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DOCUMENTO ¿Alguna vez observaron de cerca, por ejemplo con ayuda de una lupa, los granitos de sal común? Verán que muchos de esos granitos son cubos mas o menos perfectos. Un aspecto similar (pero no igual) tienen los granitos de azúcar. Esa forma externa tan regular revela que los átomos o las moléculas que forman esos cristales están sumamente ordenados. En la sal común, por ejemplo, existen átomos cargados eléctricamente (iones) ordenados como muestra la figura, donde los iones rojos son cloruros (Cl-) y los verdes son sodios (Na+). Esos iones se muestran separados entre sí para que pueda verse claramente el ordenamiento, pero en realidad están en contacto. Los átomos e iones son increiblemente pequeños. Imaginemos que los iones que forman nuestro granito de sal crecen hasta tener 1 cm de diámetro (el tamaño de un garbanzo) ¿de qué tamaño sería el grano de sal? ¡¡Sería un cubo de unos 17 kilómetros de lado!!… Si disolvemos un poco de sal en agua y luego dejamos evaporar la solución, la sal vuelve a cristalizar, vuelve al estado sólido, aunque probablemente los cristales que se formen sean muy pequeños e imperfectos. Existen otras sales que pueden conseguirse fácilmente (en una farmacia o una ferretería), con las cuales podemos intentar obtener cristales grandes y bien formados. Dos de esas sales son el sulfato de cobre (una sustancia azul que se utiliza para desinfectar plantas) y el alumbre común (sulfato doble de aluminio y potasio). Veamos como proceder: Sulfato de cobre: Moler la sustancia hasta obtener un polvo fino (para acelerar la disolución). En un frasco de vidrio (como los utilizados para mermeladas, café instantáneo, etc.) verter unas 8 cucharadas rasas de sulfato de cobre molido (aprox. 70 u 80 g) y medio vaso de agua (aprox. 100 ml). Colocar el frasco dentro de una olla o lata con agua y calentar a ebullición (baño de María), manteniendo unos 15 a 20 minutos. La sal se disolverá hasta que la solución esté saturada, quedando un resto de sal sin disolver. Cuidando de no quemarse los dedos, filtrar la solución en caliente a través de un trozo de algodón, tela fina o papel de filtro para café, a otro frasco limpio. Dejar reposar la solución límpida en el frasco tapado con un papel en un rincón tranquilo. Al poco tiempo (horas o días, según el grado de saturación de la solución) comenzarán a formarse pequeños cristales azules, que irán creciendo con el correr de los días, alcanzado algunos cm de longitud. Pueden intentarse también las dos variantes siguientes: a.

para obtener cristales más perfectos, atar un cristalito con un hilo fino o un cabello y suspenderlo en el seno de una solución saturada y fría. El cristal crecerá lentamente, mostrando caras y ángulos bien definidos. b. Si se sumerge un hilo de algodón en la solución saturada (dejando un extremo en el borde del frasco) se formará una cadena de cristalitos a lo largo del mismo. Alumbre común: Proceder como antes, pero disolviendo 3 o 4 cucharadas rasas (unos 30 g) de alumbre bien molido en medio vaso de agua. El alumbre forma fácilmente hermosos cristales incoloros con forma de octaedros (como si fueran dos pirámides de Egipto unidas por las bases).

Complicando un polímero…


Un polímero está formado por una larga cadena de miles de moléculas pequeñas que se repiten, como las cuentas de un collar. Según el tipo de molécula, la longitud de las cadenas, la unión de esas cadenas entre sí para formar estructuras tridimensionales, etc., tendremos un polímero líquido o sólido, con distintas propiedades. Por supuesto que la gran inventora de polímeros es Mamá Naturaleza (por ejemplo, los tejidos con los que estamos “armados” los seres vivientes, animales y vegetales, son polímeros), pero existen docenas y docenas de polímeros sintetizados por los químicos, algunos de los cuales tienen nombres comerciales que todos conocemos: Nylon, Teflon, Dacron, poliamidas, etc., etc… Muchos pegamentos comunes son polímeros. Por ejemplo, los adhesivos vinílicos que se compran en la ferretería o en la librería para pegar madera, papel, etc., tienen como componente principal al acetato de polivinilo, donde cada “cuenta de collar” es un grupito de átomos de esta forma:

Podemos cambiar drásticamente las propiedades de este polímero líquido haciendo que esas cadenas se unan entre sí “de costado”, lo que se consigue mezclandolo con una solución de bórax. La receta es así: a.

b.

c.

d.

e.

