Composición química de la atmósfera.

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Si 29,5 33,0 15,0 Mo 1,1·10-4 2·10-4 2·10-3
P 9,3·10-2 8·10-2 7,0 Ag 7·10-6 1·10-5 1·10-4
S 4,7·10-2 8,5·10-2 5,0 Cd 1,3·10-5 5·10-5 1·10-6
Cl 1,7·10-2 1·10-2 1·10-2 Sn 2,5·10-4 1·10-3 5·10-4
K 2,50 1,36 3,0 I 4·10-5 5·10-4 5·10-3
Ca 2,96 1,37 3,0 Cs 3,7·10-4 5·10-4 n·10-4
Ti 0,45 0,46 0,1 Ba 6,5·10-2 5·10-2 n·10-2
V 9·10-3 1·10-2 6,1·10-3 Au 4,3·10-7 - 1·10-4
Cr 8,3·10-3 2·10-2 2,5·10-2 Hg 8,3·10-6 1·10-6 1·10-7
Mn 1·10-1 8,5·10-2 7,5·10-1 Pb 1,6·10-3 1·10-3 1·10-3
Fe 4,65 3,8 1,0 Ra 8,3·10-11 8,3·10-11 2·10-11
Co 1,8·10-3 1·10-3 1,5·10-3 Th 1,3·10-3 6·10-4 -
Ni 5,8·10-3 4·10-3 5·10-3 U 2,5·10-4 1·10-4 5·10-5
Cu 4,7·103 2·10-3 2·10-2
1.5.4- Composición química de la atmósfera.
1.5.5- Diferenciación exógena.
La diferenciación exógena ocurre a través de complejos procesos en los que intervienen las
rocas, aguas, organismos vivos, aire, etc.
Para realizar un análisis adecuado de la diferenciación exógena deben conjugarse: las vías que
utilizan los elementos químicos para incorporarse a los sistemas geoquímicos exógenos y las
interacciones que se establecen entre los componentes de las geosferas superiores.
Para completar este cuadro introductorio de la diferenciación exógena sólo queda realizarnos las
siguientes preguntas: ¿cuál ha de ser el destino de los elementos que originalmente integraron
estos sistemas geoquímicos?, ¿qué papel juegan los procesos físicos (mecánicos), fisico-
quimicos, químicos y bioquímicos en la diferenciación exógena?. 
En una primera aproximación a este problema deben ser diferenciados los elementos que
participan activamente en los procesos químicos de diferenciación exógena de aquellos que
resultan inertes ante los agentes químicos durante este proceso.
Elementos químicamente activos Elementos químicamente inertes
Formadores de minerales poco resistentes a la
meteorización química.
Formadores de minerales muy resistentes a la
meteorización química.
Formadores de gases de origen inorgánico y/o
biológico (O2, HCl, etc.)
Formadores de gases inertes (He, Ne, Ar, N2 ).
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VÍAS DE 
INCORPORACIÓN
COMPONENTES 
QUE INTERACTUAN
Meteorización 
de los 
minerales y 
rocas
Emanaciones 
gaseosas de la 
actividad 
volcánica
Líquidos Sólidos Biogénicos Gaseosos
Resultantes de la ionización de los ácidos y
bases y de la hidrólisis de algunas sales (H3O+,
OH-, ect).
 
En correspondencia con esto, ocurrirá la diferenciación exógena siguiendo tres mecanismos
principales:
Por ejemplo, al ocurrir la meteorización de un macizo de rocas ultrabásicas o la correspondiente
a un cuerpo mineral pirito-calcopirítico, predominaría la diferenciación química debido a que los
minerales que constituyen a ambos sistemas geoquímicos endógenos son inestables en presencia
de los agentes químicos meteorizantes.
Por otro lado, si lo que esta expuesto a la meteorización es un macizo de rocas ácidas, una
pegmatita granítica o un cuerpo mineral de casiterita-wolframita, la diferenciación mecánica
sería quien predominaría ya que los minerales que componen a estos sistemas geoquímicos
endógenos son resistentes a la meteorización química. 
En ambos casos existirán posibilidades de ocurrencia de la diferenciación biogénica a partir de la
absorción selectiva de nutrientes por partes de las plantas y animales.
 Diferenciación química .
 Este proceso presupone la participación del agua como disolvente principal en la naturaleza y,
consiguientemente, la ocurrencia de procesos químicos inorgánicos y orgánicos (de intercambio
iónico, de oxidación- reducción, ácido-base, etc.) y de superficie (adsorción coloidal) en
soluciones acuosas.
