domingo, 30 de enero de 2011

Nylon 6,6

Hablaremos en este artículo de uno de las reacciones químicas más importantes en la industria y que todavía no había salido en el blog: LAS POLIMERIZACIONES. Y empezaremos por una de las reacciones de polimerización más conocidas, la polimerización por excelencia, incluida en muchísimos libros de texto, la obtención de Nylon.

Introducción

Una reacción de polimerización se podría explicar como la unión repetida de montones y montones de unidades pequeñas (generalmente iguales) denominadas monómeros, generando una macromolécula, una molécula de dimensiones extraordinariamente grandes. Existen polímeros artificiales, creados en los laboratorios como los plásticos (PET, PVC, etc) tejidos textiles como el nylon o poliésteres, etc. Pero también existen polímeros naturales, como la celulosa, el almidón, las proteínas o el ADN. Los polímeros son de gran utilidad en nuestra vida moderna, y eso ha conllevado el incremento de materiales artificiales poliméricos, debido a sus grandes prestaciones.



En cuanto a la química, el Dr W.H. Carothers clasificó las reacciones de polimerización en dos existen dos tipos básicos:

1. Por Adición: Son reacciones que suelen involucrar iones o radicales libres. Son extremadamente rápidas y son comunes en compuestos con dobles enlaces. No existen subproductos de reacción
2. Por Condensación: Tiene lugar con moléculas polifuncionales, con más de un grupo reactivo, para dar una macromolécula polifuncional. Generalmente en las reacciones se acaba eliminando una pequeña molécula como por ejemplo agua.

Experiencia

Nuestra reacción será por Condensación y además una copolimerización, ya que las unidades a unirse y polimerizar, los monómeros, serán de dos tipos diferentes. De esta manera, si uno de los monómeros es A y el otro B, nuestro copolimero final será una repetición sucesiva de cadenas AB. Es decir: ABABABABABABABABABABABABAB….

Estructura del Nylon 6,6 (tan solo ABABABAB)



Utilizaremos dos reactivos como monómeros: Hexanmetilediamina (1,6 hexanodiamina), en una solución acuosa al 5% y Cloruro de adipoilo, en solución en ciclohexano al 5%. Además deberemos utilizar Hidróxido sódico al 20%.



El cloruro de adipoilo es un cloruro de ácido, una especie muy reactiva, derivado funcional del ácido carbóxilico, y la hexanmetilendiamina, una amina secundária. La reacción irá con un mecanismo de adición eliminación, la amina atacará el cloruro de ácido, formándose una amida y liberándose cloruro de hidrógeno. Por ello, y para neutralizar el ácido que se irá formando necesitaremos en la mezcla unas gotas de hidróxido sódico.

Grabación de la práctica:



En el vaso de precipitados habrá dos fases, una de agua con la amina y el NaOH y otra superior con ciclohexano y el cloruro de adipoilo. El polímero se formará en la interfase. Su nombre Nylon 6,6 proviene de que cada uno de los monómeros contiene 6 carbonos.



Es necesario indicar que en la industria no se realiza de esta manera, posiblemente por la formación de cloruro de hidrógeno y la vía mas utilizada es por reacción directa con el ácido carboxílico correspondiente.




Más información sobre el Nylon en textos científicos o en este proyecto terminal.
Otra alternativa es la de fabricación de Nylon 6,10. Aqui tienes la práctica directamente de Panreac.

Mucha información sobre polimerización en la página en castellano de pslc.ws:

Todo sobre el Nylon.
Obtención de Nylon.

Aquí podéis entrar a la página original en inglés...

Espero que haya sido interesante,

Sergio

PD: Quiero agradecer profundamente la ayuda de Fina Guitart del CDEC en la realización y grabación de la práctica. Moltes gràcies Fina!!

martes, 25 de enero de 2011

Blogs y vídeo

Antes de explicar la experiencia siguiente, me gustaría realizar un artículo sobre cosas curiosas, cosas interesantes y cosas fantásticas que he ido coleccionando de la red y que no podía dejar de citar. Vosotros tendréis que ser los que adjudiquéis los diferentes calificativos, yo solo propongo.

Han aparecido con motivo del año internacional de la química han aparecido algunos blogs realmente interesantes que no puedo dejar de mencionar.

1) La Ciudad Atómica


En primer lugar quisiera recomendar un fantástico blog realizado por estudiantes de la Universidad de Chile y de la Universidad de Santiago de Chile para el mundo, que apareció referenciado en el blog de Pep Antón Vieta, pepquímic. Con este blog pretenden demostrar que las moléculas está en todas partes, en tu ropa, cuando duermes, comes, vas al baño, e incluso son las que te permiten leer el blog!!

