Controlar reacciones químicas con electricidad estática

 Científicos demuestran en Nature que es posible controlar y aumentar la velocidad de reacciones químicas mediante el uso de campos eléctricos externos. Su hallazgo podría tener importantes implicaciones industriales.

He elegido esta tema para el blog ya que me pareció muy interesante relacionado con la química orgánica, algo está presente en nuestra vida cotidiana. 

Enlaces:

https://blogthinkbig.com/logran-controlar-reacciones-quimicas-con-electricidad-estatica#:~:text=Cient%C3%ADficos%20demuestran%20en%20Nature%20que,podr%C3%ADa%20tener%20importantes%20implicaciones%20industriales.

 

¿Es cierto que ninguna reacción química es irreversible?

 

Hay
un concepto a tener siempre en cuenta: el equilibrio. Todos los sistemas tienden a él pero la cuestión es saber dónde está.

Si a lo que nos referimos es a que una reacción irreversible es aquella que transcurre en un sentido y o bien es prácticamente imposible o bien no somos capaces de ver en la práctica que se dé en un sentido opuesto, pues con esa definición sí habría reacciones irreversibles. Por ejemplo, la combustión del gas butano con oxígeno sabemos que produce CO2 y agua pero no vemos que se produzca la reacción inversa.

 Eso es una reacción química, hay un cambio de sustancias mucho más complejo que el anterior, pero cuando tenemos el pastel hecho no podemos hacer nada para volver a tener los ingredientes de nuevo en su estado original. Los reactivos son los ingredientes químicos que tenemos antes de que se produzca la reacción y los productos, los ingredientes químicos que obtenemos tras ésta.

Esa reacción sí podríamos considerar que ha transcurrido en un único sentido, es irreversible. Tiene en cuenta la cantidad de calor que se transfiere en la reacción, bien consumido o bien desprendido, y el cambio en el desorden del sistema. Si la energía libre de Gibbs tiene un número muy alto y negativo, estamos lejos del equilibrio y la reacción se da en el sentido en el que la estamos considerando. Si ocurre lo contrario, que tiene un valor muy alto pero positivo, la reacción se dará en el sentido inverso.

Este valor depende de cada reacción y temperatura. Nunca va a ser negativa, siempre tiene que ser por encima de 0 pero puede ser de 10-50, y eso lo que significa es que en la práctica la reacción no se va a dar, se dará un poco, pero tan poco que prácticamente no vamos a poder detectar que se ha producido la reacción. Esto quiere decir que si yo subo o bajo la presión sobre el agua puedo hacer que entre más CO2 o que parte de ese CO2 salga del agua, esa reacción es totalmente reversible.

Fuentes: EL PAÍS

 

Replican en laboratorio las reacciones químicas que originaron el Universo

Un apasionado científico inició un experimento exitoso sobre la recreación en laboratorio sobre las

reacciones químicas que dieron lugar al Universo. Todo la materia que conocemos se ha formado gracias a un hirviente mar de protones, neutrones, electrones y otras partículas subatómicas más originadas al principio del universo.

LADRILLOS DE MATERIA

Los primeros elementos químicos son la base de la materia que consta de protones y neutrones. 

Estos formarían el primer elemento químico originado por aquel hirviente mar mencionado antes y fue el hidrógeno. Los demás elementos se originaron mediante la formación de estrellas y galaxias, millones de años después.

Por lo tanto, todas las estrellas comenzarían a fusionar hidrógeno para posteriormente formar helio.

PRIMER PASO

El primer se termina en junio pasado y se replicó con éxito un proceso implicado en la producción de carbono en las estrellas registrándose más de 2 millones de reacciones.

Se propone continuar estas investigaciones y se proponen recrear las reacciones nucleares generadas en algunos de los elementos más pesados del mundo desde hierro a urano.

FRIB SOLARIS, LA CLAVE

Todo este desarrollo es posible al acelerador de iones pesados más potente del mundo, conocido como FRIB.

Este permite a los científicos hacer descubrimientos sobre las propiedades de isótopos raros.

Los científicos del FRIB construyeron y probaron un nuevo dispositivo para construir la información fundamental sobre los elementos pesados.

El nuevo dispositivo se llamaría Solaris.

GRAN COMIENZO 

Solaris dispara un haz de partículas y sus energías utilizadas en la colisión se podrán observar reacciones químicas similares a las que formaron el universo.

En principio, solo han replicado un estado excitado de un isótopo de carbono que se supone que es importante en la fabricación de carbono en las estrellas. Un gran inicio

Esta información se ha extraído del enlace https://tendencias21.levante-emv.com/replican-en-laboratorio-las-reacciones-quimicas-que-originaron-el-universo.html y he escogido este tema por que me sorprendió que hoy en día podamos replicar aquellas reacciones que lo originaron todo.

LAS REACCIONES QUÍMICAS Y EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO

¿Cuándo podemos decir que una reacción es irreversible?

