Arxiu de la categoria: QUÍMICA

Científics nord-americans desenvolupen els cristalls del temps, una nova forma de matèria

Sona com a ciència ficció, però els cristalls del temps són una cosa molt real.

Un cristall és una estructura espacial en la qual es repeteixen els àtoms de forma fixa en l’espai. Cristalls són els diamants, els robins o les maragdes, per exemple. La seva bellesa deriva de l’estructura periòdica dels seus àtoms, carboni en el diamant; alumini, ferro, crom i oxigen en el robí, i beril·li, alumini, silici, crom, vanadi i oxigen en la maragda.

Com l’estructura és periòdica en l’espai, la llum que cau sobre ells es difracta en colors preciosos, al combinar-se en freqüències discretes i ordenades, en comptes de ser llum blanca en la qual la combinació de freqüències és contínua (o gairebé) i, en tot cas, aleatòria.

Doncs bé, si els cristalls espacials exigeixen repeticions periòdiques en l’espai de les posicions dels àtoms d’un cos, ¿no hauria repeticions periòdiques en el temps de les posicions dels àtoms d’un cos?

Si bé els cristalls espacials són estructures estables que es mantenen com a tals en equilibri, els cristalls temporals no poden mantenir-se en les seves posicions periòdiques sense una injecció constant d’energia, ja que són estructures lluny de l’equilibri.

Els àtoms en un cristall de temps mai s’estableixen en el que es coneix com a equilibri tèrmic, un estat en el qual tots tenen la mateixa quantitat de calor. És un dels primers exemples d’una nova classe àmplia de matèria, anomenada fase de no equilibri, que s’ha predit però fins ara no s’havia pogut aconseguir.Poden certs sòlids cristal·litzar en el temps, preferint diferents estats a diferents intervals de temps? Continua la lectura de Científics nord-americans desenvolupen els cristalls del temps, una nova forma de matèria

Manual sobre contaminació per incrèduls

Dia si i dia també, se’ns anuncien al telenotícies mesures restrictives per evitar la contaminació, com és el cas d’avui a la ciutat de Madrid. Però encara hi ha persones que qüestionen la presència dels contaminants, que afecten a la nostra salut cada vegada d’una manera més alarmant.

Un dels primers temes de l’assignatura de química a 2n d’ESO és definir que és matèria. Qualsevol cosa que es pugui veure i tocar està clar que ho és. De vegades a algun alumne llest se li escapa el riure pensant la simplicitat de la pregunta. La primera vegada que es pregunta si l’aire és matèria solen haver opinions diverses, la meitat aproximadament pensa que si i l’altra meitat que no. I és que l’ésser humà està fet per guiar-se pels seus sentits, com pot ser matèria alguna cosa que no podem veure?

–Una cosa semblant passa quan intentem explicar la mecànica quàntica partint de la base que les partícules estan en tots els llocs alhora, no en un lloc concret.–

Aquest article publicat a www.vozpopuli és simplement  una petita classe de química que demostra mitjançant petits experiments  la presencia de l’aire al nostre voltant i com identifiquem la contaminació centrada en la presència de diòxid de nitrogen.

http://www.vozpopuli.com/next/Manual-contaminacion-incredulos_0_989301182.html

“¿Dónde está la contaminación, que no la veo?”, preguntaba el protagonista de un vídeo que se hizo viral hace unas semanas durante las restricciones de tráfico impuestas por el ayuntamiento de Manuela Carmena. Al hombre le parecían poco evidentes los niveles de contaminación en Madrid porque al mirar a su alrededor veía el aire aparentemente limpio y no apreciaba ni rastro de la nube que amenaza la salud de los ciudadanos cuando se estanca sobre la ciudad.

