Video de formación de cristales

Se observa la formación de cristales

Las propiedades físicas de las rocas: video

Propiedades de los minerales

VIDEOS

Con este video quiero que observen como se produjo la formación de las rocas.

ENSAYOS Y RECONOCIMIENTOS DE MINERALES

“Reconocimiento de Minerales”

1. ENSAYOS PIROGNÓSTICOS

Como su nombre lo indica, quiere decir, reconocimiento de los minerales, mediante la aplicación adecuada del fuego (del griego, Pyro, fuego y gnosis, conocimiento).

Como fuentes de calor se utilizan los mecheros o lámparas de alcohol y para aumentar el poder calorífico se utiliza el soplete de boca.

·  Ensayos de coloración de la llama: La coloración que ciertos minerales le comunican a la llama del mechero, es debido a que algunos minerales al ser calentados se volatizan. El color característico es una valiosa ayuda para su identificación. Puede efectuarse de tres maneras:

·  Tomando pequeños trocitos o esquirlas del mineral se llevan directamente a la zona externa de la llama con la ayuda de pinzas o hilo de platino.

·  Se pulveriza el mineral en un mortero. Se introduce el polvo en un tubo de ensayo y se le agrega unas gotas de acido clorhídrico (HCl), se toma un poquito de la solución con el hilo de platino y se lleva a la misma zona externa de la llama. Si tampoco obtenemos un resultado positivo, emplearemos el acido nítrico (HNO3) o el acido sulfúrico (H2SO4).

·  Hacer del mineral una solución con acido clorhídrico para convertirlo en cloruro, que es un compuesto fácilmente volátil, y con el hilo de platino y se toma una pequeña gota de la solución, se lleva primero al borde externo de la llama, luego a la de mayor temperatura de fusión, puesto que puede ocurrir diferentes coloraciones de sustancias que se volatizan a diferentes temperaturas.

Nota: no deben ensayarse con las pinzas o hilo de platino los minerales que contengan Ag, Pb, Cu, Sn, As, Se, Te, Zn, ya que fácilmente se combinan con el platina para formar aleaciones fusibles, y en tales casos es preferible utilizaron alambre de hierro galvanizado o una fibra de amianto.

1.2 Ensayos en tubo cerrado: se emplean tubos de vidrio poco fusibles, cerrados por un extremo y deben estar completamente secos, de lo contrario se calientan suavemente en la llama para eliminar la humedad.

Luego, se introduce el mineral pulverizado, utilizando una cinta de papel para que lo lleve al fondo del tubo y no se adhiera a las paredes del mismo.

La finalidad de estos ensayos es la de obtener una calcinación o tostación del mineral a una temperatura moderada, 500 °C ya que el mineral no está en contacto directo con la llama, lo que impide reaccionar con las sustancias que la llama contiene (H2O, CO2, CO), ni tampoco habrá fenómenos de oxidación por la falta de aire, lo que nos va a permitir observar ciertas reacciones para la identificación de los minerales. Pueden efectuarse de dos maneras:

·  Ensayos sin reactivo: se pueden observar diversos fenómenos como por ejemplo:

·         Desprendimiento de agua, gases y vapores: cuando el mineral contiene agua, ésta se condensa en pequeñas gotitas en las paredes del tubo, las cuales, si se introduce una tira de papel tornasol sabremos si se trata de agua neutra o de agua ácida según la coloración que éste presente. También pueden desprenderse gases y vapores de olor y color característicos, incoloros o inodoros: CO2, SO2 y NO2.

·         Cambio de color: ciertos minerales al ser calentados en el tubo cerrado cambian de color permanentemente. Otros lo recuperan en frío, y aunque no es propiedad distintiva, es sin embargo, una ayuda indispensable en su reconocimiento, pues de ordinario muchos minerales son coloreados por impurezas.

·         Decrepitación: muchos minerales al calentarlos en tubo cerrado hacen pequeñas explosiones a causa del paso del agua de interposiciones que contienen en su molécula, al estado de vapor. Produce la suficiente fuerza expansiva para romper los cristales, y los fenómenos se llama decrepitación, tal como ocurre con muchos minerales, por ejemplo, la baritina, la fluorita, etc. Se recomienda pulverizarlos finamente y agregarle unas gotas de agua.

