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Datación por 14C

_MoniK_ — 2006-05-27T16:24:00+01:00

Se trata de una datación relativa, es decir nos da la edad según una cronología bien definida, como es, la edad de un suelo o la duración de su evolución. Por tanto, esta técnica no nos da la edad real y precisa.

Existen distintas sustancias radiactivas con periodos de semidesintegración (tiempo que tarda una cantidad inicial de sustancia radiactiva en reducirse a su mitad) muy diferentes. Por ejemplo, el cerio137 (Ce ¹³⁷) tiene un periodo de 30 años, es decir si partimos de 10 g, al cabo de 30 años quedarán solamente 5g, pasados otros 30 quedarán 2.5g, y así sucesivamente. El carbono 14 (¹⁴C) es un isótopo radiactivo del carbono, es el mas conocido, tiene un periodo mucho mas largo, de 5730 años. Esta sustancia esta presente en los seres vivos y se desintegra tras su muerte. Por eso se usa para datar restos de seres vivos o hallazgos arqueológicos fabricados con materias primas naturales, como la madera.

Los seres vivos toman constantemente carbono de la atmósfera, en forma de dióxido de carbono, y lo incorporan a sus tejidos. El carbono presente en la atmósfera contiene una pequeña parte de carbono radiactivo: el isótopo ¹⁴C. Mientras el ser está vivo, la proporción de ¹⁴C es la misma que en la atmósfera. Cuando muere, la cantidad de ¹⁴C disminuye paulatinamente con el tiempo (al ser radiactivo se desintegra de forma progresiva). De este modo, la proporción de ¹⁴C en un momento dado permite conocer cuanto hace que el organismo ha muerto.

Otras tecnicas de datación

Otras técnicas de datación relativas usadas para este fin son las técnicas arqueológicas que se basan en el uso de restos de antiguas civilizaciones, la palinología que trata la reconstrucción de la historia del suelo a partir de los granos de polen de los vegetales, la termolumniscencia que es una propiedad de algunos materiales como el basalto, cerámica, etc..., que hace que desprendan luz cuando se les somete a una fuente calorífica debido a la presencia de elementos radiactivos en esos materiales, el arqueomagnetismo que es un método se basa en el hecho de que el campo magnético terrestre ha sufrido variaciones a través del tiempo que pueden ser detectadas. Actualmente los resultados del analisis del ¹⁴C pueden precisarse gracias a una escala de referencia obtenida mediante la dendrocrinología, que es un método basado en al observación de los anillos concéntricos anuales que aparecen en la sección transversal del tronco de los árboles, y consiste en correlacionar estos anillos en árboles conocidos con los del pasado. En las mejores condiciones se pueden obtener datos sobre algunos centenares de años.

Comportamiento de los elastómeros: caucho

_MoniK_ — 2006-05-21T16:16:00+01:00

El caucho esta compuesto de largas cadenas de polímero. Mientras que el caucho natural se forma a partir de poli (cis-isopreno), el caucho sintético se obtiene habitualmente a partir de una copolimerización de estireno y butadieno. Las cadenas de polímero se entrecruzan, en un proceso que se llama vulcanización, para evitar que se deslicen unas entre otras. La vulcanización transforma las cadenas lineales en una red tridimensional, uniendo entre si diversas cadenas mediante nudos, y el producto se conoce como elastómero.

Elasticidad del caucho

En ausencia de perturbaciones las cadenas de un elastómero se encuentran en conformación ovillo estadístico, pero si se aplica una fuerza exterior la muestra es capaz de aumentar su tamaño sin modificar los ángulos de valencia ni las longitudes de enlace sino simplemente pasando a conformaciones mas extendidas.

conformacion de ovillo estadístico

conformación estirada

( es decir, el caucho esta formado por moléculas largas capaces de estirarse o comprimirse al aplicar una fuerza externa,)

Cuando desaparece la fuerza exterior la cadena recupera su distribución de equilibrio, de modo que el proceso es reversible. La entropía es la magnitud fundamental en el proceso de estiramiento: cuando las cadenas se estiran disminuye su entropía, por lo que al cesar la fuerza de estiramiento las cadenas vuelven al estado inicial aumentando la entropía. En esto se basa la teoría de elasticidad de los cauchos.

