lunes, 20 de abril de 2015

SOY QUÍMICO POR UN DÍA 2015

La semana pasada comenzaron los talleres "Soy Químico por un día" en la Universidad de La Rioja, una actividad que pretende acercar a los laboratorios a un millar de estudiantes de segundo ciclo de la ESO de La Rioja. están organizados por la Facultad de Ciencias, Estudios Agroalimentarios e Informática (en colaboración con el Gobierno de La Rioja y la Real Sociedad Española de Química), dentro del programa ExperimentaUnirioja







El objetivo de estos talleres es acercar la Química a los estudiantes mediante la realización de cuatro sencillas prácticas de química en los laboratorios de la UR. Todas las prácticas se realizan con ayuda de los monitores científicos (dentro de los que me incluyo, tengo la suerte de poder formar parte de este proyecto) y son ejemplos de aplicaciones de la Química en la vida real, en la industria; y sirven para que los alumnos entiendan un poquito mejor todos los conceptos, a veces complejos, que empiezan a ser nombrados en las clases de los institutos. 

A continuación voy a dejar una breve explicación de las cuatro prácticas que se realizan:

ELECTROLISIS PARA PRODUCIR LEJÍA



Para esta práctica sólo necesitamos agua, sal común (NaCl), y un cargador de móvil conectado a dos electrodos (dos barras) de grafito. Disolviendo NaCl en agua, en el momento en el que introducimos los electrodos en la dosilución vemos la aparición de burbujas sobre ellos. estas burbujas son los dos gases que se generan como productos en las reacciones químicas previas a la formación de la lejía.



En uno de los electrodos se produce la reducción del agua generándose Hidrógeno gas; mientras que en el otro electrodo se produce la oxidación del cloruro generando unas burbujas mucho más grandes y que suben a la superficie más lentamente. Éste gas es el Cloro, dando un olor característico de piscina.
 El Cloro se consume en la siguiente reacción que es la que da lugar a la formación de lejía, hipoclorito de sodio.

Al poco rato puede olerse la lejía y la disolución coge un tono amarillento.

Como curiosidades (ya les digo a los alumnos que me pueden llamar la chica curiosidades) decir que la lejía fue descubierta por un francés (napoleón Berthollet) en el siglo XVIII. En el siglo XIX  se empezó a usar en hospitales por su "poder" desinfectante. ¡Incluso a principio del siglo XX se empezó a comercializar como bebida (agua con lejía) para prevenir infecciones!

PROCESO DE TINCIÓN DE LOS VAQUEROS



En esta práctica se imita el proceso industrial de tinción de telas. En este caso tenemos una reacción redox:


Se toma una pizca de índigo y se le añade NaOH 1M. Se añade el reductor (ditionito de sodio) obteniendo una disolución verde-amarillenta. Se diluye con agua y se introduce la fibra de algodón o la tela en el vaso, dejándola reposar unos minutos. Posteriormente se escurre y se deja secar al aire observando de nuevo un cambio de color, de verde-amarillento al azul característico de los vaqueros. La forma Leuco del índigo (amarilla) se oxida entonces con el oxígeno del aire volviendo así al índigo sólido azul.

¿Por qué se tiñen las telas?

Existen muchas sustancias orgánicas coloreadas pero son pocas las que se pueden utilizar como colorantes de tejidos. Para ser utilizable como tal, el compuesto debe ser firme, es decir debe permanecer en el tejido durante el lavado o limpiado. Ello requiere que el colorante esté unido de un modo u otro a la tela. Si la tela está compuesta de fibras sintéticas hidrocarbonadas, la tinción será muy difícil, puesto que no hay grupos funcionales que atraigan a las moléculas del colorante. La tinción de este tipo de materiales se logró mediante la incorporación de complejos metal-colorante a la fibra polimérica.

  La tinción del algodón (celulosa) es mucho más fácil puesto que los enlaces de hidrógeno que se forman entre los grupos hidroxilo de las unidades de glucosa y los grupos de moléculas del colorante, fijan el colorante a la tela. Las fibras de polipéptidos como la lana o la seda, son los materiales más fáciles de teñir debido a que contienen numerosos grupos polares que pueden interactuar con las moléculas del colorante.