·         Formación de Sublimados: muchos minerales al ser calentados en tubo cerrado, funden total o parcialmente. Se volatizan y los vapores se depositan en las paredes del tubo, formando coloraciones características que reciben el nombre de sublimados, que tienen gran importancia en el reconocimiento de los minerales.

·  Ensayos con reactivo: el método operatorio e el mismo que con los ensayos sin reactivo, sólo que al emplear reactivos, vamos a obtener otras reacciones características al mezclar el mineral con el triple de su volumen con el reactivo, que previamente pulverizaremos en un mortero. Se utilizan 2 reactivos: el de sulfato de potasio (HKSO4), que nos ayuda a desplazar a aquellos elementos más volátiles, y el carbonato de sodio (CO3Na2), que obra como reductor, lo mismo que el magnesio y el carbón en polvo.

1.3 Ensayos en tubo abierto: se emplean tubos de vidrio poco fusibles, abiertos por ambos extremos y acodados en un extremo en ángulo obtuso. En la parte acodada se introduce el mineral en polvo por medio de una tira de papel acanalada. Luego, se lleva suavemente a la llama y finalmente a la zona de fusión, sujetándolo con una pinza de madera. Estos ensayos tienen por finalidad producir una oxidación a causa de la corriente de aire que se establece por ambos extremos del tubo. Los fenómenos que se observan son los mismos que en el caso anterior, pero requieren más esfuerzo en su técnica operatoria, y depende de la inclinación que se le debe dar al tubo.

1.4 Ensayos sobre el carbón: Para estos ensayos se utiliza un pedazo de carbón vegetal que sea compacto. Cerca de uno de los extremos se abre una pequeña cavidad con una fresa, donde se coloca el mineral pulverizado que se desea ensayar. El carbón, además de utilizarlo como soporte, obra como reductor, y al combinarse con el oxígeno del aire, facilita las operaciones de reducción de los minerales. Luego, le agregamos una gota de agua con la finalidad de evitar que se disperse el polvo del mineral cuando aplicamos el soplete. Estos ensayos son de gran importancia en la identificación de minerales, utilizando las dos clases de llamas que obtendremos con el soplete de boca: Llama oxidante y llama reductora. Se pueden efectuar:

a.) Ensayos sin reactivo: Se utiliza la llama oxidante y se pueden observar fenómenos como:

·         Decrepitación: Sucede igual que en los ensayos de tubo cerrado.

·         Deflagración: Muchos minerales al llevarse a la llama arde súbitamente, por producirse una combustión, a causa del oxígeno que desprenden para combinarse con el carbón incandescente, tal como ocurre con los Nitratos y Clorato.

·         Volatilización: Ciertos minerales al someterlos a la acción de la llama se volatilizan, parcial o totalmente, como ocurre con las sales alcalinas y algunos sulfuros.

·         Olores: Ocurre lo mismo que en el desprendimiento de gases en los ensayos de tubos cerrados.

·         Aureolas: Son manchas o coloraciones que aparecen alrededor de la cavidad del carbón y dependen de la temperatura de volatilización, generalmente baja, y aunque el mercurio se volatiliza a una temperatura muy baja, no se forma aureola, porque no se vuelve a oxidar.

b.) Ensayos con reactivo: Se utiliza la llama reductora y el mismo método operatorio como los ensayos sin reactivo, solo que ahora el mineral será mezclado con reactivos fundentes con la finalidad de facilitar la reducción y fusión del mineral. Los fenómenos que se pueden observar son:

·         Reacción del hépar: Este ensayo se utiliza para el reconocimiento del azufre, sulfuro y sulfato. El mineral finamente pulverizado se mezcla con carbonato de sodio y luego se coloca la cavidad del carbón vegetal y con el soplete se aplica la llama reductora hasta lograr que funda en una masa informe de color pardo, parecida al color del hígado, de donde viene el nombre del hepar.

