quimica del suelo - Colegio Lord Cochrane

EL COMPONENTE SÓLIDO DE NUESTRO PLANETA ES LA
GEÓSFERA, LA CUAL ESTA CONSTITUIDA POR TRES
CAPAS:
a) Núcleo central:
Esfera de un radio aproximado de 3470 Km, el
cual se encuentra a una temperatura de 5000º C aproximadamente.
Su composición es hierro (Fe) y níquel (Ni) por lo que se denomina
Nife.
b) Mesosfera:
Capa que envuelve al núcleo central, de un
espesor de 2830 km y esta formada por los elementos menos densos
como el silicio (Si) y magnesio (Mg), además del hierro.
c) Litósfera:
También llamada corteza terrestre su capa
superficial constituye el suelo, donde las rocas no aparecen desnudas,
posee una capa intermedia de rocas de 70 km de espesor donde
abundan los minerales de silicio y aluminio (Al) llamada SIAL, y la capa
más interna llamada SIMA por la abundancia de minerales de silicio y
magnesio.
Los
diversos
minerales
son
fundamentalmente
óxidos
de
diversos elementos, los cuales
pueden ser óxidos ácidos o óxidos
básicos, siendo el más importante el
óxido de silicio (IV) (SiO2), un óxido
ácido, que se asocia con mucha
facilidad a los óxidos básicos de
elementos como el hierro (Fe),
aluminio (Al), sodio (Na), calcio (Ca),
magnesio (Mg), etc.
Entonces dada su naturaleza ácida y básica de
éstos se forman los minerales.
De acuerdo a lo
anterior el óxido de silicio (IV) reacciona con los
óxidos básicos para formar los minerales más
abundantes del planeta, los silicatos, los que
constituyen prácticamente la mayoría de lo que
entendemos por “tierra” (rocas, arenas, piedras,
etc.), como por ejemplo, cuarzo, feldespato, mica,
anfíbol, etc.
Los distintos minerales los
encontramos en agregados
naturales que llamamos
rocas, las que de acuerdo a
su origen se clasifican como:
ROCAS IGNEAS
ROCAS SEDIMENTARIAS
ROCAS METAMORFICAS
a) Rocas Ígneas:
Se forman a partir de minerales
fundidos (magma) y su posterior enfriamiento y
solidificación, como por ejemplo, el granito.
b) Rocas Sedimentarias:
Se forman a partir de la erosión
de rocas ígneas. El material particulado se deposita en el
fondo de los mares, ríos y lagos, en capas las cuales por
acción del peso (de las capas superiores) comprime y
compacta los estratos más profundos, endureciéndolos,
como por ejemplo, la piedra caliza.
c) Rocas Metamórficas:
Se originan a partir de rocas
ígneas y sedimentarias las que sufren transformaciones
por la acción factores como la presión, temperatura,
humedad y agentes químicos, como es el caso de los
esquistos.
ROCAS ÍGNEAS O MAGMÁTICAS
 Los magmas son rocas fundidas que se encuentran en el
interior de la Tierra y tienden a ascender hacia zonas más
superficiales. Según se produce su ascenso, se enfrían y
solidifican formando las rocas ígneas o magmáticas.
 Las rocas magmáticas se forman por solidificación y
enfriamiento de un magma.
 Dependiendo de si el enfriamiento es rápido o lento se pueden
formar, a su vez, dos tipos de rocas magmáticas: plutónicas y
volcánicas.
ROCAS PLUTÓNICAS
 Se forman si el magma se enfría lentamente en el interior
de la Tierra.
 Se aprecian granos de distintos minerales.
GABRO
GRANITO
Roca oscura donde es difícil distinguir los
minerales que la componen. Se produce en
los volcanes de las dorsales oceánicas.
Sólo son visibles algunos cristales.
Roca de color gris, a veces rosa. Presenta
granos de diferentes minerales: cuarzo
(gris claro), feldespato (blancos) y mica
(negro brillante).
SIENITA
Parecida la granito, es color rosa, sin
cuarzo.
DIORITA
Roca gris oscura, parecida al granito pero
sin cuarzo
ROCAS VOLCÁNICAS
 Se forman cuando un magma se enfría rápidamente.