Para responder a esta pregunta debemos tener muy en cuenta el concepto de equilibrio químico. Como ya sabemos, el estado de equilibrio es aquel en que la concentración de los productos y de los reactivos, y la actividad química no registran modificaciones netas en el tiempo, es decir, no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo (a pesar de que siguen reaccionando entre sí las sustancias presentes).

El parámetro en el que nos fijamos para saber si una reacción ha alcanzado el equilibrio es la energía libre de Gibbs. Este factor tiene en cuenta la cantidad de calor que se transfiere en la reacción y el efecto que tiene este en el sistema. Si la energía de Gibbs vale 0, la reacción se encontrará en estado de equilibrio. 

Pues bien, las reacciones irreversibles son aquellas en las que la práctica totalidad de los reactivos se consume, formando los productos; solamente se da en ese sentido y es prácticamente imposible que se pueda dar en el sentido contrario. Por otro lado, las reacciones reversibles son aquellas en las que, una vez se ha formado una cierta cantidad de productos, estos pueden reaccionar de nuevo y revertir la reacción, es decir, volver a producir los reactivos. 

La constante de equilibrio en las reacciones reversibles suele ser ni muy grande ni muy pequeña, y ligeras variaciones en las condiciones pueden hacer que la reacción se revierta fácilmente. En cambio, en las reacciones irreversibles la constante de equilibrio se alcanza cuando ya se ha consumido prácticamente toda la cantidad de reactivos. Por esto, sería imposible revertirlas, pues las condiciones en las que esto sería factible son imposibles de alcanzar en la práctica. 

He escogido este artículo porque tiene mucha relación con el tema de equilibrio que hemos visto en clase. Además, como ya habréis comprobado, nombra muchos conceptos que hemos dado y que ya nos resultan familiares; al igual que utiliza varios ejemplos durante la explicación. 

Os lo dejo a continuación por si queréis leerlo: https://elpais.com/elpais/2019/10/14/ciencia/1571054623_138541.html

Cinética química en motores de combustión

 

   Cinética química en motores de combustión 

 Los motores de combustión están presentes en el día a día, y en ellos está presente la cinética química. En el interior de estos motores, se produce una relación entre esta cinética y la cinética de flujo. A continuación dejaré algunas webs que estudia y desarrolla este tema más a fondo:   https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0213131516300153                                     (Es muy extenso, sólo mirar hasta la introducción) 

 También dejó el link de un video muy interesante que habla de las reacciones que se llevarán a cabo en coches prototipos para un futuro no muy lejano (con una finalidad de reducir la contaminación). 

https://youtu.be/RGpA2AIulo0

He escogido este tema ya que me gusta mucho los coches y sabía parte de los contenidos y la relación con la energía cinética pero gracias a esto he aprendido nuevas cosas que estoy seguro de que me servirán. 

En conclusión, para buscar una menor contaminación sin variar la eficiencia térmica, se implementa el swirl, el cual varía algunos mecanismos de reacción y su interacción con el campo de velocidades de la mezcla a ser encendida. 

Lluvia ácida

 

Actualmente la contaminación es un grave problema que afecta a todo el mundo. Cada vez la gente está más concienciada y trata de aportar algo para que no se llegue a tal punto de contaminación que el planeta sea inhabitable. Por ello, y porque tiene relación con las reacciones químicas, he decidido poner un post sobre la lluvia ácida, su reacción, sus causas, sus efectos y como evitarla.

Su reacción:

SO2 (dióxido de azufre gaseoso) + OH (hidroxilo presente en la atmósfera) = HOSO2, que a su vez reacciona con el oxígeno ambiental: HOSO2 + O2 = H2O (agua) + SO3 (trióxido de azufre), y este último compuesto, altamente contaminante, reacciona con el agua para producir H2SO4 (ácido sulfúrico).

Sus causas: 

• Combustión de combustibles fósiles. 
• Calderas industriales. 
• Calefacciones.

Sus efectos: van desde el paulatino deterioro de la vida vegetal hasta la acidificación de los grandes cuerpos de agua como ríos o lagos. Uno de los efectos conocidos es el deterioro de los suelos, así como estatuas, mármol y edificaciones.

Como detenerla: 

• Reducir el azufre de los combustibles fósiles. 
• Apostar por las tecnologías verdes (fotovoltaica, eólica…). 
• Fomentar el transporte público. 
• Agregar compuestos alcalinos a los lagos y ríos para neutralizar el PH cuando sea necesario. 
• Velar por un modelo industrial que controle la emisión de gases de óxido de azufre o de nitrógeno.

Esta información es reducida, la podéis encontrar más detallada aquí: https://concepto.de/lluvia-acida-2/

Las reacciones entre la lava y el mar

 

Hace unos días, la lava de la erupción del volcán Cumbre Vieja de La Palma llegó al mar. Este catastrófico hecho está estrechamente relacionado con las reacciones químicas.