·         Manchas coloreadas: muchos minerales al tratarlos sobre el carbón, dejan aureolas o residuos, que corresponden a los óxidos minerales no fusibles. Para determinar las manchas coloreadas, se utiliza como reactivo el nitrato de cobalto en una solución al 10%.

·         Botones o glóbulos metálicos: Se obtienen por reducción de los minerales sobre el carbón, utilizando los fundentes, formándose una cavidad del carbón, globulitos o botones metálicos, con determinadas características, pudiendo ser maleables o quebradizos al golpearlos con el martillo sobre un yunque.

·         Residuos: Son los óxidos metálicos infusibles que quedan en la cavidad del carbón vegetal al ser tratados los minerales con los fundentes y en llama reductora.

1.5 Ensayos sobre las perlas de bórax: existen varios minerales que al ser tratados con ciertos fundentes (bórax, sal de fósforos o carbonato sódico), tienen la propiedad de combinarse con los óxidos metálicos, formando sales dobles, que le comunican a la perla ya sea en caliente o en frío, coloraciones características. Es conveniente para efectuar estos ensayos que las sustancias minerales se encuentren en el estado de óxidos, por lo que se recomiendan tratar los minerales que se desean ensayar sobre el carbón con el objeto de reducirlos a óxidos metálicos. Son varios fundentes empleados para obtención de los vidrios o perlas transparentes, pero el más utilizado es el bórax. Une vez obtenida la perla transparente por medio del calentamiento del polvo de bórax, se saca de la llama, poniendo sobre ella una mínima partícula del mineral pulverizado y se vuelve a poner en la llama reductora y al cabo de algunos segundos se observaran las coloraciones que toma la perla, ya sea en frío o en caliente.

2. ENSAYOS HIDROGNÓSTICOS:

Estos ensayos se basan como su nombre lo indica, empleando medios líquidos o soluciones acuosas para la identificación de los minerales, (del griego, hydro, agua y gnosis, conocimiento), que sometidos a la acción de otros reactivos, determinan reacciones características, permitiendo la identificación, averiguando de una manera especial los cationes y aniones que puedan encontrarse en una solución, y aunque en algunos casos se aplica la acción del fuego, sólo tiene por objeto la aceleración del proceso químico.

2.1 Procedimientos y Condiciones:

a.) Trituración y pulverización del material: se elige una muestra del mineral, procurando que sea lo más pura posible, mirándola a la lupa, la partimos con un martillo en pequeños fragmentos y luego los pulverizamos en un mortero, hasta que quede completamente pulverizada, con el objeto de que el mineral sea más fácilmente atacable por los disolventes (Agua destilada, Ácido Clorhídrico, Ácido Nítrico, Ácido Sulfúrico.

·  Cantidad de mineral que debe emplearse: Del polvo obtenido en el mortero se coloca en un tubo de ensayo, de 2 a 5 gramos de polvo de mineral, y otra cantidad se deja en reserva para posibles rectificaciones.

·  Disolución en agua destilada: se procede a agregar unos cuantos centímetros del líquido. Luego se agita fuertemente para comprobar si se disuelve. En el caso de que se disuelva decimos que el mineral es soluble en agua fría, en caso contrario, se calienta el tubo de ensayo en una lámpara de alcohol, hasta que se produzca la ebullición del agua y si se disuelve por completo o en pare, decimos que el mineral se disuelve en agua caliente, y de no hacerlo, sería insoluble.

·  Disolución con los ácidos: en caso de que la muestra de minera no sea soluble en agua destilada, se utilizarán los citados ácidos, ya sean diluidos o concentrados, pero en frío y luego en caliente, lo cual da origen a fenómenos durante la disolución dependiendo del mineral utilizado, tales como: Desprendimiento de gases (Efervescencia, Olor huevos podridos, olor picante, olor nitroso, gas fumante picante), Coloración de la solución y precipitados de residuos.

