sábado, 13 de enero de 2018

¿Qué es el cambio climático?



Escuela Nacional Preparatoria No.1"Gabino Barreda"

Química III

Profesora: Pelaez Cuate Patricia

Grupo: 504

Barillas Gonzalez Leonardo  N.L. 6
Birrichaga López Ricardo  N.L. 7
Pérez Martorell Emmanuel  N.L. 43
Rincón Parra Cristina Eloisa  N.L. 47

Instrucciones: (sugerimos llevar esta secuencia para entender claramente el tema) 
  • En los distintos apartados podremos observar en este apartado encontraremos que es el cambio climático y como influye el calentamiento global y las inmensas emisiones de CO2 en estos cambios. 
  • En el número 1 encontraremos los contaminantes que hay en el aire que respiramos,  y veremos que hay muchas formas de contaminación. 
  • En el punto 2 encontraremos una pequeña definición sobre los contaminantes primarios y secundarios abarcando un poco de los enlaces covalente polar y  la polar. 
  • En el punto 3 tratamos de explicar cómo es que se encuentran los contaminantes en el aire. 
  • En el 4to y último punto daremos algunas sugerencias de que podría hacer la humanidad para mejorar la calidad del aire y por tanto estar más saludables

Introducción

En este blog abordaremos principalmente los temas en relación con el aire, la contaminación de este entre otras cosas, mostrando así cuales son las principales actividades que realiza el ser humano para contribuir en la contaminación de este, los tipos de contaminantes de este tales como lo es principalmente y en su mayoría el CO2 además de abordar ligeramente el tema del cambio climático y como es afectado este debido a la contaminación del aire, y para finalizar también presentaremos unas cuantas ideas que pueden ayudar a disminuir la contaminación de este.
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Objetivo: 
El objetivo de nuestro blog es, informar despues de una ardua investigación acerca de la producción del dióxido de carbono, así como de la calidad del aire que respiramos y los contaminantes que este y el agua contienen, enlaces polares y no polares, también la teoría cinético-molecular y la combustión. Todo esto con el fin de aclarar algunas dudas sobre dichos temas. Como... “¿Cuál es la calidad o estilo de vida que llevamos con todos estos contaminantes?” “Tiene algo que ver la combustión?

¿Qué es el cambio climático?

El cambio climático es definido como un cambio estable y durable en la distribución de los patrones de clima en periodos de tiempo que van desde décadas hasta millones de años. Pudiera ser un cambio en las condiciones climáticas promedio o la distribución de eventos en torno a ese promedio (por ejemplo más o menos eventos climáticos extremos). El cambio climático puede estar limitado a una región específica, como puede abarcar toda la superficie terrestre.
El término, a veces se refiere específicamente al cambio climático causado por la actividad humana, a diferencia de aquellos causados por procesos naturales de la Tierra y el Sistema Solar. En este sentido, especialmente en el contexto de la política ambiental, el término “cambio climático” ha llegado a ser sinónimo de “calentamiento global antropogénico“, o sea un aumento de las temperaturas por acción de los humanos. 

