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Investigo y señalo en el mapa las principales minas de diamantes y grafito a nivel mundial

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Respuesta rápida

Diamantes: Botsuana, Sudáfrica, RDC, Rusia, Canadá, Australia, Angola, Brasil. Grafito: China, Brasil, India, Madagascar, Sri Lanka, EE. UU., México, Canadá. El ciclo del carbono fija el CO₂ en materia orgánica y la recicla mediante fotosíntesis, respiración y descomposición.

📚 exercise quimica ⭐⭐⭐ Dificultad 3/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 89

Quimica 1° · 2024

Ejercicio 2

Investigo y señalo en el mapa las principales minas de diamantes y grafito a nivel mundial.

El diamante y el grafito son alótipos del carbono ( $C$ ): en el diamante cada átomo forma cuatro enlaces $sp^3$ en red tetraédrica (dureza extrema), y en el grafito los átomos forman capas hexagonales $sp^2$ con electrones deslocalizados (buen conductor y lubricante). Por eso se concentran en zonas geológicas muy antiguas, donde el carbono se formó a gran presión.

Parte 2.a

Diamantes (marcar con un símbolo, por ejemplo ◆)

Botsuana – minas de Orapa, Jwaneng y Letlhakane (Calavera de Karoo); el mayor productor mundial.
Sudáfrica – mina Cullinan (antigua Premier, Gauteng) y Venetia (Limpopo); origen histórico de los diamantes surafricanos.
República Democrática del Congo (RDC) – provincia de Kasaï (Mbuji-Mayi); gran volumen de diamantes industriales.
Rusia – mina Mirny y Udachnaya en Siberia (Yakutia), de las más profundas del mundo.
Canadá – minas Diavik y Ekati, en los Territorios del Noroeste.
Australia – mina Argyle, en Australia Occidental (famosa por los diamantes rosas).
Brasil – Minas Gerais, uno de los primeros productores conocidos.
Angola – mina Catoca, entre las más grandes del planeta.
Tanzania y Namibia – extracción aluvial (diatremas y playas).

Parte 2.b

Grafito (marcar con otro símbolo, por ejemplo ▲)

China (provincia de Heilongjiang, Shandong) – primer productor mundial.
Brasil – minas de Pedra Azul y Itapecerica (Minas Gerais).
India – minas de Madhya Pradesh y Odisha.
Madagascar – yacimientos de Antsirabe.
Sri Lanka – minas de Ratnapura (grafito de gran pureza, clásico).
Estados Unidos – yacimientos en Tennessee y New York.
México – minas de Sonora (Mina Colorada), uno de los yacimientos más grandes de América.
Canadá – mina Lac-des-Îles (Quebec).
Tanzania, Namibia y Sudáfrica – grafito en el este y norte de África.

Cómo señalarlo: se pinta/rodea en el mapa cada país productor con el color o símbolo elegido, y se agrega el nombre de una mina emblemática al lado. Se puede crear una leyenda: ◆ diamantes, ▲ grafito.

Respuesta

Los diamantes se concentran en Botsuana, Sudáfrica, RDC, Rusia, Canadá, Australia, Angola y Brasil; el grafito en China, Brasil, India, Madagascar, Sri Lanka, Estados Unidos, México, Canadá y África austral.

Ejercicio 3

Investigo y escribo la importancia del ciclo del carbono en la vida de los seres vivos. Con la información obtenida elaboro una maqueta con material reciclable y expongo en clase.

El carbono es el elemento central de todos los compuestos orgánicos: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN), base de la materia viva.
En la fotosíntesis, los organismos clorofílicos fijan el carbono del $CO_2$ : $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{luz}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$ .
En la respiración celular, los seres vivos oxidan la glucosa para obtener energía: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{energía}$ (ATP).
Al morir, los organismos son descompuestos por descomposición y mineralización, que devuelven el carbono al ambiente como $CO_2$ o carbonatos en el suelo.
El carbono se almacena en fósiles (combustibles fósiles) y en el océano; quemarlos libera $CO_2$ acelerando el efecto invernadero y el cambio climático.
El ciclo del carbono mantiene el equilibrio de la atmósfera: sin él no habría oxígeno suficiente ni cadenas tróficas que dependen de la materia orgánica.

