El Año Internacional de la Cristalografía: IYCr2014

Los minerales pueden aparecer en la naturaleza, básicamente, de dos maneras: sin una forma definida (amorfos) o bien con formas geométricas regulares. A estos les llamamos minerales cristalinos o, simplemente, cristales.

Para que en un lugar se formen cristales se necesita espacio. Por eso, suelen aparecer en las grietas o en las cavidades vacías de las rocas. También aparecen formando parte de rocas blandas, que facilitan su crecimiento.

La mayoría de los cristales de la tierra se formaron hace millones de años. Los cristales se forman cuando la roca líquida del interior de la Tierra se enfría y endurece. A veces los cristales se forman cuando los líquidos subterráneos recorren su camino entre las grietas y depositan lentamente los minerales.

El mundo de los cristales es, como todo el universo, bello, y sin duda alguna, es de una belleza que fácilmente se entiende, que atrae nuestra atención y que entra por nuestros ojos. Esta belleza atrajo a un número de curiosos e investigadores de todos los tiempos, cautivados por la contemplación de minerales cristalizados. Esta fascinación les llevó a tratar de comprender qué tipo de orden es necesario para que un cristal tenga existencia; de este estudio nació en el transcurso de los tiempos una ciencia basada en el estudio del orden y de la simetría, la Cristalografía, ciencia que se dedica al estudio de las estructuras cristalinas y las propiedades  de los cristales.  Los cristales son sólidos cuyas partículas constituyentes se ordenan conforme a un patrón que se repite en las tres direcciones del espacio. 

Ese orden interno se manifiesta en su forma externa: los cristales tienen caras planas y aristas rectas. Se distinguen tres tipos de cristales según el tipo de unión que se establece entre las partículas: cristales iónicos, covalentes y metálicos.

  Cuarzo                           Pirita                       Sullfato de cobre (II)

La Asamblea General de Naciones Unidas proclamó 2014 Año Internacional de la Cristalografía , IYCr2014, conmemorando de esta manera, no solo el centenario de la difracción de rayos X como herramienta para el estudio de la materia cristalina, sino también el 400 aniversario de la observación de simetría en los cristales de hielo (Kepler,1611), que dio comienzo al estudio profundo de la simetría en los materiales. Entre otros puntos, la resolución reconoce que la comprensión material de nuestro mundo se debe en particular a esta ciencia y subraya que la enseñanza y aplicación de la misma es fundamental para hacer frente a múltiples desafíos esenciales para el desarrollo de la humanidad.

Soluciones en estado sólido: las aleaciones

Estamos acostumbrados a trabajar con soluciones cuyo estado de agregación es líquido, pero... ¿qué ocurre si fundimos dos o más metales mezclados y luego enfriamos el sistema a temperatura ambiente? Obtenemos un material metálico homogéneo que al estar formado por dos o más componentes es una solución. En este caso una solución sólida.

Muchos de los objetos metálicos que conocemos no están constituidos por un solo metal, sino que son mezclas de varios metales y a veces no metales, los cuales al fundirse se disuelven unos en otros. Las soluciones sólidas así obtenidas se denominan aleaciones y sus propiedades son distintas de las de sus componentes. En general, las aleaciones sintéticas tienen propiedades que mejoran las características de los metales puros, siendo más resistentes y duras que éstos. Algunas aleaciones son muy conocidas y apreciadas por sus aplicaciones extensas y variadas. Así por ejemplo, el bronce es una aleación de cobre con estaño y el latón de cobre con cinc. El "estaño" que se usa para soldaduras contiene 50% de estaño y 50 % de plomo. El oro usado para joyería es una aleación con plata y cobre. El oro blanco es una aleación de color plateado mayoritariamente formada por oro y paladio.

Los aceros son aleaciones de hierro con proporciones variables de otros metales como manganeso, níquel, y cromo, y un no-metal como el carbono. Los aceros así obtenidos presentan una resistencia notablemente superior a la del hierro metálico. El carbono confiere al acero dureza, flexibilidad y resistencia a la corrosión. Los aceros tienen propiedades que los hacen objeto de extensas aplicaciones industriales, como en la fabricación de auto-partes, vajillas, tanques, reactores industriales, y planchas para blindajes. Los aceros inoxidables son aleaciones de hierro y carbono con cromo y níquel.