·  Disgregación de la muestra de material: en este paso, los minerales insolubles, serán transformados a combinaciones solubles mediante el método de la disgregación. Esto se consigue colocando el polvo del mineral en un crisol, agregándole un fundente para ser luego sometidos a la acción de la temperatura.

Bibliografía

SIVIOLI, Alberto y CAZABONNE, Christian: Introducción al Estudio de las Ciencias de la Tierra. Segundo año ciclo diversificado menciones: Ciencia y Normal. Editorial Eneva.

El uso de los radioisótpos en distintas áreas

EL USO DE LOS RADIOISÓTOPOS EN LA DATACIÓN

Introducción

A continuación les presentaremos los diversos usos que se les da en distintos ámbitos (tales como medicina, industria, minería y agricultura), en los que se puede utilizar la radiactividad y aprovechar sus beneficios, también cuál es la función que cumple en cada ámbito, cuáles son sus puntos a favor y cuáles son sus puntos en contra.

Definición de radiactividad.

La radiactividad tiene un número considerable de aplicaciones en ciencia y tecnología. Gracias a los radioisótopos es posible “observar” el interior del cuerpo humano. Un radioisótopo es un elemento radiactivo cuyo recorrido y fijación en alguna zona de nuestro cuerpo es seguir gracias a las radiaciones que emite. El yodo-131, por ejemplo, sustituye al yodo no radiactivo que hay en el tiroides y nos suministra información sobre su funcionamiento. En química nos proporciona datos sobre el transcurso de las reacciones químicas. En biología se emplea para el estudio de metabolismos, y en medicina se emplea para el tratamiento de tumores cancerosos. En metalurgia, el empleo de cobalto-60 permite obtener verdaderas radiografías de piezas metálicas. Se emplea en geología y arqueología para la datación de fósiles, terrenos, etc., por el método del carbono-14. En cuanto a los aparatos de medida, están basados en alguno de los efectos que producen: ionización de gases, luminiscencia, ennegrecimiento de placas fotográficas. Al primer tipo pertenecen los contadores proporcionales, al segundo, los contadores de centelleo, y al tercero, los dosímetros de película fotográfica, que detectan el tipo de radiación.

Aplicaciones médicas.

Dentro del uso de la radiactividad en las actividades humanas, la más conocida es la de sus aplicaciones médicas. El uso de la radiación en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades se ah convertido en una herramienta básica en medicina. Con ella se ha podido realizar exploraciones del cerebro y los huesos, tratar el cáncer y usar elementos radiactivos para dar seguimiento a hormonas y otros compuestos químicos de los organismos.

Aplicaciones en agricultura.

Quizá sea una de sus aplicaciones más polémicas. Como hemos venido indicando, las radiaciones ionizantes tienen la propiedad de ionizar (arrancar electrones) de la materia que atraviesan. Esta ionización tiene efectos biológicos que cada vez van siendo mejor conocidos. El efecto más claro es el de las mutaciones genéticas que ha habido a lo largo de la evolución. Actualmente se investiga sobre cómo aprovechar estas mutaciones y el efecto de estas radiaciones para mejorar los cultivos, evitar plagas... Así, por ejemplo, cada día vamos viendo aparecer cada vez un número mayor de productos transgénicos (manipulados genéticamente).

Existe un tenso debate sobre si se debería permitir este tipo de investigaciones y la comercialización de estos productos. Muchas organizaciones ecologistas avisan de la existencia de riesgos potenciales en el consumo de estos alimentos. El problema involucrado reside en que las mutaciones inducidas tienen un carácter básicamente aleatorio. Esto hace que en muchos casos no se pueda predecir el efecto o efectos secundarios que tienen sobre las plantas, las radiaciones a las que se les ha sometido. Los científicos argumentan en su defensa que las radiaciones forman parte natural de la evolución y que su empleo no es algo que no haya hecho ya la Naturaleza. Además, el inmenso potencial que tienen estas investigaciones a la hora de lograr una mayor productividad agrícola, abre la puerta a una futura erradicación del hambre en el mundo.

Aplicación en minería.