Maqueta sugerida (material reciclable): base de cartón con tres zonas (atmósfera, biosfera, litósfera); botellas recortadas como nubes de $CO_2$ ; hojas de papel reciclado verdes como productores; flechas de cartón pintadas para fotosíntesis, respiración, descomposición y quema de combustibles fósiles.

Respuesta

El ciclo del carbono conecta todos los seres vivos: fija el $CO_2$ en materia orgánica por fotosíntesis, la recicla por respiración y descomposición y regula el clima; su desequilibrio por quema de combustibles fósiles produce efecto invernadero.

Contenido de la página

88 Texto de Química

2. Investigo y señalo en el mapa las principales minas de diamantes y grafito a nivel mundial.

[Mapa mudo del mundo, países coloreados, sin marcas] Propuesta de marcaje:

Diamantes: Botsuana (Orapa, Jwaneng), Sudáfrica (Cullinan, Venetia), RDC (Kasaï), Rusia (Mirny, Udachnaya), Canadá (Diavik, Ekati), Australia (Argyle), Angola (Catoca), Brasil (Minas Gerais), Tanzania y Namibia.
Grafito: China (Heilongjiang), Brasil (Pedra Azul), India (Madhya Pradesh), Madagascar, Sri Lanka (Ratnapura), Estados Unidos (Tennessee), México (Sonora), Canadá (Lac-des-Îles), Tanzania y Namibia.

3. Investigo y escribo la importancia del ciclo del carbono en la vida de los seres vivos. Con la información obtenida elaboro una maqueta con material reciclable y expongo en clase.

El carbono es el elemento de la vida: los organismos lo incorporan por fotosíntesis ( $6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$ ), lo liberan por respiración ( $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O$ ) y los descomponedores lo devuelven al ambiente. El almacenamiento del carbono en combustibles fósiles y su liberación masiva por la quema alteran el equilibrio atmosférico (efecto invernadero).

Ejemplos resueltos

¿Por qué Botsuana y Rusia son líderes en diamantes pero no en grafito?

Porque los diamantes se forman en condiciones geológicas extremas de presión y temperatura en kimberlitas y diatremas antiguos, concentrados en cratones precámbricos como el de Kalahari (Botsuana) y los escudos siberianos (Rusia). El grafito se origina a partir de sedimentos ricos en materia orgánica y metamorfismo, con yacimientos asociados a rocas antiguas y metamórficas de zonas como China, Brasil, India y Sri Lanka. La distribución geológica distinta explica que los países líderes en un mineral casi no sean líderes en el otro.

¿Qué ocurre con el ciclo del carbono si se queman grandes cantidades de combustibles fósiles?

La quema acelera la mineralización del carbono almacenado durante millones de años: se libera $CO_2$ a la atmósfera mucho más rápido de lo que los productores pueden fijarlo. Aumenta la concentración de $CO_2$ , se intensifica el efecto invernadero y sube la temperatura global, alterando ecosistemas y el balance mismo del ciclo.

Tabla

País	Mineral	Minas o yacimientos emblemáticos
Botsuana	Diamantes	Orapa, Jwaneng, Letlhakane
Sudáfrica	Diamantes	Cullinan, Venetia
República Democrática del Congo	Diamantes	Kasaï (Mbuji-Mayi)
Rusia	Diamantes	Mirny, Udachnaya (Siberia)
Canadá	Diamantes	Diavik, Ekati
Australia	Diamantes	Argyle (Australia Occidental)
Angola	Diamantes	Catoca
Brasil	Diamantes	Minas Gerais
China	Grafito	Heilongjiang, Shandong
Brasil	Grafito	Pedra Azul, Itapecerica
India	Grafito	Madhya Pradesh, Odisha
Madagascar	Grafito	Antsirabe
Sri Lanka	Grafito	Ratnapura
Estados Unidos	Grafito	Tennessee, Nueva York
México	Grafito	Sonora (Mina Colorada)
Canadá	Grafito	Lac-des-Îles (Quebec)

Diagrama

flowchart LR
  A[CO2 atmosférico] -->|Fotosíntesis| B[Productores<br/>plantas y algas]
  B -->|Consumo| C[Consumidores<br/>animales]
  C -->|Respiración| A
  B -->|Muerte y descomposición| D[Descomponedores]
  D -->|Mineralización| A
  A -->|Disolución| E[Océanos y sedimentos]
  F[Combustibles fósiles] -->|Quema| A

