fasciculo29 el mundo de la quimica

8/14/2019 Fasciculo29 El Mundo de La Quimica

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Fascculo 29

Captulo IX: La qumica de todos los dasEl mundo de la qumica

El papel moneda es un papel especial que tiene algodn y que por la presencia deaditivos adquiere la resistencia necesaria que exige su uso. La marca de agua esuna imagen que se forma por la diferencia de espesor en un papel y se origina cuandoel papel hmedo se prensa con un rodillo que contiene las marcas o signos deseados;puede observarse cuando el billete se pone a contraluz. La marca de agua se colocaen el papel moneda para evitar la falsificacin de los billetes. Como ejercicio teproponemos buscar en los billetes de diferentes denominaciones las marcas de aguae identificarlas.

Apoyo didcticoReciclemos el papelPara esta actividad debers conseguir un bastidor o construirlo.- Recolecta el papel usado que reciclars (puede ser el conocido

como bond).- Crtalo con las manos en trozos pequeos y djalo remojar

durante 24 horas en agua.- Licua esta mezcla en una licuadora hasta obtener una pasta.- Por otro lado, recolecta aproximadamente 200 g de fibra vegetal

como hojas de pltano o pia. Crtalas en trozos pequeos yremjalas en agua durante 12 horas; luego calienta la mezclacon 20 g de hidrxido de sodio por espacio de 3 horas. Agitala solucin cada cierto tiempo. Deja enfriar, cuela, lava muybien la fibra y licala como hiciste con el papel.

- En un recipiente plstico grande coloca la pasta de papel y lade hojas, adele agua y mzclala bien.

- Introduce el bastidor en el recipiente y scalo lentamente, luegosacude el marco de un lado a otro.

- Retira el marco superior del bastidor y voltea la hoja sobre unatela de algodn cubrindola con otra tela.

- Presiona la tela con dos maderas ms grandes que ella y dejaescurrir. Retira las maderas y alisa el papel con un rodillo.

- Deja secar a la sombra durante dos das.


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Fundacin Polar ltimas Noticias El mundo de la qumica Captulo IX: La qumica de todos los das fascculo 29

La tinta sobre la piel: Los tatuajes

Con la ayuda de un pincel y jugo de limn o vinagreescribe tu nombre en una hoja de papel. Dejasecar. Luego coloca el papel cerca de una hornillao de un bombillo, ten cuidado de no quemarte. Acontinuacin vers cmo, progresivamente, podrsleer lo que escribiste en el papel.Cmo explicas este fenmeno? Comprtelo contu profesor.

Un truco de magia: Tinta invisible

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El arte de tatuar el cuerpo es milenario. Los egipcios, chinos ymuchas tribus de Amrica y frica lo usaron como parte de susrituales religiosos. En un uso ms mundano, todos recordamos aPopeye, personaje de una historieta famosa, quien en el brazo tieneun ancla tatuada. En una poca, el tatuaje identific a sectoressociales marginados como presos o bandas juveniles. En la

actualidad es una moda y cada vez ms jvenes se adaptan a ella.Pero, qu sabes sobre las tintas que se usan? Pueden daar lapiel? El tatuaje es para toda la vida?El pigmento se encuentra disperso en una suspensin coloidalcuyas partculas son grandes para reflejar mejor la luz y para darleas iluminacin al dibujo sobre la piel. El agente dispersante es unglicol. Cuando el pigmento entra en contacto con la piel se activael sistema inmune, pero debido a que el tamao de las partculases muy grande no pueden ser eliminadas. Es por ello que el sistemaasla al pigmento encapsulndolo y as permanecer debajo de lapiel de por vida.Los pigmentos negros se logran a base de carbn, los blancos dexido de titanio, los rojos y amarillos de sulfuro de mercurio y decadmio respectivamente (estos ltimos son muy txicos). Hoy daes posible, pero con mucha dificultad, remover un tatuaje con eluso del lser porque ocasiona cicatrices. El tatuaje ha sido un factorserio en la transmisin de enfermedades como la hepatitis C.