En las revistas científicas, el “calentamiento global” se refiere a aumentos de temperaturas superficiales, mientras que “cambio climático” incluye al calentamiento global y todos los otros aspectos sobre los que influye un aumento de los gases de efecto invernadero.
La evidencia se basa en observaciones de los aumentos de temperatura del aire y de los océanos, el derretimiento de hielos y glaciares en todo el mundo y el aumento de los niveles de mar a nivel mundial y otras señales claras de cambio.
Producción del dióxido de carbono como consecuencia de la actividad humana
La primera pregunta que se me ocurre es: ¿Por qué hay tanto CO2? ¿De dónde sale? Si queremos contestarla resumidamente podemos decir que cualquier combustión genera anhídrido carbónico pero desde luego, el asunto no se queda ahí. Veamos paso a paso.
Combustión es básicamente la oxidación (¡oxigenación!) de algo, si ese algo es un material de origen fósil, como son el petróleo y sus derivados, constituidos por lo que se ha dado en llamar cadenas de carbono, no hay que buscar más, se oxida el carbono y voilá sale el CO2, como del sombrero de un mago, si lo que sale es CO, no tiene que ir muy lejos para encontrar pareja de O en la atmósfera. Esta fuente de producción de dióxido es sin dudas la más importante de todas las que veremos, de ahí que se hayan limitado, mediante reglamentaciones, las emisiones de vehículos, de chimeneas industriales y de procesos industriales en sí. Es bueno ver la combustión no como una forma aislada, sino un fenómeno que produce calor, entonces, donde se produce calor se genera CO2.
Esto es tamaño problema porque hay lugares donde no se sobrevive sin calor. Detallemos un poco más lo precedente y ampliemos algunos conceptos manteniendo la atención sólo en los más influyentes para comprender mejor la complejidad del problema. En la República Dominicana, por ejemplo, hay abundancia de carbonato de calcio (CaCO3), es decir, caliche y piedra caliza, estos reaccionan con un ácido para dar CaCO3 que luego se descompone en agua y CO2. Es el fenómeno que subyace todo el fenómeno cárstico cuyas cavernas y canales bien conocemos pero además, es el de amplios procesos industriales.
La producción de cal viva, CaO, al calentar el carbonato de calcio, es otra fuente. La combustión de gases como el metano principal componente del gas natural, del biogás, asimismo, la de carbón mineral y madera.
El metabolismo del azúcar con levadura para producir entre otras: Cerveza, vino, güisqui, alcoholes. También producen CO2 los organismos aeróbicos cuando oxidan carbohidratos y grasas. La respiración de las plantas, animales y microorganismos.
Afortunadamente, las plantas consumen más CO2 durante la fotosíntesis, en la producción de azúcar que usan como alimento que el que emiten.
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Los párrafos anteriores nos llevan a la conclusión que es imposible dejar de producir CO2, por tanto, el problema se circunscribe a dos alternativas: Una, producir menos y la otra absorber o almacenar la mayor parte del CO2 generado. La primera es obvia y la tratamos en la entrega anterior.
                              
En e1 caso de la segunda alternativa, absorber o almacenar CO2, la más interesante, elegante y sencilla es la arborización de ciudades y campos o lo que es igual: impedir la desaparición de árboles, bosques y zonas verdes.
Alternativas más sofisticadas se estudian científicamente y van desde enterrar el CO2 en el subsuelo o en capas profundas de mares y océanos, hasta el uso de rocas y otros materiales que lo absorben. Como una forma de esconder el bulto, se han creado mercados nacionales e internacionales de CO2 en los cuales industrias y países que sobrepasan sus límites les compran toneladas de CO2 a los que tienen un margen disponible, así nace en Chicago Climate Exchange, CCX, y e1 European Climate Exchange, ECX.
El monto de las transacciones anuales en esos mercados suma actualmente del orden de los 40 millardos de dó1ares, suma nada despreciable que continuará aumentando.

1.- LA CALIDAD DEL AIRE QUE RESPIRAMOS.

1.- LA CALIDAD DEL AIRE QUE RESPIRAMOS.
 1.1)    Fuentes de contaminación, naturales y antropogénicas.
Fuentes de contaminación naturales:
Este tipo de contaminación trata básicamente en la contaminación que está provocada por agentes naturales, dicho de otra manera, la contaminación natural es la contaminación que está provocada por diversos y variados integrantes de la naturaleza. Para entenderlo mejor  podemos decir que “esta clase de contaminación está producida por algunos materiales diluidos en el agua, también por los restos animales y vegetales y además también suele estar provocada por distintos minerales que se encuentran cerca de la superficie acuática o introducidos en ella”. Entre las causas más frecuentes de este tipo de contaminación encontramos los terremotos, los huracanes e incluso los volcanes, entre otros fenómenos atmosféricos. Evidentemente hay distintas maneras de crear o desarrollar materia contaminante de forma natural un claro ejemplo podrían ser los huracanes que van transportando diferentes elementos y partículas las cuales son arrojadas en zonas que provocan en un futuro contaminación como puede ser en zonas de agua o en el  aire. Aunque en el caso del aire es más frecuente que esté contaminado por las partículas que liberan los volcanes.