Tal situación está regida por el papel conjunto de propiedades químicas y fisicoquímicas, las
cuales se derivan de la envoltura electrónica de los iones.
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DIFERENCIACIÓN 
EXÓGENA
Diferenciación
química
Diferenciación
mecánica
Diferenciación
bioquímica
 Ha de ser esclarecido el papel que juega el potencial iónico, el potencial redox y el tipo de
envoltura electrónica externa en la manifestación de las propiedades químicas de los
diferentes elementos (iones). Para ello el docente debe auxiliarse de la tabla periódica de 18
columnas, retomando los conocimientos básicos que posee el estudiante del curso de
Química General. Sobre esta base se deberá valorar la influencia de estos factores en la
diferenciación química de los elementos, conjuntamente con el efecto causado por el pH y
Eh en este proceso. 
 También se deberá hacer referencia al papel que juega la absorción coloidal en la separación
de algunos iones desde las aguas naturales, correspondiéndose al estado coloidal con
sistemas geoquímicos compuestos por partículas muy finas (ej., sedimentos arcillosos).
Derivándose de esto, se manifiestan algunos fenómenos que deben tenerse en cuenta al valorar la
distribución de los elementos durante la diferenciación química. Estos fenómenos son:
disolución de los minerales en agua, capacidad de hidrólisis de los iones, capacidad de
combinación química de los iones, capacidad de absorción coloidal de los iones, coagulación de
los coloides, los cuales dependen de las condiciones fisicoquímicas del medio (pH, Eh,
sustancias disueltas, etc.). Todo ello determina el destino y la distribución desigual de los
elementos químicos durante la diferenciación química.
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PROPIEDADES FÍSICOQUÍMICAS
Propiedades coloidales
Coagulación de 
los coloides
Adsorción 
coloidal
 Carga iónica Radio iónico Tipo de envoltura 
 electrónica externa
PROPIEDADES 
QUÍMICAS
Propiedades ácido-base
(Potencial iónico)
Propiedades redox
(Potencial de electrodo)
Afinidad química
(Electronegatividad)
Neutralización
Hidrólisis
Oxidación
Reducción
Formación de carbonatos
Formación de óxidos
Formación de hidróxidos
Formación de sulfatos
Formación de sulfuros
Formación de silicatos
Retomando a la situación planteada al principio, podríamos preguntarnos ¿cuál será el destino
del Fe y Mg durante la meteorización química del macizo intrusivo de rocas ultrabásicas? Estos
elementos están integrados a los olivinos y piroxenos, los cuales resultan de una resistencia
moderada frente a la meteorización química. Esto significa que podrían incorporarse de inicio a
las soluciones meteorizantes (ricas en CO2, O2 y otras sustancias disueltas).
- El Fe2+ bajo estas condiciones fisicoquímicas se oxidaría a Fe3+ y, finalmente, llegaría a
hidrolizarse en su totalidad debido al potencial iónico intermedio que posee. Esto conllevaría
a la formación de goethita (FeO(OH)) e hidrogoethita (FeO(OH)nH20), que precipitarían
desde estas soluciones e integrarían determinados tipos de sedimentos. En este caso, la
capacidad de hidrólisis del hierro se incrementa debido a su oxidación.
- El Mg2+ podría disolverse en forma de Mg(HCO3)2, incorporándose de esta manera a las
aguas naturales, lo cual es favorecido por el potencial iónico relativamente bajo y por su
envoltura externa de 8 electrones. Ambas cuestiones dificultan la hidrólisis del Mg2+ y, por
consiguiente, su precipitación en forma de hidróxidos.
 Por otra parte, ¿qué sería del Fe, Cu y S que integran el cuerpo mineral pirito–calcopirítico?
La pirita y la calcopirita son minerales poco resistentes ante la meteorización química, por lo
cual deben tenerse las mismas consideraciones expuestas anteriormente:
- El Fe2+ sigue un camino semejante al explicado en el ejemplo anterior.
- El Cu2+ podría disolverse de inicio en agua debido a que su potencial iónico es inferior al del
Fe3+ y esto dificulta su hidrólisis, pero su envoltura de >8 y <18 electrones contribuye a que,
finalmente, llegue a ocurrir este proceso. Esto conduce inevitablemente a la formación de
malaquita y azurita (carbonatos básicos de cobre) mediante su precipitación desde las
soluciones meteorizantes.
