DÉCIMO BIOLOGÍA-QUÍMICA

¡BIENVENIDOS!

BIOLOGÍA

NOVIEMBRE06 DE 2014

CICLOS BIOGEOQUIMICOS

Además de la energía, los organismos requieren para vivir el suministro de elementos químicos que se pueden encontrar en la biósfera, pero que deben ser reciclados constantemente, a fin de asegurar su disponibilidad. Este proceso se denomina ciclos de la materia o ciclos biogeoquímicos.

Los seres vivos toman carbono, nitrógeno y oxígeno y lo usan para vivr y crecer. Si están sustancias solo se usaran una vez, se habrían agotado. Todos los animales y plantas respiran, crecen y, finalmente mueren y se descomponen. La descomposición libera las sustancias de su cuerpo a la biósfera para que se utilicen de nuevo.

CICLO DEL CARBONO

Los cuerpos de todos los seres vivos se basan en el elemento carbono. Es uno de los principales constituyentes de macromoléculas como lípidos, proteínas e hidratos de carbono. El carbono tiene su origen en el dióxido de carbono de la atmósfera. Las plantas verdes y algunas bacterias lo ingieren y con el fabrican alimento.

Cuando los animales comen plantas, toman parte del carbono. El dióxido de carbono vuelve a la atmósfera por la respiración de los seres vivos o por sus desperdicios o por su descomposición.

CICLO DEL NITRÓGENO

Todos los seres vivos necesitan nitrógeno para fabricar proteina. Intervienen fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.

CICLO DEL OXÍGENO

Los seres vivos toman el oxígeno del aire. Junto con el carbono, hidrógeno y nitrógeno lo utilizan para construir nuevas moléculas en su cuerpo. El oxigeno vuelve a la atmósfera gracias a las plantas verdes durante la fotosíntesis, y en forma de dióxido de carbono, durante la respiración de plantas y animales.

Los ciclos biogeoquímicos son determinantes en la continuidad de la vida, los elementos: carbono, nitrógeno y oxígeno son esenciales para la síntesis de proteínas.

CICLO DEL FÓSFORO

El fósforo es un elemento que se puede encontrar en las estructuras del ADN de los organismos, siendo un componente esencial de los mismos. La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, aunque el papel que desempeña es vital. El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los ecosistemas, porque el ciclo del fósforo está principalmente relacionado con el movimiento del fósforo entre los continentes y los océanos. Al contrario que en el ciclo del nitrógeno, en el del fósforo no hay fase gaseosa en el aire.

Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano.

Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo. 

Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces (guano) a tierra.

Ciclo del fósforo

Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y otras.

Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización.

CICLO DEL AGUA

Todos los seres vivos necesitan agua para sobrevivir. El agua describe un ciclo que permite su reutilización. Por esta razón se la considera un recurso inagotable, aunque esta condición ya está siendo cuestionada.

Evaporación de agua forma las nubes.

La distribución del agua en nuestro planeta mantiene un constante equilibrio, ya que cicla continuamente, a través de la atmósfera, de las cuencas oceánicas y los suelos continentales.

El principal objetivo del ciclo del agua es proveer este vital elemento, que es el agua fresca y pura, a todos los seres vivos.

Durante su ciclo se suceden procesos naturales como la fusión, y la condensación; además de participar en los relacionados con las actividades propias de los seres vivos: respiración, fotosíntesis, excreción, etc.

Bajo la acción del calor solar, el agua se evapora (estado gaseoso) constantemente de los océanos, lagos y ríos. El vapor acuoso que se forma asciende a lo alto impulsado por las corrientes de aire que, incesantemente, se elevan de la superficie terrestre hacia los espacios donde la temperatura es más baja.

En presencia de corrientes de aire muy frío, ese vapor acuoso se condensa en diminutas gotas y se hace visible en forma de nubes o niebla, que pueden ser transportadas por el viento hacia regiones muy alejadas.

Las gotas se van haciendo más grandes y más pesadas a medida que la condensación aumenta y entonces el aire ya no puede sostenerlas y se precipitan en forma de lluvia (estado líquido), nieve o granizo (estado sólido).

Agua en glaciares.

Si estas precipitaciones ocurren en latitudes polares o a gran altura, parte de las aguas van a formar los glaciares.

