CIENCIAS: QUÍMICA PLAN GENERAL

Transcripción

1 . La Tierra MODULO 4: LOS SUELOS Posteriormente a la formación de la Tierra, el calor liberado por las colisiones entre partículas, junto con el calor emitido por la desintegración de los elementos radiactivos, provocó la fusión del interior de la Tierra. Los elementos más densos quedaron en el fondo, mientras que los más livianos se situaron en las capas superiores. El interior de la Tierra se caracteriza por un aumento gradual de la temperatura, la presión y la densidad en la medida en que aumenta su profundidad. Algunos cálculos permiten concluir que en el interior de la Tierra la temperatura puede superar los C. Composición de la Tierra Corteza o litosfera es la capa externa de la Tierra cuyo grosor oscila entre los 3 y 70 kilómetros. Se divide en corteza oceánica y continental. La primera tiene un grosor que oscila entre los 3 y 15 kilómetros y está compuesta por rocas oscuras denominadas basaltos (roca volcánica de color oscuro), conforma el 75% de la superficie del planeta. La corteza continental, por su lado, consta de una gran variedad de rocas. Dentro de la corteza es posible identificar los suelos y rocas, éstas últimas se constituyen de compuestos químicos como: carbonatos, óxidos, silicatos y metales como azufre y cobre. Aquellos que se presentan naturalmente se denominan minerales. Manto es la capa rocosa y sólida que llega hasta unos kilómetros de profundidad y que corresponde aproximadamente al 82 % del volumen de la Tierra. Núcleo está compuesto fundamentalmente de hierro, con algo de níquel y de otros elementos. Puede dividirse en el núcleo externo e interno. El primero es una capa metálica fundida donde la circulación de materia en el planeta en rotación genera el campo magnético de la Tierra y el interno corresponde a una esfera sólida rica en hierro, que a pesar de su elevada temperatura (debido a la gran presión), se encuentra en estado sólido. 1

2 Rocas Es posible clasificar las rocas como: 1) Rocas Ígneas: Se forman por el enfriamiento de rocas que han pasado por el estado de fusión. 2) Rocas Sedimentarias: Compuestas por sedimentos depositados en los mares y lagos. 3) Rocas Metamórficas: Apariencia foliada o laminada. Debido a la acción del calor, presión y humedad se transformaron desde las rocas ígneas y sedimentarias. Suelos Se han ido formando por pequeños trozos de roca desarrollados por su propio rompimiento, mezclados con los restos de descomposición de materia orgánica principalmente provenientes de la vegetación. Se clasifican en granulares si tiene partículas que se ven a simple vista y en suelos finos. A su vez, los suelos granulares se dividen en arenas y gravas, mientras que los finos en arcillas y limos. Componentes del suelo Materia mineral: Compuestos inorgánicos, no disueltos, producidos por la meteorización y la descomposición de las rocas superficiales. El suelo posee varias partículas, de distintos tamaños, principalmente la piedra, arcilla y grava. Las pequeñas sirven como depósito de nutrientes y también determinan en gran medida la capacidad del suelo para almacenar agua, que es, como ya sabemos, elemento vital para la vida. Materia orgánica: Los nutrientes solubles que usan los organismos vivientes en el suelo (bacterias, plantas, etc.) y además distintos tipos de materia orgánica, viva o muerta, formada por restos vegetales y animales (aquí está la materia orgánica llamada humus). Representa entre el 2 y el 5 % del suelo superficial de las zonas húmedas, siendo menor a 0,5% en los áridos y mayor de 95% en los suelos de turba. Aire y agua: Requeridos por las plantas y por los organismos subterráneos. Entre los gases encontramos grandes cantidades de oxígeno (metabolismo y crecimiento de las plantas), dióxido de carbono disuelto y nitrógeno. El agua o solución del suelo es esencial, ya que gracias a ella los nutrientes son absorbidos por las raíces. Su ausencia produce esterilidad en el suelo. 2

3 El proceso de formación de suelo, en donde las rocas se van desintegrando, es llamado meteorización, y está regulado por una serie de factores: Roca madre, clima, cambios de temperatura entre el día y la noche, precipitaciones, tipo de vegetación, animales, tiempo (puede ser un proceso muy lento). Tipos de Suelos Suelo Arenoso: Es ligero y filtra el agua rápidamente. Tiene baja materia orgánica por lo que no es muy fértil. Suelo Arcilloso: Es de terreno pesado que no filtra casi el agua, es pegajoso, plástico en estado húmedo y posee muchos nutrientes y materia orgánica. Suelo Limoso: Es estéril, pedregoso y filtra al agua con rapidez. La materia orgánica que contiene se descompone muy rápido. Perfil del suelo Dado que los procesos de formación del suelo ocurren desde la superficie hacia abajo, las variaciones de composición, textura, estructura y color evolucionan de manera gradual a diferentes profundidades. Estas diferencias verticales dividen el suelo en zonas o capas conocidas como horizontes. Horizonte A: Capa superficial con un alto porcentaje de materia orgánica descompuesta concentrando el humus, lo que le da un color característico que va desde el color gris al negro. En ella se desarrollan los vegetales. Horizonte B: Esta zona está compuesta en gran medida por materia mineral; sin embargo, la actividad biológica es alta y generalmente hay humus. Ocurre el crecimiento de las plantas. Horizonte C: Capa de contacto entre el suelo y la roca formada por rocas fragmentadas de diversos tamaños procedentes de la desintegración de la roca madre. Horizonte R o D: Capa más profunda formada por la roca madre sin alteraciones físicas ni químicas. 3