Otro ejemplo de soluciones son las amalgamas. El mercurio, que es un líquido, presenta la notable propiedad de disolver numerosos metales como el oro, el cobre, el cinc y la plata entre otros. Los productos obtenidos son aleaciones que pueden ser sólidas o líquidas y reciben el nombre de amalgamas. En odontología era muy utilizada la amalgama de mercurio con plata y cinc, para obturar caries, aunque actualmente está siendo reemplazada por otros materiales.

Texto extraído y adaptado del libro "Química básica" de Di Risio, Roverano, Vazquez.

Clasificación de las sustancias simples

Anteriormente dijimos que las sustancias simples son aquellas formadas por sólo un elemento químico.

Veamos algunos ejemplos de elementos químicos y las sustancias simples que forman:

Como verás, en el caso del carbono, el elemento químico y la sustancia simple se denominan de distinto modo. Sin embargo la mayoría de los elementos químicos llevan los mismos nombres que las sustancias simples que forman. 

Por esta razón las palabras “oxígeno” y “hierro” pueden referirse tanto al elemento  como a la sustancia simple del mismo nombre y, en cada caso, es necesario diferenciar de qué se trata.

Cuando se dice:

“A un enfermo se le hace respirar oxígeno”

ó

"El oxígeno es un gas"

Nos estamos refiriendo al oxígeno como sustancia simple.

Pero cuando decimos:

"El agua está formada por oxígeno e hidrógeno",

Nos estamos refiriendo al oxígeno y al hidrógeno como elementos químicos.

 Cuando decimos:

"El hierro es atraído por un imán"

ó

"Se fabrican clavos de hierro"

Nos estamos refiriendo al hierro sustancia simple.

La expresión:

"El hierro entra en la composición del herrumbre"

Se refiere al hierro como elemento químico.

EJERCICIO

Identifica, en cada frase, si las palabras en negrita se refieren al elemento químico o a la sustancia simple:

a)      “La sal de mesa está compuesta por cloro y sodio”

b)      “El helio se utiliza en las fiestas para inflar globos”

c)      “El gas hidrógeno sería un buen combustible”

d)      “El carbono, junto con otros elementos forman el azúcar”

e)      “La clorofila tiene magnesio en su composición”

f)       “Cuando el magnesio se quema produce una luz blanca intensa”

g)      “Esta moneda es de cobre”

Clasificación de las sustancias simples

Observando tu tabla periódica, habrás notado que no es igual a ambos lados. En uno de los lados se indican las propiedades atómicas de cada elemento y en el otro se indican las propiedades de la sustancia simple más abundante formada por ese elemento.

Por ejemplo:

En el casillero  correspondiente al hidrógeno se indican las propiedades del gas hidrógeno o dihidrógeno (H₂).

A las sustancias simples las podemos clasificar en cuatro grupos principales:

·         METALES

·         NO METALES

·         SEMIMETALES

·         GASES NOBLES

Propiedades de metales, no metales y semimetales

Propiedades de los metales

Las propiedades que se mencionan son generalizaciones; cada metal tiene, en mayor o menor grado, estas características.

A temperatura ambiente la mayoría se encuentra en estado sólido, excepto el mercurio, por ejemplo, que es líquido.

Recién cortados tienen color blanco, excepto el oro y el cobre.

Son buenos conductores de la corriente eléctrica. Son buenos conductores del calor.

Son maleables: se pueden fabricar láminas delgadas.

Son dúctiles: se pueden hacer hilos o alambres.

Son tenaces.

Sus superficies pulidas son brillantes ("brillo metálico").

Forman aleaciones al mezclarse entre sí o con algunos no metales. Estas mezclas de metales se llaman amalgamas si contienen mercurio.

Reaccionan químicamente con el dioxígeno formando óxidos, llamados óxidos básicos o metálicos.

Propiedades de los no metales

A temperatura ambiente pueden encontrarse en diferentes estados físicos: estado gaseoso (dioxígeno, dinitrógeno, diflúor), estado líquido (dibromo), estado sólido (azufre, carbono, fósforo, diyodo)

Gran variedad de colores: el azufre es amarillo, el dicloro es verde, el diyodo es gris oscuro, el dioxígeno es incoloro, el dibromo es rojizo.

No son buenos conductores de la corriente eléctrica (excepto el carbono grafito).

No son dúctiles.

No son maleables.

Generalmente no tienen superficies brillantes.

Presentan alotropía (alótropos son sustancias simples diferentes formadas por el mismo elemento).