Si las precipitaciones caen en el suelo, parte del agua corre por las pendientes y de acuerdo con la cantidad de vegetación, el tipo de suelo y a su declive, el destino del agua que proviene de las precipitaciones puede tomar dos caminos:

El agua se filtra a través del suelo, especialmente a través de suelos porosos y desciende lentamente por acción de la gravedad a capas más profundas. Cuando estas aguas pueden aflorar a la superficie forman losmanantiales o aguas termales, ricas en minerales.  Por la temperatura a que se encuentran los baños termales recomiendan para controlar problemas reumáticos, que se caracterizan por inflamaciones dolorosas en las articulaciones o en los músculos.

En Chile son famosas las aguas termales de la zona Central, como las Termas de Panimávida y Catillo en la VI Región, los Baños Socos en IV región y otros muchos más. En algunos de estos lugares se producen además, aguas minerales para beber, que son embotelladas y distribuidas para su comercialización.

El agua escurre superficialmente cuando el terreno tiene un declive profundo, formando arroyos y ríos que desembocan en el mar.Siempre el ciclo delagua se cierra en el mar, cuando regresa a su origen.

Otra parte del agua es absorbida por la tierra y contribuye a formar las corrientes subterráneas que también van directamente a los mares. En el curso de este trayecto el agua subterránea tiene la posibilidad de volver a la superficie por medio de vertientes naturales o de norias construidas por el hombre.

Aguas termales.

En varias partes del ciclo el agua es tomada por animales y plantas para sus procesos metabólicos y luego es devuelta a la atmósfera  mediante la respiración,  la orina, el sudor, la transpiración según sea el caso.

Como podemos apreciar, todas las aguas de la Tierra, aunque de modos bien distintos, participan en este ciclo, que se renueva constantemente y que tiene una gran importancia para el desarrollo de la vida.

Además, el agua arrastra consigo partículas de roca, detritos, polvo y sustancias orgánicas poniéndolas en contacto entre sí y provocando muchas combinaciones químicas y adaptaciones biológicas.

En el agua se hallan siempre disueltas, en distinta, proporción variadas sustancias. En el agua de mar, por ejemplo, hay cloruro sódico y elementos como el yodo, el oxígeno, el hidrógeno, e, incluso diminutas partículas de oro.

En el agua de manantiales encontramos sales de calcio y manganeso. La presencia de estas últimas constituye una característica del agua que se denomina “dureza”.

El agua de algunos manantiales especiales contiene otros compuestos, como hierro, azufre o sustancias radiactivas, que les confieren especiales cualidades terapéuticas o medicinales.

Un ciclo que se repite sin interrupción.

Al evaporarse desde el mar, deja atrás las sales, y al escurrir por los suelos, quedan atrapadas en las rocas y suelos arcillosos las impurezas no deseadas.  Sin embargo, esta capacidad de purificación del agua no es ilimitada y supone una gran responsabilidad para todos nosotros, que es la tarea de mantener los caudales de agua libres de contaminación.