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La preocupacin del ser humano por la limpieza del cuerpo y de su entornose conoce desde siempre. En el Antiguo Testamento se mencionansustancias limpiadoras. En 1783, Carl Scheele encontr, de forma accidental,la reaccin que se usa hasta hoy para la fabricacin del jabn al calentargrasa animal con ceniza.El jabn est constituido por sales de cidos grasos. Si reconocemos que

las grasas y los aceites son triglicridos de cidos grasos, es decir,compuestos formados por glicerina y tres molculas de cidos grasos, esfcil entender que los jabones se obtienen directamente al hervir el seboanimal con una base fuerte como el hidrxido de sodio, y es por ello quela reaccin se conoce como saponificacin:

cidos grasos + NaOH jabn + glicerinaLos cidos grasos que se requieren para la fabricacin del jabn se obtienende los aceites de sebo, grasa y pescado. Los jabones duros se fabricancon aceites y grasas que contienen un elevado porcentaje de cidossaturados, los cuales se saponifican con el hidrxido de sodio. Los jabonesblandos semifluidos se producen con aceite de lino, aceite de semilla dealgodn y aceite de pescado y se saponifican con hidrxido de potasio.El poder dispersante del jabn le permite eliminar las partculas slidasque constituyen la suciedad mantenindolas en suspensin, a fin de queluego sean arrastradas con agua durante el bao.

Cmo se saca el sucio?La primera pregunta es: qu es el sucio? La respuesta es sencilla: es unmaterial ubicado en un sitio no deseado. Un trozo de chocolate en laboca es un alimento pero sobre una camisa es un sucio. Para sacarlo esnecesario aislarlo del tejido y para ello se aprovecha el poder dispersantede un jabn que permite eliminar las partculas slidas mantenindolas ensuspensin a fin de poder ser arrastradas por el agua durante el enjuague.

Estos capturadores de sucio actan formando un escudo alrededor dela partcula de sucio, conocido como micela; esta propiedad se debe ala estructura de las molculas de jabn.Pero no solamente el jabn es capaz de formar micelas. Otros compuestosanlogos, conocidos como detergentes, tambin pueden hacerlo. Y cules esa caracterstica estructural?Ambos tipos de molculas estn constituidas por dos zonas: una lipoflica(afn a las grasas), la cual corresponde a la cadena de hidrocarburos delos cidos grasos, y una hidroflica (afn al agua) que corresponde a unasal: es la parte inica de la molcula. En el caso de los jabones, esa parteinica est formada por un grupo carboxilato y un catin sodio u otro catin,mientras que para los detergentes en lugar de un grupo carboxilato est

un grupo sulfato (o un grupo sufonato) tambin acompaado de su contrain(in de carga opuesta).As, cuando las molculas de jabn o de detergente se colocan en aguaque tiene partculas de grasa, las molculas se dirigen de tal manera querodean a la partcula con la parte lipoflica y dejan las cabezas hidroflicasdirigidas hacia afuera, hacia las molculas de agua (recuerda que semejantedisuelve a semejante). Esta disposicin o micela evita que la grasa seadhiera a la superficie de nuevo y, al mantenerla en suspensin en el agua,puede ser eliminada con enjuague.

O S O-O

Na+

Cola nopolar Cabeza solubleen agua

Lauril sulfato de sodio: Un detergente

Saponificacin y jabn

Karl W. Scheele, qumicoalemn (1742-1786) .

Publicidad del jabnPears utilizandoimgenes de Sudn(colonia inglesa) en 1884

O-Na+

Cola nopolar

Estearato de sodio: Un jabn

CO

Micela

Sucio


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El hombre no slo desarroll productos de aseo corporal sino quese preocup tambin por la limpieza de sus vestimentas y de suentorno. Sobre todo porque con ello garantizaba su salud.Civilizaciones antiguas slo posean agua para limpiar. Se le atribuyeal qumico alemn Krafft, en el siglo XIX, el descubrimiento delprimer detergente, pero como no se le consigui utilidad alguna se

dej en el olvido. Fue en el siglo XX, durante la segunda guerramundial, en la que escaseaba el jabn, cuando otros qumicosretomaron el invento desechado y crearon el primer detergente,conocido como Nekal.

Son los emulsificantes slo tilespara la limpieza?La propiedad de formar micelas le confiere a los detergentescaractersticas particulares. Estos materiales se engloban dentrode aquellos conocidos como surfactantes o tensoactivos. Estapropiedad es aplicada a la recuperacin terciaria del petrleo y esas como funciona la Orimulsin que ser revisada en el captulo

correspondiente al petrleo.La espuma es lo que limpia?Asociamos la cantidad de espuma con la limpieza; pensamos:mientras ms espuma ms limpieza. Pero, de qu depende lalimpieza? Son muchos los factores: suciedad, tipo de detergente,temperatura, lavado, tiempo de remojo. El detergente ms apropiadoser el que emulsione mejor el sucio en las condiciones de trabajo.