Pero lo que le faltaba al protagonista del vídeo era un poco de perspectiva. Basta alejarse del núcleo urbano para observar la nube anaranjada sobre la ciudad. También le faltaba algo de información. El dióxido de nitrógeno es bien visible, hasta el punto de que es el gas responsable de la coloración rojiza que vemos en los hongos de las explosiones nucleares, por poner un ejemplo nada tranquilizador. Un experimento típico para generar NO2 consiste en verter un poco de ácido nítrico sobre una moneda de cobre: el resultado es una pequeña nube de gas marrón que, al ser más pesado que aire, se va al fondo del recipiente, lo mismo que la nube que se cierne periódicamente la cabeza de los madrileños.

El NO2 se genera a partir de dos elementos tan aparentemente inocuos como el oxígeno y el nitrógeno

Pero el gas que amenaza la salud de los ciudadanos no se forma de una reacción tan sofisticada como la del experimento ni por una explosión nuclear. En realidad se genera a partir de dos elementos tan aparentemente inocuos como el oxígeno y el nitrógeno, que forman el aire que respiramos. Ambos se encuentran en la atmósfera en parejas, en forma de O2 y N2. El primero es más reactivo (conocemos sus propiedades corrosivas), pero el nitrógeno, que ocupa hasta un 78% del aire, se encuentra en parejas de dos átomos unidos por un triple enlace muy estable y muy difícil de romper. Entonces, ¿qué proceso tiene lugar para que se rompan unas moléculas tan estables y que el aire que respiramos se convierta en veneno?

La formación de dióxido de nitrógeno ocurre de manera natural en las altas capas de la atmósfera, en las erupciones volcánicas y durante las tormentas, cuando el aumento extremo de temperatura por el relámpago separa las moléculas para formar NO y al enfriarse se une un nuevo átomo de oxígeno creando NO2. Pero los humanos tenemos otra forma de generar dióxido de nitrógeno gracias a los motores y calderas donde la temperatura supera los 2.000 grados. Es aquí donde los motores diésel tienen un papel fundamental y se han convertido en un problema inesperado para la salud de la población.

¿Qué ocurre para que el aire que respiramos se convierta en veneno?

“En un motor diésel la mezcla de gases se comprime a muy alta presión y ahí se provoca la reacción química, ya que se alcanzan temperaturas altísimas que nunca se alcanzan en un motor de gasolina”, explica el divulgador e investigador del CSIC Bernardo Herradón. Este proceso se produce de manera continua en millones de motores y, aunque la cantidad de dióxido de nitrógeno que produce cada coche es pequeña, basta para generar un problema cuando el viento no sopla o no hay precipitaciones y el gas se estanca sobre la ciudad. “De cada millón de moléculas se transforma una“, explica Herradón. “Cuando hablamos de contaminación de NO2 hablamos de partes por millón, pero ese poco basta para generar problemas”.

Lo que tenemos después de este proceso de combustión a alta presión y temperatura es una nueva molécula que, a diferencia de sus apacibles ‘progenitores’, es una auténtica pendenciera. “En química, cuando convertimos A en B son sustancias distintas y pueden tener comportamientos muy diferentes”, explica Herradón. “Cuando uno pinta la molécula del NO2 se da cuenta inmediatamente de que es un veneno”, prosigue. Su forma de triángulo y su disposición indican que se trata de una molécula reactiva. Su estructura molecular, con un electrón desapareado, es la razón por la que se combina con otras sustancias, bien como oxidante o bien como reductor. Su capacidad de reaccionar es tal, que si bajas la temperatura pasa de ser un gas a convertirse en otra sustancia, un líquido incoloro. Las moléculas han interaccionado entre ellas y se ha formado tetraóxido de dinitrógeno (N204), un compuesto que la NASA utilizó en los cohetes Titán.

