Práctica. Componentes Del Suelo

 Objetivo:

• Señalará cuales son los cationes y aniones más comunes que están presentes en la parte inorgánica del suelo.
• Reconocerá que los compuestos inorgánicos se clasifican óxidos, hidróxidos, ácidos y sales.
• Aplicará el concepto ion a la composición de sales.
• Clasificará a las sales en carbonatos, sulfatos, nitratos, fosfatos, cloruros y silicatos.
  

  
  
  
  

  Investigación del suelo

  
  

  El suelo es considerado como uno de los recursos naturales más importantes, y es vital  mantener su productividad, para que a través de él se pueda hacer provecho de el, gracias al soporte que constituye el suelo es posible la producción de los recursos naturales, por lo cual es necesario comprender las características físicas y químicas para propiciar la productividad y el equilibrio ambiental; El suelo es esencial para la vida, como lo es el aire y el agua, y puede ser considerado como un recurso renovable, además de ser el hábitat de muchas plantas y vegetación.

  Los suelos se forman por la combinación de cinco factores interactivos: material parental, clima, topografia. Constan de cuatro grandes componentes: materia mineral, materia orgánica, agua y aire.

  Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos normalmente están compuestos de pequeños fragmentos de roca y minerales de varias clases. Las cuatro clases más importantes de partículas inorgánicas son: grava, arena, limo y arcilla.

  La materia orgánica del suelo representa la acumulación de las plantas destruidas y re sintetizadas parcialmente y de los residuos animales. La materia orgánica del suelo se divide en dos grandes grupos: Los tejidos originales y sus equivalentes más o menos descompuestos y el humus, que es considerado como el producto final de descomposición de la materia orgánica.

  La arcilla y el humus son el asiento de la actividad del suelo; estos dos constituyentes existen en el llamado ‘estado coloidal’. Las propiedades químicas y físicas de los suelos son controladas, en gran parte, por la arcilla y el humus, las que actúan como centros de actividad a cuyo alrededor ocurren reacciones químicas y cambios nutritivos. 

  
  Lamentablemente cada vez es mas notorio que el hombre hace mal uso del suelo y este lo va deteriorando, a continuación unos ejemplos del deterioro de los suelos. 
  

  • Deforestación: es el desmonte de terrenos con el fin de utilizarlos para cultivos, explotaciones madereras o zonas de pastoreo para ganado. 

  • Erosión: Proceso físico que consiste en el desprendimiento y arrastre de las partículas del suelo por los agentes del intemperismo. La erosión causada por el agua se llama erosión hídrica y la causada por el viento erosión eólica. 

  • Salinización: deterioro de los suelos por el incremento en el nivel de sales solubles que reduce su capacidad productiva. 

  • Degradación física: se produce como consecuencia de procesos como el encortamiento, la reducción de permeabilidad, la compactación, la cementación y la degradación de la estructura. 

  • Degradación biológica: Consiste en el aumento de la velocidad de mineralización de la materia orgánica, como consecuencia del continuo paso del arado que aumenta la intemperización y afecta la estructura de ésta. 

  • Degradación química: es la pérdida de nutrientes por lixiviación.

  • Asentamientos humanos: la expansión urbana puede conducir al más fuerte cambio de uso del suelo; la sustitución de la cobertura vegetal por la cubierta asfáltica reduce la filtración de agua, afectando la cubierta vegetal aledaña y, con ello, acelera el proceso de degradación del suelo.

  En México, se ha demostrado que, en diferentes medidas, alrededor de 97% del suelo está afectado por algún proceso de degradación.

HIPÓTESIS:

En la identificación de cloruros nosotras esperamos que después de agregar acido nítrico diluido y unas gotas de nitrato de plata observaremos un precipitado blanco que se ennegrecerá al pasar unos minutos.

En la identificación de sulfatos al agregar unas gotas de cloruro de bario al 10% se podrá observar una turbidez y nuevamente se ennegrecerá al pasar unos minutos.

En la identificación de carbonatos a nuestra muestra le agregaremos unas gotas de acido clorhídrico diluido y si tiene carbonatos nuestra muestra tendrá una efervescencia.

