Explorando la Química: Esferas Terrestres, Historia, Ramas y Técnicas Fundamentales

Las Esferas de la Tierra

Atmósfera

Es la capa de gas que rodea la Tierra. El aire está formado principalmente por:

• Nitrógeno (N₂)
• Oxígeno (O₂)
• Argón (Ar)
• Dióxido de Carbono (CO₂)
• Neón (Ne)
• Hidrógeno (H₂)
• Ozono (O₃)
• Kriptón (Kr)
• Xenón (Xe)
• Helio (He)

La atmósfera está formada por varias capas: Exosfera, Termosfera, Mesosfera, Estratosfera y Troposfera.

Geosfera

Es la porción sólida de la Tierra. Está formada por tres capas principales:

• Núcleo: Es la parte más interna y densa de la geosfera.
• Manto: Es la capa intermedia que cubre al núcleo.
• Corteza: Es la capa más externa y superficial de la Tierra.

Hidrosfera

Es la capa de agua que cubre la Tierra. El agua se encuentra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido (océanos, ríos, lagos) y gaseoso (vapor de agua).

Suelo

Es la capa sólida superficial que cubre la tierra. Posee propiedades:

• Biológicas: Relacionadas con los organismos vivos del suelo.
• Físicas: Como textura, estructura, porosidad.
• Químicas: Como pH, capacidad de intercambio catiónico.

El suelo presenta varios horizontes:

• Horizonte O (orgánico)
• Horizonte A (superficial)
• Horizonte B (subsuelo)
• Horizonte C (material parental)
• Horizonte R (roca madre)

Existen diversos tipos de suelo: pedregosos, calcáreos, arenosos, arcillosos, limosos, orgánicos.

Breve Historia de la Química

Química en las Cavernas

El hombre cavernícola descubrió el fuego, que le sirvió para cocinar sus alimentos, calentarse y protegerse.

Química entre Piedras y Metales

El hombre conoció nuevos metales que le sirvieron para fabricar armas y utensilios más resistentes.

Química en el Desarrollo de las Civilizaciones

Los pueblos comenzaron a darse cuenta de que, al realizar diferentes operaciones sobre los materiales, se podían crear diversos utensilios de gran utilidad (cerámica, vidrio, aleaciones).

Química y Filosofía

Las personas empezaron a proponer diferentes teorías para explicar los fenómenos naturales basándose en observaciones que hoy relacionamos con hechos químicos (por ejemplo, la teoría de los cuatro elementos).

Tipos de Investigación Química

Investigación Básica

Surge por el único interés de aprender más sobre la naturaleza y los principios fundamentales de la química.

Investigación Aplicada (o Avanzada)

Se realiza cuando un químico trabaja para desarrollar algún producto útil o para resolver un problema concreto en la industria o la sociedad.

Ramas Principales de la Química

Química Analítica

Determina la composición cualitativa y cuantitativa de las sustancias, identificando los componentes (elementos o compuestos) que las constituyen.

Química Inorgánica

Estudia la composición, estructura y propiedades de los compuestos inorgánicos (aquellos que no tienen al carbono como elemento principal, con algunas excepciones).

Química Orgánica

Estudia la composición, estructura, propiedades y reacciones de los compuestos orgánicos (aquellos basados principalmente en el carbono).

Fisicoquímica

Se preocupa de los principios físicos que gobiernan las propiedades y el comportamiento de los sistemas químicos, incluyendo los cambios de energía que ocurren en las transformaciones químicas.

Bioquímica

Estudia los procesos químicos que ocurren en los seres vivos.

Técnicas Comunes de Laboratorio

Tecnología para el Calentamiento de Sustancias

En el laboratorio, el instrumento más usado para el calentamiento y combustión controlada de sustancias es el Mechero Bunsen.

Tecnologías para la Separación e Identificación de Sustancias

Los químicos disponen de una serie de técnicas para separar e identificar los componentes de mezclas sin alterar su composición química. De esta manera, pueden conocer la identidad y proporción de cada uno de ellos. Con esta información, es posible entender mejor las propiedades de la mezcla o crear productos con mejores características.

Filtración

Consiste en separar un sólido que se encuentra en suspensión en un líquido a través de un material poroso, como el papel de filtro. El sólido retenido se llama precipitado y el líquido que atraviesa el filtro se llama filtrado (a menudo es el disolvente con sustancias disueltas).

Extracción

Es una técnica muy útil para aislar una sustancia específica de sus fuentes naturales o de una mezcla de reacción. Consiste en separar los componentes de una mezcla aprovechando su diferente solubilidad en un disolvente selectivo.

Destilación

Es la técnica utilizada para separar líquidos que tienen distintos puntos de ebullición. Sirve para purificar un líquido o separar los líquidos componentes de una mezcla líquida.

Cromatografía

Consiste en separar los componentes de una mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (fase estacionaria) arrastrada por un fluido (fase móvil). Una de las más sencillas es la cromatografía en papel, que emplea como medio adsorbente papel de filtro y como fase móvil un líquido (disolvente).

Precauciones en el Laboratorio (Cuidados)

• Tapar los reactivos después de usarlos y dejarlos en el lugar indicado.
• Antes de abrir un frasco, leer cuidadosamente la etiqueta.
• No oler ni degustar productos químicos directamente.
• No mezclar reactivos al azar sin conocer la posible reacción.

Tipos de Sustancias Peligrosas

Explosivos

Sustancias que se caracterizan por su inestabilidad, pudiendo explotar cuando se calientan, se golpean violentamente o reaccionan bruscamente. Ejemplo: pólvora. (IMAGEN: UNA EXPLOSIÓN)

Inflamables

Sustancias que pueden arder con facilidad en presencia de una fuente de ignición. Ejemplo: alcohol. (IMAGEN: LLAMA DE FUEGO)

Tóxicos o Nocivos

Sustancias que, al penetrar en nuestro cuerpo (por ingestión, inhalación o contacto dérmico), perjudican nuestra salud, incluso en pequeñas cantidades. Ejemplo: cianuro. (IMAGEN: CALAVERA)

Corrosivos

Sustancias que, en contacto con nuestro cuerpo u otros materiales, destruyen su superficie mediante una reacción química. Ejemplo: ácidos fuertes, bases fuertes. (IMAGEN: SÍMBOLO DE CORROSIÓN)