El dióxido de nitrógeno cambia con la temperatura
El dióxido de nitrógeno cambia con la temperatura Eframgoldberg (Wikimedia Commons)

Su nueva capacidad de combinarse es lo que lo convierte en una molécula tan dañina para nuestra salud. “Desde el punto de vista del comportamiento químico se trata de un gas tóxico, porque genera radicales libres“. Cuando entra en contacto con las vías respiratorias puede inflamar el revestimiento de los pulmones y provocar infecciones como bronquitis. Las pruebas de su toxicidad las tenemos desde hace años. Un fallo durante el proyecto Apolo-Soyuz en 1975 provocó que entraran grandes cantidades de NO2 en la nave y casi acaba con la tripulación. También se han producido consecuencias letales en los silos de cereal, donde los nitratos del cultivo han derivado en dióxido de nitrógeno y provocado neumonías fatales en muchos agricultores.

“Cuando uno pinta la molécula del NO2 se da cuenta inmediatamente de que es un veneno”

“Estas moléculas son especies oxidantes que provocan lo mismo que sucede cuando quemas un trozo de carbón”, explica Herradón. “Aceleran los procesos oxidativos y dentro de nuestro organismo degradan y contribuyen al envejecimiento de nuestras células, modifican procesos metabólicos importantes y al final lo que provoca es una enfermedad”. Pero el dióxido de nitrógeno no es solo perjudicial por lo que causa directamente, sino porque multiplica el efecto de todas las otras sustancias contaminantes de la polución y que se combinan para generar esa nube negra y marrón sobre la ciudad. “También promueve la transformación de óxidos de azufre a ácido sulfúrico”, explica el investigador del CSIC. “Puede reaccionar para crear ácido nítrico, contribuyendo a la lluvia ácida, y contribuye a la generación de ozono troposférico“.

En estas circunstancias, el dióxido de nitrógeno se sitúa en medio de una cascada de reacciones que generan lo que se conoce como esmog fotoquímico y que ha obligado a las autoridades de toda Europa a tomar medidas para salvaguardar la salud de la población. En los años 90 se promovió el uso del combustible diésel como el más ecológico, pues se suponía que un menor consumo conllevaría menores índices de contaminación, pero el NO2 se reveló como el coste oculto de aquella apuesta no demasiado reflexionada. Con la proliferación de los vehículos diésel, cada vez que hay un periodo prolongado de tiempo seco y soleado las ciudades se convierten en una trampa irrespirable. La inversión térmica hace que una capa de aire caliente atrape el aire más frío y denso y el aire se convierta en un veneno.

Coltan, sang a les nostres mans

Fa uns dies, ha tingut lloc el GSMA Mobile World Congress, l’esdeveniment més important del món en el seu àmbit, que reuneix a Barcelona les principals empreses i professionals del sector de les telecomunicacions mòbils.

No oblidem però, que l’interior d’un smartphone d’última generació pot arribar a amagar un secret desagradable com l’explotació il·legal de recursos naturals, l’esclavitud o fins i tot la mà d’obra infantil.

Com hem comentat altres vegades, el coltan és un mineral metàl·lic relativament escàs a la natura que es compon essencialment de colombita i tantalita, dos minerals que s’utilitzen en la fabricació de components per a dispositius electrònics per les seves qualitats. Especialment atractiva resulta la tantalita, de la qual s’extreu el tàntal, un metall refractari que resisteix molt bé la corrosió sent molt mal·leable i inert pràcticament a tots els compostos orgànics i inorgànics. El tàntal és un dels molts elements que s’empren sense cap sostenibilitat, en la fabricació de càmeres, consoles de jocs, PC, televisors de pantalla plana i telèfons mòbils. La seva enorme demanda i la falta de consum responsable, motiva enfrontaments i vessament de sang.

