Corteza Terrestre

Unidad IV Corteza terrestre, fuente de materiales útiles para el hombre.

Objetivos:

 Detecte la importancia de los minerales en el desarrollo de la civilización, mediante análisis de información científica.

 Investigue la riqueza que representan los minerales y el petróleo de México.

 Reconozca la importancia de la petroquímica en la vida actual.

 Sea capaz de reducir y reutilizar la basura generada por él y su entorno, aplicando los conocimientos teóricos o prácticos para generar nuevos conocimientos.

 Proponga algunas técnicas para reducir y rehusar desechos

4.1. Minerales ¿la clave de la civilización?:

• Principales minerales de la República Mexicana.

México es el segundo mayor productor de plata en el mundo. La plata es producida como producto principal o sub.-producto de la extracción de oro y metales base. En 2005, la minería de plata en México alcanzo una producción de 93.04 millones de onzas (2,894 toneladas), un incremento del 12% sobre el volumen del año anterior.

Los estados con mayor producción son Zacatecas, Durango, Chihuahua, Guanajuato y Querétaro. En 2005, la mina Fresnillo (Peñoles) en Zacatecas, fue catalogada como la segunda mayor productora de plata en todo el mundo (33.93 Moz Ag). Otras minas igualmente importantes son Tayahua (noveno lugar con 4.30 Moz Ag) y Tizapa (doceavo lugar con 3.44 Moz Ag) en el Estado de México. Las mayores productoras de plata de México son Grupo Mexico (ocupando el sexto lugar en producción de metales preciosos), Industrias Luismin y First Silver Reserve Inc.

Plomo y Zinc

México ocupa el quinto lugar en producción de zinc y plomo en el mundo. En 2005m se fabricaron más de 476,307 toneladas de zinc y más de 134,388 toneladas de plomo.

Chihuahua y Zacatecas producen la mayor parte del zinc y del plomo desde sus minas Santa Bárbara y Francisco I. Madero en el estado de Zacatecas. La mina Bismarck es uno de los mayores productores del estado de Chihuahua. Industrias Peñoles y Grupo México fueron los mayores productores del sector.

Cobre y Molibdeno

En 2004, México fue catalogado en el puesto número 11 en producción de cobre. En 2005, la producción de cobre se reporto en el nivel de 368,000 toneladas, lo cual significo un incremento del 4.6% con respecto al año anterior.

La mayoría del cobre minado del cinturón cuprífero mexicano, localizado en la parte noroeste del país desde el estado de Baja California Norte hacia Sonora, extendiéndose por Chihuahua, Sinaloa y hacia el sur por Chiapas.

Las minas mas importantes de cobre se localizan en Cananea y La Caridad.

• Metales, no metales y semimetales. Ubicación en la tabla periódica. Propiedades

Los elementos químicos que se ubican en la Tabla Periódica: Metales, Metaloides y No metales.

Elementos metálicos: este grupo representa la mayoría de los elementos, normalmente se encuentran en estado sólido y de acuerdo a sus propiedades conforman cinco nuevos grupos dentro de la tabla periódica:

Metales alcalinos: Son elementos de alto carácter metálico, sólidos, de baja densidad, blandos, de puntos de fusión relativamente bajos y altamente reactivos con respecto al resto de los metales.

Metales alcalinotérreos: Los metales alcalinotérreos son un grupo de elementos que forman una familia. Estos elementos se encuentran situados en el grupo 2 de la tabla periódica. Son metales de baja densidad, coloreados y blandos.

Metales de transición: Pertenecen a los grupos del 3 al 11, Se caracterizan, en general, por tener alta densidad, alto punto de fusión y una reactividad química muy diversa.

Dentro de estos metales tenemos un subgrupo perteneciente a dos series: serie de los actínidos, y serie de los lantánidos.

Serie de los actínidos: No existen en forma natural por que tienden a desintegrarse radiactivamente con facilidad.

Serie de los lantánidos: Son por lo general blandos, de color gris y buenos conductores de electricidad.

Metales de los grupos 3 al 6: Estos comprenden algunos semi - metales o metaloides.

Elementos no metálicos: Podemos decir que solo el 20% de los elementos químicos se pueden considerar como no metales. Estos elementos requieren sólo un pequeño número de electrones para alcanzar una estructura estable. Clasificación de los no metales en la tabla periódica:

Hidrogeno: Es el elemento mas pequeño que existe, no se puede ubicar bien en la tabla debido a sus propiedades peculiares.

