Bienvenido a PRACTICA CIENCIA. Este es un blog dedicado a la divulgación científica. Su principal característica es un enfoque basado en la experimentación como punto de partida y en presentar cada nueva entrada justo cuando las anteriores han fijado de manera sólida los conocimientos previos necesarios. Este blog hace uso sistemático de vídeos de youtube, ya que el autor considera que no hay nada como ver para creer y hoy en día hay excelente material didáctico en la red el cual puede ser legalmente utilizado ya que apuntamos directamente a la fuente y al autor del mismo. Así, este blog está cogiendo el formato de lo que podríamos denominar una "youtupedia": entradas apoyadas por vídeos donde hay multitud de enlaces que nos derivan a otras entradas y en el que además se intenta que haya siempre un hilo conductor. Todo ello amenizado por los propios comentarios del autor que son fruto de su experiencia en el campo, tras años de estudio y autoindagación.
¿Quien no conoce, aunque sea superficialmente, la adrenalina, los efectos de esta hormona y dónde es segregada? De lo que quizás no seamos tan conscientes la mayoría es que, la adrenalina, la famosa hormona del estrés (junto con el cortisol), es en esencia una amina.
La adrenalina es una hormona y un neurotransmisor que se produce por la glándulas suprarrenales a partir de la fenilanlanina y la tirosina (aminoácidos). Se secreción está íntimamente ligada a la reacción de lucha o huye propia del sistema nervioso simpático, aumentando la frecuencia cardíaca y contrayendo los vasos sanguíneos.
La principal diferencia entre la adrenalina y el cortisol es que, la primera es producida ante una situación de estrés muy aguda pero puntual, mientras que el segundo se genera de forma normalmente mantenida por una situación de estrés emocional prolongada en el tiempo.
¿Es la dopamina la llave de la felicidad? Esta amina actúa en el cerebro como neurotransmisor asociado con la actividad del placer en el cerebro. Puede considerarse también como la molécula de la motivación, pues la sensación de refuerzo que proporciona nos espolea a proseguir con confianza en nuestros quehaceres. La dopamina suele se liberada a través del sexo y la comida. También puede producirse de forma indirecta por la acción facilitadora que sobre ella provoca la feniletilamina. Por otro lado, la dopamina es un precursor de la adrenalina y la noradrenalina.
La dopamina es sintetizada en ciertas neuronas del encéfalo, liberándose en el hipotálamo, así como en la médula de las glándulas suprarrenales.
En resumen, la dopamina es la molécula del estímulo - recompensa. Cuando la recompensa se omita, las neuronas de dopamina se deprimen.
La feniletilamina es una amina esencial, con una estructura muy simple, como la que se aprecia en la ilustración, con un cuerpo o anillo bencénico y una "colita" teminada en un radical amino NH2, lo cual nos retrotrae a la forma de un espermatozoide si llevamos su simplificación al extremo. A un nivel más simbólico esa forma nos recuerda el símbolo del sexo masculino. Su fórmula empírica es C8H11N.
La feniletilamina es, como la mayoría de las aminas, un importante estimulante molecular. Además es un alcaloide (como la cocaína, la morfina, la cafeína, la nicotina o la quinina). En el cerebro humano se le atribuye el rol de neurotransmisor.
Esta anfetamina natural ha sido considerada recientemente como una de las moléculas del AMOR, la sensación de estar en el "Cielo" cuando se siente fuerte atracción por alguien, aportando la energía necesaria para estar en velo durante el día y la noche. Estudios recientes consideran que la segregación de feniletilamina se puede facilitar con un simple intercambio de miradas o el roce con la piel, actuando luego a su vez como facilitadora para la liberación de dopamina, la cual es la auténtica responsable del amor romántico y se libera a través del placer sexual y la comida.
Los alimentos que aportan mayor cantidad de feniletilamina son el chocolate y el queso.
Las aminas son compuestos orgánicos que se pueden concebir como generados por sustitución de uno o varios hidrógenos de la molécula de amoniaco, NH3, por cadenas poliméricas o ciclos aromáticos típicos de la química orgánica. Desde otro punto de vista, el grupo amina aparece como el grupo funcional que sustituye a un hidrógeno en un hidrocarburo.