Des de diverses ONG demanen que la resta del món s’involucri amb aquesta trista realitat, per a això hi ha diverses eines que poden emprar-se, la primera de les quals és difondre l’existència d’aquest conflicte i la segona que es doni un consum responsable als elements electrònics, mòbils, tauletes, PC, portàtils etc. No cal comprar un nou mòbil cada any … Continua la lectura de Coltan, sang a les nostres mans

Els danys dels plaguicides

Podem llegir, en un article publicat al diari “ElDiario” (veure http://www.eldiario.es/sociedad/plaguicidas-agroecologia-alimentacion_0_620138762.html), com un informe fet per dos relators de la ONU (veure http://ap.ohchr.org/documents/dpage_e.aspx?si=A/HRC/34/48) “acusa a la agroindustria de utilizar “tácticas agresivas y poco éticas” a la hora de promover el uso de plaguicidas y de “negar sistemáticamente la magnitud de los daños provocados por estas sustancias químicas”.

Com és evident les empreses dedicades a la fabricació massiva d’aquests plaguicides, agrupades a l’associació CropLife international, han posat el crit al cel i han començat a tractar de contraatacar  l’informe amb arguments molts coneguts ja. Entre ells podem trobar l’afirmació que sense pesticides no podríem recollir collites suficients per alimentar al món, que els plaguicides si són ben utilitzats no comporten risc…etc. La realitat però és que la agricultura que alimenta a la major part de la humanitat és la de petita escala que no fa ús de pesticides. I això és el que els molesta – ja que els hi treu guanys a les grans multinacionals – i la raó per la qual volen controlar el món de les llavors (ja que llavors controlen a les petites explotacions) i obligar al ús dels plaguicides. TODO POR LA PASTA!

I com sempre els països més afectats pels efectes nocius dels plaguicides són aquells que tenen regulacions laxes, pel general països en vies de desenvolupament del tercer món. Continua la lectura de Els danys dels plaguicides

Dones que van canviar la ciència

No estan totes les que son, però si que son importants. Com sempre ignorades, quan no silenciades i desaparegudes dels llibres de text. Aquí tenim un conjunt de científiques la contribució de les quals ha marcat una pàgina d’or en la ciència i que apareixen en un article publicat al diari “Público” (veure http://www.publico.es/sociedad/mujeres-cambiaron-ciencia-suenen.html). Continua la lectura de Dones que van canviar la ciència

No només la dosi fa el verí: el descobriment que podria canviar la legislació sobre pesticides

“La dosi fa el verí”. Aquest principi assumeix que una vegada que un producte químic s’esborra de l’organisme (recuperació toxicocinètics), ja no té cap efecte. No obstant això, passa per alt l’altre procés de restabliment de l’homeòstasi, la recuperació toxicodinámica, que pot ser ràpida o lenta depenent de la química. Per tant, quan els organismes estan exposats a dues substàncies tòxiques en la seqüència, la toxicitat pot diferir si el seu ordre s’inverteix. Si es posa  a prova aquesta hipòtesi amb el crustaci d’aigua dolça Gammarus pulex i quatre substàncies tòxiques que actuen sobre diferents objectius (diazinó, propiconazol, 4,6-dinitro- o -cresol, clorur de 4-nitrobencil).Es troba clarament diferent toxicitat quan l’ordre d’exposició dels dos agents tòxics es va revertir, mentre es manté la mateixa dosi.

La seqüència d’exposició i la toxicitat acumulada no es consideren a dia d’avui en l’avaluació de riscos ambientals, així que les implicacions d’aquest estudi són molt àmplies.

L’exposició a múltiples tòxics, en seqüències amb alta variabilitat, afecta en el dia a dia als éssers humans i als altres organismes, així que és vital que parem atenció als possibles efectes nocius per a la salut que es derivin. ” Continua la lectura de No només la dosi fa el verí: el descobriment que podria canviar la legislació sobre pesticides

L’alta radiació obliga a substituir un robot per un altre al reactor 2 de Fukushima

No s’acaba mai, un llast que no té solució en temps d’una vida humana. Les imatges que prengui ara el robot serviran per avaluar l’estat del reactor.Encara hi ha gent que defensa que l’energia nuclear és barata, eficient, sense riscos i no contamina …