En la identificación de sulfuros agregamos 3 gotas de cloruro de bario al 10% y un exceso de acido clorhídrico tendremos que observar una turbidez y con el paso del tiempo se ennegrecerá.

En la identificación de nitratos al agregar H₂SO₄3M y solución saturada de FeSO₄ se tiene que observar la formación de un anillo de color café.

En la identificación de calcio al acercar la muestra a la flama, ésta se tendrá que hacer de color naranja e indicara la presencia de este catión.

En la identificación de sodio disolveremos la muestra con 5 ml de acido clorhídrico y al ponerlo en contacto con la flama ésta se pondrá de color amarillo.

En la identificación de potasio se agregara a la muestra 20 ml de acetato de sodio y al ponerlo al contacto con la flama se tendrá que poner de color violeta.

Procedimiento:

1. Extracción acuosa de la muestra de suelo.

Pesa 10 g de suelo previamente seca al airey tamízalo a través de una malla de 2 mm.  Introduce la muestra en un matraz y agrega 50 mL de agua destilada. Tapa el matraz y agita el contenido de 3 a 5 minutos. Filtra el extracto, y en caso de que éste sea turbio, repite la operación utilizando el mismo filtro. Al concluir la filtración tapa el matraz.

IDENTIFICACIÓN DE ANIONES

2. Identificación de cloruros (Cl-1).

Reacción Testigo: en un tubo de ensaye coloca 2 mL de agua destilada y agrega algunos cristales de algún cloruro (cloruro de sodio, de potasio, de calcio, etc.). Agita hasta disolver y agrega unas gotas de solución de AgNO3  0.1N (nitrata de plata al 0.1 N). Observarás la formación de un precipitado blanco, que se ennegrecerá al pasar unos minutos. Esta reacción química es característica de este ión.

Muestra de suelo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL del filtrado. Agrega unas gotas de ácido nítrico diluido hasta eliminar la efervescencia. Agrega unas gotas de solución de AgNO3 0.1N. Compara con tu muestra testigo.

3. Identificación de Sulfatos (SO4-2).

Reacción testigo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de agua destilada y agrega unos pocos cristales de algún sulfato (sulfato de sodio o de potasio) Agrega unas gotas de cloruro de bario al 10%. Observarás una turbidez, que se ennegrecerá al pasar unos minutos.

Muestra del suelo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de filtrado. Adiciona unas gotas de cloruro de bario al 10 %. Compara con tu muestra testigo.

4. Identificación de Carbonatos (CO3-2).

Reacción testigo: en un vidrio de reloj, coloca un poco de carbonato de calcio y adiciona unas gotas de ácido clorhídrico diluido. Observarás efervescencia por la presencia de carbonatos.

Muestra de suelo: en un vidrio de reloj, coloca un poco de muestra de suelo seco. Adiciona unas gotas de ácido clorhídrico diluido. Compara con la muestra testigo.

5. Identificación de sulfuros (S-2)

Reacción testigo: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de agua destilada y agrega unos pocos cristales de algún sulfuro. Adiciona unas gotas de cloruro de bario al 10% y un exceso de ácido clorhídrico. Observarás que se forma una turbidez, que con el paso del tiempo se ennegrecerá.

Reacción muestra: en un tubo de ensayo coloca 2 mL de filtrado. Adiciona tres gotas de cloruro de bario al 10 % y un exceso de ácido clorhídrico. Compara con tu muestra testigo.

6. Identificación de nitratos (NO3-1).

Reacción testigo: un tubo de ensayo coloca 2 mL de agua destilada y agrega unos pocos cristales de algún nitrato (de sodio por ejemplo), y agita para disolver. Añade gota a gota H2SO4 3M, hasta acidificar (verificar acidez con papel tornasol)

Agrega 2 mL  de solución saturada de FeSO4. Inclina el tubo aproximadamente a 45º y añade despacio y resbalando por las paredes 1 mL de H2SO4 concentrado. PRECAUCIÓN: ESTA REACCIÓN ES FUERTEMENTE EXOTÉRMICA. Evita agitación innecesaria. Deja reposar unos minutos y observa la formación de un anillo café.