El rasgo distintivo principal de las aminas es su capacidad para formar puentes de hidrógeno, dada su polaridad. Sin embargo, la polaridad de los puentes de hidrógeno N-H es bastante menor que la de los puentes O-H, por lo que su punto de ebullición es menor que el de los alcoholes, aunque mayor que el de los hidrocarburos puros.
Por otro lado, la forma tetraédrica resultante de la hibridación sp3 del nitrógeno, convierte a las aminas en llaves que puedan actuar como activadores a distancia cuando encuentren la herradura en la que encajan como anillo al dedo. De ahí su funcionalidad como neurotransmisores, como es el caso de la fenitelamina, la dopamina, la serotonina, la adrenalina y la noradrenalina.
El óxido de fósforo es una de las moléculas más bonitas y complejas de la química inorgánica, Cuando se constituye a partir de oxígeno líquido y un trozo de fósforo sólido, activado por una chispa de calor, la reacción que le da lugar emite gran cantidad de luz.
Su forma es doblemente tetraédrica, tanto por la disposición hibridación de los átomos de fósforo, cómo por la forma en que cada uno de ellos se posiciona en los cuatro vértices de un tetraedro.
Aunque su fórmula empírica es P2O5, la molecular es P4O10.
Uno de los principales grupos funcionales de los compuestos de química orgánica son los ácidos carboxílicos. Uno de ellos es el ácido acético, cuyo nombre más formal según los estándares de nomenclatura es el de ácido etanoico. Éste se caracteriza por la sustitución de uno de sus grupos metil (CH2 en posiciones intermedias o CH3 en los extremos) por un grupo COOH (grupo carboxilo), en el que el carbono forma un enlace doble con un oxígeno y otro simple para unirse a otro (OH).
Los grupos funcionales son pequeños agregados de átomos que al ser adheridos a una cadena o ciclo de una molécula orgánica le transfieren ciertos rasgos o propiedades característicos.
La química orgánica se dedica al estudio de las moléculas cuya estructura se basa en la ilimitada utilización de un cierto número de átomos de carbono, elemento altamente enlazante, normalmente junto a una cantidad considerable también de hidrógeno, junto con eventualmente otros átomo como el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo o cualquiera de los halógenos.
Los compuestos químicos orgánicos forman parte normalmente de las moléculas de la vida, proteínas, ácidos nucleicos, las cuales surgen por la combinación de cadenas de hidrocarburos en las que ciertos átomos de hidrógeno han sido sustituidos por grupos funcionales. También forman parte de los combustibles fósiles.
El benceno fue aislado químicamente por primera vez por Micheal Faraday. Aunque su fórmula empírica, C6H6, no se pudo establecer hasta que Mitscherlich consiguió medir su masa molecular. Aún mucho más difícil fue dilucidar su estructura espacial. Varios científicos propusieron diferentes modelos fallidos al no encajar bien con las propiedades que se medían según era de esperar, hasta que Kekulé dio con la bella forma del benceno: un anillo hexagonal con tres dobles enlaces que entran en resonancia entre sus dos posibles configuraciones. La leyenda cuenta que Kekulé adivino la forma correcta del benceno tras aparecérsele en un sueño una serpiente que se mordía la cola cerrándose en círculo.
El carbonato de calcio es una de las formas minerales de encontrar carbono en la naturaleza, siendo el principal componente de la piedra caliza. Su estructura parte de la cristalina que forma en base a enlaces iónicos entre el catión Ca2+ y el anión (CO3)2-.
En el anión (CO3)2- el carbono forma un doble enlace y dos enlaces simples con los oxígenos, adquiriendo una disposición plana.