 En este tipo de roca no se observan cristales a simple vista.
 Son rocas con un aspecto y color uniforme.
BASALTO
Roca de color oscuro que se produce en los
volcanes de las dorsales oceánicas. Sólo
son visibles algunos cristales.
PUMITA
Piedra pómez
Roca de color claro llena de agujeros por
donde salen los gases que tenía el magma.
OBSIDIANA
ANDESITA
Roca de color negro brillante. No tiene
estructura cristalina, es amorfa.
Roca gris verdosa que debe su nombre a los
Andes
.
ROCAS SEDIMENTARIAS
Las rocas sedimentarias se forman en la superficie
terrestre a partir de sedimentos que se compactan,
presentándose frecuentemente en forma de capas o
estratos.
Según el origen de los sedimentos y el tipo de proceso
que los ha formado podemos distinguir tres tipos de rocas
sedimentarias: detríticas, de precipitación y de origen
orgánico.
I.
ROCAS DETRÍTICAS: Se forman por acumulación
de fragmentos erosionados por el agua, viento o
hielo.
II. ROCAS DE PRECIPITACIÓN:
Se forman
cuando las sales disueltas en el agua precipitan
formando cristales de pequeño tamaño.
III. ROCAS DE ORIGEN ORGÁNICO: Se forman por
acumulación de restos orgánicos, como corales,
caparazones de los moluscos, etc.
I. DETRÍTICAS
 CONGLOMERADOS
Constituidos por fragmentos
muy grandes.
 ARENISCAS
Formados por fragmentos
más pequeños.
 ARCILLAS
Fragmentos muy finos.
DE PRECIPITACIÓN
 HALITA (NaCl)
 YESO
(CaSO4)
 CALIZA (CaCO3)
ORIGEN ORGÁNICO
 ILUMAQUELAS
Roca formada por restos de
esqueletos fósiles de
invertebrados.
 CALIZA CORALINA
Formada por corales.
 CALIZA NUMMULÍTICA
Formada por acumulación
foraminíferos unicelulares.
 CALIZA DE CRINOIDES (ENCRINITA)
Roca compuesta por restos de
crinoideos (equinodermos
bentónicos).
 CRETA
Formada por acumulación de
caparazones de foraminíferos
calcáreos. Blanca, de grano muy
fino.
 DIATOMITA o TRÍPOLI
Roca compuesta por restos de
diatomeas (algas silíceas). Color
hueso.
El carbón y el petróleo son materiales que se forman a partir de
restos orgánicos.
El carbón procede de restos vegetales.
El petróleo de la acumulación de plancton en los fondos marinos.
Estos restos son enterrados entre sedimentos, transformándose
por la acción de bacterias, la presión y la temperatura en estos
materiales.
ROCAS METAMÓRFICAS
Se originan a partir de una roca que está sometida a
altas presiones y/o temperaturas. En estas nuevas
condiciones, la roca no es estable y tiende a cambiar
para adaptarse, este proceso se denomina
metamorfismo, y la roca resultante roca metamórfica.
Las rocas de la superficie terrestre pueden sufrir
aumentos de presión y temperatura al cubrirse de
sedimento, o al encontrarse próxima a una cámara
magmática o a zonas orogénicas
Según su aspecto externo, las rocas metamórficas se pueden
clasificar en dos tipos:
I. Laminares.
Durante el metamorfismo, algunos
minerales de arcilla originan cristales de mica blanca y negra
que son laminares. Estas láminas suelen separase en láminas
al romperse.
II. Cristalinas.
No presentan láminas, son
homogéneas. Se rompen de forma irregular sin separase en
láminas.
I. LAMINARES
 PIZARRA
Se separa bien en láminas
finas. Color variable, el más frecuente es
negro. Superficie ligeramente brillante por
la presencia de diminutos cristales de mica.
 ESQUISTO Presenta láminas deformadas.
Abundancia de mica (brillo).
Puede tener
otros minerales, como granate, andalucita,
cianita, estaurolita…
 GNEIS
Bandeado deformado e
irregular. Se aprecian cristales, medianos
o grandes, de feldespato.
