miércoles, 28 de abril de 2010

Vídeos sobre la Tabla Periódica de los Elementos

Después del denso texto sobre el sincrotron Alba, y saltándome el experimento sobre ácidos y bases y la col lombarda que publicaré en el próximo artículo, os invito a seguir éste y ver algunos de los vídeos mas divertidos y curiosos que he encontrado sobre la Tabla Periódica de los elementos.

La Tabla periódica es quizás, uno de los mayores logros de la ciencia química, al igual que la teoría del enlace químico y la termodinámica química. Todas las reacciones químicas que se han podido estudiar, y han podido ser entendidas, ha sido gracias al estudio de la periodicidad de los elementos químicos, y por lo tanto de sus propiedades. El hecho de que los elementos químicos posean propiedades periódicas ha marcado un principio en la sistemática del estudio de la reacciones químicas. Aqui os dejo, quizás la mejor tabla periódica química, elaborada por Theodore Gray para su libro "The Elements", donde en cada casilla no tenemos el símbolo del elemento, sino una fotografía del mismo.





De visita obligada es acudir a The Periodic Table of Videos. En la Universidad de Nottingham ha creado una página web donde podremos encontrar para ilustrar todas las clases, experimentos y explicaciones sobre todos los elementos de la tabla periódica. Hay experimentos que no podremos hacer nunca en el aula, y es entonces cuando un vídeo como el siguiente es importante utilizar.





Os presento ahora otro vídeo divertido sobre las reacciones químicas. Es un vídeo estupendo creado por la Europian Commision Research. El enlace directo es Marie Curious. Aquí tenéis el vídeo de directo de youtube.



Ahora un vídeo realmente curioso. En él podemos ver la autentica canción de la Tabla Periódica. Tom Lehrer la ha escrito y TimwyTerby de youtube ha realizado la animación. Tom Lehrer es un cantautor norteamericano nacido en Manhattan. Estudió piano desde los 8 años y fue extremadamente popular durante los años 50 y 60 por creara canciones cortas satíricas sobre temas políticos y sociales. También realizó algunas canciones sobre otros temas triviales y científicos. Estudió en Harvard y ya allí empezó a hacerse famoso por sus canciones, entre las que destacaba Guerra dura en Harvard (haciendo referencia al juego de palabras Harvard-Hard war).



Para finalizar una autentica joya. Presentando un libro estupendo: The Elements, un vídeo con todos los elementos tal y como los encontramos en estado natural, y con la ya famosa canción de Tom Lehrer...Para saber mas entra en The Photographic Periodic Table.





Para recursos mas didácticos os dejo el enlace de una página sobre la Tabla Periódica muy completa, llamada Periodni.

Espero que os haya gustado y que os haya sido útil...¡¡No os perdáis el próximo artículo sobre ácidos y bases!!

Sergio

lunes, 26 de abril de 2010

El sincrotron ALBA

El lunes 22 de Marzo del 2010 se inauguró el sincrotron ALBA, situado en el complejo CELLS (Consorci Font de llum sincrotró) en Cerdanyola del Valles, Barcelona. En el acto estuvieron tanto el president de la Generalitat Jose Montilla, como el presidente del gobierno Jose Luis Rodriguez Zapatero.



Una inversión de 201 millones euros (nada comparado con la producción de Avatar (295-368 millones de euros), o la clausula de rescisión del jugador del FCBarcelona Leo Messi (250 millones de euros)).



El 13 de Mayo del 2009 Igor Sics nos explicaba el funcionamiento básico del sincrotrón:



Un mes antes de que se inaugurara el sincrotron algunos profesores de secundária y bachillerato tuvimos la suerte de realizar una visita, que nos fue explicada por Jordi Benach. En este artículo espero explicar algunas cosas de las que pudimos ver durante la visita e incluso lo ilustro con algun vídeo, no obstante si hay algun error en el escrito, o si hay algun lector que sepa mas que yo sobre el tema (que tampoco creo que será muy difícil) estaré encantado de que dé su opinión.

La idea general del sincrotrón no es la de hacer chocar partículas y observar otras nuevas, como seria el caso del CERN, sino la de acelerar electrones para obtener luz, para posteriromente utilzarla en absorción o en difracción. Estamos acostumbrados a hablar de la luz visible, pero hay otra luz invisible que llamamos radiación electromagnética, que nos puede ser muy útil.