El carbono es un átomo crucial para el establecimiento, desarrollo y mantenimiento de la vida en nuestro planeta. Y todo parece que radica en un complejidad 'exactamente' intermedia. Ni tan simple como el hidrógeno, el cual solamente posee un electrón. Ni completo como un gas noble, el cual posee ocho electrones en su capa de valencia. El carbono, por contra, posee cuatro electrones en su capa de valencia (la mitad de los necesarios para ser 'completo'), que más los dos que tiene en su capa más interna, le confieren un total de seis electrones.
Esa equidistancia entre el todo y la nada en cuanto al número de electrones de su capa de valencia (cuyo nivel cuántico se corresponde con n = 2) y el hecho de ser el átomo más pequeño en cumplir esa propiedad (los otros se corresponden con niveles dados por n = 3, 4, 5,...; silicio, germanio, estaño, plomo,...) es lo que parece que lo distingue sobre todos los demás elementos químicos. ¿Por qué?
Si le faltaran o sobraran uno, dos o tres electrones para ser completos, le bastaría con asociarse con respectivamente uno, dos o tres átomos (más o menos dependiendo de que los enlaces sean simples, dobles o triples). Pero por su carácter tetravalente (puntualmente puede ser también bivalente si lo que hace es ceder los dos electrones en los orbitales p) el número de átomos con los que se suele rodear es máximo y su número es cuatro. Cuando los átomos con los que buscan compartir electrones para completarse son los de hidrógeno da lugar a los hidrocarburos. La simplicidad del hidrógeno combinada con la tetravalencia del carbono da lugar a una plasticidad que se manifiesta por la enorme cantidad de posibles moléculas que se pueden constituir a partir de ellos, más de 500.000 compuestos de formas, tamaños y funciones increíblemente variados, los cuales, con pequeñas modificaciones aceptan otros átomos (oxígeno, nitrógeno y fósforo principalmente) para construir las moléculas de la vida (proteínas, ácidos nucléicos, ADN, ARN).
La electrostática y la geometría se confabulan en el carbono. ¿Cómo? De forma natural, su carácter tetravalente adopta la forma, a través de la constitución de cuatro orbitales híbridos moleculares, de un tetraedro. Los orbitales híbridos (sp3) aparecen cuando el carbono "se prepara" para enlazar, al traspasar uno de los dos electrones de su orbital 2s al orbital libre 2p (véase el vídeo de arriba) y conseguir transformarse en una nueva forma en la que adquiere una distribución simétrica propiciada por la repulsión mutua de todos los cuatro electrones exteriores. Esta geometría es la que subyace a algunas de las formas en las que encontramos al carbono en la naturaleza, sólidos basados en una celda unitaria de estructura hexagonal o cúbica (como en el caso del diamante). En otros casos lo encontramos en compuestos inorgánicos como la piedra caliza, cuyo principal contenido es carbonato de calcio.
Como su nombre indica, los hidrocarburos, son las moléculas orgánicas que solamente se constituyen a partir de átomos de carbono y hidrógeno. El carbono es un átomo muy singular. Su estructura electrónica, con cuatro electrones de valencia en la última capa, justo la mitad de los necesarios para conseguir completar los ocho electrones requeridos para alcanzar la máxima estabilidad según la teoría de Lewis, lo convierten en un elemento muy reactivo y capaz de crear formas moleculares muy variadas, especialmente cuando combina con el hidrógeno, la sencillez personificada, por su único electrón enlazante. Los otros elementos de la misma columna (silicio, germanio, estaño y plomo), por su mayor tamaño, son mucho menos dados a crear moléculas con la plasticidad con la que lo hace el carbono.
Los hidrocarburos que forma el carbono estableciendo únicamente enlaces simples se conocen como alcanos. Cuando existe al menos un enlace doble entre dos carbono entonces se denominan alquenos. Los alquinos son los hidrocarburos en los que hay, al menos, un enlace triple entre dos carbonos.
En el vídeo de arriba se introduce la nomenclatura que se utiliza para identificar a cualquier tipo posible de hidrocarburo, ya sea que se constituye en una cadena lineal o en una circular (cuyo caso más sencillo es el anillo de benzeno).
