CICLO DEL NITROGENO

CICLO DEL NITROGENO

El nitrógeno es una sustancia esencial para toda la vida en La Tierra. La mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire en forma gaseosa, pero también se puede encontrar nitrógeno en el agua y en el suelo en diferentes formas. Allí, será descompuesto por bacterias y absorbido por plantes y animales.

Los seres vivos requieren átomos de nitrógeno para la síntesis de moléculas orgánicas esenciales como las proteínas, los ácidos nucleicos, el ADN, por lo tanto es otro elemento indispensable para el desarrollo de los seres vivos .

Este elemento tiene como principal función, en todos los organismos vivos, formar parte de la estructura química de algunas de las moléculas orgánicas más importantes de las que forman la estructura de las células vivas: las proteínas, así como otros compuestos fundamentales.

El aire de la atmósfera contiene un 78% de nitrógeno, por lo tanto la atmósfera es un reservorio de este compuesto. A pesar de su abundancia, pocos son los organismos capaces de absorberlo directamente para utilizarlo en sus procesos vitales. Por ejemplo las plantas para sintetizar proteínas necesitan el nitrógeno en su forma fijada, es decir incorporado en compuestos.

Las plantas generalmente absorben el nitrógeno por las raíces, formando parte de compuestos conocidos como nitratos o como amonio. Para que el nitrógeno atmosférico se transforme en los compuestos que las plantas pueden absorber, puede seguir varios caminos que hemos descrito esquemáticamente en la  siguiente figura :

• Fijación del Nitrógeno: tres procesos desempeñan un papel importante en la fijación del nitrógeno en la biosfera. Uno de estos es el relámpago. La energía contenida en un relámpago rompe las moléculas de nitrógeno y permite que se combine con el oxígeno del aire.

Mediante un proceso industrial se fija el nitrógeno, en este proceso el hidrógeno y el nitrógeno reaccionan para formar amoniaco, NH₃. Dicho proceso es utilizado por ejemplo para la fabricación de fertilizantes.

Las bacterias nitrificantes son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico que utilizan las plantas para llevar a cabo sus funciones. También algunas algas verde-azules son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico.

• Descomposición: los animales obtienen nitrógeno al ingerir vegetales, en forma de proteínas. En cada nivel trófico se libera al ambiente nitrógeno en forma de excreciones, que son utilizadas por los organismos descomponedores para realizar sus funciones vitales.

• Nitrificación: es la transformación del amoniaco a nitrito, y luego a nitrato. Esto ocurre por la intervención de bacterias del género nitrosomonas, que oxidan el NH₃ a NO₂^-. Los nitritos son oxidados a nitratos NO₃^- mediante bacterias del género nitrobacter.

• Desnitrificación: en este proceso los nitratos son reducidos a nitrógeno, el cual se incorpora nuevamente a la atmósfera, este proceso se produce por la acción catabólica de los organismos, estos viven en ambientes con escasez de oxígeno como sedimentos, suelos profundos, etc. Las bacterias utilizan los nitratos para sustituir al oxígeno como aceptor final de los electrones que se desprenden durante la respiración. De esta manera el ciclo se cierra.

Los compuestos con nitrógeno presentes en el suelo pueden tener varios orígenes: parte de ellos puede proceder de la descomposición de animales y plantas que han muerto y liberado sus componentes nitrogenados al suelo; otra parte puede provenir de reacciones químicas que se producen en la atmósfera entre el nitrógeno, el oxígeno y el agua, cuando hay tormentas eléctricas que generan rayos; otra más puede provenir de materia fecal y restos orgánicos de desecho y, finalmente, una parte muy importante llega al suelo gracias a la actividad de ciertos microorganismos, principalmente algunos tipos de bacterias, que pueden utilizar directamente el nitrógeno molecular atmosférico para producir sus proteínas.

Estas bacterias pueden vivir libres utilizando como alimento la materia orgánica en descomposición o bien, algunas de ellas, pueden vivir dentro de las células de las raíces de algunas plantas, que adquieren de esta manera, indirectamente, la posibilidad de fijar el nitrógeno atmosférico.



El nitrógeno constituye parte de los fertilizantes vendidos en el comercio, que pueden contenerlo en forma de nitrato, amonio o urea, o también en mezclas de los tres tipos de compuestos. Las aves que se alimentan de peces y los murciélagos que se alimentan de insectos producen un excremento muy rico en nitrógeno llamado guano, que a veces también es utilizado en agricultura.

La industria petrolera ha dado lugar a la producción de fertilizantes nitrogenados baratos, a partir del amoniaco que es un subproducto de esta industria.