Contenido de nutrientes minerales del suelo TODAS LAS PLANTAS necesitan tomar del suelo 13 elementos minerales. Son los nutrientes minerales esenciales. De tal manera que si en un suelo no hubiese nada, cero gramos, de cualquiera de ellos, la planta moriría, puesto todos son imprescindibles. Afortunadamente, en los suelos siempre hay de todo, por lo menos algo, aunque en unos más que en otros. No obstante, se pueden presentar carencias. Un ejemplo muy típico es el del Hierro (Fe). En suelos de pH alto, es decir alcalinos (calizos) es frecuente que falte el Hierro que se encuentra insolubilizado, es decir, se encuentra como mineral que no puede ser tomado por las raíces. En plantas que son sensibles a la carencia de hierro la consecuencia de esto es que se vuelven las hojas amarillas. Por ejemplo una Azalea, una Hortensia, un Naranjo, un Roble, etc. plantados en estos suelos sufrirán clorosis férrica. Los 13 elementos esenciales son los siguientes: MACRONUTRIENTES Estos los toma en grandes cantidades, sobre todo los 3 primeros.
	- Nitrógeno ( N ) - Fósforo ( P ) - Potasio ( K ) - Calcio ( Ca ) - Magnesio ( Mg ) - Azufre ( S )		Fertilizante mineral
	MICRONUTRIENTES U OLIGOELEMENTOS Estos los toman las plantas en pequeñísimas cantidades.- Hierro ( Fe ) - Zinc ( Zn ) - Manganeso ( Mn ) - Boro ( B ) - Cobre ( Cu ) - Molibdeno ( Mo ) - Cloro ( Cl ) ¿Cómo se sabe la cantidad de cada uno de estos nutrientes que tiene un suelo? Mediante un análisis de la tierra hecho en un laboratorio que analicen suelos.
	En un jardín particular no merece la pena analizar la tierra para esto. Sin embargo, en agricultura comercial o en el mantenimiento de un campo de golf, por ejemplo, sí se mandan a analizar muestras de tierra cada dos años para saber cómo va el suelo en cuanto a nutrientes, y así tener datos para abonar con más criterio: echando más Fósforo, más Potasio, menos, de un elemento más o de otro, etc. En jardinería doméstica no entramos en tanto detalle y nos limitamos a abonar con cantidades medias, aproximadas.
					Resultados análisis
	Como seguramente no vas a analizar tu suelo, que sepas estas cosas:• Un suelo rico en materia orgánica (humus) es rico en Nitrógeno. Cuanto más estiércol, mantillo o turba eches más Nitrógeno tendrá (y por supuesto, más humus). Recuerda: cuando aportas materia orgánica a un suelo estás consiguiendo dos cosas: 1. Humus 2. Nutrientes minerales (nitrógeno, fósforo, potasio, azufre,...) de la descomposición de esta materia orgánica.
	NO estás echando humus, estás echando estiércol, mantillo o turba, que no es lo mismo. El humus proviene de ellos gracias a la acción de las bacterias y hongos del suelo. Mucha gente confunde estos conceptos. El humus es producido en el suelo por los microorganismos.			Abono orgánico
	• Un suelo arcilloso tiene más nutrientes que uno arenoso, que es más pobre. Ejemplo extremo de suelo arenoso es la arena de la playa. Ésta tiene de todos los elementos (la prueba es que en las dunas crecen vegetales), ahora bien, en muy poquita cantidad, insuficiente para la mayoría de plantas de jardín, exceptuando cactus, crasas, y algunas otras especializadas.Mediante los abonos o fertilizantes aportamos al suelo esos nutrientes minerales que las plantas van consumiendo. Si no lo hiciéramos se agotarían más tarde o más temprano. Tus plantas las puedes fertilizar con dos tipos de abonos: - Abonos orgánicos. - Abonos químicos o minerales. Los abonos orgánicos como el estiércol, el compost, la turba, etc. aportan de todo, pero en poca cantidad y lentamente. Sus beneficios son más como mejorantes de la tierra, al formarse humus que como suministrador de nutrientes. Los abonos químicos o minerales lo único que aportan son nutrientes puro y duro, ni humus ni mejora del suelo en otros aspectos como hacen los abonos orgánicos. Eso sí, enriquecen de minerales el suelo y las plantas disponen de alimento en cantidad, pero nada más. Podrías abonar sólo con los orgánicos, tendrían de todo, pero sale caro y en determinados momentos hacen falta grandes cantidades de nitrógeno y de los demás elementos y los abonos orgánicos no pueden suministrarlo ya que ellos van descomponiéndose lentamente, a su ritmo, según el clima y el tipo de suelo.  Podemos aportar cualquiera de los 13 elementos esenciales. Sin embargo, la mayoría de abonos o fertilizantes que usamos suelen incluir sólo 3: el Nitrógeno, el Fósforo y el Potasio. Son igual de importantes que los otros 10 restantes, lo que pasa es que las plantan necesitan mucha más cantidad de éstos que de ningún otro. Un abono que también lleve otros elementos, siempre será bueno, indudablemente. El Hierro, es de los pocos que se usa de vez en cuando como fertilizante aparte mediante quelatos de hierro. Si se detectara alguna carencia específica en alguno de estos 13 elementos o varios, se podría remediar con un abono que contuviese ese o esos elementos que están faltando en el suelo.

¡QUÍMICA!