Para obtener esta luz se acceleran electrones hasta casi la velocidad de la luz y se les hace girar. Si van en línia recta no pierden energía, pero cada vez que gira se pierde energía en forma de luz. Por esa razón tiene forma de anillo. Los electrones son generados inicialmente en generadores que estan fuera del anillo (puesto que se calientan mucho por efecto Joule, dentro del anillo se intenta mantener siempre una temperatura constante para que los materiales no experimenten dilataciónes y contracciones y se pierda energía). Éstos electrones generados pasaran por tres estadios, una primera aceleración, una segunda aceleración (donde las energias pueden llegar a 100000 eV) y una última aceleración con energias de 3000000000 eV). Se prevée que éstos electrones no paren nunca de girar y se vayan acumulando en los anillos de almacenamiento.



Los electrones són acelerados por inducción magnética mediante electroimanes. Para poder trabajar con ellos son necesarios electroimanes de 3 tipos: Dipolos, Cuadrupolos y Sextupolos, cada uno con funciones diferentes, aunque la general sea la de acumularlos en linea recta y reorientarlos constantemente.


Para que fluyan perfectamente y sin obstaculos se necesita un gran vacío. Cada serie de dipolos, cuadrupolos y sextupolos nos encontramos con bombas de vacío. Se trata de bombas iónicas de Titanio de alto vacío.



El sincrotron experimentará muchos giros y en cada giro obtendremos radiación electromagnética de diferente longitud de onda. Mientras que en los primeros giros obtendremos radiación de radiofrecuencia, en la zona final tendremos radiación muy energética de rayos X polarizada y de elevada intensidad (llamada luz de sincrotron).
En cada salida se interconectaran Multipolos de inserción (zonas donde se hará ondular la luz para obtener todavía mas energía. Para ondular la luz en esta ocasión se utilizan imanes de neodimio-hierro-boro permantes.)



Otro apartado interesante es el tema de la seguridad. Al crear radiación tan intensa es necesario utilizar un material que evite las fugas. Todo el anillo está recubierto de hormigón y en cada salida es de plomo. Obviamente, el mejor material es el plomo para evitar salidas no deseadas de radiación , pero es muy caro.

Las utilidades de esta radiación sincrotron són multiples:

1- Química de materiales, en los estudios del comportamiento de éstos ante presiones, campos electricos, campos magnéticos, etc, utilizando capas muy pequeñas de material.
2- Biologia y Medicina: Estudios mediante difracción de rayos X de estructuras biológicas cristalizadas (o no).
3- Física de nanaopartículas o en nanotecnologia para dispositivos de ordenadores o mobiles.
4- Terapia médica...

En definitiva, desde leer pergaminos sin abrirlos, hasta poder realizar una fotografia del interior de un huevo de dinosaurio (sin abrirlo, claro).

No obstante no es el primer sincrotron creado, ni será el último. En todo el mundo exiten mas 50 sincrotrones parecidos o mejores (para ver la lista clica en Light Source Facility Information. ¿Cual es la ventaja de este nuevo sincrotron? El gobierno prevee que la empresa privada utilizará a partir de ahora la luz sincrotron al precio de 1000 euros la hora pero, ¿saldrá finalmente rentable?

Para finalizar un vídeo en catalán donde Jordi Benach nos explica el funcionamiento del sincrotron Alba:



Mas información sobre el centro ALBA en Generalitat de Catalunya, Ciencia y Tecnología, Diari de l'escola (edu 365), sala de prensa de la Generalitat de Catalunya.


Sergio

viernes, 16 de abril de 2010

El efecto Doppler

Si el anterior artículo finalizaba con una secuencia de la serie Big Bang Theory, éste empieza con otra secuencia de la misma serie, de la cual me he hecho un fiel seguidor:



Lo cierto es que el doctor Sheldon Cooper realiza la definición de libro totalmente correcta, ¿pero alguien ha entendido algo? Vamos a intentar explicarlo, y así de paso entender mejor el chiste.

El sonido es una onda mecánica, eso quiere decir que necesita un medio para propagarse, a diferencia de la luz, que es una onda electromagnética y no lo necesita. Así pues para poder viajar y llegar a nuestros oídos necesitará un medio, que podrá ser aire, agua, madera, etc...

Dependiendo del medio la velocidad del sonido será diferente, y también así su frecuencia puesto que está relacionada de forma directa. A mayor velocidad mayor frecuencia ( y por tanto sonido mas agudo). Así por ejemplo el sonido cuando se propaga por el aire a 20ºC tiene una velocidad de 340 m/s, mucho mayor en los líquidos (en el agua viaja a 1480 m/s) y muchísimo mayor en los sólido (en el acero sobre unos 5000 m/s). No nos ha de extrañar entonces que los indios escucharan a través del suelo sonidos que por el aire no podían apreciar.

