miércoles, 28 de marzo de 2012

Cinípedos,agalla, taninos y tinta

¿Qué son los cinípedos? Son unos insectos de pequeño tamaño que para la puesta de los huevos realizanpicaduras en brotes jóvenes de algunos tipos de árboles de la familia de los robles, encinas, quejigos...

Esto provoca la formación de agallas, una especie de nuez más o menos esférica con presencia, o no, de pequeños pinchos.





Las agallas o nueces son muy ricas en taninos. Los taninos son compuestos orgánicos de tipo fenólico solubles en agua, por ejemplo el ácido galotánico.


Pueden extraerse de las agallas mediante cocción de las mismas con agua, así el ácido galotánico forma ácido gálico.


A la disolución resultante se le añade una sal de hierro (generalmente sulfato ferroso) y algún tipo de aglutinante (p.e. goma arábiga). Por reacción con el hierro se forma un compuesto organometálico polimérico. El resultado es tinta ferrogálica. Este tipo de tinta era el más corriente en Europa entre los siglos XII y XIX aunque su uso continuó durante buena parte del siglo XX.

viernes, 16 de marzo de 2012

Flúor, una búsqueda peligrosa

Según el diccionario de la Real Academia de la Lengua "reactivo" en su primera acepción: adj. que produce reacción. Si hay un elemento que merece este adjetivo es el flúor, al que podemos considerar el elemento más reactivo. Tan reactivo que varios de los que trataron aislarlo enfermaron gravemente e incluso murieron en el empeño.

En el S. XVI Giorgius Agricola (nombre latinizado del alemán Georg Bauer) publica "De Re Metallica". En esta obra se describe el uso y efecto de la fluorita (fluoruro cálcico) en la obtención de metales a partir de sus minerales. Actúa como solvente de forma que es posible fundir los minerales a temperaturas más bajas que en ausencia de esta sal.

En 1768 Andreas Margraff publica la primera descripción del efecto de los ácidos sobre la fluorita y la reacción de los vapores sobre el vidrio (se forma ácido fluorhídrico que ataca la sílice y los silicatos). En 1771 Carl Whilem Scheele comienza estudiar la fluorita para tratar de establecer su naturaleza química observando como la acción de los ácidos sobre la fluorita generaba vapores que, tras atacar al vidrio y recogerse en agua liberaban un sólido blanco de naturaleza silícea y daban carácter ácido al agua. Scheele llamó a este ácido "Flußspatsäure", ácido fluórico (el actual ácido fluorhídrico).

Gay-Lussac y Thenard preparan ácido fluorhídrico de gran pureza en 1809 ampliando el estudio del efecto sobre la sílice y los silicatos. En 1810 Ampère sugiere que al igual que el ácido clorhídrico el fluorhídrico debe ser la combinación del hidrógeno con un elemento desconocido hasta la fecha. Humphry Davy, en 1813-1814, comprueba experimentalmente que el ácido fluorhídrico no contiene oxígeno. En esta misma época el químico francés Schutzenberger pensaba que este elemento sería el más reactivo de los conocidos llegando a predecir alguna de sus propiedades. Comenzaba la búsqueda del método que permitiera aislar este nuevo elemento. Búsqueda que se revelaría como un camino lleno de peligros.

Thénard y Gay-Lussac ya describían los peligros del ácido fluorhídrico y las graves quemaduras que producía al entrar en contacto con la piel. Davy sufrió también las consecuencias enfermando gravemente por lo que aconsejaba a los investigadores extremar las precauciones evitando el contacto y la inhalación de los gases. Otros investigadores como los hermanos Thomas y George Knox también sufrieron por la inhalación de los vapores, George tuvo que pasar una convalecencia de casi tres años en cama y nunca llegó a recuperarse del todo mientras que Thomas estuvo a punto de perder la vida. El belga Louyet y el francés Jérôme Nicklès tuvieron menos suerte y murieron en la búsqueda del peligroso elemento.

El principal problema para aislar el flúor era su enorme reactividad de forma que no había recipiente o electrodo que no reaccionase de forma que imposibilitaba su obtención. Según Moissan:
En un mot, le fluor forme avec facilité des compos´s ternaires et quaternaires. Faisons réagir le chlore sur un fluorure; au lieu d'isoler le fluor, nou ferons un oxyfluorure. Cette propriété nous explique l'insuccès des tentatives de Louyet, des frères Knox et d'autres savants. Même en agissant sur des fluorures secs, dans une atmosphère de chlore, de brome ou d'iode, nous aurons plutôt des composés ternaires que du fluor libre. Ce point a été nettement mis en évidence par Fremy. Et le Mémoire de ce savant comportait un si grand nombre d'expériences, qu'il semble avoir découragé les chimistes, arrêté l'essor de nouvelles études. Depuis 1856, date
de la publication du Mémoire de Fremy, les recherches sur l'acide fluorhydrique et sur l'isolement du fluor sont peu nombreuses. La question paraît subir un temps d'arrêt
Le fluor et ses composés. M. Henri Moissan, Ed. G. Steinheil (Paris), 1900
En este párrafo se nos expone claramente como la tremenda reactividad del flúor hace que se formen oxifluoruros, fluorocloruros o bien compuestos te
rnarios de fluor. Nombra además los principales investigadores del campo y expresa como tras el exhaustivo estudio de Fremy parece que el interés por la cuestión decae ante las dificultades que presenta.
Laboratorio en la Sorbona: Lamy (aisló el talio), el matrimonio Curie (descubridores del Radio, Balard (descubridor del bromo y Moissan (desubridor del flúor)