Algunos ejemplos de contaminación natural son:
·         Contaminación del suelo: Corrientes de aire, luz ultravioleta e incendios forestales.
·         Contaminación del aire: Erupciones volcánicas.
·         Contaminación del agua: Contaminación por petróleo, desechos animales y explosiones mineras
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1.2) Fuentes de contaminación antropogénicas:
El término antropogénico se refiere a los efectos, procesos o materiales que son el resultado de actividades humanas a diferencia de los que tienen causas naturales sin influencia humana y usualmente están en las proximidades de centros urbanos y polos industriales, donde los contaminantes están concentrados en pequeños volúmenes del aire, agua y suelo.

1.3) Origen urbano
Es el resultado del uso del agua en viviendas, actividades comerciales y de servicios, lo que genera aguas residuales, que son devueltas al receptor con un contenido de residuos fecales, restos de alimentos y en la actualidad con un incremento de productos químicos. La actividad doméstica de pueblos y ciudades produce principalmente basura y residuos orgánicos que son arrastrados por el alcantarillado, dando lugar a la salinización de las aguas por no contar con un drenaje adecuado. Además, todo tipo de sustancias como emisiones de los automóviles, hidrocarburos, plomo, otros metales, etc., que finalmente provocan el deterioro de los recursos naturales.
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1.4) Origen agrícola y ganadero
Deriva del uso de plaguicidas, pesticidas, fertilizantes y abonos, que son arrastrados por el agua del riego, llevando sales de nitrógeno, fósforo, azufre,…que pueden llegar al suelo y contaminar las aguas subterráneas. En explotaciones ganaderas, la contaminación procede de los restos orgánicos que caen al suelo y de vertidos con aguas cargadas de materia orgánica. Las industrias agroalimentarias también introducen en el agua una elevada carga de materia orgánica. Además, muchas de las cosechas son regadas con aguas negras, alimentando las plantas con nuestros propios desechos. La falta de cultura de algunas personas, propicia a la compra de nuevos sistemas de limpieza para tierras; en el caso de la agricultura, los cuales no se encuentran certificados para el cuidado de dicha tierra, ocasionando mayor daño en el menor tiempo, esto a su vez, produce vaporizaciones formando ahora nubes contaminadas, con lo que el mal antropogénico empieza a crecer, ocasionando un desastre natural muy severo, por el mismo medio de la naturaleza. Conversión de los bosques en terrenos de cultivos y pasturas. La cadena alimentaria, que surge desde el suelo mismo a través de las plantas (productores), se ve seriamente perjudicada cuando, por el uso de agroquímicos de manera irracional, la estructura del suelo sufre alteraciones químicas. La alteración del suelo y de los genomas de las plantas por selección artificial, ingeniería genética, etc. 
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1.5) Origen industrial
Es la que produce el impacto más importante, por la gran variedad de materiales y fuentes de energía que pueden aportar al agua: materia orgánica, metales pesados, incremento de pH y temperatura, radioactividad, aceites,…Entre las industrias más contaminantes destacan las petroquímicas, energéticas, papeleras, siderúrgicas, textiles,…Su grado de contaminación dependerá del tipo de industria y de los procesos de fabricación que se lleven a cabo. Escape de gases en el proceso de refinería y polvo en la atmósfera que pueden llevar al calentamiento global. Contaminación del aire, tales como la producción de dióxido de carbono por consumo de combustibles fósiles, contaminación del agua, contaminación lumínica. Redirección de aguas superficiales en la creación de carreteras. Destrucción de hábitats en la construcción de edificios.
                                          
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2.-Contaminantes primarios y secundarios óxidos no metálicos (enlace covalente polar y no polar)

2.-Contaminantes primarios y secundarios óxidos no metálicos (enlace covalente polar y no polar)

Contaminantes primarios
Podemos encontrar dos tipos de contaminantes, según si han sido emitidos directamente a la atmósfera o si se han formado en ella. Así distinguimos: contaminantes primarios y contaminantes secundarios.
Los contaminantes primarios: Son aquellas sustancias que son vertidas directamente a la atmósfera desde los focos contaminantes. Como consecuencia de diferentes actividades, ya sean humanas o de origen natural.
EJEMPLOS: monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO2) o el metano (CH4).

