Hace unos días, mientras agonizaba bajo el sol cubierto de salitre en una cala recóndita, me estuve preguntando por qué el mar es salado. Pero no me preguntaba por qué es salado en el sentido de por qué contiene sales: la incógnita que me corroía por dentro en ese momento era por qué contiene una cantidad tan desmesurada de un tipo de sal en concreto. El cloruro de sodio.
¿Cómo que de un tipo de sal en concreto? ¿Que es lo otro? ¿La sal iodada? ¿Es ese el otro tipo de sal que existe?
No, hombre, voz cursiva, hay muchas clases de sales. De hecho, una sal es cualquier sustancia compuesta por iones positivos y negativos que forman una estructura con carga eléctrica neutra. Algunos ejemplos de sales son el sulfato de potasio (K2SO4), el cloruro de calcio (CaCl2) o el carbonato de calcio (CaCO3). Aunque, para poner un ejemplo especialmente vistoso, ahí van unos cristales de sulfato de cobre (II) (CuSO4):
(Fuente)
O sea que, aunque el cloruro de sodio sea la sal más abundante en los océanos, en realidad está disuelto en el agua junto con otras sales como el sulfato de sodio (Na2SO4), el cloruro de potasio (KCl) y el bicarbonato de sodio (NaHCO2). En esta tabla podéis ver las sales más abundantes en el agua de mar y su concentración:
Pero, ojo, que todas estas sales no están flotando por el océano en forma de pequeños cristales. En realidad, lo que hay en el agua es un batiburrillo de iones diferentes que se unen para formar estas sales cuando el agua se evapora.
¿Lo cualo?
No te preocupes, voz cursiva, vamos a solucionar tu confusión hablando sobre las soluciones.
Alguna vez habréis puesto sal de mesa en un vaso medio vacío de agua y lo habréis removido para disolverla. Si es así, habréis notado que los cristales de sal se van difuminando poco a poco frente a vuestras narices mientras los removéis hasta que desaparecen de vuestra vista cuando se han disuelto por completo. Y es posible que os hayáis preguntado adónde ha ido a parar todo ese material sólido que había en el vaso hace un momento.
Pues resulta que, cuando una sal se disuelve, lo que ocurre en realidad es que los iones positivos y negativos que la componen se han separado. El agua es un compuesto polar, lo que significa que sus moléculas tienen un extremo con carga positiva (el de los dos átomos de hidrógeno) y otro con carga negativa (el de oxígeno), como si fueran pequeños imanes. Por tanto, si metes una sal en el agua, los polos positivos y negativos de las moléculas del líquido separan sus iones, ocupando el espacio entre ellos e impidiéndoles volver a unirse.
(Fuente)
Por supuesto, en este estado los iones no se pueden acercar para formar cristales que se puedan observar a simple vista. De ahí que estas sustancias «desaparezcan» cuando se disuelven.
O sea, que las sales que hay disueltas en el océano no están flotando por ahí en forma de cristales, sino separadas en sus componentes básicos, que sólo se unen entre sí para formar un sólido sólo cuando el agua que los mantiene divididos se evapora.
Como dato extra, también es posible que hayáis notado que la sal deja de disolverse en vuestro vaso de agua si echáis demasiada. Esto se debe a que, llegados a cierto punto, hay tantos iones mezclados entre las moléculas de agua que ya no queda espacio en el líquido para hacer hueco para los iones nuevos. Cuando esto ocurre se dice que la solución está saturada y, si se sigue introduciendo sal, sus iones se separan para formar parte de la solución al mismo ritmo que los que ya están disueltos se unen para formar cristales nuevos. Y es por eso que no se puede disolver más material en un líquido que ya esté saturado.
O sea que, en realidad, cuando se habla de la concentración de sales en una solución, es más correcto referirse a los iones que están disueltos. En ese caso, la tabla de la composición del agua del mar nos queda así:
Vale, pero entonces, ¿de dónde han salido todos esos iones que hay disueltos en el océano? No veo muchos iones a mi alrededor en mi día a día.
Y tienes razón, voz cursiva, como tienen carga eléctrica, los iones tienden a reaccionar con otros átomos para formar sustancias más complejas que no se pueden volver a separar a menos que alguna otra reacción química los saque de su lugar otra vez. Pero la atmósfera está llena de compuestos que acidifican ligeramente el agua que entra en contacto con ellas. El dióxido de carbono, por ejemplo, el mayor contribuyente en la erosión química de nuestro planeta, se disocia en el agua para formar ácido carbónico. Algunos óxidos de azufre y nitrógeno que están presentes en menor medida en la atmósfera también acidifican el agua al entrar en contacto con ella, dando lugar a ácido sulfúrico y ácido nítrico.
Cuando estos ácidos entran en contacto con las rocas, disuelven en ellos los iones de los minerales que las componen. Con el tiempo suficiente, estos iones disueltos en el agua llegan hasta el océano (por ejemplo, a través de un río) y se acumulan en él… Algo que lleva ocurriendo desde que se formaron los océanos, hace unos 4.400 millones de años.
