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  • La historia de un Ciclo

    27 may. 2011
    Uno de mis fuertes en la química es el análisis estructural de compuestos orgánicos. Así que desde aquí me he propuesto hacer un pequeño homenaje a uno de los  que se considera padre de la estructura Química. 
    August Kekulé
    Pero antes de nada, os voy hablar del benceno.
    El benceno es un hidrocarburo cíclico poliinsaturado de formula C6H6. También se le da la denominación de hidrocarburo aromático. El nombre de aromático le viene debido a que este tipo de estructuras presentan ciertos olores característicos. Con todos vosotros el benceno.

    A quien más o quien menos el nombre y la estructura le suena de algo. El benceno se utiliza como producto inicial de otros muchos compuestos que contienen esta estructura cíclica, como plásticos, resinas, lubricantes, medicamentos y la lista puede continuar. Es uno de los 20 productos químicos de mayor producción. Su inconveniente es que es cancerígeno.
    Pero para llegar es esa estructura tan bonita tuvieron que pasar nada más ni nada menos que 40 años y no fue hasta la década de 1930 en que se pudo demostrar.

    El benceno fue descubierto por Faraday en 1825, y hasta 1834 no fue Mitscherlich que descifró su formula molecular C6H6.   

    Una vez descubierta su formula propusieron una estructura lineal, pero la reactividad que presentaba era complemente diferente a la reactividad esperada si fuera una estructura lineal.

    Y aquí entra nuestro héroe de la película. En 1857 August Kekulé asentó las bases de la estructura orgánica diciendo que el carbono era tetravalente y explicando los ordenes de enlace y la capacidad que presenta el carbono de autoensamblarse. 

    A partir de aquí aparecieron un montón de estructuras posibles para el benceno, algunas de químicos muy conocidos como Dewar.

    Estructuras propuestas del Benceno
    Pero no fue hasta 1865 que el propio Kekulé presentó la siguiente estructura basandose en sus trabajos.


    Donde propuso que los dobles enlaces se movían (resonancia) según el siguiente esquema y cuadraba con sus datos experimentales.


    En una conferencia en la sociedad química alemana en 1890 dijo que saco esta estructura porque se le apareció en sueños una serpiente que se mordía la cola, de aquí la imagen original inicial con la que abría esta entrada.

    Como he dicho antes no fue hasta la década de 1930 que Linus Pauling  en sus estudios de orbitales y análisis estructural pudo describir la forma y el comportamiento de los hidrocarburos aromáticos.

     

    A que estáis enganchados?

    23 may. 2011

    Bueno aun no he hecho un estudio de mercado de cuantos de mis lectores son fumadores. Alguno que otro habrá asi que ya os imagináis por donde van los tiros no?
    Os voy hablar de esa sustancia que hace que estéis enganchados al cigarrillo, la nicotina

    estructura química nicotina
    Nicotina
    El primer dato curioso es que debe el nombre a Jean Nicot que fue el introductor del tabaco en Francia por el año 1560. Químicamente hablando la nicotina es un alcaloide (metabolito secundario sintetizado a partir de aminoácidos)
    El 10% de la nicotina presente en un cigarrillo pasa al humo, y de ese 10% se absorbe entre en 80-90% en los pulmones que se trata de un promedio de 0.8 miligramos. La nicotina es una veneno, de hecho se utiliza en ciertos insecticidas. La dosis letal en un adulto de 70kg es de 60 miligramos.

    A los pocos segundos de inhalar el humo la nicotina llega al cerebro con facilidad debido a su estructura molecular que puede atravesar la barrera hematoencefálica sin problemas. Una vez en el cerebro la nicotina es un agonista de la acetilcolina.
    Esto quiere decir que la nicotina interactúa en los receptores de la acetilcolina. al interactuar en estos receptores se da la orden de liberar dopamina en el sistema mesolímbico y noradrenalina en el locus ceruleus

    centros cerebrales activos nicotina
     
    La dopamina esta asociada a los centros del placer y la noradrenalina interviene en los sistemas de alerta entre muchos otros.

    esquema acción nicotina en el cerebro
    Esquema de acción de la nicotina-Fuente

    De aquí viene que la nicotina sea también la responsable de la adicción al cigarrillo. Al producir ese "chute" hormonal de placer y estimulación por parte de la dopamina y adrenalina cuando se deja de consumir el cigarrillo el cerebro pide su dosis de dopamina y adrenalina de aquí viene el famosos síndrome de abstinencia o más conocido como "el mono" como ocurre con otras sustancias psicoactivas. Espero que se os quite las ganas de un buen cigarrillo.