Fórmulas y ecuaciones

$6\,CO_2 + 6\,H_2O \xrightarrow{\text{luz}} C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2$

$C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O + \text{energía}$

$6\,CO_2$ + $6\,H_2O$ $\xrightarrow{\text{luz y clorofila}}$ $C_6H_{12}O_6$ + $6\,O_2$

$C_6H_{12}O_6$ + $6\,O_2$ $\rightarrow$ $6\,CO_2$ + $6\,H_2O$ + $\text{energía (ATP)}$

C ( $\text{diamante, }$ $sp^3)$ $\quad$ $\text{vs.}$ $\quad$ C ( $\text{grafito, }$ $sp^2)$

Glosario (7)

Alótropo: Formas distintas de un mismo elemento químico; el carbono presenta como alótopos el diamante, el grafito y el grafeno.
Diamante: Alótropo del carbono con red tetraédrica de enlaces covalentes fuertes; es la sustancia natural más dura.
Grafito: Alótropo del carbono formado por capas hexagonales deslizables; es blando, lubricante y conductor de la electricidad.
Ciclo del carbono: Recorrido del carbono entre la atmósfera, los seres vivos, el suelo, los océanos y las rocas.
Fijación del carbono: Incorporación del CO₂ atmosférico a compuestos orgánicos, principalmente por la fotosíntesis.
Mineralización: Proceso por el que los descomponedores convierten la materia orgánica en CO₂, agua y sales inorgánicas.
Efecto invernadero: Retención del calor terrestre por gases atmosféricos como el CO₂ y el metano; su aumento provoca el cambio climático.

Preguntas para practicar

¿Por qué el diamante y el grafito, siendo ambos carbono, tienen propiedades tan distintas?

Por la diferente disposición de sus átomos: en el diamante cada carbono forma cuatro enlaces covalentes en una red tetraédrica muy estable y dura; en el grafito forma tres enlaces en planos hexagonales con un electrón deslocalizado, lo que permite que las capas se deslicen y hagan al grafito blando y conductor.

¿Qué papel juegan los seres vivos en el equilibrio del ciclo del carbono?

Los productores fijan carbono por fotosíntesis, los consumidores lo transforman en materia orgánica por respiración y los descomponedores lo devuelven al ambiente; sin esta interacción el CO₂ atmosférico variaría drásticamente.

¿Cómo puedes diseñar tu maqueta usando solamente materiales reciclables?

Usa cajas de cartón como base y relieve del terreno, botellas PET cortadas como nubes y lagos, papel y periódico reciclado para plantas y animales, y palitos de helado o alambres como flechas; pinta con colores naturales o pigmentos de alimentos y agrega una leyenda escrita a mano.

Temas y conceptos clave

Yacimientos mundiales de diamantes y grafitoAlótropos del carbonoCiclo del carbonoFotosíntesis y respiraciónCambio climático y efecto invernaderoProyecto con material reciclableDiamante (red tetraédrica sp³)Grafito (capas hexagonales sp²)Fijación del carbonoMineralizaciónCombustibles fósilesEfecto invernaderoMaqueta reciclable

Fuentes y referencias

USGS Mineral Commodity Summaries - Graphite y Diamonds
Ministerio de Energía y Minas de Ecuador
FAO - Ciclo del carbono y su relación con los seres vivos

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Figuras de la página (1)

Mapa mudo del mundo en proyección política, con países coloreados en tonos pastel (verde, rosa, morado, amarillo, naranja) y contornos oscuros; sin etiquetas ni marcas, listo para que el estudiante señale las minas de diamantes y grafito. — Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué países son los principales productores de diamantes del mundo?

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¿Por qué el ciclo del carbono es esencial para la vida en la Tierra?

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📌 Antes de leer esto

• Estructura del átomo de carbono y enlaces covalentes
• Definición de alótropo (diamante y grafito)
• Ecuación general de la fotosíntesis y de la respiración celular
• Lectura de mapas mundiales con coordenadas y continentes

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Compuestos del carbono: hidrocarburos y grupos funcionales (pág. 90)

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Investigo y señalo en el mapa las principales minas de diamantes y grafito a nivel mundial.

PES oe o

Investigo y escribo la importancia del ciclo del carbono en la vida de los seres vivos. Con la información obtenida elaboro una maqueta con material reciclable y expongo en clase.

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