UNA PILA ELECTROQUÍMICA


El experimento que se realiza tiene como propósito ilustrar lo sencillo que es una batería, una simple reacción química que produce energía. Construiremos una batería que denominamos de aluminio-vino-aire:
Consta de un electrodo de aluminio metal, el cual se oxida transformándose en hidróxido de aluminio. El electrolito (¿alguna vez habéis querido usar un juguete o un aparato viejo, y al ver si tenía pilas os las habéis encontrado como con un liquido fuera de ellas? Pues bien, ese es el electrolito) será vino al que añadimos hidóxido de sodio para que el medio sea básico y contenga iones OH- . Estos iones sirven para formar los hidróxidos de aluminio y solubilizarlos. Finalmente la pila tiene un electrodo de cobre metálico que actúa como electrodo inerte (ni se oxida, ni se reduce, y no sufre por tanto transformación química alguna) sobre el que el oxígeno del aire disuelto en el vino, se reduce formando iones OH- .

Las semirreacciones que se producen son:


Si conectamos dos pilas en serie (como se ve en la imagen) tenemos voltaje suficiente como para encender un diodo LED.  

Este tipo de pilas podemos hacerlas en casa (siempre bajo la supervisión de un adulto :p) con, por ejemplo, vinagre o un limón.

SUPERBOLA



Un material polimérico es un material en el que moléculas pequeñas (monómeros), como los eslabones de una cadena, se van uniendo unas a otras para formar una molécula mucho más grande que puede ser lineal o tridimensional (reticulada). Existen multitud de polímeros en la naturaleza, fabricados por los seres vivos con funciones principalmente de protección o de almacenamiento de alimentos. Por ejemplo, la celulosa, el polímero natural más abundante. Los químicos, principalmente desde finales del siglo XIX se han dedicado a la preparación de nuevas sustancias poliméricas para emplearlas en multitud de necesidades, como la construcción de viviendas, objetos diversos, máquinas, artículos de consumo, materiales para medicina... Los primeros polímeros empleados fueron el rayón o viscosa, que se fabrica disolviendo la celulosa natural, para luego precipitarla en forma de fibras de celulosa de nuevo. Otro polímero que se empleó tempranamente es la goma natural NR, que se logró vulcanizar al añadir azufre al látex natural. Como curiosidad, por ejemplo, está el Nylon: dicen que se llama así porque la primer hilo de Nylon que se sintetizó podía llegar desde Nueva York a LONdres sin romperse. 

En esta práctica se fabrica un polímero a partir de un material inorgánico, silicato de sodio, procedente de las rocas, y etanol (alcohol etílico 96%), un producto que puede fabricarse a partir de recursos naturales renovables (almidón, celulosa, uva, madera...) Con el producto, prepararemos una bola que se comporta como la goma y es saltarina. Los materiales empleados no son tóxicos, no contaminan, son de origen renovable y son muy fácilmente biodegradables en la naturaleza. En el experimento tras mezclar dos sustancias muy simples (silicato de sodio disuelto en agua y alcohol), se desarrolla una reacción de polimerización que da lugar a la formación de un sólido con propiedades semejantes a la goma. 

CONCURSO DE FOTOS #SOYQUIMICOX1DIA

En esta ocasión, al igual que el año pasado, se ha organizado un concurso de fotografía en el que podrán participar todos los alumnos que acudan con sus centros a los talleres y que, antes del 20 de mayo, deberán enviar una fotografía vía Twitter, dirigida al perfil @unirioja, con el hashtag #soyquimicox1dia.

El jurado valorará, más allá de la calidad de la fotografía, las imágenes divertidas, originales y que sean capaces de reflejar el sentido de estos talleres. El premio para el ganador será una tablet.

Para mí es una experiencia genial poder mostrar la pasión por la química a estos estudiantes que muchas veces piensan que la ciencia es algo aburrida, mostrarles que todos podemos ser científicos, (al menos químicos por un día). 

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