4 Contaminación de los suelos El desarrollo industrial y tecnológico ha generado sustancias que, sin un afán de hacer daño, acumuladas en los suelos han llevado a la contaminación de estos. Además, el gran tamaño de las poblaciones y por consiguiente la gran cantidad de material de desecho que se produce hace necesario tener sistemas bien desarrollados de evacuación de basura. Las principales sustancias y fenómenos que han provocado una contaminación en los suelos, son: Pesticidas: Se utilizan para controlar plagas de vegetales, pero debido a su composición química no afecta solo a microorganismos, afectan también a los suelos acumulándose. Rellenos sanitarios: Donde se acumulan los desechos de las grandes poblaciones que al descomponerse se filtran afectando las aguas subterráneas. Sustancias químicas peligrosas: Como perclorados y fosfatados, que son muy difíciles de degradar. Fenómenos de contaminación global: Lluvia ácida. Cuidados Rotación de Cultivos: Implica que se realicen cultivos que consuman nitrógeno del suelo, y en la siguiente que lo fijen. Abonos: Implica utilizarlos de manera de ingresar a los suelos materia orgánica en descomposición esenciales para cultivar. Mineralogía Un mineral es una sustancia de origen natural con una composición química característica y en donde la mayoría de los metales se encuentran como compuestos inorgánicos. Los minerales se dividen en Cristales, No Metálicos y Metálicos. Los cristales son sólidos homogéneos que presentan una estructura ordenada de sus partículas, ya sean átomos, iones o moléculas. Poseen uniones a través de enlaces covalentes (Diamantes) o por electrovalencia (Cloruro de Sodio). Algunos ejemplos son: Cuarzo, Diamantes como el Rubí. 4

5 Los minerales no metálicos se obtienen por elementos de éste tipo clasificados según la tabla periódica. Estos corresponden a silicatos, carbonatos, sulfatos y sales. Los minerales metálicos se encuentran en pequeñas cantidades, por lo que se necesita hacer minas para extraerlos. Cuando son extraídos salen unidos a fragmentos de rocas, esto se denomina mena. Algunos ejemplos son: Hierro (se utiliza en construcción de casas y fabricación de máquinas), Cobre (conductor de la electricidad, fabricación de cañerías, monedas), Plomo (cañerías, pinturas), Zinc (protección de techos, puertas, exteriores), Aluminio (puertas, automóviles, ventanas), Estaño, Mercurio (termómetros), Azufre, Oro (joyería, monedas), Plata (joyería, monedas), Platino (joyería, reacciones químicas), Carbono (diamante: brocas y pulir-cortar). Metalurgia Es la ciencia y tecnología relativas a la extracción de metales de sus fuentes naturales y de su preparación para usos prácticos. Comúnmente comprende varias etapas: Explotación de yacimientos, concentración de la Mena, reducción de la Mena para obtener el metal libre, refinación y purificación del metal, mezclado del metal con otros elementos con el propósito de cambiar sus propiedades. El producto es una aleación. Los minerales se clasifican en primarios y secundarios. Los primarios son aquellos que no han sufrido cambios químicos desde su formación inicial, predominan en fracciones de arena y limo. Por otro lado, los segundos resultan de la descomposición de los minerales primarios y recombinación de los productos los que predominan en las arcillas. Minerales en Chile Chile es reconocido mundialmente por considerarse como un país minero principalmente de cobre, oro, plata, hierro, plomo, zinc y manganeso. La mayor cantidad de estos recursos se ubican en la zona norte en donde la franja de mayor importancia económica corresponde a yacimientos de tipo cuprífero como las minas de Chuquicamata y La Escondida, de las cuales se extrae un alto contenido de cobre y molibdeno. En la mina El Peñón encontramos oro y plata, mientras que los tipo IOCG (óxidos de hierro-cobre-oro) se ubican en la mina La Candelaria. 5

6 El Cobre se trata de un metal de transición de color rojizo, se caracteriza por ser un buen conductor de la electricidad, gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se utiliza para fabricar cables eléctricos, puede reciclarse casi ilimitadamente. Su purificación se basa en la pirometalurgia en donde a través del calor (fundición) es posible obtener y refinar un metal. El proceso es el siguiente: Concentración del mineral Fundición - Convertidores Afino Electrorefinación, con este proceso se obtiene un mineral de 99.9% de pureza. El Molibdeno es un subproducto de la industria cúprica, se utiliza como materia prima de aceros especiales y aleaciones debido a la resistencia que presenta a la temperatura, corrosión, durabilidad y fortaleza. Se utiliza en construcción y piezas de aviones y automóviles, además como catalizador en la industria petrolera, como pigmentos para pinturas, plásticos, tintes y caucho. Es un elemento químico que tiene un alto punto de fusión de apariencia gris metálico, no reacciona con oxígeno o agua a condiciones normales. Los mayores productores del mundo son: Estados Unidos, China, Chile, Perú y Canadá. Fuentes bibliográficas extraídas de: 6