Los alcanos son moléculas orgánicas en la que solamente intervienen átomos de carbono e hidrógeno formando enlaces simples entre sí. Su nombre viene condicionado por el número de carbonos que poseen. Los cuatro primeros tienen nombre distintivos y a partir de ahí siguen una nomenclatura más específica. Éstos son:
Metano: CH4.
Etano: C2H6.
Propano: C3H8.
Butano: C4H10.
La fórmula empírica, no en vano, no nos sirve para visualizar la disposición espacial de los átomos o la posibilidad de que ésta pueda darse en diversas configuraciones posibles. De ahí lo interesante del vídeo de arriba.
A menudo lo que ocurre es que el compuesto se escribe sobre una hoja de papel dando una idea de como se distribuyen sus átomos, si bien proyectada en dos dimensiones. Veamos con luce en este caso la fórmula del etano:
Sin embargo, no es sino desde la disposición espacial que podemos apreciar su justa forma y distribución. Así, para el etano, se adivina la posibilidad de constituirse en dos formas diferentes, según que los átomos de hidrógeno de ambos grupos metilo queden enfrentados (disposición enfrentada) o alternados (disposición alternada).
A partir de 5 carbono los alcanos reciben nombre basados en prefijos pent-, hex-, hept-, octo-, non-, dec-, etc, y el sufijo -ano. La disposición de los átomos de carbono desde el propano en adelante es en forma de zig-zag, tal y como se puede apreciar en la siguiente molécula de decano.
El metano, CH4, es el más sencillo posible de los compuestos de Química Orgánica. Pertenece al grupo de los alcanos. aquellos compuestos orgánicos que solamente establecen enlaces simples entre sus átomos. Además, tal y como se explica de forma muy pedagógica en el vídeo, se dispone en una forma tetraédrica totalmente simétrica debido a la repulsión mutua entre los electrones de los hidrógenos, lo cual lleva encontrar la forma en el espacio de alejarse lo más posible unos de otros: formando un ángulo entre ellos de 109'5 º.
La glucosa es la molécula orgánica probablemente más importante para la vida. Su fórmula empírica es CH2O, por lo que esta expresión no es muy útil, ya que puede llevar a confundirla con el ácido acético. Pero cuando vamos su fórmula molecular (C6H12O6) apreciamos su mayor complejidad. Cuando nos planteamos su fórmula estructural advertimos varias posibilidades. En primera instancia, vemos que puede aparecer en su forma lineal como D-glucosa o L-glucosa.
Estas formas lineales pueden plegarse para cerrarse en círculo sobre si misma en su más conocida forma hexagonal. En ella, dependiendo de pequeños detalles, como la orientación de un hidrógeno H o un grupo OH en uno de sus carbonos, aparecerá en una configuración ligeramente diferente.
Las plantas son capaces de sintetizar la glucosa a partir de dióxido de carbono y agua actuando la luz solar como catalizador.
El cloruro de sodio, NaCl, comúnmente conocido como sal común, es un compuesto iónico que se constituye en una red cristalina de celda unitaria cúbica.
La forma de entender este enlace iónico es por la cesión de un electrón por parte del sodio al cloro, de forma que ambos se ionizan para adquirir una configuración de última capa de 8 electrones, la cual, según la teoría de Lewis, dota a los átomos de una máxima estabilidad en su semejanza con los gases nobles que se encuentran en el mismo nivel energético.
El sodio al ceder un electrón se convierte en el ion Na+. El cloro al adquirirlo se convierte en ion Cl-. Entonces, por el mero hecho de tener cargas negativas netas opuestas, se atraen y se distribuyen en la estructura que permita la mayor envoltura posible de unas cargas por las de signo contrario, estableciendo un patrón que pueda mantenerse a lo largo y ancho del espacio. Esto lleva a que cada ion de sodio se rodeo por seis iones de cloro y viceversa. Esta es la naturaleza del enlace iónico que no debe entenderse nunca a nivel atómico, como un enlace entre un sodio y un cloro, sino como la síntesis de la red cristalina que se replica en el espacio con una determinada proporción de iones de un tipo de átomo y de otro, fruto de la atracción electrostática que surge entre ellos.