Al aplicarse ionización en la búsqueda de materiales mineros (metales preciosos), el uso de esta facultad de algunas sustancias químicas es favorable para el uso humano. Aunque es un método de elevados costos, la exactitud de la radiactividad para hacer reaccionar algunos metales es sorprendente.

En el caso de Oro, se utiliza Cesio 13 o 14 para hacer reaccionar este metal en una frecuencia ultravioleta: Se magnetiza una potencial veda para hacerla reaccionar en la oscuridad. (El Oro bombardeado por Cesio brilla con luz propia).

Otra aplicación de la radiactividad se ve manifestada en el uso que se le aplica al Uranio 248: Para lograr que algunos procesos de Electrolisis, como con el Aluminio o el Platino, sean mas precisos y el resultado de este proceso mas puro, se irradian terrenos con este metal para que, luego de hacer correr corrientes eléctricas, la proporción de pureza sea mas exacta.

Aplicaciones industriales.

Probablemente sea menos conocida la función que desempeña la radiación en la industria y la investigación. La inspección de soldaduras, la detección de grietas en metal forjado o fundido, el alumbrado de emergencia, la datación de antigüedades y la preservación de alimentos son algunas de sus numerosas aplicaciones.

Peligros de la radiactividad.

La radiactividad puede ser peligrosa y sus riesgos no deben tomarse a la ligera. Puede dañar las células del organismo y la exposición a altos niveles, puede ser nociva e incluso fatal si se trata de manera inadecuada, por eso lleva un largo proceso de investigación y descubrimientos abriéndose las puertas de la era nuclear.

Después de muchos años de investigación, desarrollo y aplicaciones industriales, hoy se puede afirmar que existen soluciones tecnológicas bastante seguras para manejar adecuadamente los desechos radiactivos. Estos no solo provienen de los reactores que generan electricidad, sino también de los hospitales, la industria, la agricultura y la investigación, como ya se estudió en los apartados anteriores donde se conocieron las aplicaciones de la radiactividad en esos campos.

Conclusión.

Con el informe anterior mente visto podemos concluir que, la radiactividad nos produce muchos beneficios, como los avances médicos, entre los más importantes, pero como casi todas las cosas nos producen contraindicaciones, como por ejemplo la contaminación ambiental (quizá la más importante y peligrosa para nuestro diario vivir).

Las rocas según su formación y composición

Clasificación de las rocas

Rocas ígneas

Diagrama QAPF para rocas plutónicas

Una clasificación de las rocas ígneas se basa en la cantidad de sílice (SiO₂) presente. Así se distinguen:

• rocas ácidas (>65% SiO₂).
• rocas intermedias (65-52% SiO₂).
• rocas básicas (52-45% SiO₂).
• rocas ultrabásicas (<45% SiO₂).

Otra clasificación empleada utiliza el diagrama de Streckeisen o QAPF, que tiene en cuenta el contenido mineral modal de cuarzo, feldespato alcalino, plagioclasas y feldespatoides. En caso de que la roca que se va a clasificar contenga menos de un 10% de estos minerales, se deben usar otros diagramas distintos basados en la presencia de minerales máficos, como puede ser el diagrama Olivino-Clinopiroxeno-Ortopiroxeno.

 Rocas metamórficas

Las clasificaciones de las rocas metamórficas suelen tener en consideración aspectos como: la naturaleza de la roca de origen, la textura a y la composición mineralógica. Desde un punto de vista composicional, existen cuatro series de rocas metamórficas que dependen de las características de la roca inicial o protolito:

• Serie de rocas ultramáficas: el protolito era una roca ígnea ultramáfica.
• Serie de rocas máficas: el protolito era una roca ígnea máfica.
• Serie de rocas pelítico-grauváquicas: el protolito era una roca sedimentaria rica en silicio y aluminio.
• Serie de rocas calcosilicatadas: el protolito era una roca sedimentaria carbonatada.

Otro criterio para clasificar rocas metamórficas es la presencia de foliación; así existen rocas no foliadas y rocas foliadas. Dentro de las rocas foliadas se distinguen:

• Pizarras: son rocas que presentan pizarrosidad.
• Esquistos: son rocas que presentan esquistosidad.
• Gneises: son rocas que presentan bandeado gnéisico.