OCTUBRE 16 DE 2014

 SISTEMAS DISPERSOS. SOLUCIONES. COLOIDES

Cuando una sustancia finamente dividida está distribuida como partículas indivisibles en el seno de otra, forma lo que se llama una dispersión.
Si colocamos por separado trozos de diferentes sustancias sólidas en contacto con una cantidad relativamente grande de agua, se observa que algunas permanecen prácticamente intactas, mientras que otras desaparecen.

En el primer caso hablamos de sustancias insolubles en agua y en el segundo de sustancias solubles en agua.
Esto se puede visualizar con el siguiente ejemplo: si tenemos en principio un sistema heterogéneo formado por agua y una pequeña cantidad de sustancia sólida, CuSO4, de color azul celeste, se observa que poco a poco la sustancia sólida desaparece, el color se va difundiendo en todo el líquido hasta hacerse uniforme. Nuestro sistema se hizo homogéneo sin intervención de fuerzas externas.
Este fenómeno se llama difusión y permite lograr una dispersión. Podemos definir una dispersión como la difusión de una sustancia en el seno de otra.
En las dispersiones aparecen dos componentes perfectamente diferenciados: fase dispersa y fase dispersante.
La fase dispersa la constituyen las partículas de una sustancia que por la fuerza de difusión se introducen en el seno de la otra, que es la fase dispersante.
El tamaño de las partículas de la fase dispersa puede variar desde el nivel molecular hasta conglomerados visibles a simple vista. Las propiedades de las dispersiones varían de acuerdo al tamaño de las partículas.
Desde este punto de vista las dispersiones se pueden clasificar en:



Soluciones Verdaderas
Son sistemas homogéneos formados por 2 o más componentes, donde la cantidad del o los componentes dispersos puede variar entre ciertos límites en forma continua.
Poseen las siguientes propiedades: ausencia de sedimentación o separación y homogeneidad.
La fase dispersa toma el nombre de soluto y sus partículas no pueden observarse a simple vista, al microscopio ni al ultramicroscopio. El soluto no puede separarse por filtración, solamente por destilación o cristalización. En la fase dispersa puede haber más de un soluto.
La fase dispersante se llama disolvente o solvente.

Dispersiones Coloidales o coloides
Las partículas de la fase dispersa son muy pequeñas, no son retenidas por los filtros corrientes, no sedimentan aún al cabo de un prolongado reposo y resultan invisibles al microscopio, pero se ven al ultramicroscopio.
Las dispersiones coloidales son transparentes como las soluciones verdaderas, pero a diferencia de ellas no son ópticamente vacías. Si se hace incidir un rayo de luz sobre una dispersión coloidal, éste es reflejado y refractado por las partículas coloidales, lo que permite observar la trayectoria del haz de luz . Este fenómeno se denomina efecto Tyndall.
Son ejemplos de dispersiones coloidales la gelatina, cloruro férrico en agua, etc..

Dispersiones finas: Suspensiones y emulsiones
Debido a su mayor tamaño, las partículas de la fase dispersa se hallan simplemente en suspensión en el líquido que es la fase dispersante y acaban por sedimentar luego de cierto reposo.
Por ejemplo: arena agitada con agua; harina en agua (sedimenta más lentamente). Por filtración las partículas dispersas se separan fácilmente y generalmente son visibles a simple vista.
Cuando las dispersiones finas se hallan formadas por dos líquidos toman el nombre de emulsiones, por ejemplo aceite y agua: agitando adquiere aspecto blanquecino lechoso porque las partículas líquidas de la fase dispersa reflejan la luz.
Si a las emulsiones se las deja en reposo un tiempo prolongado, se separan los componentes de acuerdo a sus densidades.
Las propiedades de las dispersiones dependen del tamaño de las partículas de la fase dispersa

Si aplicamos métodos de fraccionamiento de fase a un sistema homogéneo puede suceder que obtengamos dos o más componentes o solamente obtengamos uno. De lo expuesto se deduce que los sistemas homogéneos se pueden clasificar en: sustancias puras y soluciones.

Definimos sustancia pura como un sistema homogéneo a partir del cual no es posible obtener otras sustancias por métodos de fraccionamiento de fase. Una sustancia pura queda caracterizada por propiedades específicas constantes, siempre que sean determinadas en las mismas condiciones experimentales. En adelante cuando hablemos de sustancias, nos referiremos a sustancias puras llamadas también especies químicas.