El cloruro de sodio se forma a partir de sodio en estado sólido y cloro en estado gaseoso. El cloro en estado gaseoso se encuentra en su forma molecular Cl2. En ella, dos átomo de cloro forman un enlace covalente, gracias al cual, compartiendo mutuamente un electrón, ambos se benefician alcanzando el número de 8 electrones con el que obtienen la tan valorada estabilidad.
El ácido acético es uno de los compuestos más sencillos y comunes de la Química Orgánica. Se distingue como ácido debido a su grupo funcional o radical COOH. En ese grupo, el carbono tiene un enlace doble con un oxígeno y otro simple con otro que su vez enlaza con un hidrógeno, lo cual queda plasmado al dibujar su estructura de Lewis.
Podemos imaginar el ácido acético como si se constituyera a partir de un metano (CH4, la molécula orgánica más simple posible, perfectamente simétrica), en la que uno de los hidrógenos es reemplazado por el grupo COOH.
La fórmula empírica del ácido acético es CH2O, que no es más que la fórmula más simplificada posible de su fórmula molecular, C2H4O2.
La tabla periódica de los elementos es la piedra angular sobre la que gira toda la Química. Es el resultado de décadas de paciente investigación durante las que un ejército de miles de (muchos de ellos hoy en día anónimos) investigadores experimentaron para determinar la propiedades de los diferentes elementos químicos que se iban consiguiendo aislar.
A partir de propiedades elementales como el punto de fusión y ebullición, la conductividad del calor y la electricidad, la capacidad de reaccionar con el hidrógeno o las energías de ionización, se fue encontrando la forma de ordenar los elementos en grupos equivalentes y semejantes según su disposición en filas y columnas dentro de una tabla.
Fue el químico ruso Mendeleiev quien aportó la tabla periódica de los elementos tal y como la conocemos a día de hoy. En ella, cada elemento es distinguido por un acrónimo, un número atómico y una masa atómica. Opcionalmente, algunas tablas pueden aportar también otros datos como el número másico, la densidad o la estructura electrónica.
La tabla periódica puede dividirse en unas pocas grandes zonas:
Elementos metales.
Elementos no metales.
Elementos semimetales.
Todos los metales son sólidos y conductores en condiciones normales de presión y temperatura, excepto el mercurio que es líquido. La gran mayoría de los no metales se presentan en estado gaseoso en condiciones normales excepto el bromo, que está en estado líquido. El silicio es un semimetal cuyo estado en condiciones normales es el de un sólido blando, lo mismo que ocurre con el azufre, un no metal.
En una clasificación más detalladas se distinguen:
Las reacciones básicas de desintegración nuclear suelen producirse en elementos de la tabla periódica de elevado número atómica. Muchos de estos elementos pertenecen a los grupos de los lantánidos, actínidos o tierras raras. Para sacar el balance de la reacción hay que identificar el tipo de emisión radioactiva que se ha producido y asegurarse que se conserva la carga eléctrica y el número atómico, buscando a través de ello determinar cuál es el nuevo elemento químico que se ha generado por transmutación.
En esta versión de la tabla periódica podemos apreciar el nivel de radioactividad según un código de colores indicado en la misma.
Dependiendo del tipo de emisión producida varía enormemente la longitud de penetración de la misma.
El descubrimiento de la radioactividad pudo de manifiesto que a nivel subatómico ciertos procesos desconocidos acontecían en determinados materiales. Al tiempo se vio que estos procesos tenían lugar en el interior del núcleo atómico y que, según su naturaleza, podían dar pie a tres tipos diferentes de radiación:
Radiación alfa: debida a la emisión de núcleos de helio, con una doble carga positiva (tienen dos protones y dos neutrones en su interior), más masivos, altamente ionizantes del medio que atraviesan y que se desvían hacia la derecha al atravesar un campo magnético.
Radiación beta: debida a la emisión de partículas cargadas negativamente, menos ionizantes que la radiación alfa y que se desvían hacia la izquierda ante la presencia de un campo magnético, las cuales se acabaron asociando con simples electrones.