Pretenden expandir el conocimiento de la química entre los jóvenes, destacar el papel de la mujer en la ciencia y descubrir que la química (y sus moleculas) son parte fundamental del futuro de la humanidad. Los puede seguir en facebook y en twitter. Un excelente blog, ameno y entretenido con el que aprenderás muchas cosas. Cien x cien recomendado!!



Ademas nos realiza el enlace a una nueva revista sobre química de momento gratuita llamada QUÍMICA: Industria & Minería, también surgida a raíz del año Internacional de la Química y dirigida a todos los profesionales de la química.

2) Catquimica

Se trata de un blog en catalán realizado por la Càtedra de Cultura Científica i Comunicació digital (C4D) de la Universitat de Girona. La idea es la de la difusión de la química en mayúsculas, desde la difusión de los últimos avances en química como la de experimentos clásicos y novedosos. Se trata de un blog cooperativo, donde participan muchas personas. Con un núcleo basado en científicos e investigadores de la Universitat de Girona, pero también con colaboraciones de otros centros de investigación y profesores (yo mismo colaboro en la redacción de algunos artículos).

Su objetivo es amplio: La difusión de la QUÍMICA. Totalmente recomendado.



3) IYC 2011

La página oficial de la UNESCO y IUPAC del Año Internacional de la Química. Con eventos próximos, noticias y demás.



4) Blog

No se trata de un blog en si, sino de una película llamada blog. Es el debut de Elena Trapé, profesora de la escuela de cine ESCAC, en la gran pantalla, producida por Escándalo Films. La película trata sobre la vida de unas adolescentes en un instituto, que en un momento dado deciden llevar a cabo un blog que las cambiará para siempre. Interpretada por actrices noveles como Alada Vila, Candela Antón, Irene Trullén, Ana Castillo y Sara Gómez.



Se que no tiene nada que ver con la temática de CLUSTER. Se sale totalmente del planteamiento del blog, pero la considero una película fresca y original, capaz de transmitir los sentimientos de los jóvenes en ese momento tan complicado como es la adolescencia. Ademas, una de las principales actrices de la película, Candela Antón, fue alumna mía de física y química el año pasado justamente en 3º de ESO. Quiero darle la enhorabuena desde este blog y desearle toda la suerte del mundo.



5) Oxygen

Para finalizar, un vídeo genial realizado por Christopher Hendryx sobre el oxigeno. Observa la química de este elemento, al intentar hacerse amigo de otros elementos en el colegio. ¡¡Genial!!



¡¡Saludos, y hasta el próximo artículo!!

Sergio

sábado, 15 de enero de 2011

El péndulo de Foucault

El joven Jean Bernard Léon Foucault (n. 18 de septiembre de 1819 – f. 11 de febrero de 1868) no empezó estudiando física, sino medicina, pero pronto demostró que sus dotes estarían mas cercanas a la experimentación física que no a la práctica medica.

INTRODUCCIÓN Y EXPLICACIÓN

En 1951 realizó quizás su experimento e invento mas importante y recordado (aunque desde luego no fuera el único que realizó). Delante de una gran cantidad de gente y en un lugar tan emblemático como el Pantheón de París demostró la rotación de la Tierra y además su sentido de giro.



Colocó el 26 de Marzo un péndulo con una bala de cañón de 26 kg colgada de un cable de acero de 67 m de largo. Observó que pese a no actuar sobre la bala mas que el peso y la tensión de la cuerda, la bala cambiaba su dirección de oscilación en sentido horario. Todavía hoy en el mausoleo de París se encuentra una réplica del experimento para deleite de todos.



Pero, ¿era la bala la que se movía? Si sobre la bala no actuaba ninguna otra fuerza que la tensión y el peso, ¿porque razón la bala no permanecía oscilando en la misma dirección? Este hecho podría estar en contra de la primera ley de Newton o ley de la Inercia. No obstante la respuesta estaba clara y la mecánica clásica no estaba errada. No había otra explicación posible: el suelo no estaba en reposo.

Un espectador desde una nave espacial (situado en un sistema de referencia lejos de la Tierra) vería como el péndulo se mueve en línea recta. No obstante nosotros desde la Tierra, estando en movimiento con ella, vemos como el péndulo se mueve impulsado por una fuerza imaginaria. Se trata de un movimiento aparente y ficticio debido al hecho de que nos movemos dentro de un sistema de referencia que está acelerado (un sistema de referencia no inercial), en este caso según una aceleración normal. El sentido de giro del péndulo (horario) es pues el contrario al de rotación de la Tierra (antihorario), obviamente desde el punto de vista de Foucault en París (ubicado en el hemisferio norte).