II. CRISTALINAS
 MÁRMOL Colores variados,
pudiendo presentar vetas de distintas
tonalidades. Al echarle un ácido
reacciona con un burbujeo de CO₂.
 CUARCITA Colores variados, es
frecuente el rosado o rojo. Muy dura y
resistente. No reacciona con el ácido.
CICLO DE FORMACIÓN DE ROCAS
PROPIEDADES
I.
DE
LOS
MINERALES
Propiedades físicas:
Estas propiedades dependen de la estructura
interna del mineral, siendo las más relevantes:
a) Exfoliación:
Tendencia de un mineral a
partirse a lo largo de una o más direcciones
cuando es golpeado o comprimido. Por
ejemplo la calsita es un mineral romboédrico, el
cual, se rompe en pequeños fragmentos
romboédricos.
b) Dureza:
Es la resistencia que presenta la superficie liza
de un mineral a ser rayada.
La dureza es medida por una
escala denominada Möhs, en honor al mineralogista austriaco
Frederich Möhs quien la creó.
II. Propiedades Químicas: Si bien se conocen más de dos mil minerales en
la naturaleza, lo que implica que cada uno responderá a su naturaleza
química, la mineralogía moderna los a clasificado de acuerdo
composición química, atendiendo al ión negativo presente en su
estructura.
EL SUELO Y EL DESARROLLO ECONÓMICO
El suelo es de vital importancia para el desarrollo
de las diversas actividades humanas, así como,
para el desarrollo de la flora y fauna de nuestro
planeta.
En la actualidad gran parte de la actividad
económica de los países dependientes del suelo
como recurso, lo que podemos ver en la
importancia de las actividades mineras,
agropecuarias y turísticas que sostienen sus
economías.
En este sentido la minería, la agricultura y la extracción de
combustibles fósiles a sido el pilar fundamental de desarrollo de
países como el nuestro, el cual se caracteriza por:
Tener una gran actividad minera en la zona norte, principalmente
la extracción de cobre
En la zona centro – sur una gran actividad agrícola
En la zona sur la extracción de carbón y petróleo. Además no
podemos olvidar la importancia histórica que tuvo en el pasado
la explotación de plata de chañarcillo y de salitre en el norte
grande.
FORMACIÓN DEL SUELO
El origen del suelo ocurrió hace millones de años
junto con la formación geomorfológica natural de la
litósfera.
El suelo en su composición tiene dos componentes
que corresponden a la fracción mineral la que se origina
por la desintegración progresiva de las rocas por la
acción de agentes de erosión. Estos son:
a) Agentes físicos: El viento levanta pequeñas partículas
de las rocas y las transporta a otros lugares,
desgastándolas, el agua se filtra por las grietas y fisuras
disolviendo lentamente los minerales (lixiviación) y los
cambios de temperatura que agrietan y fracturan las
rocas, son ejemplos de agentes físicos que fragmentan
las rocas.
b) Agentes químicos:
El oxígeno del aire (O2)
oxida los minerales, el dióxido de carbono (CO2) los
carbonata (forma carbonatos) y el agua (H2O) los hidrata.
Todos estos agentes alteran la composición
química de los minerales facilitando su fragmentación.
c) Agentes biológicos: Organismos microscópicos,
como hongos y bacterias, degradan las rocas por una
serie de procesos químicos, mientras que otros
organismos macroscópicos, como las raíces de los
árboles, rompen las rocas al crecer entre ellas.
La fracción orgánica del suelo corresponde a
restos de materia animal y vegetal en
descomposición, denominado humus que es la
materia negra que se mezcla con la fracción
mineral para formar el suelo.
Esto lo
apreciamos claramente en los terrenos o suelos
más aptos para la agricultura.
ESTRUCTURA Y TIPOS DE SUELO
Si nos fijamos con detenimiento en el suelo
observaremos que este tiene distinto aspecto en su
superficie, así como cuando se cava en él, además de
apreciar partículas de minerales de diversos tamaños.
Estas últimas se clasifican de acuerdo al tamaño
del material particulado (diámetro), en orden creciente
en:
• arcilla (0.002 mm)
• limo (0.002 – 0.005 mm)
• arena (0.005 – 2.0 mm)
• gravas (2.0 – 20.0 mm)
• guijarros ( > 20.0 mm).