Reaccionan químicamente con el dioxígeno formando óxidos, llamados óxidos ácidos.

Propiedades de los semimetales

Se llama semimetales o metaloides a aquellos elementos que se encuentran en la zona límite entre los metales y los no metales en la Tabla Periódica. Poseen propiedades semejantes a unos u otros según el caso. Son semimetales los siguientes elementos: B (boro), Si (silicio), Ge (germanio), As (arsénico), Sb (antimo­nio), Te (teluro) y Po (polonio).

Gases nobles

Gases nobles es uno de los nombres con que se suele designar a los elementos del grupo VIIIA. Los elementos de este grupo se encuentran en estado gaseoso a temperatura ambiente y constituyen alrededor del 1% de la masa de la atmósfera. El más abundante es el Argón. Son todos incoloros e inodoros.

Se logran obtener por destilación fraccionada del aire líquido,  a excepción del He y el Rn.

Son todos químicamente inertes. Es decir que se caracterizan por tener una reactividad química casi nula: tienen la capacidad de permanecer inalterados sin importar con qué sustancias estén en contacto.

Los gases nobles se usan habitualmente para la iluminación debido a su falta de reactividad química. Lucen con colores característicos cuando se les utiliza en lámparas de descarga, como los faros de neón.

Elemento hidrógeno

Aunque lo consideremos un no metal, no tiene las características propias de ningún grupo y debe estudiarse aparte.  

Material básico de laboratorio de Química

Nombre	Se utiliza para:
Tubo de ensayo	Contener, calentar
Vaso de Bohemia	Contener, calentar, baños de agua
Matraz	Contener y calentar líquidos
Matraz aforado	Preparar soluciones
Matraz Erlenmeyer	Contener y calentar
Balón	Contener y calentar líquidos
Balón de destilación	Destilación
Embudo	Filtrar y trasvasar
Embudo de decantación	Separar líquidos no miscibles
Probeta	Medir volumen
Pipeta graduada	Medir pequeños volúmenes
Varilla	Agitar
Refrigerante	Condensar vapores
Cápsula	Calentar durante tiempo prolongado a elevadas temperaturas
Crisol	Calentar durante tiempo prolongado a elevadas temperaturas
Termómetro	Medir temperatura
Triángulo de pipa	Sostener cápsula o crisol al realizar calentamiento directo sobre la llama del mechero
Rejilla metálica	Sostener los recipientes de vidrio y lograr una distribución uniforme del calor en la base de los mismos
Mechero de alcohol	Calentar
Trípode	Sostener la rejilla metálica o el triángulo de pipa
Mechero Bunsen	Calentar
Pinza de madera	Sostener el tubo de ensayo para calentarlo directamente a la llama
Cuentagotas	Agregar o extraer líquidos por goteo
Vidrio de reloj	Contener pequeñas cantidades de sólidos
Gradilla	Apoyar los tubos de ensayo
Balanza	Medir masa
Cristalizador	Realizar cristalizaciones
Mortero	Pulverizar sólidos y/o mezclarlos
Caja de Petri	Realizar cultivos
Soporte universal y pinzas	Sostener y organizar el material al combinar aro y diferentes pinzas

Solubilidad

Experimentalmente hemos determinado que:

• La cantidad de cloruro de sodio (sal de mesa) que se disuelve en un volumen determinado de agua es limitada. Sin embargo, a temperatura ambiente el cloruro de sodio es más soluble en agua que el sulfato cúprico.  

Cloruro de sodio

Sulfato cúprico

•  La cantidad de alcohol que se disuelve en agua es ilimitada, esto significa que es posible mezclarlos en cualquier proporción y siempre resultará un sistema homogéneo.

• En general, las diferentes sustancias tienen distinta capacidad para disolverse en un mismo solvente.  Esta diferencia se relaciona con esta propiedad característica de las sustancias llamada solubilidad.

Solubilidad (s) es la máxima cantidad de una sustancia que puede se puede disolver en 100 cm³ de solvente en determinadas condiciones de temperatura y presión.

 

Ejemplos:

La solubilidad del cloruro de sodio en agua a 20°C es 36,0 g/100 cm³.

Esto significa que en 100 cm³ de agua se disuelven como máximo 36,0 g de cloruro de sodio a esa temperatura.

La solubilidad del cloruro de potasio en agua a 20°C es 23,8 g/100 cm³.

Esto significa que en 100 cm³ de agua se disuelven como máximo 23,8 g de cloruro de sodio a esa temperatura.