En primer lugar, la lava del volcán se encuentra sobre los 900-1000 ºC, mientras que el agua del mar tan solo a unos 20 ºC. Tal y como explica David Orejana (profesor del departamento de Mineralogía y Petrología de la Universidad Computense de Madrid), cuando ambas se juntan se produce una reacción que genera grandes nubes de vapor de agua.  

Por otra parte, en el agua podemos encontrar sustancias como cloruros, sulfatos y carbonatos. El profesor José Mangas de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria advierte que estas sustancias, en contacto con la lava, reaccionan y se convierten en ácidos como HCl (clorhídrico), H2S (sulfhídrico) o H2SO4 (sulfúrico) ; y óxidos como SO2 (dióxido de azufre) o SO (monóxido de azufre). Pese a que estos ácidos y óxidos se producen en cantidades ínfimas, podrían llegar a ser peligrosas para los seres vivos.

Para concluir, he realizado un pequeño dibujo donde se aprecian las sustancias destacadas:

El artículo completo, el cual he escogido porque trata un tema de la actualidad relacionado con las reacciones químicas, se encuentra en el diario Verde y Azul, el cual trata temas medioambientales. Enlace: Esto es lo que ocurre cuando la lava toca el mar (diarioinformacion.com)

Reacciones químicas de nuestro día a día

Las reacciones químicas son procesos donde se produce una alteración de la materia. A partir de unas sustancias (llamadas reactivos), se producen otras completamente diferentes a las iniciales (llamadas productos).

Para conocer más sobre algunas reacciones químicas de una forma práctica y divertida, he realizado un experimento en el cual reaccionan el vinagre y el bicarbonato sódico al juntarse.

Como podéis observar, al mezclarse estas dos sustancias se originan otras distintas. 

Esta reacción ocurre debido a que el vinagre está formado por ácido acético (cuya fórmula es CH3COOH) y, al reaccionar con bicarbonato sódico (NaHCO3), se produce agua (H2O), acetato de sodio (NaCH3COO) y dióxido de carbono (CO2):

CH3COOH(l) + NaHCO3(s) → H2O(l) + NaCH3COO(aq) + CO2(g)

El dióxido de carbono es el gas causante de que se formen las burbujas al mezclarse ambos reactivos. Cuando estas dejan de producirse, significa que los reactivos se han agotado y que por tanto, la reacción química ha finalizado. 

He realizado este pequeño experimento, el cual se puede hacer sin ningún tipo de problema en casa, porque resulta interesante ver como ocurren ciertas reacciones con productos que podemos encontrar en nuestro día a día. Además, es una forma práctica y divertida de conocer más acerca de las reacciones químicas.

La información más detallada sobre este experimento se encuentra en el blog YouMeKids, donde también podréis encontrar un video donde se realizan otros dos experimentos con vinagre y bicarbonato. (Enlace:¿Qué pasa cuando mezclamos bicarbonato de sodio con vinagre? - YouMeKids)

Se descubre un nuevo método para producir el "producto beta"

 El grupo de investigación liderado por Antonio Leyva Pérez ha conseguido idear un nuevo método para producir el "producto beta" de la reacción Mizoroki-Heck. Este método utilizaría catalizadores más económicos que no se consumen en la reacción, reduciendo así el precio del producto. Este es un gran avance, puesto que la molécula creada tiene grandes utilidades en la industria farmacéutica, en la medicina y en la cosmética.

He elegido esta noticia porque me ha parecido interesante, puesto que esta relacionada con el tema de química orgánica que hemos estudiado. Para más información:   https://noticiasdelaciencia.com/art/41539/catalizan-el-producto-prohibido-en-una-reaccion-quimica-de-gran-interes-para-la-industria

Obtienen de restos de pino y eucalipto compuestos químicos con interés industrial

El reciclaje y la reutilización de productos, es algo que al ser humano de la actualidad le preocupa en cierta medida, puesto que poco a poco se nos acaba la materia prima y nuestro planeta lentamente se esta contaminando más y más. Es por esto que, varios científicos están tratando de buscar una solución a estos problemas, buscando la reutilización de productos para que la industria tenga más materia a la que optar y seamos capaces de crear productos de beneficio a partir de otras cosas.

Lucía Penín, es una científica que se ha percatado de esto. Y es por eso que, su tesis doctoral se centró en este problema. La investigadora de la facultad de ciencias de Ourense, plantea obtener de la madera de arboles como el pino y el eucalipto compuestos químicos que pueden tener mucho interés industrial. Esta idea se basaría en pasar la madera de estos arboles por varios procesos químicos hasta que lleguen a una composición que pueda dar lugar a productos intermedios  con aplicación en la producción de polímeros o combustibles.

He puesto este articulo debido a que en él se puede ver la importancia de la química en el mundo y las múltiples utilidades que se pueden dar para el beneficio humano. En caso de que os hay sido de interés esta información, os dejo por aquí el enlace directo de la noticia original.