Por otro lado los contaminantes secundarios son aquellos que se originan en el aire, a través de reacciones químicas o fotoquímicas, por la interacción entre los contaminantes primarios o por sus reacciones con los componentes naturales de la atmósfera.
EJEMPLOS: El NO2, que se forma cuando se combina NO con oxígeno en el aire, también encontramos el nitrato peroxoacetileno (PAN) -HCO2+ NO2 - e hidrocarburos (HC).
Óxidos no metálicos
Los óxidos no metálicos son combinaciones binarias de un no metal con el oxígeno, en las que el oxígeno emplea el número de oxidación -2.
Enlaces polares
Puedes identificar un enlace polar buscando las uniones que comparten electrones de forma desigual. Esto ocurre cuando dos átomos diferentes se juntan a partir de dos elementos distintos, en contraposición con dos átomos del mismo elemento que no forman enlaces polares. La razón de la existencia de los enlaces polares es que cada átomo atrae electrones a su propio nivel, lo que significa que, a menos que los elementos sean los mismos, un átomo de un elemento será mejor para atraer electrones que el otro en el enlace.
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Enlaces no polares
Un enlace no polar es el nombre dado a un enlace en el que dos átomos comparten electrones de forma igual entre sí. Estas uniones solamente ocurren cuando dos átomos son del mismo elemento, dado que solamente los elementos que coinciden tendrán exactamente la misma capacidad para atraer electrones. Un ejemplo de esto sería H2 u O2, dado que el enlace aún es solamente de un elemento.

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En un enlace covalente polar, los electrones se comparten de forma no equitativa entre los átomos y pasan más tiempo cerca de un átomo que del otro. Debido a la distribución desigual de electrones entre los átomos de diferentes elementos, aparecen cargas ligeramente positivas (δ+) y ligeramente negativas (δ–) en distintas partes de la molécula.

Átomos de hidrógeno que comparten electrones con un átomo de oxígeno para formar enlaces covalentes al crear una molécula de agua

        Crédito de la imagen: OpenStax Biología
En una molécula de agua (arriba), el enlace que une al oxígeno con cada hidrógeno es un enlace polar. El oxígeno es un átomo mucho más electronegativo que el hidrógeno, por lo que el oxígeno del agua tiene una carga parcialmente negativa (tiene una densidad de electrones alta), mientras que los hidrógenos llevan cargas parcialmente positivas (tienen una densidad electrónica baja).
En general, la electronegatividad relativa de los dos átomos en un enlace, es decir su tendencia a acaparar los electrones compartidos, determinará si el enlace es polar o no polar. Siempre que un elemento sea significativamente más electronegativo que otro, el enlace entre ellos será polar; esto significa que uno de sus extremos tendrá una carga ligeramente positiva y el otro una carga ligeramente negativa.

3.-REPRESENTACION SIMBOLICA Y NANOSCOPICA DE LAS PRINCIPALES SUSTANCIAS CONTAMINANTES DEL AIRE EMPLEANDO EL MODELO DE PARTICULAS

3.-REPRESENTACION SIMBOLICA Y NANOSCOPICA DE LAS PRINCIPALES SUSTANCIAS CONTAMINANTES DEL AIRE EMPLEANDO EL MODELO DE PARTICULAS Y COMBUSTIÓN

Los contaminantes, cuando se emiten a la Atmósfera, a través de un foco emisor, ya sea fijo o móvil, tienden a dispersarse a través de las diferentes capas de la atmósfera. Las principales causas del incremento de emisiones de contaminantes a la atmósfera, se debe en gran medida al gran desarrollo a nivel industrial, el aumento de superficies pavimentadas, así como las grandes emisiones de contaminantes a través de los tubos de escape de automóviles.
Cuando los contaminantes se emiten a la atmósfera tienden a difundirse y dispersarse en ella. La difusión de contaminantes se favorece gracias a los movimientos atmosféricos, que dependen, entre otros factores, del clima de la zona dónde estos contaminantes son emitidos porque favorece o dificulta la difusión de contaminantes. También depende de la velocidad de emisión de contaminantes a través del foco, así como la cantidad de los mismos y las reacciones secundarias que éstos puedan sufrir. Otros fenómenos a tener en cuenta serían las condiciones topográficas del lugar de emisión, así como la presión y temperatura. Ciertas reacciones de contaminantes, sobre todo el ozono, se favorecen en lugares de alta temperatura y poca movilidad de aire en la atmósfera.

Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:
1.    Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.
2.    Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.
3.    Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.
4.    Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.
La teoría cinética molecular consta de cinco postulados que describen el comportamiento de las moléculas en un gas. Estos postulados se basan en algunas nociones físicas y químicas muy simples y básicas, aunque también involucran algunas suposiciones con el fin de simplificar los postulados

Consultando en libros de la Biblioteca de la Escuela Nacional Preparatoria No. 1 "Gabino Barreda" encontramos esta información que esta relacionada con el tema: 
En el siglo XVII Robert Boyle inició el estudio del comportamiento y propiedades de los gases. Esta teoria recibe el nombre de Cinetico - Molecular para explicar el comportamiento de liquidos y solidos, es una de las generalizaciones con mayor merito de la sociedad moderna.

La TCM se basa en el movimiento de las particulas en especial de las moleculas gaseosas. No existen los gases ideales pero en ciertas condiciones de temperatura y presion los gases reales se aproximan al comportamiento ideal, o al menos se desvian un poco de este.

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1.- Los gases se componen de particulas diminutas
2.- La distancia entre las particulas es grande en comparacion con el tamaño de estas. La mayor parte del volumen que ocupa el gas es espacio vacio.
3.- Las particulas gaseosas no se atraen entre si
4.- Las particulas gaseosas se mueven en linea recta en todas direcciones chocando entre si y con las paredes del recipiente que las contiene
5.- No hay perdida de energia por las colisiones entre particulas o con las paredes del recipiente que las contiene. Todos los choques y colisiones son elasticos
6.- La energia cinetica media de las particulas es igual para todos los gases a la misma temperatura y su valor es directamente proporcional a la temperatura Kelvin

La EC de una particula se define como la mitad de su masa multiplicada por su velocidad

Combustión

Reaccion quimica en la cual se emite calor y luz; en general, es el proceso en el que una sustancia se combina con oxigeno.
Nombre de de una reaccion a la cual una sustancia se combina con oxigeno para formar uno o mas acidos.

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En todos los cambios quimicos se producen cambios de energia. Durante una reaccion quimica se pueden liberar a absorber luz o calor, como sucede cuando la madera u otro combustible se convinan rapidamente con el oxigeno durante su combustion.
A veces se libera gas como resultado de un cambio quimico. Las emanaciones de los automoviles contienen gases producidos por la combustion de gasolina.

Quimica, Conceptos y Aplicaciones. John S. Philips, Victor S. Strozak, Chery Wistrom. pag 191

Las sustancias como el No, Hidrocarburos y otros COVs que se emiten inicialmente al aire se denominan contaminantes primarios y aquellos que se forman a partir de estas ultimas, como O3 y HNO3, se denominan contaminantes secundarios.
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Teoria Cinertico - Molecular
Principales Postulados de la TCM
Combustion
Ejemplos de combustion
Bibliografia
Contaminantes primarios y secundarios
Bibliografia 

4.- ARGUMENTACION DE CÓMO EL ESTILO DE VIDA PUEDE CONTRIBUIR A MEJORAR LA CALIDAD DEL AIRE

4.- ARGUMENTACION DE CÓMO EL ESTILO DE VIDA PUEDE CONTRIBUIR A MEJORAR LA CALIDAD DEL AIRE

Para poder saber como hacer esto, primero debemos tener definidos los dos conceptos fundamentales, así que a continuación eso aremos:

CALIDAD DEL AIRE
La calidad del aire es una indicación de cuando el aire esté exento de polución atmosférica, y por lo tanto apto para ser respirado.
Actualmente los controles y la reglamentación se han incrementado y la calidad de los combustibles también se ha mejorado. Sin embargo el tráfico vehicular se ha incrementado exponencialmente, transformándose en la principal fuente contaminante en las ciudades. A nivel mundial se ha descubierto que las emisiones de anhídrido carbónico derivadas de la combustión del petróleo están participando en forma determinante en el incremento de la temperatura global a causa del efecto invernadero. Las principales fuentes andrógenas de contaminación del aire son:
·         Las fábricas o instalaciones industriales, que no tienen los filtros adecuados para las emisiones aéreas.
·         Centrales termoeléctricas.
·         Vehículos automotores con motor de combustión interna.
La calidad del aire puede ser comprometida también por causas naturales como por ejemplo:
·         Erupciones volcánicas.
·         Vientos fuertes con transporte de partículas en suspensión.
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ESTILO DE VIDA
Estilo de vida o forma de vida son expresiones que se designan, de una manera general, al estilo, forma o manera en que se entiende la vida; no tanto en el sentido de una particular cosmovisión o concepción del mundo, como en el de una identidad, una idiosincrasia o un carácter, particular o de grupo, expresado en todos o en cualquiera de los ámbitos del comportamiento (trabajoociosexoalimentaciónropa, etc.).

ARGUMENTO
Una vez tenemos en cuenta esto, ahora si podemos tomar algunas ideas de como el estilo de vida puede contribuir a mejorar la calidad del aire (también lo aremos de una manera en la que sea de fácil comprensión para todas las personas).
En las grandes ciudades es donde la calidad del aire se ve más afectada, esto debido al uso excesivo de la gran cantidad de automóviles, pues muchas veces el uso de este resulta totalmente innecesario ya que la gente lo llega a usar para viajar unas cuantas cuadras o viajar cortas distancias es realmente innecesario. Para ayudar, una gran acción que se pude hacer es evitar el uso innecesario del automóvil o bien el uso del transporte público en vez del automóvil privado, también se puede optar por usar una bicicleta la cual no contamina y puede ayudar a la salud, ya que, si eso no es posible, también se puede optar por el uso de combustibles alternos que dañan menos al ambiente o específicamente en este caso al aire.
Pero fuera del uso de un vehículo y la combustión que este genera (principalmente los automóviles de combustión interna), existen más acciones que contribuyen a esto, como la producción de energía eléctrica en las plantas eléctricas o los procesos de producción de otros combustibles como en el caso de la refinería del petróleo. Esto afecta en el caso de que mientras mayor es el uso de aparatos electrónicos en los hogares, mayor es la cantidad de energía que se necesita producir y por ende, al ser mayor la producción, también lo es la contaminación. Para ayudar a esto, solo se debe evitar el uso innecesario de aparatos como televisiones, teléfonos celulares, entre otros que consumen energía a lo largo del día.
Claro esta que se pueden hacer algunos otros cambios en el estilo de vida que también pueden ayudar a mejorar la calidad del aire, pero cabe destacar que estos son los mas relevantes debido a que son las acciones que la población realiza mayormente.
Con todo esto, debemos tener en cuenta que podemos modificar relativamente muy poco nuestro estilo de vida al reducir el uso de aparatos o vehículos principalmente cuando no es necesario para poder ayudar a mejorar la calidad del aire, claro es que una o dos personas que ayuden así, no cambiara mucho, por eso también es importante hacer que os demás vean este punto de vista para así hacer que el cambio sea en la mayor cantidad de la población y el cambio resulte notorio.

Bibliografías y Cibergrafías: 

Teoria Cinertico - Molecular
Principales Postulados de la TCM
Combustion
Ejemplos de combustion
Bibliografia
Contaminantes primarios y secundarios

- https://www.greenfacts.org/es/glosario/abc/contaminantes-primarios-y-secundarios.htm

- http://cambioclimaticoglobal.com/que-es-el-cambio-climatico

- Quimica. A. Garrite, J A Chamizo. pag 448



Fundamentos de Quimica, Hein y Susan Arenas, pag 261 y 262