Pero no me encaja nada de esta explicación. ¿De dónde salen tanto cloro y el sodio acumulados en el océano? Porque, vaya, no veo mucho cloro a mi alrededor en mi día a día, ¿EH?
Pues mira, voz cursiva, si echas un vistazo a esta lista podrás ver los elementos de la tabla periódica ordenados por su abundancia en las rocas de la corteza terrestre y verás que…
¿Ves? ¡El sodio es el sexto elemento más abundante y el cloro el vigésimoprimero! ¿No debería estar el mar lleno de otras cosas como silicio o hierro, mucho más abundantes?
… Sí, esa es precisamente la pregunta que estaba a punto de responder.
Es verdad que los elementos más abundantes de la corteza terrestre son el oxígeno, el silicio, el aluminio, el hierro o el calcio. Por eso no es de extrañar que los minerales más abundantes sean el cuarzo (compuesto por óxido de silicio), los distintos feldespatos (Al, Si, O, combinados con Na, Ca o K), piroxenos (con todo lo anterior y magnesio) y sales como el carbonato cálcico, formadas por seres vivos hace millones de años.
Antes de seguir, volvamos un momento al tema de la solubilidad para saber por qué nuestros océanos no están llenos de óxido de hierro.
La cantidad de una sal que se puede disolver en un líquido dependerá del las propiedades que tengan los iones que la componen. Las fuerzas que unen algunos iones son más débiles que las de otros, por lo que las moléculas de agua pueden separarlos (y disolverlos) más fácilmente. Por otro lado, a las moléculas de agua les cuesta más separar los iones que están unidos formando estructuras más grandes así que, en general, cuanto más débiles sean los enlaces y más pequeñas sean las «moléculas» de la sal, más fácil será disolverla y cabrá un cantidad mayor en un mismo volumen de agua.
Por otro lado, también hay compuestos químicos que no son sales y que ni siquiera son solubles en absoluto…Y eso es precisamente lo que le pasa a los elementos más abundantes que el sodio: las sales y compuestos más comunes que forman el hierro y el aluminio son poco solubles o insolubles, el silicio ni siquiera forma sales y las sales de calcio, como por ejemplo el carbonato de calcio, son muy poco solubles (todo esto lo podéis ver en esta otra lista o en esta tabla interactiva que me ha gustado mucho). Como resultado, cuando este tipo de compuestos llegan al mar no se disuelven en el agua, sino que se precipitan hacia el fondo en forma de sedimentos.
Por tanto, aunque el sodio «sólo» sea el sexto elemento más abundante de la corteza, es el único que se puede disolver en los océanos en grandes cantidades.
Vale, tiene sentido. ¿Y qué pasa con el cl...?
Claro, es que apenas hay minerales que contengan cloro en la corteza terrestre y esto parece contradecir la explicación. Pero, ojo, que aquí viene el quiebro.
Por supuesto, una parte del cloro que hay en los océanos viene de los minerales que componen las rocas. Aunque hay relativamente pocos minerales que contengan cloro, nuestro planeta es suficientemente grande y viejo como para que se hayan podido acumular cantidades significativas de este elemento en el mar por la erosión química del suelo. Pero si hay pocas rocas en la superficie que contengan cloro es porque en condiciones normales, el cloro es un gas. ¿Y de qué lugares suele salir mucho gas, voz cursiva?
De… Los… ¿Volcanes?
Eeequilicuá. Se cree que los volcanes han estado llenando los océanos de iones de cloro durante miles de millones de años, ya sea porque el cloro emitido por los volcanes de la superficie termina fijado en el agua de lluvia, que luego cae al mar, o porque es vertido directamente al mar desde los volcanes submarinos.
En esta tabla tenéis la composición de los gases emitidos (en porcentaje) en tres erupciones volcánicas distintas. Podéis ver que la emisión de los distintos gases, entre los que se encuentra el ácido clorhídrico, varía según la naturaleza de la emisión:
(Fuente)
Sí, todo tiene sentido, Pero también veo que las erupciones emiten muchos iones de sulfatos. ¿Por qué no hay más sulfatos en el mar?
No he podido encontrar una respuesta exacta pero, por un lado, los sulfatos no son tan solubles en el agua como el cloro y, por otro, parece ser que tienden a reaccionar con otros elementos (como el hierro) para terminar fijado en las rocas. Y esa es la razón por la que hay tantísimo cloruro de sodio disuelto en los océanos en vez de otro tipo de sales, vaya.
Total, que me ha parecido curioso que los iones de cloro y sodio que forman la sal de mesa lleguen hasta el océano a través de procesos distintos y sólo se unan cuando el agua que los mantiene disueltos se seca, formando los cristales con los que luego aliñamos nuestros platos.
[modo irónico on] Interesantísimo, sin duda. [modo irónico off]
¿Qué risa, eh, voz cursiva? ¿Sabes qué te va a parecer más interesante?
¡Afff! ¡No, por fav…!
