab36y42ff411,55a304092d09/Service/Home_142.html Environmental Science Published for Everybody Round the Earth]
* [http://jpldataeval.jpl.nasa.gov/index.html NASA-JPL Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Atmospheric Studies]
* [http://www.iupac-kinetic.ch.cam.ac.uk/ Kinetic and photochemical data evaluated by the IUPAC Subcommittee for Gas Kinetic Data Evaluation]
* [https://web.archive.org/web/20100105050942/http://www.shsu.edu/~chemistry/Glossary/glos.html Atmospheric Chemistry Glossary] at Sam Houston State University
* [http://www.atmosp.physics.utoronto.ca/people/loic/chemistry.html Tropospheric chemistry]
* [http://www.esf.edu/chemistry/dibble/AtmosChemCalc.htm/ Calculators for use in atmospheric chemistry] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20101209050705/http://www.esf.edu/chemistry/dibble/AtmosChemCalc.htm |date=2010-12-09 }}
* [http://www.chemistryland.com/CHM107/AirWeBreathe/Comp/AirComposition.html An illustrated elementary assessment of the composition of air.]

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[[Categoría:Química ambiental]]