Esto se puede comprobar fácilmente: cogemos la goma de de caucho por los extremos, la estiramos rápidamente todo lo posible teniéndola cerca de los labios o de la frente y la apoyamos rápidamente sobre la piel: notaremos que se ha calentado ligeramente (en este proceso se libera energía). Ahora, teniendo la banda de goma bien estirada y sin soltar los extremos, la acortamos rápidamente hasta su longitud original y apoyamos la banda sobre la piel: notaremos que se ha enfriado, porque al volver las moléculas a su situación original, estas absorben energía.

Variación de la elasticidad del caucho con la temperatura

Se puede estudiar fácilmente el comportamiento del caucho con la temperatura haciendo un sencillo experimento: sujetamos la goma de caucho por un extremo a un clavo en una pared y colgamos del otro extremo un objeto que mantenga la goma estirada. Con un lápiz marcamos de alguna manera la posición del extremo de la goma. Si ahora calentamos la goma con el aire caliente de un secador de pelo, comprobaremos que esta se a corta (al revés de lo que ocurre con los metales, que al calentarlos se dilatan).

Se puede explicar fácilmente: Cuando se calienta un material, sus moléculas se mueven cada vez más enérgicamente. Si sacudimos una cuerda en su parte media simulando la acción del calor, sus extremos se acercarán: la "molécula" se hace más corta. Eso explica porqué la goma se acorta al calentarse.

Caso práctico

El efecto de la variación de la elasticidad del caucho con la temperatura lo observamos en las ruedas de los coches; cuando durante un viaje largo comprobamos la presión de inflado del neumático, esta suele ser elevada ( y ojo!, no se debe modificar, es normal) La razón es que el caucho del neumático se contrae con el calor quedando menos volumen para el aire en su interior y por tanto la presión aumenta.

Cafeína

_MoniK_ — 2005-12-31T17:13:00+01:00

Origen:

La cafeína fue aislada en 1820. Es el principal alcaloide de la Caffea planta típica del café y del Cacahuatl o cacao de cuyos granos se elabora el chocolate.

Caffea arabica

Química:

Cafeína (C₈H₁₀N₄O₂) es el nombre común de trimetilxantina (el nombre sistemático es 1,3,7-trimetilxantina). También es conocida como teína, mateína, guaranína o metilteobromína.

Con respecto al té suele haber una confusión porque en 1827, al ser aislado su principio activo, recibió el nombre de teína. Años más tarde un análisis molecular permitió descubrir que la teína era en realidad cafeína. Este alcaloide también se encuentra presente en el chocolate, la nuez de kola y alimentos derivados de ellos, así como en varios medicamentos.

Estrucrura molecular

Efectos:

Es un estimulante del sistema nervioso central que actúa después de 5 minutos de su ingestión aumentando la actividad cerebral y reduciendo la vigilia.

En dosis moderadas, la cafeína estimula el sistema nervioso central y el corazón, pero relaja los músculos de los vasos sanguíneos periféricos y los bronquios. El incremento de la frecuencia cardíaca junto con la dilatación de los vasos aumenta la diuresis (volumen urinario). Aumenta las secreciones del ácido gástrico y por tanto, hay molestias gástricas.

-Estimula el sistema nervioso central
-Estimula el músculo cardíaco
-Estimula el sistema respiratorio
-Reduce la sensación de cansancio
-Agudiza la percepción
-Vasodilatador
-Antídoto para la intoxicación alcohólica
-Antídoto para los analgésicos
-Diurético
-Retrasa la fatiga

En dosis exageradas la cafeína puede producir nerviosismo, ansiedad, temblor, insomnio, y palpitaciones como taquicardia o latidos extras. Las dosis tóxicas inducen a crisis de pánico, agitación, dolores musculares, sonidos en los oídos, movimientos involuntarios en los ojos, sequedad de la boca, náuseas, vómitos e, incluso, pueden llegar a originar crisis convulsivas

-Nervios
-Irritabilidad
-Insomnio
-Arritmia cardíaca
-Palpitaciones

Modo de actuación:

La cafeína se disuelve en el medio acuoso como en el graso, lo cual le permite penetrar fácilmente en todas partes del organismo y principalmente en las células nerviosas.

