Introducción a la Geoquímica
1. Origen del Término Geoquímica
¿Quién fue el primero en usar el término «geoquímica» en 1838?
Christian Friedrich Schönbein (1799-1868)
2. Disciplinas Relacionadas con la Geoquímica
¿Cuáles son las disciplinas con relaciones más directas con la geoquímica?
- Química
- Geología
- Astrofísica
- Bioquímica
3. Aportes de Goldschmidt a la Geoquímica
¿Qué demostró Goldschmidt a través de la cristalografía de rayos X?
- El balance eléctrico entre iones positivos y negativos influye en el tamaño de los iones.
4. Prerrequisitos para el Desarrollo de la Geoquímica
¿Qué momentos fueron prerrequisitos para el desarrollo de la geoquímica?
- Desarrollo de métodos exactos para el análisis de rocas y minerales.
- Distribución de los 46 elementos químicos.
5. Geoquímica como Disciplina Científica
La geoquímica es una disciplina científica que se encarga de aplicar los principios de la química en la solución de problemas geológicos.
6. La Biosfera y la Transformación de Energía Solar
¿Quién mostró la biosfera como principal transformador de energía solar en energía química?
Vladimir Ivanovich Vernadsky
7. Definición de Geoquímica
¿Qué es la geoquímica?
Disciplina científica encargada de resolver problemas geológicos aplicando principios químicos.
8. Objetivos de la Geoquímica
¿Cuál no es un objetivo de la geoquímica?
Composición química y comportamiento químico de la materia que constituye la Tierra sin incluir interacciones con actividades humanas.
9. Principal Aportación de Victor M. Goldschmidt
¿Cuál fue la principal aportación de Victor M. Goldschmidt en la geoquímica?
La distribución de los elementos químicos en la corteza terrestre.
Técnicas Analíticas en Geoquímica
1. Precisión en Análisis Geoquímicos
¿Qué es la precisión?
Estar próximo a un resultado.
2. Significado de ICP
¿Qué significa ICP?
Inductively Coupled Plasma (Plasma acoplado por inducción).
3. Características de los Análisis Geoquímicos
Los análisis deben ser: precisos, exactos y con concretos límites de detección.
4. Microsonda Iónica (SIMS)
¿Qué elemento o elementos analiza la microsonda iónica (SIMS)?
Elementos traza y relaciones isotópicas.
5. Tipos de Espectrometría de Masas
¿Cuáles son los grandes tipos de espectrometría de masas?
- De ionización térmica.
- De fuente gaseosa de gas con electrones.
6. Elementos Mayoritarios
¿Cuándo se considera que un elemento es mayoritario?
Cuando su concentración es mayor a 0,5%.
7. Instrumentación para Análisis de Muestras
¿Qué instrumentación utilizarías para realizar un análisis de muestras?
XRF (Fluorescencia de rayos X).
8. Gas Utilizado en Espectrometría de Masas con ICP
En la espectrometría de masa con una fuente de plasma acoplado por inducción se utiliza un gas para generar dicho plasma y vaporizar e ionizar la muestra líquida, ¿qué gas es?
Gas argón.
9. Tipos de Isótopos
Existen dos tipos de isótopos basados en criterios físico-químicos que tienen fines para estudios geocronológicos, ¿cómo son?
Estables y radiogénicos.
10. Calidad en Técnicas de Microhaz
En las técnicas de microhaz, la calidad de los análisis es importante y por eso deben ser: precisos, exactos y con concreto límite de detección.
11. Tratamiento de Muestras Sólidas
En relación con el tratamiento de muestras sólidas:
Requieren a menudo de un tratamiento químico convencional antes de introducirse en un instrumento, presentando problemas (como tratar la muestra con ácidos, gran inversión económica, el uso de agua, etc.).
12. Fluorescencia de Rayos X (XRF)
¿Cuál no es una característica de la técnica de fluorescencia de rayos X?
Analiza elementos con número atómico (Z) inferior a 11 (por ej. el sodio).
13. Tipos de Isótopos (Repetición)
¿Cuáles son los dos tipos de isótopos basados en criterios físico-químicos?
Radiogénicos y estables.
14. Fluorescencia de Rayos X (XRF) – Afirmación Incorrecta
Cuál de estas afirmaciones con respecto a la fluorescencia de rayos X no es correcta:
Analiza hasta 85 elementos, desde ppm hasta % (son 80).
Estructura Atómica y Propiedades Químicas
1. Modelo Nuclear de Rutherford
En el modelo nuclear de Rutherford, el átomo es de: (ninguna de las anteriores).
2. Definición de Orbital
¿Para qué se utiliza el término “orbital”?
Para designar el espacio donde es muy probable encontrar un electrón.
3. Propiedades Químicas de los Elementos
¿De qué dependen fundamentalmente las propiedades químicas de los elementos?
De los electrones externos o de valencia.
4. Principio de Construcción
¿De qué depende el principio de construcción?
Del principio de exclusión de Pauli y de energía mínima.
5. Modelo de Bohr
¿Qué explica el modelo de Bohr?
La emisión de rayos X.
6. Ley de Moseley
¿En qué consiste la ley descrita por Moseley de los rayos X?
Propone que existe una relación entre la longitud de onda de los rayos X con su número atómico.
7. Modelo Atómico de Thomson
El primer modelo atómico fue propuesto por J.J. Thomson en 1904, quien proponía que el átomo estaba formado por una esfera con carga positiva uniforme y en su interior estaban incluidos los electrones.
8. Propiedades Químicas y Electrones de Valencia (Repetición)
Las propiedades químicas de los elementos dependen fundamentalmente de los electrones que ocupan los orbitales de valencia.