CICLO DEL BIOXIDO DE CARBONO

CICLO DEL CARBONO

El carbono es el elemento estructural de los compuestos orgánicos. Es tomado del aire por las plantas, en forma de dióxido de carbono (CO₂). Aquí se indica el camino que sigue este elemento en su ciclo a través de plantas, animales, atmósfera y suelo.

Un 18% de la materia orgánica viva está constituida por carbono, la capacidad de dichos átomos de unirse unos con otros proporciona la base de la diversidad molecular así como el tamaño molecular. Por tanto el carbono es un elemento esencial en todos los seres vivientes.
A parte de la materia orgánica, el carbono se combina con el oxígeno para formar monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), también forma sales como el carbonato de sodio (Na₂CO₃), carbonato cálcico (en rocas carbonatadas, como calizas y estructuras de corales).

• Los organismos productores terrestres obtienen el dióxido de carbono de la atmósfera durante el proceso de la fotosíntesis para transformarlo en compuestos orgánicos como la glucosa, y los productores acuáticos lo utilizan disuelto en el agua en forma de bicarbonato (HCO₃^-).

• Los consumidores se alimentan de las plantas, así el carbono pasa a formar parte de ellos, en forma de proteínas, grasas, hidratos de carbono, etc.

• En el proceso de la respiración aeróbica, se utiliza la glucosa como combustible y es degradada, liberándose el carbono en forma de CO₂ a la atmósfera. Por tanto en cada nivel trófico de la cadena alimentaría, el carbono regresa a la atmósfera o al agua como resultado de la respiración.

• Los desechos del metabolismo de las plantas y animales, así como los restos de organismos muertos, se descomponen por la acción de ciertos hongos y bacterias, durante dicho proceso de descomposición también se desprende CO₂.

• Las erupciones volcánicas son una fuente de carbono, durante dichos procesos el carbono de la corteza terrestre que forma parte de las rocas y minerales es liberado a la atmósfera.

• En capas profundas de la corteza continental así como en la corteza oceánica el carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles, como es el caso del petróleo. Este compuesto se ha formado por la acumulación de restos de organismos que vivieron hace miles de años.

Existe aún bastante dióxido de carbono en la atmósfera terrestre como para sostener la vida de las plantas verdes por muchos millones de años más. Al respecto vale la pena mencionar lo siguiente: el uso que hemos hecho del carbón mineral y del petróleo, reintegra a la atmósfera el dióxido de carbono, de manera que en los últimos cincuenta años se ha podido medir un ligero incremento en la concentración total del gas, así que mientras nuestra especie no se extinga, es poco probable que el dióxido de carbono disminuya, posiblemente más bien tenderá a aumentar.

CICLO DEL OXIGENO

CICLO DEL OXIGENO

El oxígeno molecular (O2) representa el 20% de la atmósfera terrestre. Este oxígeno abastece las necesidades de todos los organismos terrestres que lo respiran para su metabolismo, además cuando se disuelve en agua, cubre las necesidades de los organismos acuáticos. En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los electrones retirados de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es agua.

El ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de la luz para alejar los electrones respecto a los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de oxígeno de las moleculas de agua. Los electrones reducen los átomos de carbono (de dióxido de carbono) a carbohidrato. Al final se produce oxígeno molecular y así se completa el ciclo.

Por cada molécula de oxígeno utilizada en la respiración celular, se libera una molécula de dióxido de carbono. Inversamente, por cada molécula de dióxido de carbono absorbida en la fotosíntesis, se libera una molécula de oxígeno.

El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.Al respirar, los animales y los seres humanos tomamos del aire el oxígeno que las plantas producen y luego exhalamos gas carbónico. Las plantas, a su vez, toman el gas carbónico que los animales y los seres humanos exhalamos, para utilizarlo en el proceso de la fotosíntesis. Plantas, animales y seres humanos intercambian oxígeno y gas carbónico todo el tiempo, los vuelven a usar y los reciclan. A esto se le llama el ‘ciclo del oxígeno.

CICLOS BIOGEOQUIMICOS

¿QUE ES UN CICLO BIOGEOQUIMICO?

El término Ciclo Biogeoquímico deriva del movimiento cíclico de los elementos que forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e interviene un cambio químico.

En resumen es el estudio del intercambio de sustancias químicas entre formas bióticas y abióticas.

TIPO DE CICLOS BIOGEOQUIMICOS

1. - Sedimentarios: los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas, sedimentos, etc) la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos en estos ciclos son generalmente reciclados mucho más lentamente que en el ciclo gaseoso, además el elemento se transforma de modo químico y con aportación biológica en un mismo lugar geográfico. Los elementos son retenidos en las rocas sedimentarias durante largo periodo de tiempo con frecuencias de miles a millones de años. Ejemplos de este tipo de ciclos son el FÓSFORO y el AZUFRE.