- El S2- se transformaría en SO42- incorporándosela mayor parte del azufre a las aguas
naturales, debido al incremento notable del potencial iónico del azufre a consecuencia de su
oxidación. Esto le permite formar oxianiones solubles con poca capacidad para hidrolizarse.
 Diferenciación mecánica.
Este proceso ocurre con la participación de agentes físicos (mecánicos) que propician la
movilidad de aquellos elementos integrados a minerales resistentes a la meteorización química.
Esto significa que los factores físicos son dominantes en este tipo de diferenciación exógena, lo
cual estaría muy vinculado con la integración de propiedades del núcleo atómico y propiedades
derivadas de la envoltura electrónica.
Ante la acción de un agente mecánico (agua, viento), estos minerales se diferencian atendiendo a
su masa, la cual es directamente proporcional a su peso específico.
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 Masa Carga Radio iónico Tipo de 
envoltura atómica iónica y atómico 
electrónica externa
PROPIEDADES FÍSICAS
Peso específico Dureza Color
En la situación planteada inicialmente debe esperarse, suponiendo que los granos minerales sean
de igual tamaño, que la casiterita sería más afectada por los agentes mecánicos dado su peso
específico algo inferior.
 Diferenciación bioquímica.
Este proceso ocurre como resultado de la absorción selectiva de elementos desde las aguas
naturales por partes de las plantas y animales, acompañados de diferentes fenómenos que
conducen a la síntesis de compuestos orgánicos e inorgánicos durante su actividad metabólica.
El resultado final de la diferenciación exógena debe valorarse atendiendo a la distribución
desigual de los elementos químicos en los diferentes sistemas geoquímicos exógenos. Esto se
puede apreciar mediante la interpretación de las tablas de clarkes normales de las rocas
sedimentarias (rocas carbonatadas, rocas arcillosas y areniscas), hidrosfera y biosfera (Tabla 1. )
Elemento Z
Corteza
terrestre
Rocas
arcillosas
Areniscas
Rocas
carbonatadas
Hidrosfera Biosfera
Si 14 29,5 23,80 36,75 2,22 3·10-4 2·10-1
Al 13 8,05 10,45 2,53 0,43 1·10-6 2,5·10-4
Fe 26 4,65 3,33 0,99 0,40 1·10-6 1·10-2
Ca 20 2,96 2,53 3,95 30,45 4,08·10-2 5·10-1
Na 11 2,5 0,66 0,33 0,04 1,035 2·10-2
K 19 2,5 2,28 1,10 0,27 3,8·10-2 3·10-1
Mg 12 1,87 1,34 0,71 4,77 0,13 4·10-2
Ti 22 0,45 0,45 0,10 0,04 1·10-7 8·10-4
Mn 25 0,10 0,067 - 0,04 2·10-7 1·10-3
P 15 0,093 0.077 0.03 0.02 7·10-6 7·10-2
F 9 0,066 0,05 - 0,025 1,3·10-4 5·10-4
Ba 56 0,065 0,08 0,017 0,012 2·10-6 3·10-3
S 16 0,047 0,3 0,28 0,11 8,9·10-2 5·10-2
Sr 38 0.034 0.045 2,6·10-3 0.06 8·10-4 2·10-3
C 6 0,023 1,45 1,48 11,39 2,8·10-3 18,0
Cl 17 0,017 0,016 - 0,02 1,935 2·10-2
Zr 40 0,017 0,02 - - 5·10-9 -
V 23 9·10-3 0,013 2·10-3 1·10-3 3·10-8 n·10-4
Cr 24 8,3·10-3 0,01 0,015 9·10-4 2·10-9 n·10-4
Ni 28 5,8·10-3 9,5·10-4 5·10-4 - 3·10-8 5·10-5
Cu 29 4,7·10-3 5,7·10-4 - 2·10-3 4,5·10-6 2·10-4
Li 3 3,2·10-3 6·10-3 1,7·10-3 2,6·10-3 1·10-5 1·10-5
Ga 31 1,9·10-3 3·10-3 7,4·10-4 3,7·10-4 5·10-8 -
Ge 32 1,4·10-4 2·10-4 3·10-4 - 6·10-9 1·10-4
W 74 1,3·10-4 3·10-4 - - 1·10-5 -
Tabla 1. Clarkes normales de los elementos químicos en las rocas sedimentarias, hidrosfera
y biosfera (% en masa).
Sin embargo, conocidas las propiedades químicas, fisicoquímicas, físicas y bioquímicas de los
elementos químicos se puede predecir cuál será su comportamiento geoquímico durante la
diferenciación exógena.
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