9. Electronegatividad
¿Qué propiedad sirve para clasificar a los elementos en dos grupos principales: metales y no metales?
Electronegatividad.
10. Electrones de Valencia (Repetición)
Las propiedades químicas de los elementos dependen fundamentalmente de los electrones de valencia o externos.
11. Energía de Ionización
¿Qué es la energía de ionización?
Energía que se desprende cuando a un átomo se le une un electrón para formar un ión con carga negativa.
12. Modelo Atómico de Thomson (Repetición)
Según el modelo atómico de Thomson, los electrones están embebidos en una esfera con carga positiva uniforme.
Comportamiento de Elementos Traza y Reglas de Goldschmidt
1. Transporte de Material en la Tierra
¿Cuál de los tres medios de transporte de material de la Tierra es el más importante y por qué?
El magma, porque al provenir del interior de la Tierra transporta materiales exclusivos del interior de la Tierra.
2. Coeficiente de Reparto Kd
¿Qué significado tiene en la distribución de los elementos traza un elevado valor de la constante Kd según la ley de Berthelot-Nernst y la ley de Henry?
Una alta concentración de elementos traza en el fundido.
3. Factores que NO Influyen en el Coeficiente de Reparto Kd
¿De qué no depende el coeficiente de reparto Kd según las leyes de Berthelot-Nernst y Henry en los sistemas mineral/fundido?
De la disponibilidad de materia orgánica.
4. Enlace Iónico
Los iones cargados de forma contraria son atraídos unos a otros y pueden formar un enlace electrostático o iónico.
5. Camuflaje en Geoquímica
Camuflaje ocurre cuando elementos menores poseen igual carga e igual radio iónico que el elemento mayoritario a reemplazar.
6. Reglas de Goldschmidt
En relación con las reglas de Goldschmidt de la sustitución, señale la respuesta correcta:
- Los iones de un elemento se pueden reemplazar por otros en cristales iónicos si su radio difiere menos de un 15%.
- Cuando los iones que se sustituyen difieren en cargas, debe alcanzarse la neutralidad.
- Cuando dos iones distintos pueden ocupar una posición particular en la red cristalográfica, el ión con mayor potencial iónico forma un enlace más fuerte con los aniones que le rodean.
- Todas las respuestas anteriores son correctas.
7. Definición de Elementos Traza
¿Qué son los elementos traza?
Elementos que aparecen en concentraciones por debajo de 0,1% a 1000 ppm.
Geoquímica Isotópica y Geocronología
1. Desintegración Radiactiva
¿Qué es la desintegración radiactiva?
Los isótopos se desintegran.
2. Concentración de Elementos en el Circón
¿Qué concentra el circón?
Uranio (U), plomo (Pb) y torio (Th).
3. Química Isotópica
¿De qué dos partes consta la química isotópica?
Separación de los isótopos más estables y relacionarlos con isótopos obtenidos inicialmente.
4. Isótopo Radiactivo del Rubidio
¿Cuál de estos isótopos de rubidio (Rb) es radiactivo y se desintegra a estroncio-87 (87Sr) por emisión de partículas β?
87Rb.
5. Variación de Relaciones Isotópicas
¿Por qué pueden variar las relaciones isotópicas?
Por la desintegración radiactiva y la fraccionación de masas.
6. Desintegración Alfa
Desintegración alfa o núcleos de helio (He). Va acompañada por emisión de radiación gamma.
7. Fission Track
Fission Track se utiliza sobre muestras con materiales ricos en uranio (U).
8. Espectrómetro de Masas por Ionización Térmica
¿Cuál de las siguientes opciones no es una característica del espectrómetro de masas por ionización térmica?
Permite el análisis de 20 muestras al mismo tiempo y no requiere de necesidades técnicas de instalación.
9. Sistema Isotópico para Corales y Espeleotemas
¿Qué sistema isotópico utilizaríamos para fines de aplicación en corales y espeleotemas?
U-Th/Pb.
Isótopos Estables y Fraccionamiento Isotópico
1. Isótopos Estables del Carbono
¿Cuántos isótopos estables tiene el carbono (C)?
Dos.
2. Gases Nobles
¿Por qué se producen los gases nobles?
Son elementos del grupo 7 y al obtener un electrón se convierten en gases nobles.
3. Causas de la Fraccionación Isotópica
¿A qué cambios puede deberse la fraccionación isotópica?
A la cinética y el equilibrio termodinámico.
4. Fraccionación Cinética
¿Qué resulta si se lleva hasta el final la fraccionación cinética?
No fraccionación.
5. Fraccionación Isotópica del Azufre
¿Qué tipos de fraccionación se distinguen entre isótopos de azufre?
Cinéticos bajo procesos microbianos y reacciones de intercambio químico.
6. Geotermometría con Isótopos de Oxígeno
Los isótopos de oxígeno son usados como uno de los geotermómetros más fiables, sobre todo en minerales generados a bajas temperaturas.
7. Propiedad de los Isótopos de Gases Nobles
Los isótopos de gases nobles tienen la propiedad de tener ocupado su última capa orbital con electrones.
8. Proceso de Fraccionamiento Isotópico
Con respecto al proceso de fraccionamiento isotópico, señale la respuesta correcta:
Para la mayoría de los elementos, las diferencias de masa entre sus isótopos son tan pequeñas que la fraccionación no ocurre, especialmente a altas temperaturas.
9. Aplicaciones de Isótopos Estables
¿Cuál no es una aplicación de los isótopos estables?
Datación de meteoritos.