Reacción muestra: coloca 2 mL de filtrado del suelo en un tubo de ensayo. Añade gota a gota H2SO4 3M, hasta acidificar (verificar acidez con papel tornasol)

Agrega 2 mL  de solución saturada de FeSO4. Inclina el tubo aproximadamente a 45º y añade despacio y resbalando por las paredes 1 mL de H2SO4 concentrado. Sigue las indicaciones de la muestra testigo y compárala.

IDENTIFICACIÓN DE CATIONES

7. Identificación de Calcio (Ca+2).

Introduce un alambre de nicromel en el extracto de suelo y acércalo a la flama del mechero bunsen. Si observas una flama de color naranja, indicará la presencia de este catión.

8. Identificación de Sodio (Na+1).

Coloca 1 g de suelo seco y tamizado en un tubo de ensayo. Disuelve la muestra con 5 mL de solución de ácido clorhídrico (1:1). Introduce el alambre de nicromel y humedécelo en la solución, llévalo a la flama del mechero, si esta se colorea de amarillo indicará la presencia de iones sodio.

9. Identificación de Potasio (K+1).

Coloca 1 g de suelo seco y tamizado en un tubo de ensayo. Agrega 20 mL de acetato de sodio 1N y agita 5 minutos. Filtra la suspensión, toma un alambre de nicromel, humedécelo en esta suspensión y llévalo a la flama del mechero bunsen. Si hay presencia de iones potasio se observa una flama color violeta.

Propiedades físicas de el suelo

* Densidad- 2.5

* % Humedad- 30%

* % Aire- 40%

* Solubilidad- 94%

Operaciones

Densidad.- Volumen de agua- 30ml.

                  Volumen de tierra- 4ml.

(M/V) - (10g. / 4ml.) = 2.5

% Humedad.- Masa de agua = 10g - 7g.

  10g. - 100%

   3g.  - 30%

% Aire.- Volumen de tierra seca- 10ml.

              Volumen de agua- 30ml.

              Volumen de tierra con agua- 34ml.

Volumen de aire= 34ml. - 30ml.

10ml. - 100%

  4g.   - 40%

Solubilidad- 94%

Materia Orgánica

* 10g. - 7.36g. (2.64)

Muestra Inorgánica

  

Muestra de suelo	Cloruros	Sulfatos	Carbonatos	Sulfuros	Nitratos	Sodio	Potasio	Calcio
1	+	+	+	-	-	-	-	+

CONCLUSIÓN:

En la mayoría de las pruebas de cationes y aniones coincidió con la hipótesis de acuerdo con las reacciones que tuvieron, el color, la efervescencia, densidad

En las pruebas de cationes al acercarlos a la flama no nos dio los colores que se suponían aunque el agitador estuviese limpio para impedir combinaciones desustancias fue siempre el mismo color.

FORMULAS BALANCEADAS

OXIDOS METÁLICOS

2Ca + O2 ---> 2CaO

2Mg + O2 -^-> 2MgO + ^ + luz

2Zn +O2 -^-> 2ZnO

4Al + 3O2 -^-> 2Al2O3

BASES

CaO + H2O ---> Ca(OH)2

MgO + H2O ---> Mg(OH)2

Zn +H2O --->Zn(OH)2

Al2O3 + 3H2O ---> 2Al(OH)3

OXIDO NO METÁLICO

2S + 3O2 --->2SO3

C + O2 ---> CO2

SO3 + H2O ---> H2SO4

CO2 + H2O ---> H2CO3

EL MODELO ATÓMICO DE BOHR

Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases. Describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. El modelo atómico de Bohr partía conceptualmente del modelo atómico de Rutherford y de las incipientes ideas sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstein. Debido a su simplicidad el modelo de Bohr es todavía utilizado frecuentemente como una simplificación de la estructura de la materia.

En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo.

Bohr supuso además que el momento angular de cada electrón estaba cuantizado y sólo podía variar en fracciones enteras de la constante de Planck. De acuerdo al número cuántico principal calculó las distancias a las cuales se hallaba del núcleo cada una de las órbitas permitidas en el átomo de hidrógeno.