De acuerdo a la relación entre las cantidades de soluto y solvente presentes, las soluciones pueden ser:

·         Saturadas

·         Insaturadas (o no saturadas)

·         Sobresaturadas

En una solución insaturada o no saturada, la proporción  entre la masa de soluto y el volumen de solvente es menor que el valor de la solubilidad en las condiciones de trabajo.

  

 A una solución que no está saturada, se le puede seguir agregando soluto.

En una solución saturada la proporción entre la masa de soluto y el volumen de solvente coincide con el valor de la solubilidad en las condiciones de trabajo.

En una solución saturada, no es posible disolver más soluto.

Una solución sobresaturada contiene más soluto del que puede disolverse a una temperatura y presión dadas. Si se calienta una solución saturada se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita y la solución queda saturada.

Nuevos símbolos de peligro para los productos químicos

"Cambia, todo cambia"... y nosotros, como buenos estudiantes,  tenemos la necesidad de actualizarnos continuamente para estar siempre al día. En esta oportunidad lo que cambian son los clásicos pictogramas de peligro que se utilizan en las etiquetas de los productos químicos. Con este cambio se busca mayor claridad y unificar los criterios a nivel internacional. El nuevo Reglamento Europeo sobre clasificación, etiquetado y envasado de sustancias y mezclas (Reglamento CE nº 1272/2008), comenzó a regir el 1° de diciembre de 2010 y actualmente estamos en un periodo de transición y adaptación. A partir de 2015, serán obligatorios para todos los productos químicos, ya sean sustancias puras o mezclas.

 

Cambian los símbolos

Con la entrada en vigor del CLP (Classification, Labelling and Packaging o clasificación, etiquetado y envasado) de productos químicos, los símbolos de peligro sufren varios cambios

• Dejan de ser un cuadrado con un pictograma negro sobre fondo naranja para convertirse en un pictograma negro enmarcado en un rombo de borde rojo. 

• Los pictogramas pasan a ser 9, en lugar de los 7 anteriores
  
  
  
• Desaparece la conocida cruz de San Andrés, uno de los símbolos que más fácilmente se han asociado con el peligro.
  

Los nuevos pictogramas de peligro

• Agrupa los peligros para la salud más graves a largo plazo, efectos carcinógenos, mutágenos y tóxicos para la reproducción, sensibilización respiratoria…
  
• Advertencia de menor intensidad para los casos de toxicidad o lesiones.
  
• Riesgo por ser un envase a presión. No existía un símbolo para alertar de los riesgos los envases a presión, gas comprimido...: hasta ahora a los peligros de este tipo únicamente les correspondían frases de peligro.
  
• Se reserva exclusivamente para los casos de toxicidad aguda, de consecuencias inmediatas.
  
• Alerta de que es un producto corrosivo, que por contacto destruye la piel u otros tejidos vivos.
  
• Avisa del riesgo de inflamabilidad
  
• Comburente: favorece la inflamabilidad y aviva el fuego.
  
• Este símbolo alerta del riesgo de explosión de la sustancia.
  
• Avisa del alto poder contaminante, del riesgo para el medio ambiente.
  

Las novedades también se notarán en las frases de precaución y peligro asociadas.  Además, este cambio corresponde a un proceso armonizado a escala mundial que acabará con la situación actual contradictoria en la que la misma sustancia puede tener una consideración de peligrosidad distinta en Europa, Estados Unidos, Asia, etc…

Publicado originalmente en
http://www.ocu.org/equipamiento-del-hogar/cambian-los-simbolos-de-peligro-s523404.htm 

MÁS INFORMACIÓN:
Folleto divulgativo
Póster

2012: Año Internacional de la Energía Sostenible para todos

Reconociendo la importancia de la energía para el desarrollo sostenible, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclamó el año 2012 Año Internacional de la Energía Sostenible para Todos.

El Año Internacional de la Energía Sostenible para Todos ofrece una valiosa oportunidad para profundizar la toma de conciencia sobre la importancia de incrementar el acceso sostenible a la energía, la eficiencia energética y la energía renovable en el ámbito local, nacional, regional e internacional.

Los servicios energéticos tienen un profundo efecto en la productividad, la salud, la educación, el cambio climático, la seguridad alimentaria e hídrica y los servicios de comunicación.
La falta de acceso a la energía no contaminante, asequible y fiable obstaculiza el desarrollo social y económico.

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