Conceptos Fundamentales de Química Ambiental y Análisis de Suelos

Definiciones Clave en Química Ambiental

Plancton: Organismos microscópicos que tienen en común el hábitat acuático.

Medio Ambiente Físico: Incluye factores abióticos como aire, luz, radiación solar, humedad, temperatura, agua y atmósfera.

Contaminación: Alteración del estado de equilibrio de un ecosistema por la adición de una sustancia.

Cantidad: Se basa en leyes y estudios científicos. Se debe conocer en ppm (partes por millón), % (porcentaje) y mg/m³ (miligramos por metro cúbico).

Contaminación Ambiental: Presencia en el ambiente de cualquier agente físico, químico o biológico, o la combinación de varios agentes en lugares, formas y concentraciones que son perjudiciales.

Clasificación de Contaminantes Químicos

• Orgánicos
• Inorgánicos
• Por producto (pesticidas, desechos industriales)
• Por origen (esmog industrial y del transporte)

Análisis Químico

Análisis Químico: Ciencia que estudia el conjunto de principios, leyes y técnicas para determinar la composición química de una sustancia (cualitativa y cuantitativamente).

Proceso Analítico General

1. Planteamiento del problema
2. Selección del procedimiento analítico
3. Toma de muestra
4. Preparación de la muestra
5. Medida
6. Cálculos de resultados
7. Informe

Clasificación de las Técnicas Analíticas

• Métodos Clásicos o No Instrumentales: Gravimetría, Volumetría
• Métodos Instrumentales: Espectrofotometría
• Métodos de Separación

Escala de Análisis

• Por tamaño: Macroanálisis, Semimicroanálisis, Microanálisis y Ultramicroanálisis
• Por concentración: Macrocomponentes, Microcomponentes, Trazas

Gravimetría

Gravimetría: Técnica analítica cuantitativa que determina la cantidad de una sustancia midiendo su masa.

Clasificación de Métodos Gravimétricos

1. Por precipitación: El analito se transforma en un precipitado que se filtra, se aísla, se convierte en un producto de composición química conocida, se pesa y se realizan cálculos estequiométricos para generar un informe técnico. Debe cumplir con propiedades como baja solubilidad, alta pureza al precipitar, alta filtrabilidad y composición química definida.
2. Por volatilización

Análisis Volumétrico

Análisis Volumétrico: Se basa en la medida del volumen de una disolución estándar de reactivo o de una disolución de analito hasta que la reacción sea completa.

Valoración o Titulación: Proceso en el cual se añade lentamente una disolución estándar de reactivo desde una bureta a una disolución de analito hasta que la reacción entre los dos sea completa.

Tipos de Valoración

• Valoración Ácido-Base
• Valoración de Precipitación
• Valoración de Oxidación-Reducción
• Valoración de Complejación

Patrón Primario: Reactivo puro que se utiliza para preparar una disolución estándar.

Disolución Estándar: Disolución que se prepara con solvente y soluto.

Indicador: Solución que indica el término de una reacción por cambio de pH.

Química del Suelo

Estructura del Suelo

Estructura del Suelo: Se refiere a las capas o estratos que lo componen, diferenciados por sus propiedades físicas, químicas y biológicas.

Perfil del Suelo: Conjunto de capas edáficas (O, A, B, C, Roca Madre).

Composición del Suelo

Composición Química del Suelo: Agua, materia orgánica, minerales y aire.

Componentes del Suelo Natural: Agua (25%), aire (25%), materia mineral (45%) y materia orgánica (5%).

Material Mineral: Formado por la fragmentación de la roca y los minerales presentes en ella.

Meteorización: Proceso de fragmentación de la roca por procesos físicos, químicos y biológicos. Los procesos físicos incluyen vibración, cambios de temperatura, presión y expansión de raíces. Los procesos químicos involucran la acción del agua, el oxígeno y el CO₂, dependiendo de la temperatura.

Elementos Principales: Oxígeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio.

Tipos de Minerales de la Corteza Terrestre

• Silicatos
• Óxidos
• Carbonatos
• Sulfuros
• Sulfatos

Materia Orgánica

Materia Orgánica: Residuos de origen animal y vegetal que necesitan degradarse con oxígeno, humedad y microorganismos.

Humus: Producto bioquímico que se origina de la materia orgánica a través de procesos químicos. Se descompone mediante el proceso de mineralización.

Coloides

Coloides: Constituyentes del suelo. Se clasifican en:

• Coloides Hidrófilos: Sustancias que interactúan con el agua.
• Coloides Hidrófobos: Sustancias que casi no interactúan con el agua.

Características Físicas del Suelo

Granulometría: Se refiere al tamaño de las partículas que componen el suelo (grava, arena, limo y arcilla).

Porosidad, Permeabilidad e Intercambio Iónico: Capacidad del suelo para retener y liberar iones positivos, debido a su contenido de arcilla y materia orgánica.

Acidez del Suelo: Se mide a través del pH real (iones H⁺ existentes en la solución del suelo) y el pH potencial (iones H⁺ que existirían en la solución si se desplazan los H⁺ absorbidos).