Radiación gamma: radiación electromagnética de muy corta longitud de onda (alta frecuencia), neutra y, por lo tanto, que no se desvía ante la presencia de un campo magnético. La menos ionizante de todas.
Las dos primeras formas de radiación fueron descubiertas por Rutherford; la tercera por Paul Villard.
La radioactividad fue descubierta por Becquerel, si bien en gran parte como fruto de un suceso accidental. Becquerel se limitó a tirar del hilo del hallazgo realizado por Röngten, quien observó la manifestación de un efecto fluorescente sobre determinados materiales debido a un cierto nuevo tipo de radiación que provenía de un tubo de rayos catódicos.
El propósito de Becquerel fue el de estudiar directamente las propiedades de materiales que muestran cierto grado de fluorescencia natural. En esa época la fotografía había empezado a dar sus primeros pasos y Becquerel era un apasionado aficionado a la misma, hecho que aprovechó para realizar ciertas experiencias científicas en las que involucraría uno de estos materiales fluorescentes. Lo que hizo fue envolver una placa fotográfica con papel negro, colocó una moneda encima y la cubrió con un material que contenía uranio. Pero Becquerel pensaba que la luz solar era necesaria para que la moneda quedara impresa en la placa fotográfica. Así que realizaba sus experiencias durante el día. Y efectivamente la moneda quedaba impresa. El hecho inesperado sucedió un día que estaba nublado. Sin expectativas de poder realizar la experiencia ese día, guardó todo el "pack" en un cajón de escritorio. Al día siguiente, ante su sorpresa, comprobó como la moneda también se había impreso y, de hecho, con muchísima mayor intensidad. Este hecho puso de manifiesto que la existencia de una radiación, hasta entonces desconocida, procedente exclusivamente del mineral de uranio.
Tras el descubrimiento de la radioactividad por parte de Becquerel, fueron Pierre y Marie Curie quienes más se adentraron en esta nueva rama de la física, trabajando minuciosamente como un verdadero equipo para identificar y analizar nuevos materiales radioactivos, sus propiedades, como el el nivel de actividad por unidad de sustancia. Gracias a ello, Marie Curie fue la primera mujer de la historia en ganar, junto a su marido, el premio nobel de Física. Al año siguiente además, ganaría en solitario el premio nobel de Química. Aunque a la postre pagaría un altísimo precio por ello. No conscientes todavía del poder dañino de la radioactividad en dosis no controladas sobre el organismo, los estudios experimentales que realizó a durante largos años, en los que utilizó sobretodo toneladas de pechblenda, provocaron su muerte prematura por cáncer.
Y sin embargo, ya desde lo años 30/40, el uso limitado de los efectos radioactivos de ciertas sustancias fue introducido en la medicina con fines terapéuticos. Su efecto en la detección e incluso combativo de tumores cancerígenos frente al influjo negativo pasaba a ser una cuestión de dosis, tiempos de exposición y localización. Todo ello ha ido evolucionando hasta hoy en día dando lugar a las diferentes técnicas modernas de la medicina nuclear.
La pechblenda es un mineral que contiene altas cantidades de uraninita. Su alta concentración de uranio lo convierte en un material altamente radioactivo.
Wilhelm Conrad Röntgen descubrió los rayos X en 1895 mientras estudiaba la fluorescencia producida por la radiación de un tubo de rayos catódicos.
Röntgen observó que las fluorescencias se producían también sobre una placa de platino-cianuro de bario, incluso cuando el tubo de rayos catódicos era envuelto por un trozo de cartón negro, totalmente opaco a la luz.
Por los conocimientos de la época no fue posible encontrar una explicación satisfactoria a ese fenómeno. Solamente se constató la existencia de un nuevo tipo de radiación que era capaz de atravesar la materia (con diferentes rangos de penetración según el material considerado). Luego se vio que algunas sustancias tenían la capacidad natural de emitir ese tipo de radiación: radioactividad.
