Χημεία (Β Γυμνασίου): Ηλεκτρονικό Βιβλίο

Καλλιεργημένη έκταση

4.1 Το έδαφος και το υπέδαφος

Πρώτες σκέψεις: Όταν ήσουν μικρό παιδί, έπαιζες με το χώμα. Σκάλιζες, έσκαβες, έκανες λάσπη και λερωνόσουν, με αποτέλεσμα να σε μαλώνει η μητέρα σου. Το χώμα είναι ένα τμήμα αυτού που ονομάζουμε έδαφος. Από την εμπειρία σου γνωρίζεις ότι στο έδαφος φύονται φυτά και ζουν μυρμήγκια, σκουλήκια και άλλα ζωύφια. Το έδαφος είναι ένα σύστημα, όπου η ζωή και τα άλλα συστατικά όπου επιδρούν και φτάνουν σε ισορροπία. Τώρα ήρθε ο καιρός να μάθεις περισσότερα γι’ αυτό που στα πρώτα χρόνια της ζωής σου ήταν ένα παιχνίδι.

Μετά τη μελέτη αυτού του κεφαλαίου θα μπορείς:

Να περιγράφεις το ρόλο του εδάφους στη διατήρηση της ζωής.
Να ανιχνεύεις ορισμένα συστατικά του εδάφους.
Να γνωρίζεις τα συστατικά του υπεδάφους (πέτρωμα, ορυκτό, μετάλλευμα).
Να αναφέρεις τα κυριότερα μεταλλεύματα και ορυκτά καύσιμα της Ελλάδας και να εκτιμάς τη σημασία τους.

key πετρώματα, ορυκτά, μεταλλεύματα

Παράθυρο στο εργαστήριο : Αναλύοντας το χώμα

Πείραμα 1ο:

Σε ένα ποτήρι ζέσεως τοποθετούμε 2 χούφτες χώμα.
Σκεπάζουμε το ποτήρι με ύαλο ωρολογίου και το θερμαίνουμε. Μετά από λίγο η ύαλος θαμπώνει. Αυτό οφείλεται στην υγροποίηση των υδρατμών που εξατμίστηκαν από νερό του χώματος.

Πείραμα 2ο: Γιατί θολώνει το ασβεστόνερο;

Τοποθετούμε πάνω σε ένα χωνί λίγη γάζα ή τούλι και ρίχνουμε χώμα.
Στερεώνουμε το χωνί σε μια βάση στήριξης και το φωτίζουμε με μια λάμπα.
Κάτω από το χωνί βάζουμε διάλυμα αλκοόλης 50% ν/ν περίπου.
Την επόμενη μέρα θα δούμε ότι μέσα στο ποτήρι έχουν πέσει μικρά ζωύφια. Επίσης, στο χώμα βλέπουμε σχεδόν πάντα κομμάτια από φύλλα, κορμούς και ρίζες. Από τα πειράματα αυτά διαπιστώνουμε ότι το έδαφος περιέχει νερό και οργανισμούς, φυτικούς και ζωικούς.

Το έδαφος στο σύνολό του

Έδαφος είναι η «επιδερμίδα» του στερεού φλοιού της Γης. Αν και η σύσταση, το χρώμα, η υγρασία και τα θρεπτικά συστατικά του εδάφους μεταβάλλονται από τόπο σε τόπο, μπορούμε να πούμε ότι σχεδόν όλα τα εδάφη αποτελούνται από:

ανόργανα υλικά (χαλίκια, άμμο, λάσπη, νερό, αέρα κτλ),
νεκρή οργανική ύλη (υπολείμματα ριζών, φύλλων, οργανισμών κτλ.) και
πλήθος μικροοργανισμών (βακτήρια).

Η ανάπτυξη των φυτών εξαρτά-ται από το είδος του εδάφους, την υγρασία του και την περιεκτικότητά του σε θρεπτικά συστατικά. Από τα φυτά πάλι εξαρτάται η ύπαρξη των φυτοφάγων και των σαρκοφάγων ζώων.

Στα πρώτα στάδια της στερεοποίησης του φλοιού της Γης δεν υπήρχε έδαφος. Η Γη καλυπτόταν από βράχια και νερά. Το έδαφος είναι ένα σύστημα που σχηματίστηκε από την αλληλεπίδραση των ζωντανών οργανισμών με τα βράχια, το νερό και τον αέρα. Έτσι, μέσα από μια μακροχρόνια διαδικασία, σχηματίστηκε το έδαφος που βλέπουμε σήμερα. Οι ειδικοί υπολογίζουν ότι η φύση χρειάζεται 1.000 χρόνια για να φτιάξει ελάχιστα εκατοστά εδάφους!

Το υπέδαφος

Το συμπαγές στρώμα που βρίσκεται «υπό το έδαφος» λέγεται υπέδαφος. Το υπέδαφος αποτελείται από ασβεστόλιθο, γρανίτη, μάρμαρο κ.ά., που ονομάζονται πετρώματα. Τα πετρώματα αποτελούνται από ορυκτά. Τα ορυκτά έχουν καθορισμένη χημική σύσταση.