Continua la lectura de L’alta radiació obliga a substituir un robot per un altre al reactor 2 de Fukushima

Ultimàtum de la Unió Europea a Barcelona i a Madrid per la contaminació per NO2

El diòxid de nitrogen o òxid de nitrogen (IV) (NO2), és un compost químic format pels elements nitrogen i oxigen. El diòxid de nitrogen és de color marró-groguenc.
El NO2 present en l’aire de les ciutats prové en la seva major part de l’oxidació del NO, la font principal són les emissions provocades pels automòbils. D’altra banda, el NO2 intervé en diverses reaccions químiques que tenen lloc a l’atmosfera, donant lloc tant a la producció d’ozó troposfèric com de partícules en suspensió secundàries menors de 2,5 micres (PM2,5), les més nocives per a la salut. De manera que a l’hora de considerar els efectes del NO2 sobre la salut s’han de tenir en compte no només els efectes directes que provoca, sinó també la seva condició de marcador de la contaminació deguda al trànsit i la seva condició de precursor d’altres contaminants.

Els òxids de nitrogen són en general molt reactius i al inhalar afecten el tracte respiratori. El NO2 afecta els trams més profunds dels pulmons, inhibint algunes funcions dels mateixos, com la resposta immunològica, produint una minva de la resistència a les infeccions. Els nens i asmàtics són els més afectats per exposició a concentracions agudes de NO2. Així mateix, l’exposició crònica a baixes concentracions de NO2 s’ha associat amb un increment en les malalties respiratòries cròniques, l’envelliment prematur del pulmó i amb la disminució de la seva capacitat funcional.

El Diòxid de nitrogen (NO2) és un dels causants de la famosa pluja àcida, ja que en reaccionar amb el vapor d’aigua produiria àcid nítric. Els efectes sobre l’agricultura, la ramaderia, els boscos, els sòls i les aigües són devastadors.

La Comissió Europea dona només dos mesos per aplicar mesures correctores a Barcelona i a Madrid abans de recórrer al Tribunal de Justícia de la Unió Europea.

http://www.ccma.cat/el-temps/ultimatum-de-la-unio-europea-a-barcelona-i-a-madrid-per-la-contaminacio-per-no2/noticia/2773449/

Continua la lectura de Ultimàtum de la Unió Europea a Barcelona i a Madrid per la contaminació per NO2

La història darrere dels sorprenents discs de gel giratoris

Potser arribarà algun dia que no sigui necessari que hi hagi un dia dedicat a la dona i la ciència, potser és suficient amb que es celebri únicament el 10 de novembre de cada any com a dia de la ciència. I potser, més endavant, ens adonem també algun dia, com va dir Marie Curie que “no cal témer a res a la vida, només cal comprendre”, llavors no caldrà celebrar el dia de la ciència. Mentre, la ciència avança descobrint el món que ens envolta, i preguntant-se perquè es produeixen  els efectes de la natura.

Fa poc es van veure discs de gel perfectament rodons surant i donant voltes lentament sobre  llacs congelats. El gir es produeix en realitat cap avall, i és a causa del canvi de densitat de l’aigua, no perquè existeixin remolins a sota l’aigua. Van trobar que el cercle de gel refredava l’aigua que l’envoltava, i, que en arribar a certa temperatura (4ºC, en concret) s’enfonsava formant un vòrtex. Aquest vòrtex “arrossegava” el gel sobre ell, fent-lo girar.

Si bé aquest estudi, publicat a la revista Physical Review E, ha determinat com es produeix el moviment, no explica la forma rodona gairebé perfecta dels discos gelats. Bé, les preguntes mai s’acaben.

http://www.iagua.es/blogs/agueda-garcia-durango/historia-detras-asombrosos-discos-hielo-giratorios

Continua la lectura de La història darrere dels sorprenents discs de gel giratoris