Comprar un poco de bórax en la ferretería o en la farmacia. Disolver 1 cucharada de bórax (bien molido, para que se disuelva más fácilmente) en un vaso de agua, agitando durante algunos minutos. Volcar 1 cucharada de adhesivo vinílico en un vaso de plástico (otro polímero!) o vidrio. Agregar 1 cucharada de agua y agitar bien. Seguimos teniendo un líquido blanco, pero menos viscoso (o sea que fluye o se puede volcar más fácilmente). Agregar 2 cucharadas de la solución de bórax que ya habiamos preparado y agitar bien con una cucharita o un palito. Ahora si que pasa algo! El líquido se convierte en un sólido tipo “esponja”, que retiene mucho agua. Podemos sacar del vaso la “goma” que se formó y hacer una pelota trabajándola con los dedos. Si se aprieta bien, sigue perdiendo agua (absorberla con un papel o una tela). La pelotita rebota bastante bien si se la deja caer sobre una superficie dura. Cómo volver el proceso hacia atrás: Poner una bolita de 1 cm de diámetro de la “goma” que fabricamos en un vaso, agregar un chorrito de vinagre y agitar: la sustancia pasa otra vez al estado líquido. Y si neutralizamos el vinagre con un poco de bicarbonato de sodio en polvo (el que se usa para hacer tortas o para curar la acidez de estómago…), otra vez tendremos un sólido…

Líquidos de raro comportamiento.


Existen algunos líquidos que presentan comportamientos realmente extraños, debidos a la composición química y estructura de las moléculas que lo forman o al tipo de interacción de esas moléculas o partículas con el solvente, cuando se trata de una solución o suspensión. Veremos uno de esos casos, que puede ubicarse dentro del último grupo mencionado. Pongamos en un vaso algunas cucharadas de almidón de maíz (Maicena, p.ej.) y agreguemos agua como para formar una papilla bastante líquida, revolviendo con una cucharita. Ya desde el principio notaremos que no es lo mismo que preparar otras mezclas comunes en la cocina: cuesta bastante mover la cucharita. En realidad, es posible revolver lentamente, pero en cuanto aumentamos la velocidad de agitación, la resistencia al movimiento crece notablemente. Con un movimiento lento no sera dificultoso hundir la cucharita hasta el fondo, pero si intentamos un movimiento brusco, se encontrará nuevamente una gran resistencia. Tomemos el vaso con una mano y hagamoslo mover rápidamente en círculos. Si el líquido fuese agua o leche, ya se habría volcado… Pero eso no ocurre con el líquido blanco que preparamos. Otra prueba que demuestra el comportamiento extraño de este líquido consiste en volcarlo a otro recipiente en forma de chorro fino. Veremos que no tenemos un chorro uniforme y perfectamente vertical como ocurriría con el agua, sino que oscila y se mueve como si estuviera bailando… Este comportamiento poco común ubica al líquido que preparamos entre los llamados fluidos no Newtonianos, y a este en particular, entre los fluidos dilatantes. Un sistema con propiedades comparables son las llamadas “arenas movedizas”: se trata de una mezcla de arena y agua en la que pueden quedar atrapados animales o personas incautas. También en este caso un movimiento brusco hace que la mezcla se vuelva más rígida, dificultando o imposibilitando los movimientos. Otro fluido no Newtoniano que encontramos en la cocina es el ketchup: generalmente ocurre que al volcar el recipiente de ketchup el contenido no salga, no se vierta. Es necesario agitar fuertemente para que el contenido se vierta con facilidad. Ocurre que la viscosidad del fluido disminuye al agitarlo, promoviendo el movimiento de las moléculas entre sí. Luego de algunos minutos la viscosidad vuelve a aumentar. Ese comportamiento es típico de los llamados fluidos tixotrópicos, y tiene considerable importancia en algunos productos industriales, como las pinturas. En efecto, al pintar con pincel, por ejemplo, se promueve el movimiento de las moléculas entre sí, la viscosidad disminuye y la pintura se extiende fácilmente. Pero la viscosidad debe aumentar rápidamente después de pintar, para evitar las “chorreaduras”…

De metales y pilas. Los metales tienen cierta tendencia a disolverse en el agua, unos más, otros menos. Si sumergimos una chapa de cinc en agua, algunos átomos de cinc perderán dos electrones (o sea, dos cargas negativas) y se convertirán en iones (cinc)++, con dos cargas positivas. Sin embargo, esos iones se quedan “pegados” al metal, porque no quieren alejarse de


los electrones (cargas de distinto signo se atraen!). Pero si hay algo que se lleve los electrones, entonces si que esos iones (cinc)++ pasarán a la solución! Probemos el siguiente experimento: Preparamos una solución de sulfato de cobre, como la mencionada en el experimento de los cristales (se puede preparar en frío y no hace falta que sea saturada). Ahora tomamos un trozo de alambre galvanizado bien limpio y lo sumergimos en la solución. Veremos que el alambre queda cubierto por una capa de cobre de color rojizo. Qué pasó? La solución azul que usamos debe su color a los iones (cobre)++. Cuando sumergimos el alambre galvanizado (que es de hierro recubierto de cinc metálico) los electrones que deja el cinc son tomados por el (cobre)++ de la solución, las cargas negativas neutralizan a los positivos y se forma cobre metálico: (cobre)++ + 2(electrones)- => cobre metálico Y entonces si, los iones (cinc)++ que se habian formado pueden pasar a la solución. En resumen: un poco de cinc se disuelve y un poco de cobre se deposita. Pero si logramos que esos electrones no pasen directamente del alambre a la solución sino que circulen por un cable externo, habremos armado una pila eléctrica. Como se puede hacer? Muy fácil. Veamos el siguiente experimento:

para practica  

Leer para aprender algo de quimica

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