Οι ονομασίες των ορυκτών έχουν σχέση πολλές φορές με ορισμένες ιδιότητές τους, όπως για παράδειγμα το χρώμα. Έτσι, ο αιματίτης έχει κόκκινο χρώμα, το οποίο οφείλεται στο οξείδιο του σιδήρου (Fe2O3) που περιέχει. Ο αιματίτης χρησιμοποιήθηκε από τους Έλληνες αγγειογράφους του 5ου π.Χ. αιώνα για την απεικόνιση μορφών πάνω σε μαύρο φόντο. Από το χρώμα των μορφών τα αγγεία αυτά ονομάστηκαν ερυθρόμορφα.

Τα ορυκτά που περιέχουν μέταλλα σε οικονομικά εκμεταλλεύσιμη ποσότητα ονομάζονται μεταλλεύματα. Για παράδειγμα, από το μετάλλευμα βωξίτης (Al₂O₃) παράγεται το μέταλλο αλουμίνιο.

Το πετρέλαιο, οι γαιάνθρακες, το φυσικό αέριο, αν και είναι μείγματα, χαρακτηρίζονται ως ορυκτά καύσιμα, επειδή εξορύσσονται από το υπέδαφος.

Ελληνικός ορυκτός πλούτος

Οι πρώτες ύλες που υπάρχουν στο υπέδαφος μιας χώρας αποτελούν τον ορυκτό πλούτο της. Ο ορυκτός πλούτος συμπεριλαμβάνει τα μεταλλεύματα (π.χ. χρωμίτης), ορισμένα πετρώματα (π.χ. μάρμαρα) και τα προϊόντα λατομείου (χαλίκια, άμμος).

Η Ελλάδα παράγει σημαντικό ποσοστό της παγκόσμιας παραγωγής αλουμινίου και νικελίου.

Τομή του εδάφου

Αιματίτης

Ερυθρόμορφο αγγείο

ΠΙΝΑΚΑΣ. Τα κυριότερα μεταλλεύματα της Ελλάδας
Μετάλλευμα	Χημικός τύπος	Περιοχή στην οποία απαντά
Βωξίτης	ΑΙ₂O₃	Ανατολική Στερεά
Σιδηρονικελιούχο	Fe₂O₃ → NiO	Λοκρίδα, Εύβοια
Σιδηροπυρίτης	FeS₂	Χαλκιδική, Ερμιόνη
Ολιβίνης - χρωμίτης	FeO → Cr₂O₃	Κοζάνη, Χαλκιδική, Εύβοια, Δομοκός
Αιματίτης	Fe₂O₃	Λαύριο, Θάσος, Σέριφος, Χαλκιδική
Γαληνίτης	PbS	Λαύριο, Κυκλάδες
Σφαλερίτης	ZnS	Χαλκιδική, Θάσος
Πισουρανίτης	U₃O₈	Κιλκίς, Καβάλα
Χρυσός	Αu	Μακεδονία, Θράκη

Τα κυριότερα ορυκτά καύσιμα της χώρας μας είναι ο λιγνίτης (π.χ. στη Μεγαλόπολη), η τύρφη (στη Χαλκιδική) και το πετρέλαιο (στη Θάσο), ενώ όσον αφορά τα προϊόντα λατομείου, εκτός από τα αδρανή οικοδομικά υλικά, περίφημα είναι τα γνωστά από την αρχαιότητα ελληνικά μάρμαρα, που είναι κρύσταλλοι ανθρακικού ασβεστίου, CaCO3, με διάφορες προσμείξεις.

Μάρμαρο και επεξεργασία μαρμάρου

	> >
Διάφορα ορυκτά Πάνω: χαλκός, αλάτι (χλωριούχο νάτριο),ασβεστόλιθος Κάτω: ανθρακίτης, βωξίτης, σιδηροπυρίτης	> >

Συνοψίζοντας

Στάση για εμπέδωση

1.	Γιατί σε βραχώδη εδάφη αναπτύσσονται λίγα φυτά και συντηρούνται λίγα ζώα; (Στόχος 1ος)
2.	Πώς αποδεικνύεται ότι το χώμα περιέχει νερό; (Στόχος 2ος)
3.	Οι παρακάτω προτάσεις είναι σωστές ή λανθασμένες; Αιτιολόγησε την απάντησή σου. (Στόχος 3ος) α. Η Γη απέκτησε έδαφος, μόλις στερεοποιήθηκε ο φλοιός της. β. Το υπέδαφος αποτελείται μόνο από μεταλλεύματα. γ. Τα πετρώματα δεν έχουν καθορισμένη χημική σύσταση.
4.	μέταλλα είναι δυνατόν να παραχθούν από τα μεταλλεύματα του πίνακα της σελ. 94; (Στόχος 4ος)