Química en Acción: enero 2014

¿Te gustaría algo de nieve en casa?

Necesitamos:

· Agua destilada

· Poliacrilato de sodio en polvo

· Dos vasos

“El policrato de sodio es una sustancia blanca, sin olor y súper absorbente. Puedes comprarlo en farmacias, tiendas de jardinería (se usa para mantener húmeda la tierra), o sacarlo de adentro de un pañal desechable de bebé (gracias a este químico los pañales absorben la orina, dejando a los bebés secos).

Instrucciones:

Pon una cucharada de poliacrilato de sodio en polvo en un vaso. Luego, agrega agua destilada al policrato de sodio lentamente, revolviendo hasta tener la consistencia deseada.

Con aproximadamente 1 cucharadita de poliacrilato de soldio y 2 onzas de agua se hace un vaso pequeño de "nieve". Es heleda al tacto y perfecta para jugar ya que no es tóxica.” (Cabreira, s.f.)

Es segura como la plastilina, pero no es para comer.

Imagen: Youtube, 2011.

Referencias:

Cabreira, A. (s.f.). Como hacer nieve artificial. Consultado en Agosto 1, 2013 de http://actividadesfamilia.about.com/od/Actividades-En-Casa/a/Como-Hacer-Nieve-Artificial.htm

Youtube (2011). Jugando con Nieve Artificial. Consultado en Agosto 1, 2013 de http://www.youtube.com/watch?v=0DmmvTcotbw

Fertilizantes: Nutrientes para la tierra.

La preparación y propiedades de los fertilizantes hacen que se logre grandes cosechas para la alimentación de la población.

¿Qué necesitan las plantas? Además de dióxido de carbono y agua, necesitan por lo menos de los siguientes seis elementos: N, P, K, Ca, S yMg.

“Los fertilizantes de nitrógeno contienen sales de nitratos (NO-3), sales de amonio (NH+4) y otros compuestos. Las plantas pueden absorber directamente el nitrógeno en forma de nitrato, pero las sales de amonio y el amoniaco (NH3) deben convertirse primero en nitratos mediante la acción de las bacterias presentes en el suelo. La principal materia prima de los fertilizantes de nitrógeno es el amoniaco, producto de la reacción entre el hidrógeno y el nitrógeno:

3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g)

(…) El amoníaco en forma líquida se puede aplicar directamente en el suelo.” (Chang, 2010, p. 108)

“Los fertilizantes de fósforo se derivan de la roca fosfórica llamada fluoroapatita, Ca5(PO4)3F. La fluorapatita es insoluble en agua, así que se debe convertir primero en dihidrógenofosfato de calcio [Ca(H2PO4)2], que sí es soluble en agua:

2Ca5(PO4)3F(s) + 7H2SO4(ac) → 3Ca(H2PO4)2(ac) + 7CaSO4(ac) + 2HF(g)

Para obtener un rendimiento máximo, la fluorapatita se establece como el reactivo limitante en esta reacción.” (Chang, 2010, p. 108)

Estas reacciones de preparación de fertilizantes se ven simples, pero a nivel industrial se trabajan cambios de condiciones, como temperatura y presión, se hacen pruebas piloto, con el fin de mejorar el rendimiento de esos.

Observemos el siguiente video.

Referencias:

Chang, R. (2010). Química (10 Ed.). México: McGraw-Hill.

Youtube (2013). Maravillas de los fertilizantes. Consultado en Agosto 1, 2013 de http://www.youtube.com/watch?v=y1AsgM5FlvU

¿Cómo calienta el microondas los alimentos?

Hace más de 60 años fue creado este aparato indispensable en nuestra sociedad. Esta tecnología nos permite cocinar y descongelar alimentos a una velocidad mayor que la de los hornos tradicionales.

“Las microondas son una forma de radiación electromagnética. Un magnetrón, inventado durante la Segunda Guerra Mundial cuando la tecnología radar se estaba desarrollando, genera las microondas. El magnetrón es un cilindro hueco encerrado en un imán con forma de herradura. En el centro del cilindro se encuentra una barra que funciona como cátodo. Las paredes del cilindro actúan como un ánodo. Cuando se calienta, el cátodo emite electrones que viajan hacia el ánodo. El campo magnético obliga a los electrones a moverse en una trayectoria circular.

Este movimiento de partículas cargadas genera microondas, las cuales se ajustan a una frecuencia de 2.45 GHz (2.45 × 109 Hz) para cocinar. Un “tubo de salida” dirige las microondas al compartimento para cocinar. Las aspas giratorias del ventilador distribuyen las microondas por todo el horno.” (Chang, p. 424)

Imagen: espaciomix, s.f.

Veamos un poco más de su historia y funcionamiento en:

Historia del microondas

Referencias:

Chang, R. (2010). Química (10 Ed.). México: McGraw-Hill.