A día de hoy se sabe que los rayos X no son sino un tipo de radiación electromagnética, pero de una frecuencia tal, que produce fenómenos específicos que se diferencian de los de la luz u otros tipos de ondas que oscilan en otros rangos.
La radioactividad fue descubierta accidentalmente por Henri Becquerel al envolver una placa fotográfica con una envoltura de papel negro, sobre la cual se puso una piedra que contenía uranio. Al paso de las horas, la placa había sido impresa quedando patente que el uranio poseía cierto tipo de misteriosa actividad: la radioactividad.
La malaquita es una piedra preciosa apreciada ya desde muy antiguo y a la que se le atribuyen importantes propiedades esotéricas. Está constituida esencialmente por carbonato de cobre.
En este vídeo podemos ver como sintetizar en un laboratorio carbonato de cobre a partir de sulfato de cobre (CuSO4) y carbonato de sodio (CaNO3), ambos disueltos en agua. El producto final precipitado se obtiene al filtrar el agua y triturarlo para obtener un polvo verde que se puede utilizar como tinte y está detrás del color característico de los típicos tejados de época de la mayoría de ciudades centroeuropeas.
El azufre es el elemento número 16 de la tabla periódica. Su estructura electrónica es tal que, en su tercera capa, le faltan dos electrones para adquirir una estructura completa. Es por ese motivo, que tal y como se encuentra de forma natural, forma una red cristalina en la que cada átomo comparte dos electrones, replicando una forma de anillo S8. Esta forma se rompe en sus piezas básicas al fundirse, las cuales se recombinan para formar largas cadenas de miles de átomos que dotan de gran viscosidad al líquido obtenido.
Las moléculas mantienen su estructura circular S8, incluso en estado gaseoso hasta que se alcanzan los 780 º, temperatura a partir de la cual se rompen en moléculas diatómicas. A partir de los 1800 º su disociación es total y se constituye como un gas atómico.
La principal fuente de azufre son la erupciones volcánicas, motivo por el cual es habitual encontrarlo en rocas amarillentas alrededor de los cráteres.
El azufre es un elemento químico que forma parte del nuestro organismo, si bien lo necesitamos en su justa medida, dentro de unos límites. A nivel industrial, su principal aplicación viene dada como átomo esencial del ácido sulfúrico. El azufre puede combinar para formar moléculas con varias valencias posibles (-2, +2, +4 y +6) lo que lo convierte en un elemento muy polivalente.
El ácido sulfúrico es uno de los compuestos químicos más utilizados en la industria. En el aprendizaje de química, uno se familiariza fácilmente con el mismo, ya que se involucra en un montón de reacciones químicas diferentes.
La fuente de la que procede el ácido sulfúrico en la Naturaleza es la piedra pirita. Este es un mineral que se conoce y admira desde la antigüedad por su brillo deslumbrante, hecho que ha llevado en ocasiones a que algunos lo hayan confundido con oro. La piedra pirita está constituida principalmente por sulfuro de hierro, FeS2, un sólido que se organiza internamente con una estructura cristalina, que suele la celda unitaria propia de los sólidos platónicos: cúbica, octaédrica, dodecaédrica o icosaédrica. Los antiguos también conocían de esta piedra la propiedad de emitir chispas al ser frotada con otras.
Pero no fue hasta principios del siglo XVIII que se empezó a desarrollar el tratamiento para la obtención de ácido clorhídrico a partir de ella. Actualmente, el primer paso de este tratamiento consiste en la combustión, por la cual se hace reaccionar el sulfuro de hierro triturado con oxígeno del ambiente para dar lugar a óxido férrico (Fe2O3) y anhídrido sulfuroso (SO2). La reacción es exotérmica y el calor emitido se utiliza para hacer girar el motor que transporta los reactivos iniciales, de forma que la materia prima opera a la vez como fuente energética para la industria que se construye para la obtención del producto final.
El polvo obtenido de sulfuro de hierro se descarta. El anhídrido sulfuroso, es estado gaseoso y a muy alta temperatura, se trata con agua para la eliminación de impureza, se enfría y finalmente se deshidrata.
