Después de casi 5 años, llega uno de los experimentos que mas veces me habéis pedido por youtube:Como hacer un líquido fluorescente. En esta ocasión hemos realizado un pequeño trailer, que pudisteis ver en la entrada anterior.
Para hacer el experimento vamos a necesitar agua destilada, una espátula, amoniaco, fluoresceina sódica y una linterna o lámpara de luz ultravioleta. El fenómeno de la fluorescencia es un fenómeno cuántico, que pudimos explicar en una la entrada de fluorescencia y fosforescencia. Los electrones captan energía de la luz ultravioleta y promocionan a un estado de energía superior. Cuando se relajan y bajan de nivel energético ceden fotones, que podemos observar. A este fenómeno lo denominamos fluorescencia para moléculas.
En este esquema podemos observar los dos fenómenos comentados en la entrada anterior, sobre fluorescencia y fosforescencia, que antes comentábamos.
Sin mas dilación os dejo el nuevo vídeo de CLUSTER, para poder realizar un líquido fluorescente con fluoresceina sódica.
¡¡Espero que os haya gustado!! ¡¡Un saludo y hasta la próxima!!
¡¡Hola a todos!!En esta nueva etapa de CLUSTER, en la que estamos intentando realizar mejores vídeos, mas elaborados que antes, nos hemos hecho también una cuenta nueva de Twitter, que todavía no teníamos. Podéis conocer todo lo referente al canal de youtube y al blog través de CLUSTERCIENCIA, ¡¡el nuevo Twit del blog!!
Antes de continuar con nuevas entradas de nuevos vídeos y demás os dejo un resumen de los nuevos vídeos del canal de youtube, y en exclusiva (oh, que privilegiado me siento, tenéis que decir...), el primer vídeo promocional de Cluster.
Vayamos por partes, como decía Jack el destripador...Hemos realizado un total de 10 vídeos con el nuevo formato, que han tenido una buena aceptación entre los usuarios de youtube, siendo el de Agua Pesada el mas visto con 7300 visitas hasta el momento. Aquí los teneis:
1. NUEVO CLUSTER
Primer vídeo promocional del nuevo canal. Explicación del nuevo canal aquí.
2. COMBUSTIÓN DEL BUTANO Y REACTIVO LIMITANTE
Dos vídeos enlazados, donde en el primero se muestra el experimento, y en el segundo se explica el experimento, en este caso, un concepto muy importante a nivel de química de bachillerato, que en ocasiones suele salir en la selectividad en España. Podéis entrar para ver la entrada del blog aquí.
3. AGUA PESADA E ISÓTOPOS
Otros dos vídeos enlazados, en los que se explica el concepto de Isótopo de un elemento, de una manera clara y sencilla. Podéis ver el artículo del blog aquí.
4. MIGRACIÓN DE IONES
Espectaculares vídeos donde se muestra el carácter iónico de las sales, así como del hecho de que estas partículas están cargadas y se pueden mover y separar fácilmente mediante la electricidad. Para mi, los mejores vídeos (de momento) de esta nueva etapa. Podéis ver el artículo del blog aquí.
5. SÍNTESIS DE POLIURETANO
Dos nuevos vídeos. En esta ocasión se realizaron dos vídeos muy parecidos, uno simple con el experimento, y el otro mas ampliado, con una explicación simple sobre los polímeros con animaciones por ordenador. Aquí tenéis el artículo del blog.
6. COCHE DE HIDRÓGENO
Último vídeo editado sobre experimentos, en el que hablamos sobre la base química de la energía alternativa del hidrógeno. El artículo está ampliado, con mucha mas información sobre el funcionamiento de estos vehículos del futuro.
Como final a este resumen del año, os dejo con la promo del próximo vídeo de CLUSTER. Nuestro vídeo mas famoso, Fluorescencia y fosforescencia está a punto de llegar a las 3.000.000 de visitas en youtube (a día de hoy 2.942.233 visitas), y nosotros rendiremos homenaje a este vídeo realizando una explicación que me habéis pedido muchos de vosotros...¿como hacer el líquido fluorescente del vídeo?