Rocas sedimentarias

A la hora de clasificar las rocas sedimentarias se hace una distinción entre rocas detríticas y rocas no detríticas:

• Rocas detríticas: son aquellas rocas formadas por fragmentos. Estos fragmentos suelen ser minerales y fragmentos de roca que se han visto expuestos a procesos de meteorización. Según el diámetro que presenten los fragmentos que conforman la roca, se distinguen:

·         Grava: los fragmentos presentan un diámetro superior a 2 mm. Al sedimento cementado se le denomina brecha si los cantos son angulosos, y conglomerado cuando los fragmentos son redondeados.

·         Arena: los fragmentos presentan un diámetro comprendido entre 0,063 y 2 mm. Si se encuentra cementada, se la denomina arenisca.

·         Limo: los fragmentos presentan un diámetro comprendido entre 0,004 y 0,063 mm. Si se encuentra cementada, se la denomina limolita.

·         Arcilla: los fragmentos presentan un diámetro inferior a 0,004 mm. Si se encuentra cementada, se la denomina arcilita.

Dentro de las rocas no detríticas se distinguen:

• Rocas de precipitación química: son las rocas que se forman cuando precipitan las sales de una disolución. Se distinguen las evaporitas, que precipitan en medios continentales o marinos donde se producen intensos procesos de  evaporacióny las rocas carbonatadas, donde predominan los carbonatos, normalmente calcita y dolomita.
• Rocas orgánicas: se forman normalmente por la acumulación de restos de organismos. Pertenecen a este grupo algunas rocas carbonatadas, algunas rocas silíceas y el carbón.

Los tipos de rocas en nuestro planeta

¿Qué es una roca?

Una roca es una piedra muy dura y sólida. Para la geología, una roca es un sólido cohesionado que está formado por uno o más minerales. Los minerales más abundantes en una roca se conocen como minerales esenciales, mientras que los que aparecen en proporciones pequeñas se denominan minerales accesorios.

Es posible distinguir entre distintos tipos de rocas. Las rocas monominerálicas están formadas por un único mineral. Las rocas compuestas, en cambio, presentan distintas especies mineralógicas.

Las rocas ígneas son aquellas que se han formado por la solidificación de magma o de lava. Las rocas metamórficas suponen la alteración en estado sólido de rocas que ya están consolidadas en la corteza terrestre. Por otra parte, las rocas sedimentarias se forman por la consolidación de los sedimentos que proceden de la erosión.

Al estar sometidas a la acción de distintos agentes, las rocas pueden cambiar con el tiempo. Este ciclo se conoce como ciclo petrogenético e incluye etapas de meteorización, erosión y sedimentación.

Se denomina roca al conjunto de minerales y fragmentos de otras rocas que se relacionan entre sí en el tiempo, en el espacio y en su génesis, y que forman parte de la litosfera.^[1] Existen distintos tipos de rocas, las que se clasifican en función del fenómeno que las formó, distinguiéndose tres grandes grupos:

• Rocas ígneas o magmáticas: este tipo de rocas se forman al consolidar un magma.^[2] Si la consolidación se produce en zonas profundas de la litosfera, se denominan rocas plutónicas o intrusivas. Si, por el contrario, cristalizan en la superficie, se las denomina rocas volcánicas o extrusivas. Si la formación se realiza cerca de la superficie, rellenando estructuras como diques, lacolitos, filones o similares, se las denomina rocas filonianas, subvolcánicas o hipoabisales.

• Rocas metamórficas: son aquellas rocas que han sufrido un proceso de metamorfismo, es decir, que han sufrido transformaciones en estado sólido debido a un cambio en las condiciones de presión, temperatura y a la presencia de fluidos químicamente activos.
•  Rocas sedimentarias: son aquellas que se han formado por acumulación y diagénesis de materiales que han sufrido transporte y sedimentación en una cuenca sedimentaria, y donde además pueden intervenir otros factores como la actividad biológica y la precipitación química.^[]