    Cojan lápiz y papel

    19 may. 2011
    Muchos de nosotros estamos hartos de manejar el boli, el lápiz y el papel, si nos pusiéramos a contar las de paginas que llegamos a escribir a lo largo de nuestra vida nos llevaríamos una gran sorpresa. Solamente hace falta mirar la montaña de apuntes que guardas en el armario de tu paso por la facultad o el instituto. Como sabemos el papel está hecho de celulosa. Pero sabéis lo que es la celulosa?

    La celulosa no es más que cadenas de glucosa, si si glucosa, más conocido popularmente como azucar.

    La celulosa forma parte de la pared celular presente en los vegetales.
    Para la obtención del papel lo que se hace es triturar madera, y se reduce a una pasta que se blanquea con dióxido de cloro.  Luego se pasan por una serie de rodillos que aplana la pasta y se seca para eliminar el contenido de agua para asi obtener la hoja. Lo que hacemos al eliminar el agua es fomentar los enlaces por puente de hidrogeno entre cadenas de celulosa.


    Pero de nada serviría un buen papel sino tenemos
    Quien no ha tenido el lápiz de la imagen? Todos lo hemos cogido, mareado, mordido, roto... puff si los lápices hablarán. Como sabéis la mina negra del lápiz es grafito. El grafito es una de la formas que puede adaptar el carbono. Esta forma presenta una estructura hexagonal que se apila en capas, los enlaces de los hexágonos son muy fuertes en cambio entre capas las interacciones son muy débiles.
     
    Entonces nosotros cuando escribimos lo que estamos haciendo es romper el enlace entre capas y por tanto lo que estamos haciendo es dejar  estas capas de carbono incrustadas en el papel.

    La vida tiene un color especial...

    16 may. 2011

    Con el título ya podéis pensar que de lo que voy hablar hoy, los colorantes. Estamos rodeados de colorantes sin ni siquiera darnos cuenta, ahora mismo la ropa que llevas esta cargada de colorantes, pero si hasta nos los comemos con los colorantes alimentarios.

    colorantes alimenticios


    Existen muchos tipos de colorantes, pero los químicos tenemos especial cariño a los azocompuestos. Esto es debido a que una cantidad de indicadores ácido-base están hechos de este tipo de compuestos, y aparte que son los más abundantes en la industria textil y en menor medida pero tambien presentes en la industria alimentaria.

    Lo mejor para empezar será explicar que es un azocompuesto. Un azocompuesto es una sustancia que tiene un grupo funcional "azo" que se traduce en un doble enlace nitrógeno-nitrógeno, una cosa tal que así (R-N=N-R) donde R son cadenas de carbono. Para tener un azocolorante las R tienen que ser anillos aromáticos.

    naranja de metilo azocolorante
    Naranja de metilo
    Esto se debe a que el grupo azo esta conjugado con los anillos (Podemos mover los electrones por todo el sistema de anillos y los nitrógenos centrales) que provocan que estos compuestos absorban radiación en la zona del visible y así nosotros podemos observar una coloración intensa. La obtención de los azocompuestos a finales del siglo XIX supuso un boom para la industria química y sobre todo la industria textil.
    Actualmente la obtención de azo compuestos es relativamente sencilla donde un catión diazonio R-N2+ ataca a un anillo en la famosa reacción de sustitución electrófila aromática que muchos químicos nos ha tocado estudiar en la carrera. Y para los que no el siguiente esquema os clarificará las cosas.

    síntesis azocompuestos
    Síntesis azocompuesto
    A continuación os voy a mostrar alguna representación de  azocolorantes.