Detergentes, limpiadores

Apoyo didcticoConstruye la escala de pH de detergentes y auxiliares de limpiezaEn tu casa busca productos de limpieza como jabones y otros; clasifcalos de acuerdo con el pH que presenten.Te damos la siguiente escala para apoyarte en la actividad. Para medir el pH de las sustancias, solicita ayuda a tuprofesor.

Rango de pH Tipo de sustancia

2-3 Limpiadores de metales

4-5 Jabones lquidos

6 Geles de bao7 Jabn neutro, astrigentes de piel grasa

8-9 Pastilla de jabn (prueba con varias marcas)

10 Desinfectantes lquidos

11 Blanqueadores

12-14 Limpiadores de horno

La espuma est compuesta por una cantidadde burbujas, unas al lado de otras, formandoun gran tapiz superficial.


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Agentes limpiadores que contaminan el ambienteEl desarrollo de detergentes ms efectivos ha causado un serio impacto ambiental. Sobre todo porque los residuose acumulan en suelos y aguas. Los surfactantes han sido cambiados por compuestos biodegradables que contienenrestos de carbohidratos en su formulacin. Los fosfatos que fueron cambiados por las zeolitas, ahora pueden sereliminados por un tratamiento especial y volver a ser usados. Otro factor importante a considerar es el gran gastenergtico que resulta del lavado. Es por ello que se tienden a usar componentes que trabajen a temperaturaambiente.

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Cmo se compone un detergente?Los detergentes comerciales que utilizamos en el lavado de la ropatienen varios componentes, cada uno con funciones especficas quea continuacin se mencionan.Surfactantes . Estn presentes en porcentajes del 8 y 10 % y son losresponsables de formar las micelas y as remover el sucio. La cabezapolar de un surfactante puede tener diferente naturaleza qumica y,segn ella, tendremos surfactantes aninicos como el laurilsulfato desodio antes mencionado y, ms representativamente, losalquilarilsulfonatos de sodio (no biodegradables) en los cuales unacadena de hidrocarburo est directamente unida al azufre. Tendremostambin los surfactantes catinicos (cuya cabeza polar est constituidapor sales de amonio), los cuales no son muy eficientes como limpiadoresy se emplean como suavizantes en los detergentes domsticos (verabajo), y los surfactantes no inicos, cuya cabeza polar es un alcohol,utilizados, por ejemplo, en detergentes destinados a ropa fina.Agentes ablandadores . Estn presentes en proporciones variadasdesde el 5 al 25 % dependiendo de la formulacin comercial. Potencianla accin de los surfactantes porque pueden acomplejar iones calcio

y sodio presentes en el agua y mantienen la alcalinidad del medio.Los ms conocidos son los polifosfatos, zeolitas cuya estructuramolecular permite la retencin de los iones actuando como tamiz, EDTA(cido etilendiamino tetractico) que es un agente acomplejante deiones calcio.Agentes auxiliares. Ayudan a la fluidez del polvo o del lquidodependiendo de las caractersticas del detergente. Los ms usadosson el sulfato de sodio y el borax (borato de sodio hidratado).Blanqueadores. Por lo general, son agentes oxidantes que se activana temperturas mayores de 60 C. Uno que funciona a temperaturaambiente es la TAED, tetraacetilendiamina, y el cloro que es unasolucin del 3 al 5 % de hipoclorito de sodio.Sustancias fluorescentes. Dan brillo a las fibras por absorcin yemisin de luz UV. Tambin se conocen como abrillantadores.Enzimas (0,75 %). Se aaden a los detergentes para ayudar a limpiarla suciedad de origen biolgico como grasa o sangre.Suavizantes . Controlan la esttica de las fibras y ayudan a secarlasms rpidamente; el suavizante ms usado es el DSDMAC, cloruro dediesterarildimetilamonio.Y no podan faltar los colorantes y aromatizantes que terminan de darlea la ropa olor a limpio.Revisa la etiqueta del detergente que compran en tu casa e identifica

sus compuestos.

H3C CH2 S O-

O

ONa+

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Familia de los alquil aril sulfonato

NCl-

H3C CH3

+DSDMAC

En ciertas concentraciones las molculas desurfactantes en solucin se agrupan conformandomicelas. Estas micelas son las responsables dela solubilizacin de la grasa adherida.