Por otro lado, si observamos un corte transversal en el
suelo, como ocurre en los cortes de los cerros al construir las
carreteras, se distinguen capas a diversas profundidades, las que
se denominan “horizontes”:
a) Horizonte A:
Primera capa en la que se acumula la
materia orgánica en descomposición, formando el humus.
b) Horizonte B:
Fundamentalmente es de origen mineral,
aunque contiene restos de materia orgánica.
c) Horizonte C:
Formado por restos de roca fragmentaria
proveniente de la disgregación física de la roca madre.
d) Horizonte R:
Capa profunda formada por la roca madre.
Da origen al resto de los horizontes.
TIPOS DE SUELOS:
De acuerdo a la materia que
predomina en su composición, es decir, la presencia
de materia orgánica y las dimensiones de la fracción
mineral, el suelo puede ser clasificado como:
1. Rocoso:
No tiene horizontes A y B, por lo
que aparece la roca en la superficie. Son duros e
impermeables.
2. Arenosos:
Al tener sus partículas muy sueltas son
porosos y permeables, aunque no retienen la humedad.
3. Arcillosos:
De textura blanda y suave, son poco
permeables y retienen la humedad.
4. Orgánicos:
Poseen materia orgánica en abundancia,
son permeables, esponjosos y retienen la humedad por lo
que son muy fértiles.
IMPACTO AMBIENTAL SOBRE LA TIERRA
El incremento de las actividades humanas, así como
su diversificación y el avance científico – tecnológico a
llevado al desarrollo de una gran cantidad de materiales
que en algún momento terminan por convertirse en
millones de toneladas de basura en el ámbito mundial, lo
que significa que su eliminación se vuelve un gran
problema.
Piensa que desde nuestro hogar y de cada familia,
diariamente, se eliminan distintos tipos de deshechos como
restos de vegetales, animales, plásticos, papeles, metales,
etc.
Todos estos tienen un efecto contaminante en el medio ambiente y por ello
se clasifican como:
1. Deshechos tóxicos:
Son todos aquellos que tiene un efecto
nocivo directo en la vida animal o vegetal como pilas, baterías, papeles,
cartones, medicamentos, detergentes y diversos limpiadores, etc.
2. Desechos Inertes:
Comprenden aquel tipo de deshecho cuya
degradación es sumamente lenta y tienen un bajo grado de toxicidad
como plásticos, vidrios y metales, como por ejemplo, el hierro, aluminio o
cobre.
3. Biodegradables:
Son fundamentalmente aquellos de origen
animal o vegetal, como son los restos de alimentos, carnes, frutas y
verduras, lácteos, etc.
De acuerdo a lo anterior, a llevado a crear nuevos
métodos, y más eficientes, de reutilización y reciclaje de
deshechos, así como, mejorar el tratamiento de
deshechos tóxicos antes de ser eliminados.
Por otro lado, la necesidad de tener una actividad
agrícola de alto rendimiento a llevado al hombre a crear
diversas sustancias que le permitan controlar los
distintos tipos de plagas que afectan a los cultivos.
Estas sustancias se llaman pesticidas las que de
acuerdo a su naturaleza química se clasifican en:
Organoclorados como el DDT (diclorofeniltricloroetano)
Organofosforados como el malatión
Carbamatos como el carbaril
G: GRUPO SALIENTE
O
CARBAMATOS
CH3
C
N
O
G
H
Diclorodifeniltricloroetano (DDT)
Metoxicloro
Cl
OCH3
ORGANOCLORADOS
C
Cl
Cl
Cl
Cl
C
H
H
C
C
Cl
Cl
Cl
OCH3
Cl
O
ORGANOFOSFORADOS
H2N
Dicofol
P
S
OCH3
OCH3
H2N
P
OCH3
OCH3
Cl
HO
C
C
Cl
Cl
Cl
El mayor problema con estos pesticidas se debe a su
uso indiscriminado y bajo control en su manipulación,
además de su difícil eliminación de forma natural,
además de su alto grado de toxicidad, los cuales se
acumulan en los tejidos de los animales “infectando” la
cadena alimenticia (bioacumulación) provocando la
muerte de los animales.