    Rojo cítrico usado en alimentación, en frutas más concretamente.

    colorante rojo cítrico azocolorante
    Rojo Cítrico

    Tartracina usada en purés, patatas fritas, repostería, debido a su color naranja-amarillo dependiendo de la concentración usada.

    tartracina azocolorante amarillo
    Tartracina

    el negro brillante muy usado en el sucedáneo de caviar y las gominolas de regaliz


    negro brillante colorante azocompuesto
    Negro Brillante

    y por último la Azorrubina, usado en los yogures de fresa y hasta en el famoso Oraldine.


    azorrubina azocolorante oraldine
    Azorrubina

    Estos son unos pequeños ejemplos de muchos posibles y como os podéis fijar todos presentan el grupo "azo".
    Os dejo una lista de los colorantes y conservantes alimenticios más usados. Los famosos numeros E- que aparecen en todos los listados de ingredientes.Lista Números E.

    Actualmente los azocompuestos usados en alimentación están bajo estricta vigilancia ya que muchos azocolorantes han demostrado ser cancerígenos, relacionados con alergias alimenticias o trastornos alimenticios. Como es el caso del Negro7984 prohibido como colorante alimentario en 1984 pero se usa actualmente en cosmética, o en 2009 el rojo allura se llevó a cabo una revisión de sus dosis mínimas y su retirada de alimentos infantiles por producir cáncer de vejiga en grandes dosis.

    Os dejo un vídeo relacionado con la obtención del carmín, no es un azocolorante, pero es muy curioso de donde lo obtienen, ahora miraréis el carmín de diferente manera.



    Antimateria Ciencia ficción o no?

    13 may. 2011
    Ayer justamente publicaba esta entrada, pero debido a los problemas de blogger la tengo que volver a escribir hoy.

    materia antimateria no pueden coexistir

    Os decía que un amigo me paso un artículo con el titulo: Europa bate el récord de producción de antimateria

    Antes de hablar de antimateria voy a hablar materia. La materia que todos conocemos esta compuesta por átomos y estos átomos están compuestos por partículas. Estas partículas las conocemos todos, el protón (carga positiva), el neutrón, y el electrón (carga negativa)
    particulas del átomo
    Átomo
    En cambio la antimateria está compuesta por antipartículas. Estas antipartículas son el antiprotón (protón con carga negativa) el antineutrón y el antielectrón, más conocido como positrón (electrón con carga positiva)
    particulas de antiamteria antihidrogeno
    Antimateria
    En 1928 la Ecuación de Dirac que se utilizaba para describir las partículas con spin 1/2 (como el electrón por ejemplo) daba dos posibles soluciones, una de ellas era la existencia de la antipartículas. Pero no fue hasta 1932 que se descubrió el positrón y en 1955 el antiprotón.

    La antimateria es la sustancia más cara del mundo con un coste de 60.000 millones de dólares un miligramo. Esto es debido a que es muy díficil de obtener y porque la antimateria es muy inestable, en presencia de materia interaccionará con ella para dar simplemente energía.

    choque positrón electrón
    Colisión entre un positrón y un electrón


    colisión materia antimateria da energia pura
    Colisión Materia antimateria para dar solamente energia

    La manera que tenemos para crear antimateria es en el acelerador de partículas presente en el CERN. Donde aceleramos dos aces de partículas hasta casi la velocidad de la luz y los hacemos chocar en un punto determinado. Estos choques generan energía, y otras partículas, como antipartículas, que somos capaces de detectar aunque duren fracciones de segundo.
    choque acelerador de partículas
    Choque en el acelerador de partículas
    productos choque acelerador de partículas

    Otro problema que presenta la antimateria es su almacenaje, como he dicho no puede tener materia a su alrededor ya que interaccionara con ella de manera destructiva para dar simplemente energía. Lo que se crean son una serie de trampas con campos electromagnéticos y radiofrecuencias que dejan a la antimateria o las antipartículas "flotando". Esto vuelve ha encarecer su factura.

    almacen antimateria
    Almacenaje antimateria
    Pero bueno todo esto para qué? Una de la aplicaciones de la antimateria es su uso como un futuro combustible. Como sabemos nuestra sociedad cada día demanda más energía y la antimateria podría ser una solución a esta demanda. Simplemente con 10 miligramos de antimateria seriamos capaces de mandar un cohete a Marte. Así que imaginaros el poder de generación de energía que tiene una poca cantidad de antimateria. Aparte de esto actualmente, la antimateria tiene una aplicación en medicina, la conocida tomografía de positrones.

    Ahora ya sabéis que la antimateria de ciencia ficción tiene poco.

    Y desde aquí dar mi apoyo al Murcia y sobretodo a Lorca. Ánimos!!!

