Principios Fundamentales de Química y Geociencias

Reacciones Químicas: Conceptos Fundamentales y Tipos

Una reacción química es un proceso en el que dos o más sustancias, denominadas reactivos, se transforman en otras sustancias nuevas llamadas productos, generalmente por efecto de un factor energético.

Ley de Conservación de la Masa

La Ley de Conservación de la Masa establece que la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos. La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Tipos de Reacciones Químicas

• Oxidación: Reacción en la que participa una molécula de oxígeno como reactivo oxidante.
  • Ejemplo: La oxidación del hierro (formación de óxido) o el oscurecimiento de una manzana cortada.
• Combustión: Reacción exotérmica cuyos reactivos son una sustancia combustible (la que arde) y una sustancia comburente (la que produce la combustión, usualmente el O₂).
  • Ejemplo: La combustión de una vela.
• Neutralización: Reacción entre una sustancia ácida y una sustancia alcalina (base), que generalmente produce agua y una sal.
  • Ejemplo: La reacción entre un ácido y una base para formar agua y sal.
• Fermentación: Reacciones químicas a nivel celular en los seres vivos, que son procesos metabólicos de carácter catabólico (descomposición de moléculas complejas en más simples).
  • Ejemplo: La producción de cerveza, yogur o biogás.

Las Capas de la Geosfera: Estructura Interna de la Tierra

La geosfera es la parte sólida de la Tierra, compuesta por varias capas concéntricas con diferentes características.

Estructura de la Geosfera

• Corteza: Es la capa sólida más externa y fina. Se distingue entre la corteza oceánica y la corteza continental.
• Manto: Capa gruesa compuesta principalmente por rocas ricas en hierro y magnesio. Se encuentra en estado sólido, aunque con zonas semisólidas que permiten el movimiento.
• Núcleo: Es el centro de la Tierra, compuesto principalmente por hierro y otros elementos. Posee una densidad muy alta y está sometido a altas presiones. Se divide en:
  • Núcleo Externo: En estado fundido.
  • Núcleo Interno: En estado sólido.

Capas Geodinámicas

Además de las capas composicionales, la geosfera se puede dividir en capas según su comportamiento mecánico:

• Litosfera: Comprende la corteza y una parte superior rígida del manto. Es la capa más delgada y está fragmentada en grandes placas tectónicas.
• Astenosfera: Se encuentra debajo de la litosfera, en un estado semisólido y dúctil. Es la responsable de las corrientes de convección que mueven las placas tectónicas de la litosfera.
• Mesosfera: Es la parte más profunda del manto, sólida y rígida, aunque con cierta plasticidad. Es discontinua e irregular, y su materia es más densa.
• Endosfera: Se refiere al núcleo terrestre, considerado la principal fuente de calor interno del planeta.

Puntos de Fusión y Ebullición: Cambios de Estado de la Materia

Los puntos de fusión y ebullición son temperaturas características a las que las sustancias puras cambian de estado.

Definiciones

• Punto de Fusión: Es la temperatura a la que una sustancia cambia de estado sólido a líquido (o de líquido a sólido, conocido como punto de congelación).
• Punto de Ebullición: Es la temperatura a la que una sustancia cambia de estado líquido a vapor (o de vapor a líquido, conocido como punto de condensación).

Estados de la Materia y Temperatura

La temperatura de una sustancia determina su estado físico:

• Una sustancia se encuentra en estado sólido si su temperatura es inferior a su punto de fusión.
• Está en estado líquido si su temperatura se halla comprendida entre su punto de fusión y su punto de ebullición.
• Se encuentra en estado gaseoso cuando su temperatura es superior a su punto de ebullición.

El Concepto de Sistema: Interacción y Organización

Un sistema es un conjunto de elementos en interacción que adquieren sentido en la medida en que sus elementos se integran en una totalidad organizada.

Componentes y Características de un Sistema

• Estructura del Sistema: Se refiere a su organización espacial y la disposición de sus elementos.
• Función del Sistema: Describe los procesos y actividades que desarrollan dichos elementos en conjunto.
• Un sistema puede estar influido por factores externos (su entorno) y puede ser descompuesto o "diseccionado" en partes para su estudio.

Ejemplo de Sistema: Un Colegio

Consideremos un colegio como un sistema:

• Elementos en interacción: Maestros, alumnos, personal administrativo, etc.
• Componentes materiales: Aulas, laboratorios, biblioteca, etc.
• Influencia del entorno: La familia de los alumnos, la comunidad local. La familia, por ejemplo, es un sistema abierto que interactúa con el colegio.
• Sistema mayor que lo integra: El barrio o la ciudad en la que se ubica el colegio.