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Antiguamente, el blanqueador que se utilizaba era el Sol, al que lesigui el uso de soluciones alcalinas como el agua de ceniza quese preparaba mezclando cenizas con agua caliente y su accin alcalinaera controlada con leche agria o soluciones muy diluidas de aceitede vitriolo (cido sulfrico). Estas condiciones extremas daabanmuy rpidamente los tejidos. Por suerte, en la actualidad se cuentacon blanqueadores ms eficientes y menos dainos para los tejidosy, as, cuando se promocionan detergentes blanqueadores, escuchamosla expresin: blanco, blanco. El hipoclorito de sodio (NaOCl) es eprincipal componente de los blanqueadores y desinfectantes: a la vezque oxida las sustancias orgnicas presentes en el sucio tiene unafuncin antisptica. Este compuesto se obtiene por la reaccin decloro con hidrxido de sodio. Cuando se habla del porcentaje de cloroen el blaqueador se trata del porcentaje de hipoclorito. Esta sustanciasustituy a la famosa leja o agua de javel, un popular blanqueadoque dejaba la ropa amarillenta, y por eso se dice ahora que el blanconunca fue tan blanco.

Los destapa-caeras y limpia-hornos estn compuestos por hidrxidode sodio o potasio debido a que disuelven fcilmente las grasas yaque pueden hidrolizarlas (saponificarlas) y con ello solubilizarlas enagua. En la etiqueta del limpia-hornos puedes leer: retire el limpiado

y lave con una solucin de vinagre. Por qu se da esta instruccin?Porque este producto es altamente corrosivo y debe usarse concuidado. Es por ello que se ha tratado de sustituir por otros como laetanolamina, pero con resultados poco satisfactorios. Hay algunoshornos auto-limpiantes que estn hechos de una cermica porosa lacual contiene un oxidante capaz de transformar los residuos orgnicosen CO2 y agua. Otro compuesto muy conocido para estos fines es elhidrxido de amonio (mal llamado amonaco), pero su fuerte olor limisu uso. Como dato curioso, el amonaco conocido como cuerno deciervo era empleado para reanimar a personas desmayadas.Al finalizar la instalacin de un piso de cermica o terracota serecomienda que sea lavado con una solucin de cido muritico o

cido clorhdrico para remover el exceso de pego u otros residuosIgualmente, los limpiadores de pocetas o sanitarios ms usadoscontienen cido clorhdrico (HCl), ya que remueven el sarro y otroresiduos que se adhieren a la cermica. Como sucede con la espumadel jabn, pensamos que mientras ms corrosivo es el limpiador,mejor es su accin, por lo que algunas veces no nos contentamoscon usarlos sino que adems los mezclamos, hecho altamentepeligroso. Una mezcla frecuente y que no se debe hacer porque causairritaciones respiratorias, es la del limpiador de poceta con cloro.Sabes cul es el gas picante que se forma?

cidos y basestambin sonaliados en lalimpieza

Manos a la obra: LavaplatosLa naturaleza del sucio que se desea retirar es bsicamente grasosa, por eso en los comerciales de televisinse habla frecuentemente del corta grasas. Otra cualidad que se resalta de los lavaplatos es que eliminen lagrasa sin dejar residuo, al punto de que el agua escurre, por eso es que se dice que los platos rechinan delimpio. Los principales componentes del lavaplatos son un surfactante no inico cuya cadena es un polmeropolioxietileno y un ablandador de agua.

Claude Louis Berthollet,qumico f rancs (1748-1822),prepar la eau de javel.

El blanco sinnimo de pureza y de limpieza:Blanqueadores


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Hay productos de limpieza que se aplican despusde una ducha, cuando la cermica an est calienteluego de un bao: son aquellos preparados a basede un emulsionante que tiene como cadena lipoflicavarias uniones de ter. Esto limpiadores que vienenen spray son rociados sobre la superficie hmeda ycaliente de la ducha sobre la cual se han depositadola grasa, el jabn y las micelas formadas con el jabny la grasa corporal. All ocurre un intercambio y seforma una nueva micela con el surfactante aadidoque, al enfriarse las paredes, queda adherida a ellasy ser removida en el siguiente bao. La accinlimpiadora de estos productos se completa con EDTA(ver detergentes) y con el alcohol isoproplico queayuda a reducir la tensin superficial del agua yaumenta su capacidad de mojar las superficies.