En un último paso, se facilita la oxidación del anhídrido sulfuroso para obtener SO3. Esta reacción es muy lenta, aunque suele acelerarse por el uso de un catalizador, normalmente óxido de vanadio. Este último se disuelve en agua, con la que reacciona para dar lugar al ácido, H2SO4, que puede alcanzar una riqueza del 98 al 99%.
Una reacción química es un proceso de transformación en el que se ven involucradas diversas sustancias químicas, unas de partida, llamadas reactivos, y otras que se crean, denominados productos.
Una reacción química muy fácil de llevar a término por la accesibilidad de sus reactivos es la de carbonato de calcio con ácido clorhídrico. El carbonato de calcio, CaCO3, es fácil de encontrar en forma de piedra caliza, la cual está por doquier en la tierra. De hecho, en el vídeo, varios trozos de piedra caliza son recogidos directamente del suelo en el patio de un colegio. El ácido clorhídrico, HCl, se encuentra disuelto en el Salfumant, un conocido producto de limpieza.
Sólo es necesario poner ambos en contacto en cantidades adecuadas para que se produzca la reacción química.
El único instrumento de alta precisión requerido para sacar conclusiones del balance de la reacción es una balanza de alta resolución, capaz de medir hasta la milésima de gramo. Con las medidas adecuadas realizadas de peso, antes y después de la reacción, considerando la Ley de la conservación de la materia de Lavoisier (ya adelantada históricamente por Lomonosov en Rusia), y la aplicación práctica del concepto de mol para la determinación de masas atómicas anotadas en la tabla periódica de los elementos, se deduce en el vídeo de arriba el porcentaje de pureza de carbonato de calcio en la piedra caliza.
Para establecer relaciones entre las cantidades de reactivos consumidas y de productos que se crean en la reacción y sus pesos correspondientes deberemos tomar nota de las masas atómicas de los elementos químicos involucrados: el calcio (Ca), el carbono (C), el oxígeno (O), el hidrógeno (H) y el cloro (Cl). Estos datos se pueden leer en la tabla periódica de los elementos.
La clave para deducir la masa producida de dióxido de carbono es restar la masa total inicial contenido en la balanza (matraz + Salfumant + piedra caliza) y la masa total final, cuya diferencia únicamente puede explicarse por el gas liberado al ambiente.
El material genético contenido en las células de un ser humano se puede imaginar como una enciclopedia de 23 tomos. Tal es la cantidad de información que se debe almacenar que no cabría en un solo tomo. Cada uno de estos "tomos" es un cromosoma. El cromosoma contiene el material genético con el que se codifican las instrucciones que deben llevarse a término para sintetizar las aproximadamente 30.000 proteínas que son necesarias producir para sostener la vida. El fragmento concreto de código genético que hay que leer para realizar una función concreta se conocen como gen. Podemos imaginarnos un gen como un fragmento de una página de la enciclopedia de la vida con las instrucciones sobre cómo hacer algo concreto, así como el diccionario contiene la definición precisa y el significado de cada palabra. Sólo que en este caso el lenguaje utilizado solamente emplea cuatro "letras" diferentes: A (adenina), C (citosina), G (guanina), T (timina); las iniciales de las cuatro bases orgánicas con los que se crea la secuencia codificada el ácido desoxirribonucleico o ADN.
Sólo uno de aproximadamente 100 millones de espermatozoides tendrá eventualmente la posibilidad de fecundar el óvulo. Cuando eso ocurre, los cromosomas del hombre y la mujer se dividen, y una copia de cada se completa con nuevo material genético y se reparten a ambos lados del núcleo antes de que éste se empiece a multiplicar por división en un primer paso conocido como mitosis.
Empieza así un proceso que a lo largo de 9 meses y 56 generaciones producirá los aproximadamente 12 billones de células que contiene el feto preparado para el nacimiento. Una extraordinaria y maravillosa inteligencia impele todo el proceso de creación de los múltiples y variados tipos de células y su reparto por el cuerpo para crear los tejidos del cerebro, corazón y hasta el más remoto órgano vital.