Estos niveles en un principio estaban clasificados por letras que empezaban en la "K" y terminaban en la "Q". Posteriormente los niveles electrónicos se ordenaron por números. Cada órbita tiene electrones con distintos niveles de energía obtenida que después se tiene que liberar y por esa razón el electrón va saltando de una órbita a otra hasta llegar a una que tenga el espacio y nivel adecuado, dependiendo de la energía que posea, para liberarse sin problema y de nuevo volver a su órbita de origen.

En 1913, Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico de acuerdo a cuatro postulados fundamentales:

1. Los electrones orbitan el núcleo del átomo en niveles discretos y cuantizados de energía, es decir, no todas las órbitas están permitidas, tan sólo un número finito de éstas.
2. Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar por estados intermedios.
3. El salto de un electrón de un nivel cuántico a otro implica la emisión o absorción de un único cuanto de luz (fotón) cuya energía corresponde a la diferencia de energía entre ambas órbitas.
4. Las órbitas permitidas tienen valores discretos o cuantizados del momento angular de acuerdo con la siguiente ecuación:

2n²

http://www.youtube.com/watch?v=eU7cUke_SxQ

DISPONIBILIDAD MUNDIAL DEL AGUA.

Hace treinta años la disponibilidad de agua era de 13.000 metros cúbicos por persona y año, cifra que en la actualidad ha disminuido hasta 6.000 metros cúbicos, y mientras el agua es un recurso que disminuye, la población aumenta, como ocurre en Asia.

Los principales conflictos se dan en zonas secas o en regiones más áridas, como Asia central o el norte de África y el principal problema del agua no es la cantidad sino la calidad, que ha hecho que en algunas zonas la mortalidad infantil se haya multiplicado por diez

América del Sur dispone del 26 por ciento de este recurso y tiene el 6 por ciento de la población, Asia tiene el 60 por ciento de la población y sólo dispone del 36 por ciento del agua.

http://www.reluita.org/agricultura/ambiente/agua/disponibilidad.htm

La gestión del agua en México

Con el objeto de facilitar la organización de la administración y preservación de las aguas nacionales, el país está dividido en 13 regiones hidrológico-administrativas, las cuales están integradas por grupos de cuencas hidrológicas –unidad básica de gestión de los recursos hídricos– constituidas por municipios completos para facilitar la compilación de la

información socioeconómica. En la cuenca hidrológica se considera la forma en la que escurre el agua en la superficie (cuencas hidrográficas), así como en el subsuelo (acuíferos). El territorio cuenta actualmente con 718 cuencas hidrográficas y con 653 acuíferos, que integran a 37 regiones hidrológicas que a su vez se agrupan en las 13 regiones hidrológico-administrativas ya mencionadas.

http://www.fundacionpreciado.org.mx/biencomun/bc158/158%20numeralia.pdf

PRÁCTICA: LA SÍNTESIS DEL AGUA.

Objetivo: Realizar la síntesis del agua.

Material:             

2 tubos de ensayo

1 botella de vidrio d 355 ml

Palangana

Encendedor

Pinzas

Mechero

Manguera

Tapón

Zinc

Acido clorhídrico

Procedimiento:

Llenar la palangana de agua y meter inclinada y bocabajo la botella de 355 ml que debe de estar con dos marcas que la dividan en 3 partes iguales y con agua, entonces colocamos un extremo de la manguera entre la boquilla de la botella y la superficie de la palangana y el otro extremo en el tubo de ensayo que contenga la primera sustancia (zinc) y que después de prender el mechero lo acercaremos al fuego para dejar que el oxígeno se libere de la sustancia que esta adentro y por medio de la manguera llegue hasta la primera marca de la botella al mismo tiempo que el agua se escapa de esta, luego apretamos la manguera y cambiamos rápidamente el tubo de ensayo por el otro que contiene la segunda sustancia (acido clorhídrico) y dejamos que se vuelva a liberar ahora el hidrogeno hasta que se termine lo que resta de agua en la botella, a continuación colocamos (todavía dentro de la palangana y bocabajo) verticalmente la botella y así la sacamos poniéndole luego, luego el tapón. Al final en una posición horizontal agarramos la botella, retiramos el tapón y acercamos la flama del encendedor a la boquilla.