Definimos solución como un sistema homogéneo formado por dos o más componentes que puede fraccionarse por medio de destilación o cristalización. Dichos componentes a su vez son sustancias puras. Cuando una mezcla es homogénea y no se pueden distinguir sus componentes estamos en presencia de una solución.

Mezclas: En contraste con aquella clase de materia que tiene siempre las mismas propiedades bajo las mismas condiciones de observación, hay otras que tienen propiedades variables. Por ejemplo la leche: contiene agua, grasas, proteínas, hidratos de carbono y otras sustancias; sus propiedades varían de acuerdo a la cantidad relativa de sus componentes.
En el sistema azufre y limaduras de hierro, el color varía según la cantidad relativa de estos componentes.
Esta clase de sistemas que tienen propiedades físicas variables se denominan mezclas y las sustancias que las forman componentes.
Por lo tanto podemos definir mezcla como un sistema formado por dos o más componentes donde los mismos conservan sus propiedades características mientras que las propiedades del sistema son variables y dependen de la relación de cantidades de los componentes.

Disoluciones Empíricas

También llamadas disoluciones cualitativas, esta clasificación no toma en cuenta la cantidad numérica de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de la proporción entre ellos se clasifican como sigue:

• Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado.
• Disolución concentrada: Tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado.

• Disolución insaturada: No tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dados.
• Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente.
• Disolución sobresaturada: Tienen más soluto del máximo posible para una solución saturada, lo cual puede suceder en ciertas circunstancias. Si se calienta una disolución saturada y se le puede agregar más soluto, y esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener ese soluto en exceso. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación, este soluto en exceso se precipitará y la solución quedará saturada.

Disoluciones Valoradas

A diferencia de las disoluciones empíricas, las disoluciónes valoradas cuantitativas, sí toman en cuenta las cantidades numéricas exactas de soluto y solvente que se utilizan en una disolución. Este tipo de clasificación es muy utilizada en el campo de la ciencia y la tecnología, pues en ellas es muy importante una alta precisión.

Las medidas más utilizadas para expresar la concentración de las disoluciones cuantitativas son:

• Molaridad
• Normalidad
• Partes por millón (p.p.m.)
• Porcentaje (masa-masa, volumen-volumen, y masa-volumen

Para expresar la composición de la solución se utilizan unidades como: porcentaje en masa (%m/m), porcentaje masa – volumen (% m/v),  porcentaje Volumen – volumen (% v/v), molalidad (m) y molaridad (M).

Porcentaje en masa (٪m/m): Corresponde a la relación porcentual entre la masa del soluto disuelto y la masa de la disolución expresada en gramos.

٪m/m  =    Masa de soluto  × 100 
                  Masa de la solución

Porcentaje en volumen (٪v/v): Indica la relación porcentual del volumen del soluto disuelto respecto al volumen de la disolución expresadas ambas en mililitros.

٪ v/v =    Volumen de soluto  × 100 
                 Volumen de la solución
  
Porcentaje masa en volumen (٪m/v): Corresponde a la relación porcentual entre la masa del soluto (en gramos) y el volumen de la disolución (mililitros).

٪m/v  =    masa de soluto  × 100 
               Volumen de la solución

Molalidad (m): La molalidad se define como el número de moles de soluto por cada Kilogramo de solvente.
La fórmula general es:

m =    moles de soluto   
            Kg. Solvente

Molaridad (M): La molaridad se define como el número de moles de soluto que se encuentra disueltos en un litro de solución. La fórmula general es:

Molaridad =    moles de soluto     o              M  =  n
                     Litro de solución                            V

Una propiedad intensiva importante de las sustancias es la densidad, que se define como la cantidad de masa en una unidad de volumen, por lo que permite conocer la masa de un volumen determinado de sustancia y viceversa. La formula general es:

d =    masa   (g)
 Volumen (ml)

Se debe recordar que para expresar la cantidad de una sustancia química se utiliza la unidad moles, y que cada sustancia tiene una masa molar que expresa la masa de un mol en gramos.

Teniendo presente estos conceptos, es posible resolver los diferentes problemas de disoluciones. Para ello se recomienda seguir la siguiente secuencia de pasos:

1. Saber exactamente cuál es el problema, es decir, conocer lo que se desea calcular.
2. Analizar cada uno de los datos para así saber con qué antecedentes se cuenta para llegar a la solución del problema.
3. Realizar cada uno de los pasos que sean necesario para la solución del problema.