Pues aquí os dejo el vídeo promocional, como si fuera un trailer del próximo experimento. ¡¡Hasta la próxima!!
Ya en algunas ocasiones os he hablado de fluorescencia (no en vano, es de los artículos mas leídos del blog) y también del famoso efecto Tyndall, al que he hecho referencia en dos ocasiones: Explicación sencilla del fenómeno (Efecto Tyndall) y para explicar porque el cielo es azul.
Para recordar lo que era el efecto Tyndall volvamos a ver a Fernando del Institut Salvador Espriu de Barcelona realizando la explicación:
El efecto Tyndall es la dispersión de las partículas de luz al chocar contra diferentes partículas de pequeño tamaño. Por eso cuando hay mucha niebla podemos ver los rayos de luz de los faros del coche o podemos apreciar los rayos del sol filtrase por entre la maleza en un día con niebla.
Así que mezclando los dos conceptos he creado..(redoble de tambores...) el EFECTO TYNDALL FLUORESCENTE. ¿En que consiste? Realizamos una disolución con una substancia fluorescente (clorofila por ejemplo), de manera que algunas partículas no disuletas del todo queden suspendidas en la disolución. A continuación irradiamos la muestra y...efecto tyndall fluorescente. Para muestra un botón:
La luz al entrar en la disolución, excita las moléculas de clorofila que poseen fluorescencia en la zona del rojo. Parte de la luz que no excita las moléculas sigue su camino hasta que choca con alguna partícula no disuelta pequeña y se dispersa (efecto Tyndall). Al dispersarse vuelve a excitar nuevas moléculas de clorofila que vuelven a emitir en el rojo. El efecto es espectacular puesto que creamos una linea totalmente roja en una disolución verde.
¿Como hacerlo en casa?
1- Disuelve bastantes hojas de espinacas (4 o 5 enteras)en 20 mililitros de alcohol. 2- Una vez disuelta la clorofila saca las hojas y decanta la solución. (Para decantar tendremos que esperar un rato hasta que bastantes partículas hayan caído y posteriormente vierte la disolución en un pote de cristal preparado). Es mejor no filtrar la solución puesto que lo que nos interesa es que algunas partículas no esten disueltas. 3- Apunta con un puntero ultravioleta a la disolución. (mejor utilizar un LED)
Observación 1: El efecto se observa mejor con disoluciones diluidas. Observación 2: Es mejor no disolver en agua, la clorofila no es tan soluble y pierde efecto fluorescente.
Si a finales del año pasado os explicaba la diferencia entre fluorescencia y fosforescencia en el artículo de Cluster (si lo quieres ver entra aqui.), este año os empezaré hablando del fenómeno de la fosforescencia y os daré algunos ejemplos.
Uno de los mas clásicos y utilizados ámpliamente ha sido el sulfuro de zinc (ZnS), que puede encontrase en dos formas zincblenda o wurtzita. No obstante, para que pueda ser fosforescente necesita estar dopado con otro metal, es decir, algunos cationes zinc son substituidos por otros cationes. Si substituimos el catión zinc por cationes plata, la luz emitida será de color azul, naranja si la substituimos por manganeso, y la mas conocida, de color verde, si utilizamos cobre. Es del todo necesario este catión dopante, pues es el que generará un estado metaestable que ralentizará la emisión de luz y creará la diferencia entre fluorescencia y fosforescencia.
Desde hace unos años, no obstante, este tipo de materiales se ha ido substituyendo por otros mas efectivos, capaces de multiplicar por 10 el tiempo de radiación fosforescente. Se trata de los aluminatos de estroncio. Para que éste pueda comportarse como fosforescente tambien es necesario que esté dopado, en este caso con europio, un metal de las tierras raras poco conocido.