Una vez en el sistema nervioso central impide la degradación del monofosfato de adenosina cíclico (AMPc), el cual participa en el sistema de neurotransmisores de norepinefrina y dopamina. Al incrementarse el AMPc, se incrementan los efectos excitatorios del sistema nervioso simpático: estimulación psicomotora, aumenta la atención, la concentración y suprime la necesidad de sueño .

Dosis:

Una taza de café puede contener entre 60 y 110 mg de cafeína, una taza de té entre 10 y 90 mg, una de chocolate entre 5 y 40 mg y las bebidas de cola 35 mg. Una barra de chocolate de 50 gramos tiene entre 10 y 60 mg de cafeína. Las píldoras de uso terapéutico contienen entre 30 y 65 mg, mientras que en el mercado negro suelen circular las llamadas " pastas para mantenerse despierto" que llegan a tener entre 100 y 200 mg.

La dosis letal de cafeína es de 5.000 mg, el equivalente a 40 tazas cargadas de café consumidas en un periodo excesivamente corto de tiempo.

Dependencia:

Mediante el uso continuo puede ser adquirida una leve tolerancia a la cafeína. Esta droga provoca dependencia física. En la literatura médica se consigna que dosis mayores a los 350 mg diarios de cafeína consumidos durante un mes pueden provocar la aparición de un síndrome de abstinencia, por lo que en usos terapéuticos los médicos recomiendan reducir gradualmente el consumo. El síndrome se manifiesta por irritación, cansancio, depresión y somnolencia. No es grave y desaparece en pocos días.

Descafeinización:

Este proceso permite disfrutar del café a quienes son más propensos a sufrir sus efectos negativos. Consiste en extraer hasta el 98% de la cafeína contenida en los granos de café verde mediante el uso de distintos agentes químicos como:

-Anhídrido carbónico
-Acetato de etilo
-Cloruro de metileno

Un método alternativo permite la descafeinización mediante soluciones acuosas, con el inconveniente de que el grano pierde todo su sabor y se hace necesario, por tanto, reintegrárselo después por pulverización. La cafeína ha de separarse posteriormente del agente extractante mediante:

-Resinas iónicas
-Carbono activado
-Destilación

La cafeína en bruto, así extraída, es utilizada posteriormente por laboratorios farmacéuticos y fabricantes de bebidas gaseosas.

Nanomachines

_MoniK_ — 2005-12-23T16:28:00+01:00

Cientificos de la Universidad de Rice (EEUU), han construido el coche más pequeño del mundo, el nanoautomóvil, con unas dimensiones de 3 y 4 nanometros ( ancho y largo supongo). Consiste en una estructura formada por un chásis y ejes formados por moléculas orgánicas y cuatro ruedas esféricas conseguidas con moléculas de fulerenos. Las ruedas giran sobre una superficie de átomos de oro cuando la temperatura alcanza 200ºC.

¿Cómo dices que se llama?

_MoniK_ — 2005-12-18T14:50:00+01:00

Molecules with Silly or Unusual Names, es una página donde aperecen moléculas con nombres bastante curiosos.

Estación meteorológica

_MoniK_ — 2005-12-11T14:52:00+01:00

Se trata del Vaso de Tormentas de Fitzroy, un barómetro químico perfeccionado por el capitan del HMS Beagle, el Almirante Fitzroy, durante su viaje alrededor del mundo con Charles Darwin.