    Pequeñas curiosidades "el sistema antirobo"

    9 may. 2011
    Hoy voy a dejar que descanséis de la química y me paso al bando contrario, la física, pero no os preocupéis que volveré a mi terreno.

    imagen ladron electrónico

    Todos hemos pasado por alguna tienda de ropa y alguna vez se han olvidado de desactivar la alarma y hemos pitado al salir como los ladrones más normales y corrientes. Seguro que más de una vez os habéis preguntado como funcionan los sistemas antirrobo.

    Principalmente existen dos tipos.


    En los dos casos consisten en dos arcos que entre ellos se crea un campo magnético. Acordaros que en la entrada del funcionamiento de un altavoz al circular corriente eléctrica por una bobina generamos un campo magnético.

    Relación Corriente-Campo magnético en una bobina
    Relación Corriente-Campo magnético en una bobina

    arco antirrobo
    Arcos antirrobo

    En el fondo lo que tenemos son dos bobinas que son los arcos generando un campo magnético entre ellos.  Con la siguiente imagen veréis las líneas del campo magnetico generadas entre dos bobinas y os haréis una idea de lo que hay entre los dos arcos antirrobo.

    Campo magnético entre dos bobinas
    Campo magnético entre dos bobinas

    En el primer caso el producto robado lleva una etiqueta magnética que presenta una pequeña bobina.
    Alarma-Etiqueta magnética
    Alarma-Etiqueta magnética
    Al introducirse en el campo magnético de los arcos interacciona con la etiqueta y se produce una muy pequeña corriente eléctrica que circula por la bobina de dentro de la etiqueta, lo que se traduce en una perturbación del campo magnético entre los dos arcos. Obviamente el detector del arco se da cuenta que ha habido una perturbación y hace saltar la alarma.

    El segundo sistema consiste en una pequeña alarma de plástico que contine una pequeña bobina de cobre.

    alarma tienda de ropa
    Alarma- Onda de Radio
    Al pasar por ellos se genera esa mini corriente como en el primer caso pero resulta que esa corriente sirve para activar un pequeño dispositivo electrónico que envía una onda de radio. Esta onda de radio es captada por un receptor que hay en los arcos y hace sonar la alarma. Volviendo a cazar al ladrón.

    El aluminio no es nuevo

    6 may. 2011
    Tengo que deciros que para la siguiente entrada mi fuente de inspiración ha sido el siguiente anuncio.


    Por dos motivos. 
    El primer motivo es obvio, soy químico y al ver como el colega moldea una espuma simulando aluminio me ha llevado a preguntar como se obtiene el aluminio.

    El aluminio se extrae de un mineral llamado bauxita. La bauxita presenta entre un 30 y un 60% Óxido de aluminio (Al2O3) y el resto son impurezas como pueden ser diferentes óxidos de hierro y sílice.
    Bauxita

    Lo primero que tenemos que hacer es separar esas impurezas para obtener el Oxido de aluminio limpio. Esto se consigue con el método de Bayer. (Si efectivamente fue descubierto por Karl Bayer hijo del creador de la farmacéutica en el año 1889). Se trata de coger la bauxita y añadirla a una disolución de Hidróxido de sodio (NaOH). El NaOH disuelve los minerales de aluminio pero no el resto dando hidróxidos de aluminio.

    Al(OH)3 + OH- + Na* → Al(OH)4- + Na*
    AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na* → Al(OH)4- + Na*
    Posteriormente los hidróxidos de aluminio (Al(OH)4) se calientan hasta 1050ºC y vuelven a ser transformados en Al2O3 mediante un proceso de calcinación. Este Al2O3 puro se le denomina Alúmina.

    2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O

    Una vez obtenida la alúmina para obtener solamente el Aluminio (Al) se lleva un proceso de electrólisis.
    El oxido de aluminio en presencia de una fuerte corriente eléctrica (Cada tonelada requiere unos 20MWh y gasta 460kg de carbono de los electrodos esto hace que sea un metal caro de obtener) reduce el Al 3+ para convertirse en el metal aluminio que cae en el fondo de la cubeta electrolítica.