Hoy en día es muy fácil comprar materiales fosforescentes creados a partir de aluminatos de estroncio. Scitoys vende este tipo de productos por 4,18 dolares con el peculiar nombre de Kriptonita.
Existe también otra página especializada en productos fluorescentes y fosforescentes llamada Glow-net.com, en la que puedes comprar todo tipo de productos y colores, y otra francesa llamada pinturafosforescente.com, con gran cantidad de productos fosforescentes.
Navegando por youtube he encontrado varios videos que son dignos de mención. Estan realizados por Vicky Fernandez Casellas, profesora de dibujo de un instituto público, que ademas realiza su propio trabajo y lo expone. El hecho de que salga en este blog es porque utiliza pintura fluorescente en sus obras. De esta manera puede conseguir efectos increíbles. El cuadro se ve de una forma al natural y de otra bajo la luz ultravioleta.
Me ha parecido muy interesante la aplicación de fenómenos conocidos físicos para crear algo nuevo dentro de otra área como es el dibujo y la pintura. No conozco en persona a la autora peo desde Cluster deseamos todo lo mejor para esta gran innovadora.
Si el año pasado os estuve hablando de la fluorescencia y la fosforescencia, en esta ocasión os comentaré otro ejemplo muy espectacular de fluorescencia. Como ya sabeis determinadas substancias son capaces de absorver energia en forma de luz, excitarse, para luego emitirla. El proceso es bastante mas complicado. Para entender la explicación hemos de aplicar conocimientos de mecánica cuántica, que nos dice que la luz está cuantizada, es como si se emitiera en paquetes de una cierta energia. A mayor frecuencia, mayor energia, tal y como se muestra en este esquema:
Imaginemos que una molecula es irradiada con luz ultravioleta (radiación electromagnética no visible y de energia superior a la luz natural). Un electrón de su capa de valencia es excitado a niveles superiores. Normalmente existe entonces una perdida de energia por relajación vibracional o rotacional de la molécula, hasta que llega a niveles mas bajos. No obstante, aun no ha perdido toda su energia. Para perderla totalmente ha de emitir energia, en este caso en forma de luz visible. Mientras que la energia que absorve la molécula es de elevada energia (tanta que a los humanos puede hacernos daño), la emisión es siempre inferior a la energia absorvida.
Ahora veremos un ejemplo muy gráfico. La clorofila absorve luz ultravioleta y emite luz por fluorescencia de color rojo (justamente la zona menos energética del visible)
La fluorescencia tambien está presente en minerales. Observemos los minerales inicialmente, y despues bajo la luz ultravioleta.
No todos los minerales son fluorescentes, y no todos los minerales fluorescentes lo son con la misma intensidad. La fluorescencia de los minerales depende de la cantidad de substancia fluorescente (cromóforos) que han quedado atrapados al cristalizar el mineral. Muchos investigadores aseguran que en muchos casos, la fluorescencia, está relacionada con cristalizaciones de minerales donde ha habido restos orgánicos. Estos restos orgánicos dentro del cristal pueden dar fenómenos de fluorescencia.
Una de las minas mas espectaculares es sin duda la de Sterling Hill, rica en willemita fluorescente (color verde) y calcita (color rojo). Una mina ya cerrada:
En el siguiente video emitido en el programa que qui com del canal catalan tv3 se realiza una visita a la mina Eureka de la Vall Fosca en Catalunya donde se ha descubierto un yacimiento de Andersonita, un mineral de uranio con propiedades radioactivas y fluorescentes. El video está en catalan pero es de vista obligada para todo amante de los minerales.
Por si alguien tiene un poco de miedo al hablar de radioactividad, es necesario añadir que este tipo de minerales poseen una radiación de partículas tipo alfa de poca penetración y son practicamente inofensivas, de todas maneras si se ha de coleccionar minerales en casa es preferible que no sean radioactivos y si lo son escoge muestras pequeñas.