Hipótesis:

Los gases de la botella con el calor del encendedor formaran agua.

Observaciones:

La primera sustancia era un polvo blanco con otro café que al calentar en el tubo de ensayo, adentro de la botella se empezó a meter el oxigeno y a liberar el agua hasta la primera marca de esta; entonces la quitamos y pusimos la segunda sustancia que estaba en el otros tubo de ensayo y que notamos hacia efervescencia, y dejamos nuevamente que ahora el hidrogeno se metiera en la botella hasta que toda el agua restante se liberara de ella, al terminar pusimos la botella horizontalmente y la sacamos colocando rápidamente el tapón para que los gases no se escaparan.

Para ver el resultado, cuando quitamos el tapón de la botella y le acercamos el fuego, se vio una llama roja que salió disparada produciendo un fuerte sonido parecido al de una explosión y alrededor de la boquilla se formaron gotas de agua.

Conclusión:

Al unir la molécula de oxígeno y las dos de hidrógeno llegamos a la conclusión de que fue una reacción endotérmica la que nos dio el resultado del agua (H₂O), ya que la energía calorífica y luminosa que se observó al final fue menor a la que aplicamos.

   

LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS O LEY DE PROUST

La labor de Lavoisier proporcionó una sólida base teórica para el análisis cuantitativo y pronto surgieron los estudios que condujeron a lo que posteriormente se denomimó Ley de las Proporciones Definidas, que a finales del siglo XVIII, dio origen a una gran controversia entre Berthollet y Proust, que duró casi ocho años.

Joseph Louis Proust (1754-1826) sostenía que la composición porcentual de un compuesto químico era siempre la misma, independientemente de su origen, por el contrario Claude Louis Berthollet (1748-1822) afirmaba que los elementos, dentro de ciertos límites, podían unirse en todas las proporciones.

Con el tiempo, se impuso el criterio de Proust apoyado en un experimento realizado en 1799, demostrando que la composición del carbonato cúprico era siempre la misma, cualquiera que fuese su método de obtención en la naturaleza o en el laboratorio: 5 partes de cobre, 4 de oxígeno y 1 de carbono.

CONCLUSIÓN: Los elementos se combinan para formar compuestos, y siempre lo hacen en proporciones fijas y definidas.

*PUNTO DE EBULLICIÓN: Temperatura en la cual cambia un líquido a gas.


PUNTO DE CONDENSACIÓN: Temperatura en la cual cambia un gas a líquido.


*PUNTO DE FUSIÓN: Temperatura en la cual cambia un sólido a líquido.


PUNTO DE SOLIDIFICACIÓN: Temperatura en la cual cambia un líquido a sólido.


*(inversas)             *(inversas)

MÉTODOS DE SEPARACIÓN.

FILTRACIÓN: Es un proceso de separación de fases de un sistema heterogéneo, donde se separan solidos insolubles menos densos que el liquido.(Heterogénea, fase sólida insoluble - fase líquida)

DECANTACIÓN: Es un método de separación de mezclas heterogéneas, separa solidos insolubles mas densos que el liquido. Estas mezclas pueden ser formadas por un liquido y un solido o por 2 liquidos inmiscibles.(Heterogenea, fase solida-fase líquida, Heterogénea, 2 fases líquidas).

DESTILACIÓN: Es la operación de separar, mediante vaporización y recondensación, liquidos miscibles,aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada una de las sustancias.(Homogénea fase líquida, líquidos miscibles).

EVAPORACIÓN: Es el metodo de separacion utilizado para separar un liquido de un solido soluble por medio del punto de ebullicion. (Homogénea, fase líquida, sube la temperatura)

CRISTALIZACIÓN: Es  un método de separación por medio del cual se separan 2 o mas solidos solubles de un liquido, transfiriendolo de nuevo a su forma sólida por medio de cristales.(Homogénea, solubilidad, fase líquida, sube la temperatura).

CROMATOLOGÍA: Es usado para separar los distintos componentes de una mezcla,permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes.(Homogénea, fase líquida).