El británico George Gore continuó en 1869 los estudios sobre el ácido fluorhídrico y su electrólisis, describiendo detalladamente sus propiedades y los compuestos que se forman a partir del mismo. Una explosión arrasó su laboratorio y por suerte escapó con vida aunque herido de gravedad... una víctima más.

El 26 de Junio de 1886 Ferdinand Frederick Henri Moissan consigue por fin asilar el escurridizo (y peligroso) elemento. Para ello llevó a cabo la electrólisis del fluoruro de hidrógeno líquido en presencia de hidrogenofluoruro potásico (KHF2). La presencia de esta sal es necesria ya que el fluoruro de hidrógeno no conduce la electricidad. El sistema consistía en un tubo de platino en forma de U y en cada extremo un electrodo de platino-iridio, todo ello enfriado a -23ºC. En el ánodo se formó un gas que en contactó con silicio produjo una intensa llama, revelando así la presencia del flúor. Antes de ello Moissan mismo sufrió 4 graves episodios de envenenamiento por la exposición a los vapores tóxicos.
Y aún le quedaría un inconveniente más. Moissan no era miembro de la Academia por lo que esta nombró un comité para cerciorarse de los resultados: Debray, Bertelot y Fremy. El día que fueron a comprobar los resultados y para desesperación de Moissan no hubo forma de producir flúor gaseoso... por suerte al día siguiente y tras renovar los dispositivos el peligroso flúor se reveló ante los miembros de la Academia. En 1907 a los 55 años Moissan muere poco después de recibir el Premio Nobel en 1906, una vida acortada por las exposiciones a los vapores tóxicos durante sus investigaciones, puede considerarsele no sólo el descubridor del flúor sinó también un mártir más de la búsqueda del elemento.

viernes, 9 de marzo de 2012

El Sistema Internacional de Unidades

Un vídeo curioso, de 1975, mediante el cual se pretendía impulsar el uso del Sistema Métrico (actualmente el Sistema Internacional de Unidades) en los Estados Unidos. Aunque algo anticuado resulta bastante interesante y formativo.


viernes, 2 de marzo de 2012

Reacción aluminio y cobre

Las reacciones redox son aquellas en las que se produce una transferencia de electrones entre dos especies. Uno de los reactivos cede electrones y se oxida mientras que el que acepta los electrones se reduce. Las reacciones redox siempre transcurren por sistemas de pares conjugados. El reductor da electrones y se oxida mientras que el oxidante gana esos electrones y se reduce.

Un ejemplo muy sencillo de llevar a cabo es la reacción entre el aluminio metálico y una sal de cobre (II). El aluminio ($Al$) puede oxidarse perdiendo electrones y pasar a $Al^{3+}$, el cobre (II) ($Cu^{2+}$) puede ganar electrones y pasar a $Cu^0$, la reacción ajustada sería:
$$
3Cu^{2+}+2Al\rightleftharpoons 3Cu+2Al^{3+}
$$
Cuando se trata de equilibrios redox la reacción puede describirse como el resultado de dos semirreacciones, una de reducción:
$$Cu^{2+}+2e^-\rightleftharpoons Cu$$
y otra de oxidación:
$$Al\rightleftharpoons Al^{3+}+3e^-$$
Para llevarla a cabo basta con poner un poco de alguna sal de cobre (II) (p.e. cloruro de cobre o sulfato de cobre) sobre papel de aluminio (del que se usa en casa) y añadir unas gotas de agua. Al poco tiempo comienza a adquirir un color pardo y se desprenden gases y calor de forma bastante espectacular. Si el papel de aluminio puede llegar a perforarse si fino y hay cantidad suficiente de sal de cobre.

Hay que tener algo de cuidado con las proyecciones ya que la mezcla se calienta bastante (es una reacción exotérmica). Al final veréis como el papel de aluminio llega a agujerearse y queda recubierto de un residuo de color pardo. El aluminio se disuelve en el agua y el residuo pardo es el cobre metálico que se forma por reducción, de ejemplo un video: