Humedad

[Homer]

En principio la temperatura no debería jugar ningún papel en este problema, a menos que presumamos una conclusión y la tomemos como premisa.

Por otra parte, cuando la cantidad de CO2 es muy pequeña comparada con el agua, aunque parezca despreciable, resulta que la fracción molar del agua = [Moles de H2O] / ([Moles de H2O] + [Moles de CO2]) es prácticamente igual a ([Moles de H2O] – [Moles de CO2]) / [Moles de H2O]. Lo que implica que añadir CO2 en la ecuación de Raoult equivale a quitar H2O prácticamente en la misma cantidad. Cuanto menos CO2 más despreciable la diferencia.

Quemando hidrocarburos no añadimos gas a una mezcla de gases. La presión no sube sino que baja, y no solo porque parte del producto final sea agua, sino porque además el CO2 es mucho más soluble en agua que el O2. https://youtu.be/u0dxXeoD-Uc

[Carlosolpe]

En principio la temperatura no debería jugar ningún papel en este problema, a menos que presumamos una conclusión y la tomemos como premisa.

Asumir que la temperatura no juega ningún papel ya es una conclusión en si misma.
Es necesario tener en cuenta todos los factores, no solo los que te interesen.

Por otra parte, cuando la cantidad de CO2 es muy pequeña comparada con el agua, aunque parezca despreciable, resulta que la fracción molar del agua = [Moles de H2O] / ([Moles de H2O] + [Moles de CO2]) es prácticamente igual a ([Moles de H2O] – [Moles de CO2]) / [Moles de H2O]. Lo que implica que añadir CO2 en la ecuación de Raoult equivale a quitar H2O prácticamente en la misma cantidad. Cuanto menos CO2 más despreciable la diferencia.

No entiendo este razonamiento, me lo explicas?

Quemando hidrocarburos no añadimos gas a una mezcla de gases. La presión no sube sino que baja, y no solo porque parte del producto final sea agua, sino porque además el CO2 es mucho más soluble en agua que el O2.

Bueno esto es cierto en condiciones controladas, pero ya te he dicho que hay mucho factores que influyen, la atmósfera es un sistema muy complejo. Además la presión de los gases sobre la superficie de la tierra depende de su peso, por lo que al añadir CO2 aumentamos peso y por lo tanto presión. Aunque tampoco creo que influya demasiado.

Saludos

[Homer]

Si presumimos que el CO2 seca el aire y por tanto disminuye el efecto invernadero la temperatura en lugar de subir bajará. Pero no podemos partir de que la temperatura bajará para acabar deduciendo que la temperatura bajará, esta no es forma de razonar con lógica, no se puede postular lo que se pretende demostrar.

Tenemos una situación inicial con agua pura y añadimos CO2, entonces la fracción molar del agua pasa a ser A / (A + B), siendo A = [Moles de H2O] y B = [Moles de CO2].
Ahora si queremos saber a qué equivale esta disminución de la fracción molar sobre A podemos plantear esta ecuación:

A / (A + B) = (A – x) / A

Despejando

x = B / (1 + B/A)

Como B <<A entonces x ~ B, y por tanto

A / (A + B) ~ (A – B) / A

Es decir, que añadir B moles de CO2 al agua equivale a quitar B moles de agua al vapor.

[Carlosolpe]

A / (A + B) = (A – x) / A

Esto sigo sin verlo...pero en cualquier caso, la ley de Raoult se refiere a las fracciones molares de los componentes en estado líquido, por lo que tus conclusiones son erroneas.
De hecho si consideras

Como B <<A

entonces A / (A + B) = A/A, lo que quiere decir que la fracción molar del agua (en estado líquido) no varía y por lo tanto tampoco lo hace su presión de vapor.

[Homer]

A 20ºC el CO2 se reparte un 10% en el aire y un 90% en el agua superficial ¿correcto? A mayor profundidad el océano es un auténtico sumidero ya que la solubilidad es directamente proporcional a la presión, pero para este caso es irrelevante, lo importante es la composición del agua superficial, que el CO2 es un componente en disolución y que la ley de Raoult es perfectamente aplicable.

Para no cometer errores de redondeo despreciando pequeñas cantidades vamos a hacer un cálculo numérico: Supongamos que la concentración de CO2 en el aire es de 400ppm. Entonces como la concentración en el agua a 20º es 9 veces mayor, la fracción molar del CO2 en disolución = 0,0004 * 9 = 0,0036 = 3.600ppm
Y la fracción molar del agua = 1 / (1 + 0,0036) = 0,996413 = 1 - 3587ppm.
En resumen: disolver 3.600ppm de CO2 en agua supone reducir 3.587ppm de vapor de agua. Si te fijas es la misma cantidad con un error del 0,36%.

Pero la cosa no para aquí, porque para el efecto invernadero lo que cuenta no son las 3.600ppm de CO2 en el agua, sino las 400ppm en el aire. O sea, que cada molécula de CO2 presente en el aire ha hecho desaparecer 8,97 moléculas de vapor de agua.

[Carlosolpe]

A 20ºC el CO2 se reparte un 10% en el aire y un 90% en el agua superficial ¿correcto?

No veo como puede ser. De donde has sacado ese dato?

[Carlosolpe]

la fracción molar del CO2 en disolución = 0,0004 * 9 = 0,0036 = 3.600ppm

Las fracciones molares son adimiensionales, por lo que tu razonamiento es incorrecto.

[Homer]

Solubilidad del CO2 en agua a 20º: http://www.lenntech.es/dioxido-de-carbono.htm

"ppm" son partes por millón, no tiene dimensiones.

[Carlosolpe]

Ese dato, no se a que se refiere, pero en ningún caso puede ser que el 90% del CO2 gaseoso esté disuelto en agua.
mírate la ley de Henry para entender la solubilidad de un gas en un líquido.
Por otro lado, tienes razón, las ppm también son adimensionales, pero la fracción molar no se mide en ppm.

Saludos

[Homer]

¡Vaya! ya me han caído deberes, por listo

La solubilidad del CO2 en el mar tiene más relojes que un avión, y cada autor datos totalmente dispares. Encuentro estimaciones desde un 50% hasta un 93% de CO2 disuelto en las capas oceánicas superiores. Me rindo, no lo sé calcular.