Ingredientes:

-Tubo de ensayo con tapón.
-2,5g de nitrato de potasio.
-2,5g de cloruro de amonio.
-33ml de agua destilada.
-40 ml de alcohol etílico.
-10g de alcanfor.

Preparación:

Se disuelven el nitrato de potasio y el cloruro de amonio en agua, y el alcanfor en el alcohol por otro lado. Se mezclan ambas disoluciones (añadiendo la de nitrato y cloruro sobre la de alcanfor), se calienta ligeramente, se deposita en el tubo de precipitados y se tapa.

Interpretación:

Si el líquido es transparente: Buen tiempo.
Aspecto turbio: Nubosidad y posibles precipitaciones.
Pequeñas gotas: Tiempo húmedo y niebla.
Aspecto turbio con motitas blancas: Nieve.
Cristales en el fondo: Heladas
Si hay hilos en la superficie: Viento

Los Fulerenos fulen

_MoniK_ — 2005-12-03T15:43:00+01:00

Si, si, los fulerenos "fulen", como dirían los "geeks" de "Lan_Party", y además tienen unas estructuras moleculares de las mas bonitas conocidas hasta ahora, al menos para mi. Aquí los presento:

Estas curiosas moléculas se descubrieron en 1985 como una nueva forma alotrópica del carbono (de hecho una familia entera de nuevas formas) y pasó a ser la tercera más estable del carbono, tras el diamante y el grafito. El carbono sesenta es primer miembro de esta familia y el mejor conocido, es una forma con estructura esférica de aspecto idéntico a un balón de fútbol, compuesta por 60 átomos de carbono, y que podéis ver aquí abajo:

Las esferas azules son los átomos de carbono (C), en total 60, cada uno se enlaza a otros tres carbonos (mediante las rayas amarillas que son los enlaces) formando parte de dos hexágonos y un pentágono, ¿lo veis?

¿Por qué fulerenos?

Esta bola de fórmula C60 se conoce también como "buckminsterfullerene" o simplemente "fulereno" en honor al arquitecto americano R. Buckminster Fuller famoso por construir unas cúpulas geodésicas que recuerdan en su estructura a estos compuestos químicos.

¿Hay más?

Otros fulerenos y materiales similares han seguido al C60, entre ellos el C70, una molécula con forma de balón de fútbol americano, y los C240 y C540 que tienen exactamente la misma simetría que el C60.

También existen otros con estructuras de capas concéntricas como las cebollas y nanotubos cilíndricos (tubos huecos de dimensiones en nanometros, es decir 0.000000001 metros)

¿Cómo se obtienen?

Estos fulerenos se pueden aislar a partir del hollín que se produce al hacer saltar un arco eléctrico entre dos electrodos de grafito en atmósfera inerte (ausencia de oxigeno).

¿Para que sirven?

Los fulerenos son moléculas de carbono aceptores de electrones, se pueden oxidar y reducir bajo ciertas condiciones experimentales para generar los iones correspondientes, estos iones frente a un contraión forman materiales que tienen propiedades físicas muy interesantes que pueden permitir aplicaciones en el diseño de dispositivos electrónicos para sistemas de cómputo, sistemas de comunicación, etc.
Los nanotubos de carbono se pueden usar como refuerzo de materiales compuestos de altas prestaciones, emisores de campos basados en nanotubos y su uso como nanopuntas en metrología e investigaciones químicas y biológicas, como soporte para la creación de otras nanoestructuras, etc.

Las características químicas y físicas de estas estructuras todavía están bajo intenso estudio, pero todo apunta que en el futuro estas preciosísimas moléculas tendrán muy buenas aplicaciones

Presentación

_MoniK_ — 2005-11-27T11:04:00+01:00

Bienvenidos al Chemblog, aquí encontrareis curiosidades, anécdotas, experimentos, enlaces a páginas interesantes..., y demás cosas que se me vayan ocurriendo. Eso si, todas ellas relacionadas con el maravilloso mundo de la química. Por supuesto, estaré muy agradecida a todo aquel que quiera participar con sus comentarios, sugerencias o correcciones.