Hasta ahora hemos afirmado que muchos limpiadoresson corrosivos y txicos. Los limpiadores de metalesque encontramos en el mercado no escapan a esacaracterstica. Aprovechando las propiedades de laplata, te indicaremos cmo hacer un limpiador muyefectivo.

Apoyo didcticoUna reaccin que deja a la platarelucienteEl responsable del oscurecimiento de la plata es elsulfuro de plata que se forma en la superficie delobjeto, ya sea por la accin del sulfuro de hidrgenopresente en el ambiente o por los aminocidosazufrados, presentes en la piel, en el caso de las joyas. Igualmente, algunos alimentos, por ejemplolos huevos, contienen azufre y ennegrecen loscubiertos de plata.Para esta actividad necesitars un trozo de papel dealuminio, bicarbonato de sodio, sal comn y agua.

En un recipiente coloca un trozo de papel de aluminiocon el lado brillante hacia arriba; aade una solucinde 1 g de bicarbonato de sodio y 1 g de sal comndisuelta en 1 L de agua caliente. Mete el papel en elagua y coloca la pieza a limpiar en contacto con elpapel sumergindola en la solucin. Anota tusobservaciones.

Sabas que un ter mantiene la duchasiempre limpia?

HO C CH2HO C CH2

O

O

N CH2 CH2 NCH2CH2

C

C

O

O

OH

OH

cido etilendiaminotetractico (EDTA)

La molcula de EDTA atrapa elcalcio en un arreglo de cuatro dedos


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Las cucarachas son los insectos ms combatidos por el hombre,no slo porque son causantes de muchas enfermedades sinoporque su presencia en nuestras casas es sinnimo de suciedad.A estos indeseables se les conoce como fsiles vivientes yaque existen en el planeta desde hace millones de aos y se hadeterminado que no han variado su apariencia a pesar de lasmltiples transformaciones que ha sufrido nuestro planeta. Perohay muchos otros insectos y es imposible tratar el tema de lalimpieza del hogar sin mencionar los productos que los controlanEntre ellos tenemos los insecticidas que matan los insectos;los repelentes que, como su nombre lo indica, los alejan denosotros; los inhibidores del apetito y los que detienen los ciclosde desarrollo de los insectos. A continuacin te daremos algunosejemplos de estas sustancias.

Insecticidas

Un remedio antiguo pero efectivo:cido brico (H3BO3)Este es uno de los qumicos ms efectivos contra las cucarachas.Se adhiere electroestticamente a la cutcula del insecto cuandocamina sobre l y su accin se ejerce por ataque al estmagodel insecto. Tiene accin residual si se mantiene seco y no esvoltil.Otros insecticidas no naturales usados contra las cucarachasfueron los organofosforados dursban y safrotin, los cualesatacaban el sistema nervioso de los insectos pero tambin elde los humanos, por ello fueron descontinuados. Hoy da, en

la bsqueda de un agente que las pueda eliminar efectivamente,se estudian factores como la comida, el agua y el ambiente,responsables de la presencia de estos animales indeseables.La prevencin es una de las acciones ms recomendable ascomo la limpieza de las reas de mayor presencia de esosbichos, como la cocina y las alacenas.H3C

C2H5

C2H5

C

O

N

DEET- N,N -d ietil- m - t o l u a m i d a

Cucaracha envuelta en mbar -resina vegetal- hace 300 millones de aos

Los repelentes mandan a los insectos al otro ladoEstos productos son otro tipo de qumicos para protegernos de los insectos, sobre todode los zancudos. Muchas veces hemos estado en la playa y hemos usado el humo queresulta de quemar las conchas secas del coco para espantar las nubes de zancudos quenos atacan durante la noche. El estudio del sistema olfativo de estos insectos permitiel desarrollo de sustancias efectivas para protegernos de sus picadas, ya sea frotndonoscon ella o rocindonos con un spray. Uno de los productos sintticos ms usados es elDEET. Tambin podemos ut ilizar productos naturales aunque son menos eficientes, porejemplo las conchas de limn que contienen limoneno o las hojas de citronela, conocidlocalmente como malojillo. El aceite de citronela (una mezcla de aceites esencialesdisueltos en aceites ligeros derivados del petrleo) se expende como producto para quemaren antorchas utilizadas en fiestas campestres que adems de iluminar, ahuyentan laplaga.

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