A esta fuerza ficticia se la ha denominado en múltiples ocasiones Fuerza de Coriolis y es la que puede explicar los sentidos de movimiento circular de grandes masas, como por ejemplo tornados (no el sentido de giro de la taza de water como sugerían en los Simpsons). En el hemisferio norte parece desviar los cuerpos hacia la derecha de su trayectoria y en el hemisferio sur hacia la izquierda.

EL EXPERIMENTO

Si no habeis entendido alguna de las partes explicadas en el artículo no os preocupéis, ahora os presento un fantástico vídeo de la UNED (Ciencia en Acción) donde queda magníficamente bien explicado por Miguel Cabrerizo, catedrático física aplicada de la Universidad de Granada, donde a la vez nos enseña un fantástico experimento realizado por él mismo para explicar, sin lugar a dudas, el famoso péndulo de Foucault y el efecto Coriolis:



Para finalizar una recomendación. Si alguna vez pasáis por París no dejéis de visitar el Pantheón. Quizás no es tan famoso como la Torre Eiffel o la Catedral de Notre-Dame pero e de visita obligada para todo aquel que le guste la física y la ciencia, no solo por el péndulo, sino por las tumbas de algunos de los mas grandes científicos de nuestro tiempo (como por ejemplo Marie Curie y Pierre Curie). Os dejo con algunas fotos de este fantástico lugar:

El Pantheón por dentro:



Yo mismo al lado del Péndulo de Foucault en el Pantheón de París:



El Pantheón por fuera:



La Tumba de Marie Curie:



Saludos

Sergio

Ampliación del artículo:

En referencia al Péndulo de Foucault, Cluster ha realizado una colaboración con el museo de la Ciencia de Valladolid para la realización de un vídeo explicativo sobre este experimento tan fantástico. El vídeo, así como la explicación de la colaboración la podéis encontrar en Cluster con el museo de la ciencia de Valladolid.

PD: Dedicado a mi mujer, Noe, un día antes de su cumpleaños.

miércoles, 5 de enero de 2011

Fabricación de un gel exfoliante

NUEVOS PROPÓSITOS.

Uno de los propósitos de año nuevo, que siempre se suelen hacer bastantes que luego no se cumplen, es el de realizar un blog con artículos algo diferentes a los propuestos hasta ahora. Con esto no quiero decir que vaya a dejar de proponer experimentos clásicos, pero si proponer algunas práctica no convencionales para la ESO (Enseñanza secundaria obligatoria) o Bachillerato.

Uno de los problemas que estamos viviendo actualmente en los laboratorios de secundaria, y cada vez mas, es el de la seguridad. Los laboratorios de secundaria rara vez se encuentran en condiciones de efectuar reacciones con productos peligrosos y menos con gases, que pueden ser tóxicos, ya que faltan vitrinas suficientes y que funcionen bien. Y aunque nos advierten del uso de guantes y gafas protectoras, así como bata (obviamente) o mascarilla, cada vez encuentro más prácticas que dejo de realizar por su peligrosidad intrínseca...



¿Pero hay ramas donde los productos químicos utilizados son siempre seguros?

La química está por todas partes asi que solo he de buscar, y ya he encontrado dos muy claras donde todos los productos químicos utilizados son seguros y sin problemas: Alimentación y Farmacia, en concreto Dermofarmacia.

Y es justo en dermofarmacia donde empezaremos, realizando un gel exfoliante.

INTRODUCCIÓN A LA PRÁCTICA

La exfoliación es uno de los elementos importantes dentro de la higiene corporal, pues elimina por medio del rascado células muertas situadas en el estrato córneo (la última capa de la epidermis) o corneocitos. Los corneocitos derivan de las células epiteliales de las capas mas internas de la epidermis (basal, espinosa, granulosa y lúcida), a medida que avanzan por las diferentes capas se van aplanando y muriendo, a la vez que llenándose de queratina. Nosotros ya realizamos de forma automática la regeneración de las capas mas externas de la piel, pero exfoliandolas podemos acelerar el proceso.





Gracias a la exfoliación podemos obtener una piel mas tersa y brillante, pero también facilitaremos la entrada de productos cosméticos útiles como hidratantes, humectantes, antioxidantes, antienvejecimiento, etc...