Otro efecto curioso es el de los gases. La velocidad del sonido en los gases depende de su masa molecular, por esa razón cuando respiramos helio (que es un elemento mucho mas pequeño que el oxigeno o el nitrógeno, componentes del aire) la velocidad del sonido es mayor y se nos queda voz de pitufo.



¿Pero que es el efecto Doppler?

Imaginemos ahora que se emite un sonido y se propaga por el aire. Éste tendrá una velocidad de 340 m/s. Imaginemos ahora que el emisor del sonido se mueve y se acerca hacia nosotros, de manera que el sentido del movimiento sea el mismo el del sonido que nos llega y el movimiento del emisor del sonido. Ahora el sonido no viajará a 340 m/s, sino que se le tendrá que sumar la velocidad con la que se mueve el emisor. Al aumentar la velocidad aumentará también la frecuencia y el sonido se escuchará mas agudo. Este es el conocido efecto Doppler.

Si sucede el efecto contrario, y el emisor se aleja, la velocidad del sonido será la resta entre la velocidad del sonido en el aire y la velocidad del emisor, de este modo la velocidad disminuirá y también la frecuencia percibiendo el sonido mas grave.
Este efecto se puede explicar fácilmente con el sonido de un coche.



¿Que experimento proponemos?

El experimento consiste en hacer girar un aparato que emite un sonido. En el momento en que el aparato esté mas cerca de la cámara, el emisor se está acercando al oyente y la frecuencia aumenta, haciendo el sonido mas agudo. En el momento en que el emisor se aleja el sonido se hace mas grave, tal y como predice el señor Doppler. El experimento es del Dr. Carlson de Science Theater:



Un hecho curioso que me gustaría mencionar fue el que nos pasó en el último viaje de verano. Tuvimos la suerte de estar en Salzburgo, una preciosa ciudad de Austria, y allí pudimos encontrar la casa donde nació Christian Doppler. La ciudad le reconoce como hijo y al igual que rinde homenaje a Mozart con los famosos bombones Mozart, también rinde homenaje a Doppler con los bombones del efecto Doppler.





Al día siguiente en el viaje, hicimos la entrada en Italia y tras varias horas de autobús, entramos a Venecia por mar. Fue curioso encontrar en el primer momento en que desembarcamos y tan solo levantando la vista, un letrero.



Sergio

martes, 6 de abril de 2010

Reacciones rápidas

Hoy vamos a hablar sobre reacciones rápidas y lentas, sobre la cinética de una reacción y sobre catalizadores. Para ello os presento una reacción divertida y espectacular. En Estados Unidos la llaman Elephant toothpaste (pasta de dientes para elefantes), y la realizan en diferentes festivales también para niños de primaria.

En dos probetas de 100 ml añadimos 20 ml de agua oxigenada, una al 3% y la otra al 30%. El agua oxigenada descompone a temperatura ambiente a oxigeno (gas) y agua. Es una reacción que depende de la temperatura, por ello es recomendable guardar el agua oxigenada en la nevera o refrigerada, de lo contrario podemos encontrarnos que tan solo tenemos agua.

No obstante la reacción es muy lenta. Si observamos las probetas veremos que apenas ocurre nada. Para ver el desarrollo de las burbujas de oxigeno añadiremos un poco de detergente (Fairy va bien). Tampoco observaremos nada. Ahora viene el gran paso, añadiremos un catalizador, en este caso yoduro de potasio, aunque también va bien oxido de manganeso o incluso nuestra sangre...

Un catalizador es una substancia que no interviene ni como reactivo ni como producto y que tan solo participa en el mecanismo de la reacción para acelerarla o para frenarla (inhibidor). Veamos que ocurre:



En la probeta con 3% de agua oxigenada se ha visto una evolución importante, pero en la de 30% ha sido espectacular...

Eso quiere decir que al estar mas concentrada la reacción, ésta ha sido mas rápida. Es decir, al haber mas reactivos, mayor cantidad de éstos podrá reaccionar y por lo tanto mas rápida será la reacción. La conclusión es que la velocidad de una reacción, por lo general, depende de la concentración de los reactivos.

Os dejo algún otro ejemplo de la famosa elephant toothpaste, el primero es el vídeo de Science Bob:



El vídeo de Elephant toothpaste en Brainiac. ¡¡Sobretodo nunca hacedlo en casa!!!



Curiosamente esta reacción también salió en un capítulo de la ingeniosa serie de televisión Big Bang Theory, os dejo la secuencia y hasta el próximo artículo:



Sergio

Quizás tambien te guste

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...