Grupo del carbono: Comprende elementos metálicos, no metálicos y semi-metálicos.

Grupo del nitrógeno: Comprende los no metales, nitrógeno y fósforo, los semimetales arsénicos y antimonio y el metal bismuto.

Grupo del oxigeno: Comprende los no metales oxigeno, azufre y selenio, el semi metal Telurio y el metal polonio.

Grupo de los halógenos: Comprende solo no metales: Fluor, Cloro, Bromo, Yodo y Astato.

Grupo de gases nobles o inertes: Comprende solo no metales gaseosos: Helio, Neon, Argon, Kriptón y Radon.

• físicas. Electronegatividad. Propiedades químicas. Serie de actividad de los metales.

• Estado sólido cristalino. Modelo cinético molecular. Enlace metálico. Enlace iónico.

Solido cristalino.

Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada, como consecuencia tienen una forma que no cambia, salvo por la acción de fuerzas externas. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas, aunque las interacciones entre ellas sigue siendo suficientemente grande para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar apreciablemente de volumen, adaptándose al recipiente que lo contiene.

• Cálculos estequiométricos: relaciones mol-mol y masa-masa.

Estequiometría

De manera similar podemos determinar la masa de agua producida, la masa de oxígeno consumida, etc.

Los coeficientes de una ecuación ajustada representan:

• el número relativo de moléculas que participan en una reacción

• el número relativo de moles participantes en dicha reacción.

Por ejemplo en la ecuación ajustada siguiente:

la producción de dos moles de agua requieren el consumo de 2 moles de H2 un mol de O2.

Por lo tanto, en esta reacción tenemos que: "2 moles de H2, 1 mol de O2 y 2 moles de H2O" son cantidades estequiométricamente equivalentes.

Estas relaciones estequiométricas, derivadas de las ecuaciones ajustadas, pueden usarse para determinar las cantidades esperadas de productos para una cantidad dada de reactivos.

Ejemplo:

¿Cuántas moles de H2O se producirán en una reacción donde tenemos 1,57 moles de O2, suponiendo que tenemos hidrógeno de sobra?

El cociente:

es la relación estequiométrica entre el H2O y el O2 de la ecuación ajustada de esta reacción.

Ejemplo:

Calcula la masa de CO2 producida al quemar 1,00 gramo de C4H10.

Para la reacción de combustión del butano (C4H10) la ecuación ajustada es:

Para ello antes que nada debemos calcular cuantas moles de butano tenemos en 100 gramos de la muestra:

de manera que, si la relación estequiométrica entre el C4H10 y el CO2 es:

por lo tanto:

Pero la pregunta pedía la determinación de la masa de CO2 producida, por ello debemos convertir los moles de CO2 en gramos (usando el peso molecular del CO2):

Las etapas esenciales

• Ajustar la ecuación química

• Calcular el peso molecular o fórmula de cada compuesto

• Convertir las masas a moles

• Usar la ecuación química para obtener los datos necesarios

• Reconvertir las moles a masas si se requiere

MODELO CINÉTICO-MOLECULAR DE LA MATERIA

Para explicar el comportamiento de la materia y las características de los gases, los científicos propusieron, durante el siglo XIX, la denominada "teoría cinética de los gases". Su ampliación a líquidos y sólidos dio lugar al modelo cinético-molecular de la materia.

Este modelo se basa en dos postulados fundamentales.

La materia es discontinua, es decir, está formada por un gran nº de partículas separadas entre sí.

Estas partículas materiales se encuentran en constante movimiento debido a dos clases de fuerzas: de cohesión y de repulsión

Las fuerzas de cohesión tienden a mantener las partículas materiales unidas entre sí.

Las fuerzas de repulsión tienden a dispersar las partículas y a alejarlas unas de otras.

Según que predominen unas u otras fuerzas, la materia se presenta en estado sólido, líquido o gaseoso.

Estado sólido Estado líquido Estado gaseoso

Predominan las fuerzas de cohesión sobre las de repulsión.

Las partículas sólo pueden vibrar alrededor de su posición de equilibrio. Las fuerzas de cohesión y de repulsión son del mismo orden.

Las partículas pueden desplazarse con cierta libertad pero sin alejarse unas de otras.

Por esa razón los líquidos tienen volumen constante y se adaptan a la forma del recipiente. Predominan las fuerzas de repulsión sobre las de cohesión.

Las partículas se mueven con total libertad y están

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