PRÁCTICA

Para poder realizar el producto cosmético necesitaremos básicamente tres cosas: Un principio activo cosmético, un vehículo y uno o varios correctivos.

El principio activo es el que actúa sobre la piel y el que define el producto (en este caso el que produce la exfoliación). El vehículo es el agua (aunque en otros casos pueden ser aceites) y el correctivo serían aromatizantes (perfumes), así como conservantes antimicrobianos, etc...

En nuestro gel exfoliante no introduciremos correctivos para mejorar el olor (perfume) o conservantes (con lo cual no puede utilizarse durante mucho tiempo), pero si utilizaremos un agente gelificante.

Ingredientes:

1- Polímero espesante catiónico.
En esta ocasión utilizaremos Polyquaternium PQ-37. Se trata de uno de los mas utilizados en la industria cosmética. Consta de cadenas poliméricas con grupos de amina cuaternaria, en concreto poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride), CAS:26161-33-1. De hecho la nomenclatura polyquaternium es una nomenclatura típica en cosmética que indica la presencia de un grupo amina cuaternaria.

Polyquaternium PQ-37:



¿No os ha pasado alguna vez que tras cepillaros el pelo, éste ha quedado encrespado, y cada pelo parece elevarse y separarse del resto? Este efecto es debido a la electricidad estática generada por el rozamiento. Al frotarse dos cuerpos los electrones pueden saltar creándose electricidad estática. Este grupo cargado positivamente sirve como acondicionador, vuelve a establecer el balance electrónico del pelo o de la piel, al igualar las cargas.

Aspecto tras añadir el espesante:



2- Agua, que servirá como vehículo.

3- Polímero para exfoliación.
En esta ocasión hemos utilizado el Lipobead Blue AE. Se trata de polímeros de encapsulación con vitamina A y E. La vitamina A es retinol y produce beta-carotenos de acción antioxidante y la vitamina E es tocoferol, protege de los radicales libres y evita el envejecimiento. Interviene también el tocoferol en la formación del grupo prostético hemo (pigmento de la sangre transportador de oxigeno junto con hierro). Estas dos vitaminas estan encapsuladas en una matriz de lactosa, celulosa microcristalina e hidroxipropil metilcelulosa y se liberan al romperse el encapsulado por el rozamiento.



La práctica se realiza en 15 minutos.



Quizás es complicado obtener estos productos. Una alternativa mas barata y viable sería utilizar goma xantana para espesante en el agua (sería únicamente un espesante y no poseería todas las propiedades citadas).

Como podéis ver es muy sencillo de realizar y en una sola práctica hemos tratado temas tan diferentes como piel, polímeros, electricidad estática y cosmética (biología, química, física y farmacia)...

Espero que os haya gustado

Sergio

INFORMACIÓN EXTRA

¿Como comprar Lipobead blue AE? Clica aquí , o aquí.

¿Como comprar polyquaternium PQ-37 u otro polyquaternium? Haz clic aquí, o aquí.

Mas información sobre Polyquaternium PQ-37.

PD: Quiero dar las gracias a Patricia Espuig por toda la información que me ha facilitado, su paciencia y su amistad. Un beso.

domingo, 2 de enero de 2011

Los 5 mejores artículos del 2010

Ya ha llegado, el 2011, el año internacional de la química proclamado por la ONU el 31 de diciembre de 2008, que nos deparará nuevos experimentos, nuevas demostraciones, nuevos retos y nuevas sorpresas.

No obstante no quería empezar sin despedir el 2010. Un año que ha significado mucho para el blog, y para mi. Así que os he realizado, para que os vayáis poniendo las pilas, la recopilación de los 5 mejores artículos del blog del pasado año (según mi criterio, claro está...).

1) LEY DE GAY-LUSSAC



2)NIEVE INSTANTÁNEA



3)POLIACRILAMIDA



4) EL PUNTO TRIPLE



5) LUZ, ENERGÍA Y EFECTO FOTOELÉCTRICO



Como siempre elegir 5 de entre todos los que he realizado en un año es extremadamente difícil. Se han quedado fuera, pero os los recomiendo encarecidamente:

6) REACCIONES RÁPIDAS
7) ÁCIDOS, BASES Y COL LOMBARDA
8) EL PH EN NUESTRO CUERPO
9) VENCER LA GRAVEDAD
10) FUEGO DE COLORES


Adiós 2010...¡¡¡Bienvenido 2011!!!

Sergio

Quizás tambien te guste

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...