Ejemplo: Calculemos la molaridad del cloro doméstico, si éste contiene 14,9 g de hipoclorito de sodio  (NaClO)  por cada 1000 ml. (1L) de disolución. (Masa atómica de Na=23; Cl=35,5;   O=16).

Primero calculamos la masa molar del soluto.

 mm _NaClO   = 23x1  +  35,5 x 1 + 16 x 1 = 74,5 g/mol

Segundo calculamos el número de moles del soluto (n)

   n =  m
         mm 

   n  = 14,9 g        =  0,2 moles
       74,5 g/mol 

Tercero calculamos la molaridad (M), según:

   Molaridad =   n
                       V

 M  =   0,2 mol =     0,2 mol/ L  o  0,2 M  (léase 0,2 molar)

             1 L 

Normalidad

  La concentración normal o normalidad (N), se define como el número de equivalentes de soluto por litro de solución:

  o a menudo se establece la forma más simple como:

Peso equivalente

  El peso equivalente de un ácido se define como la masa en gramos que producirá 1 mol de iones H+ en una reacción.

  El peso equivalente de una base es la cantidad en gramos que proporcionará 1 mol de iones OH-.

Ejemplo N° 12

Por ejemplo, considere una reacción de H2SO4 en la cual ambos iones H+ son remplazados:

En esta reacción 1 mol de H2SO4 (98 g/mol) contienen 2 moles de iones H+ y por lo tanto la cantidad necesaria para producir un mol de H+ será 98 g/ 2 = 49 g.

Resumiendo, se puede decir que el peso equivalente de un ácido o una base es igual a:

Ejemplo N° 13

Calcular el peso equivalente de cada uno de los siguientes compuestos:

1.  H2SO4 en una reacción en la cual solamente es remplazado un ion H+.

2.  Ca(OH)2 en donde ambos iones OH- son remplazados.

3.  HCl

Ejemplo N° 14

El peso equivalente de una sal se calcula dividiendo el peso fórmula por la carga positiva total (o negativa, puesto que debe ser la misma).

Calcular el peso equivalente de cada una de las siguientes sales:

1.  AlCl3

2.  CaSO4

3.  Al2(SO4)3

Ejemplo N° 15

Calcular la normalidad de una solución de H3PO4 que contiene 2.50 g de ácido en 135 mL de solución en reacciones que se remplazan los tres hidrógenos.

Ejemplo N° 16

Calcular el número de gramos de H2SO4 necesarios para preparar 225 mL de solución 0.150 N en reacciones en que se remplazan ambos hidrógenos.

Ejemplo N° 17 (problema de neutralización)

Calcular el número de mililitros de NaOH 0.1 N necesarios para neutralizar 1.5 mililitros de HCl 0.15 N

En la vida cotidiana es muy útil conocer el manejo de estas medidas de concentración de las soluciones, ya que con ellas podemos conocer las informaciones de las etiquetas de cualquier producto que vayamos a comprar.

Se encuentran en las informaciones nutricionales de los alimentos que consumimos, en los limpiadores caseros, en los medicamentos, en los cosméticos y en cualquier producto comercial, tal como pinturas, tintes, fibras, telas, etc.

Con las composiciones porcentuales de los alimentos podemos elegir mejor los productos que vamos a comprar y escoger el que más nos conviene para nuestras necesidades