2.- Gaseoso: los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados rápidamente, con frecuencia de horas o días. Este tipo de ciclo se refiere a que la transformación de la sustancia involucrada cambia de ubicación geográfica y que se fija a partir de una materia prima gaseosa. Ejemplos de ciclos gaseosos son el CARBONO, el NITRÓGENO y OXÍGENO.

3.- El Ciclo HIDROLÓGICO: el agua circula entre el océano, la atmósfera, la tierra y los organismos vivos, este ciclo además distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta.

Relación de las industrias del proceso y el medio:

Una industria y su medio están involucradas en un sistema, ambos subsistema interrelacionan para formar un único sistema. En esta relación se establece un contacto íntimo que tiene tanto entradas como salidas en ambos subsistemas.

La industria del proceso se abastecerá pues del medio así como el medio recibirá las salidas de la industria, tanto productos, como desechos.

Pero la industria como acto humano, produce desechos que alteran el medio que le rodea (emisión de SO2, SO3, NO2, NO, CO, CO2, etc). Si bien se consideran desechos, la naturaleza tiene la capacidad de eliminarlos en concentraciones razonables, pero cuando se afecta el equilibrio ecológico drásticamente el desecho pasa a ser contaminante. Otras veces el proceso es a la inversa, podemos llegar a agotar o desvirtuar los nutrientes que permiten y mantienen las cadenas tróficas y la vida. Se puede entonces acabar con el flujo correcto de biomasa, y eliminar seres vivos.

EXPERIMENTOS DE ELECTRIZACION

ESCUELA PREPARATORIA ANEXA A LA NORMAL No. 1 DE  TOLUCA

PRIMER EXPERIMENTO

La carga eléctrica en un cuerpo electrizado, se distribuye en su superficie externa.
Usted podrá comprobar este realizando el experimento siguiente:

1) Tome un recipiente metálico ( como una jarra, un vaso o una lata) y colóquelo sobre un soporte de "unicel", que es un buen aislante eléctrico.
2) Corte algunas tiras delgadas de papel de seda. (puede susar papel china o papel albanene delgado)
y cuelgue algunas de ellas en la parte exterior del recipeiente, y otras en su parte interna.
3) Electrice un peine pasandolo por el cabello. Al acercar y tocar el peine al recipiente éste , como usted  ya sabe , quedará electrizado por contacto. Repita varias veces esta operación para que el recipiente adquiera una carga considerada.
4) Observe que las tiras de la parte externa son repelidas por la pared del recipiente, lo cual no secde con las tiras de la parte interna.
Explique a qué se debe esto.


SEGUNDO EXPERIMENTO

El fenómeno de blindaje electrostático  también se puede demostrar:
1) Coloque unos pedacitos de papel sobre una placa de unicel y  acérqueles un peine frotado en los cabellos. Como ya sabe usted, el peine atraerá dichos trozos de papel.
2) Interponga entre el peine y los trocitos de papel una coladora ( de cocina) de plastico.
Si el colador esta limpio y seco ( buen aislante), usted verá que los pedazos de papel seguiran siendo atraídos por el peine. Entonces, ¿el aislante produce un blindaje electrostrástico sobre los pedazos de papel?
3) Sustituya la coladera hecha de materiál plástico ( aislante) por una coladrea de metal.
¿En este caso, los pedazos de papel seguirán siendo atráidos por el peine?
4) Manteniendo el peine en su posición, retire la coladera de metal y observe que el peine atraérá entonces los pedazos de papel . así pués, ¿los pedazos de papel estaban blindados electrostáticamente por el metal?

Llevar los materiales necesarios y explicar estos experimentos.
Puedes hacer otros experimentos    prueba en este enlacee
http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/labdemfi/electrostatica/html/contenido.html
http://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Practica/practica2.html

CONSTRUCCION DE UN ELECTROSCOPIO

ESCUELA PREPARATORIA ANEXA A LA NORMAL NO. 1 DE TOLUCA

ELECTROSCOPIO

MATERIAL
1) Frasco de vidrio con tapa de plástico ( un tapón de corcho o una bola de unicel que  le de a laboca del frasco)
2) Un clavo  grande o un alambre
3) Papel aluminio

PROCEDIMIENTO

A) Atravesar la tapa de plástico con el clavo grande.
B) En su punta enredar papel alumnio o estaño.
C) Recortar de tal manera que queden dos laminillas con flexibilidad suficiente.



http://www.youtube.com/watch?v=KuVrDVldXps

 

 

LLUVIA ACIDA