    Al2O3 ==> Al3+ + AlO33-
    Al3++ 3e==> Al

    Electrólisis del aluminio
    Como todos sabemos el aluminio presenta una gran resistencia, es muy ligero y además gran resistencia a la corrosión,  de aquí que sea el segundo metal después del acero en utilización.Y por eso Audi se vanagloria de utilizarlo en su chasis de su nuevo A6 como si fueran pioneros. Una cosa respecto a la resistencia a la corrosión, muchas veces pensamos que el alumino que tenemos en la ventana es así y que no se oxida. Pero es mentira, el aluminio que tenemos delante esta oxidado, se forma una capa microscópica transparente de óxido de aluminio encima del aluminio que lo protege de la oxidación del aire.
    Y aquí viene mi segundo motivo, Audi últimamente parece una máquina más de marketing que de fabricación de coches. Porque parece ser que se han olvidado de decir que en el año 99 sacaron el A2 hecho completamente de aluminio, pero fue un fracaso comercial. Pero lo que más me molesta es que vayan de pioneros, cuando allá por los años 90 Honda sacó su mejor coche hasta la fecha, el flamante deportivo NSX hecho totalmente de aluminio con la colaboración de Ayrton Senna. No dejéis de ver el siguiente video no tiene desperdicio. Si alguien tiene uno que me lo deje conducir por favor...

    Resaca y que resaca....

    2 may. 2011
    La entrada más temida por mi. Tarde o temprano tendría que llegar. La famosa resaca. No voy a entrar en detalles de mi ajetreada vida nocturna. Más que nada porque no lo recuerdo. Pero los síntomas de la resaca los conocemos todos.
    resaca antes y después


    Tu sistema digestivo está completamente trastornado, el hecho de haber bebido mucha cantidad de alcohol hace que se produzcan cambios metabólicos en tu estomago, hígado y páncreas. Se segregan más ácidos y diferentes fluidos pancreáticos a tu delicado estomago. El sobreesfuerzo que está llevando el hígado para metabolizar el etanol presente en tu sangre hace que tengas un bajón de azúcar (Hipoglucemia) y te sientes completamente cansado. Así que primer consejo, beber líquidos con un alto contenido en azúcar, tales como zumos.

    Si la comida previa a las copas tuviera un alto contenido en grasas, tu estomago no se hubiera irritado tanto y la absorción del alcohol hubiera sido más lenta.

    Todos hemos escuchado que el alcohol deshidrata y efectivamente, el alcohol es diurético. Si te has tomado unos 50g de alcohol diluido en unos 250 ml de (Red bull, fanta etc...) tu cuerpo perderá entre 600ml y 1 litro de agua. Esta deshidratación es la responsable de la sequedad bucal, sed constante y más cansancio para tu cuerpo maltratado. Por tanto segundo consejo bebe mucha agua, antes, durante y después.

    El proceso de degradación del alcohol (etanol) en nuestro cuerpo es el siguiente:

    Metabolismo alcohol

    metabolismo etanol cuerpo humano

    Ni se os ocurra en un ataque de lucidez beberos metanol. Nunca jamás!!! La dosis mortal es muy baja en el metanol quitároslo de la cabeza.

    Así que todas la bebidas alcohólicas que consumimos están compuestas por diferentes graduaciones de etanol y muy pero que muy pequeñas concentraciones de metanol. Total, en nuestro cuerpo tenemos la enzima ADH que transforma el etanol en acetaldehído que es tóxico para nosotros entonces ha de intervenir otra enzima (AcDH) para procesar el acetaldehído generado a acetato. Si bebemos demasiado deprisa esta segunda enzima no puede trabajar y se nos acumula el acetaldehído en el cuerpo. Provocando nauseas, sudores, aumento de las pulsaciones.

    En 2008 se publicó un estudio que planteaba que nuestro sistema inmunológico se activa por intoxicación etílica produciendo el famoso dolor de cabeza como si de una gripe se tratara. Así que el tercer consejo del día es tomar un ibuprofeno o una aspirina para reducir este dolor de cabeza. Ni se os ocurra tomar paracetamol su degradación implica enzimas presentes en el hígado que también se utilizan para eliminar el alcohol y pueden dar lugar a subproductos tóxicos.

    Bueno espero que ahora miréis al alcohol con otros ojos y si otra noche loca caéis en la tentación os dejo un listado de mayor a menor resaca.

    imagen listado de bebidas resaca


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