BIOLOGÍA

OCTUBRE 01 DE 2014

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL SUELO  Las propiedades químicas del suelo varían con el tiempo La meteorización del material de partida por el agua determina, en gran medida, la composición química del suelo que por último se ha producido. Algunas sustancias químicas se lixivian en las capas inferiores del suelo donde se acumulan, mientras que otras sustancias químicas, que son menos solubles, quedan en las capas superiores del suelo. Las sustancias químicas que se eliminan con más rapidez son los cloruros y los sulfatos, a los que siguen el calcio, el sodio, el magnesio y el potasio. Los silicatos y los óxidos del hierro y el aluminio se descomponen con mucha lentitud y apenas se lixivian. Cuando algunos de estos productos se ponen en contacto con el aire del suelo, tienen lugar reacciones químicas como, en particular la oxidación, que provoca la formación de sustancias químicas más solubles o más frágiles que las originales. En consecuencia, se aceleran los procesos de meteorización, aumenta la lixiviación* de las sustancias químicas y se producen otros cambios en la composición química del suelo. Cuando los suelos anegados que contienen sulfuros ferruginosos (piritas) se exponen al aire, como por ejemplo, durante la construcción de estanques, éstos pueden convertirse en suelos ácido-sulfáticos de agua dulce, lo que provoca la oxidación de las piritas y la acidificación del suelo. El agua del estanque puede entonces hacerse demasiado ácida para la piscicultura. El aire presente en el suelo contiene también dióxido de carbono. Al combinarse con agua, ese gas puede formar un ácido débil (ácido carbónico) que reacciona con algunas de las sustancias químicas del suelo para formar otras.  La reacción química del suelo: el pH ¿Qué significa el pH? Los suelos pueden tener una reacción ácida o alcalina, y algunas veces neutral. La medida de la reacción química del suelo se expresa mediante su valor de pH. El valer de pH oscila de O a 14, y el pH = 7 es el que indica que el suelo tiene una reacción neutra. Los valores inferiores a 7 indican acidez y los superiores a 7 alcalinidad. Mientras más distante esté la medida del punto neutro, mayor será la acidez o la alcalinidad. ¿Cómo se mide el pH? El método de mayor precisión para la determinación del pH del suelo es el que se realiza mediante un contador eléctrico del pH, que ofrece una lectura directa del valor de pH cuando los electrodos de vidrio se introducen en una solución que se obtiene mezclando una parte de la muestra del suelo y dos partes de agua destilada. Los equipos de esa índole se pueden encontrar en los laboratorios de análisis de suelos. Como indicación general del pH del suelo, se pueden utilizar sobre el terreno el papel de tornasol y los indicadores cromáticos. El papel de tornasol que adquiere un color rojo en condiciones ácidas y azul en condiciones alcalinas, es relativamente poco costoso y, por lo general, se puede comprar en farmacia. Dicho papel se sumerge parcialmente en una suspensión de suelo que se obtiene mezclando una parte de suelo y dos partes de agua destilada o, si fuese necesario, de agua de lluvia pura recogida directamente en un recipiente limpio. También se pueden adquirir equipos para ensayos de campo, incluidos diversos indicadores cromáticos. Como se indica en las instrucciones, normalmente se mezcla una pequeña muestra de suelo con un poco de agua destilada y una sustancia química, y se agregan varías gotas de un indicador cromático. El color de la solución cambia y ese nuevo color se compara con un gráfico que acompaña al equipo de ensayo, a partir de lo cual se determina el valor de pH. ¿Cuál debe ser el valor del pH del suelo? El pH de las capas de suelo que más tarde constituirán los diques y el fondo de sus estanques influirá considerablemente en su productividad. En agua ácida, por ejemplo, el crecimiento de los microorganismos que sirven de alimento a los peces puede disminuir marcadamente. Cuando la acidez o la alcalinidad son extremas, podría hasta verse en peligro la salud de sus peces, lo que afectarla a su crecimiento y reproducción. Para lograr buenas condiciones productivas, el valor del pH del suelo del estanque no debe ser demasiado ácido ni demasiado alcalino. Es preferible que el pH esté dentro de la gama de 6,5 a 8,5. Los suelos que tienen un pH inferior a 5,5 son demasiado ácidos y los que tienen un pH superior a 9,5 son demasiado alcalinos. Ambos casos requieren técnicas de ordenación especiales que aumentan considerablemente el costo de la piscicultura.Si el pH del suelo es inferior a 4 o superior a 11, debe considerarse como un suelo no apto para la construcción de diques de estanque o para su utilización como fondo de estanque.  Un caso partícular: los suelos ácido-sulfáticos de agua dulce Suelos ácido-sulfáticos reales y potenciales Los suelos ácido-sulfáticos reales no son frecuentes. Se pueden identificar fácilmente en un perfil de suelo si se tienen en cuenta dos características importantes: Su valor de pH es igual o inferior a 4; Generalmente abundan las manchas de color amarillo pálido. Los suelos ácido-sulfáticos potenciales son mucho más frecuentes. Se definen como material edáfico no consolidado y anegado, que se convertiría en ácido-sulfático de someterse a drenaje y exponerse al aire. Su pH va de 5 a 6 aproximadamente. Sin embargo, la oxidación química y biológica provoca la acidificación del suelo y el pH ega a 4 o incluso menos en cuestión de pocos meses. Nota: si se mantuviese sumergido, el suelo ácido-sulfático potencial nunca Ilegaría a adquirir esa propiedad. Es precisa mente la exposición al aire la que propicia el cambio. Como identificar un suelo ácido-suífático potencial Durante el levantamiento de suelos en el lugar del estanque es importante identificar el suelo ácido-sulfático potencial. Entonces quizás se pueda planificar la construcción del estanque a fin de no exponer al aire ese tipo de suelo y así evitar la fuerte acidificación de los diques y las aguas del estanque. Capacitación para identificar un suelo ácido-sulfático potencial proceda de la forma siguiente: Tome un puñado de suelo para ser examinado; Humedezca la muestra si está seca; Amase la muestra húmeda hasta formar una torta de 1 cm de espesor; Introduzca la torta húmeda en una bolsa de material plástico y selle la bolsa; Un mes más tarde, mida el pH del suelo en la torta; Si el pH ha descendido a menos de 4, el suelo es ácido-sulfático potencial. Nota: Es importante mantener húmeda la muestra de suelo para asegurar una elevada actividad bacteriana y una acidificación más rápida. En las muestras secas, el pH mínimo no se obtendrá hasta que hayan transcurrido varíos meses.