Dailymotion (2011). Historia del microondas. Consultado en Agosto 1, 2013 de

http://www.dailymotion.com/video/xllw2y_historia-del-microondas-1947_school

Espacio Mix (s.f.). Historia y Evolución del Micro Hondas. Consultado en Agosto 1, 2013 de http://www.espaciomix.com/curiosidades/3/10-inventos-accidentales.html

Un alcoholímetro…

Es un dispositivo que se ha generado para probar el estado de alicoramiento de conductores, ya que por ley y seguridad vial, no se debe conducir así.

Este dispositivo se puede generar químicamente bajo una reacción redox. “Una muestra del aliento del conductor entra al analizador, donde se trata con una disolución ácida de dicromato de potasio. El alcohol (etanol) en el aliento se convierte en ácido acético, como se muestra en la siguiente ecuación:

En esta reacción el etanol se oxida para convertirse en ácido acético y el cromo(VI) en el ion dicromato, de color amarillo anaranjado, se reduce a ion de cromo(III), de color verde. El nivel de alcohol en la sangre del conductor se puede determinar con facilidad al medir el grado de este cambio de color (que se lee en un medidor calibrado en el instrumento). El límite legal actual de contenido de alcohol en la sangre en la mayoría de los estados de ese país es de 0.1% en masa. Cualquier medida superior constituye intoxicación.” (Chang, 2010, p. 145)

Imagen: Chang, 2010, p. 145

¿Lo podemos hacer en clase? Miremos el siguiente video:

Referencias:

Chang, R. (2010). Química (10 Ed.). México: McGraw-Hill.

Youtube (2011). Alcoholímetro casero. Consultado en Agosto 1, 2013 de http://www.youtube.com/watch?v=JnJGFUXzPm4

¿Cómo esquiar en los días sin nieve?

“El secreto para la fabricación de nieve está en la ecuación ΔE = q + w. Una máquina para fabricar nieve contiene una mezcla de aire comprimido y vapor de agua a 20 atm, aproximadamente. Debido a la gran diferencia de presiones entre el tanque y la presión atmosférica, cuando la mezcla se rocía hacia la atmósfera se expande con tanta rapidez que, a grandes rasgos, no ocurre intercambio alguno de calor entre el sistema (aire y agua) y sus alrededores; es decir, q = 0. (En termodinámica, un proceso de este tipo se denomina proceso adiabático.) Por tanto, escribimos

ΔE = q + w = w

Debido a que el sistema realiza un trabajo sobre los alrededores, w es una cantidad negativa, y se presenta disminución de la energía del sistema.

La energía cinética es parte de la energía total del sistema. (…) la energía cinética promedio de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (…). Por tanto, el cambio en la energía ΔE está dado por

ΔE = CΔT

donde C es la constante de proporcionalidad. Debido a que el valor de ΔE es negativo, ΔT también debe ser negativo, y este efecto de enfriamiento (o la disminución de la energía cinética de las moléculas de agua) es responsable de la formación de la nieve. Aunque sólo necesitamos agua para formar nieve, la presencia de aire, que también se enfría durante la expansión, ayuda a disminuir la temperatura del vapor de agua.” (Chang, 2010, p. 238)

Miremos la siguiente historia de la página ‘nevasport’:
¿Sabes cómo se fabrica la Nieve Artificial?

Chemistry of artificial snow from Madeline_welch24

Referencias:

Chang, R. (2010). Química (10 Ed.). México: McGraw-Hill.

Chilenosky (2011). ¿Sabes Cómo se Fabrica la Nieve Artificial?. Consultado en Agosto 1, 2013 de http://www.nevasport.com/chilenoski/art/33093/Sabes-Como-se-Fabrica-la-Nieve-Artificial/

Química y la primera Célula

Parece que la vida emergió hace, al menos 3800 millones de años. Cómo se originó la vida y cómo la primera célula se convirtió en un ser son cuestiones de especulación, puesto que estos acontecimientos no pueden reproducirse en el laboratorio exactamente hasta el momento. Sin embargo, diferentes tipos de experimentos han proporcionado evidencias importantes sobre algunos pasos del proceso.

La formación espontánea de las moléculas orgánicas fue demostrada por primera vez experimentalmente en los años 50, cuando Stanley Miller (un estudiante graduado) demostró que la descarga de chispas eléctricas en una mezcla de H2, CH4 y NH3, en presencia de agua, conducía a la formación de una variedad de moléculas orgánicas, incluyendo varios aminoácidos. Aunque el experimento de Miller no reprodujo con precisión las condiciones primitivas de La Tierra, claramente demostró la síntesis espontánea de las moléculas orgánicas, proporcionando los materiales básicos desde donde surgieron los primeros organismos vivos.

MONTAJE EXPERIMENTAL DE STANLEY MILLER