Si alguien siente pasión por este tema, al igual que yo, entrad en la página de luminousminerals...¡¡increible!! Para mas información sobre los minerales raros de Uranio de la VallFosca en Lleida podéis entrar en la increíble página de MINERALS ABELLA.
La Fluorescencia es un fenómeno físico mediante el cual ciertas substancias absorben energía (a partir de luz ultravioleta) emitiéndola nuevamente en forma de luz, esta vez del espectro del visible y de un color característico (una longitud de onda determinada). A diferencia de la fosforescencia, la fluorescencia tiene lugar únicamente mientras dura el estímulo que la provoca. Es decir, al desaparecer la irradiación, desaparece la emisión, puesto que el proceso es extremadamente rápido.
La fosforescencia, en cambio es un proceso más lento. Las substancias absorben la energía, almacenándola para emitirla posteriormente en forma de luz o de otro tipo de radiación electromagnética. Éste fenómeno se aprovecha en las manecillas de los relojes o de determinados juguetes que brillan en la oscuridad.
En este vídeo podremos ver diferentes substancias fluorescentes:
La fluoresceina fue descubierta por Adolf von Baeyer, químico berlinés ganador del premio Nobel de química en 1905 por su trabajo en colorantes orgánicos. Trabajó con Kekulé (el descubridor de las estructuras bencénicas) y descubrió colorantes ampliamente utilizados hoy en día como la fenolftaleina y la fluoresceina, ademas de realizar la síntesis del índigo.
Fluoresceína sódica:
La fluoresceína es un colorante orgánico derivado de las xantinas que produce un color verde intenso al ser expuesto a luz ultravioleta, siendo la máxima absorción sobre los 500 nm de longitud de onda. Es soluble en agua, pero al poseer grupos fenólicos y ácidos carboxílicos en su estructura se disuelve mejor en medios ligeramente básicos. Se observa la mayor emisión de luz a pH alrededor de 8 longitudes de onda de emisión cercanas a 550 nm.
También se utiliza en oftalmología para tinción del ojo. De esta manera se pueden detectar daños en la córnea o cuerpos extraños. Otro uso de la fluoresceina es como revelador de placa dental, al igual que la eritrosina, revelando el conjunto de bacterias, saliva y alimentos que han quedado en los dientes de forma visible y ayudando de esta manera a mejorar el cepillado. Al realizar el enjuague con fluoresceina no es aconsejable tragarla puesto que puede producir diarreas profusas.
La fluoresceína se puede comprar en Sigma-Aldrich. Si no puedes acceder puedes entra en QuimiNet.
La quinina es un alcaloide natural, con propiedades antipiréticas y analgésicas. Se ha utilizado ámpliamente para el uso del paludismo, malaria y otras enfermedades hasta ser prácticamente substituido por otros fármacos mas efectivos. Se utiliza somo saborizante de las bebidas tónicas dando un sabor amargo. Su fluorescencia se intensifica en presencia de ácido sulfúrico. En Estados Unidos la FDA ha limitado su concentración en las bebidas tónicas por problemas de interacción con otros fármacos y su posible dependencia.
Quinina
Para obtener Quinina puedes comprar simplemente una tónica.
La fluorescencia ha sido detectada incluso en proteinas de animales marinos, y se está estudiando su función.
Para conseguir todo tipo de productos fluorescentes o fosforescentes se puede entrar en pinturafosforescente.com, una empresa francesa con gran cantidad de productos interesantes.
AMPLIACIÓN DEL ARTÍCULO
He encontrado recientemente un fantástico trabajo de unas alumnas de la Universidad Autónoma de México que está colgado en la web de la Universidad con la posibildad para descargarlo. El trabajo está especialmente enfocado a la espectrofluorimetría, pero en sus primeras páginas hay una explicación muy clara y didáctica del fenómeno de fluorescencia y fosforescencia, para todo aquel que se atreva a querer descubrir algo mas.