QUÍMICA

SEPTIEMBRE 21 DE 2012

Resuelve  los siguientes ejercicios que será  la segunda nota del cuarto periodo, la socialización se hará el próximo viernes 26 de septiembre.

TALLER DE QUÍMICA- GRADO DÉCIMO

TEMA: GASES

·         La azida de sodio se usa en bolsas de aire en algunos automóviles. El impacto de una colisión desencadena la descomposición de la azida de sodio de la siguiente manera:

NaN_{3 (s)} -------------  Na_(s)   +  N_{2 (g)}

El nitrógeno gaseoso producido infla rápidamente la bolsa que se encuentra entre el conductor y el volante. El volumen de N₂ generado a 21 ⁰C  Y 823 mm Hg por la descomposición de 60 g de NaN₃ es:

·         La síntesis industrial del ácido nítrico comprende la reacción de dióxido de nitrógeno gaseoso con agua:

NO_{2 (g)}  +  H₂O _(L) ----------------   HNO₃   +  NO_(g)

Determine las moles de ácido nítrico que se pueden preparar utilizando 450 L de NO₂ a 5,0 atm de presión y a una temperatura de 295 ^oK.

·         Es peligroso que los envases de aerosol se expongan al calor; si una lata de fijador para cabello a una presión de 4,0 atm y 27 ^oC  se arroja al fuego y el envase alcanza aproximadamente 402 ^oC. ¿ Cuál será su nueva presión y si la máxima presión que puede soportar la lata es de 6080 mm Hg, que probabilidad hay de que explote?.

·         A una presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L . ¿ Cuál será la presión que ejerce?.

·         A presión constante un gas ocupa 1500 ml a 35 ^oC ¿Qué temperatura es necesaria para qe este gas se expanda a 2,6 L?.

·         En los tanque para buceo se emplean mezclas de helio y oxígeno para evitar la parálisis por inmersión. En cierta ocasión se bombearon 46 L de oxígeno  a 25 ^oC y 1 atm de presión y 12 L de helio a la misma temperatura y presión en un tanque de 5,0 L. ¿Calcule la presión parcial de cada gas?.

·         Cuando un gas a 85 ^oC y 760 mmHg , a volumen constante en un cilindro, se comprime, su temperatura disminuye 2/3. ¿Qué presión ejercerá el gas?.

·         ¿ Cuál es el volumen ocupado po 3,50 g de Cl₂  a 450 ^oC y 745 mm Hg?

·         ¿ Cuál es la masa molar de un gas si 1,81 g ocupa 1,52 L  a 25 ^oC y 737 torr?.

·         Una masa de hidrógeno en condiciones normales ocupa un volumen de 50 L. ¿Cuál es el volumen a 35 ^o C  y 720 mm Hg?.