Darmstadtio (Ds)/Roentgenio (Rg)/Copernicio (Cn)
Tres novos elementos van ser recolocados na táboa periódica. Así o decidiron nas reunións da conferencia da Unión Internacional de Física Pura e Aplicada, (IUPAC) celebrada a pasada semana en Londres.
Accedamos á información de cada un deles:
A magna obra de Mendeléyev vaise cumprindo.
O osíxeno_4
Continuando esta xeira imos rematar hoxe esta serie sobre unha das moléculas máis importantes para a vida: o osíxeno.
Reparemos agora na súa abundacia, na forma de obtelo e nos principais usos que se lle dá.
Hai, quilo máis quilo menos, uns mil billóns de toneladas de gas osíxeno arredor do globo terráqueo, e todas son produto secundario da fotosíntese das plantas (para que vexas, e ti aínda sen plantar ningunha árbore). Os humanos queimamos ao ano (xa se sabe que uns máis que outros) sete mil toneladas de combustibles fósiles que consumen arredor de vintecatro mil millóns de toneladas de osíxeno. Esto representa só un 0,000024 % do total, e ademais as plantas reemprazan na súa maior parte este osíxeno consumido (estímase que só as algas repoñen aproximadamente o 90% do osíxeno consumido, polo que nas augas está o principal xerador de osíxeno da biosfera). Incluso aínda que as plantas non repuxesen o osíxeno da atmosfera, faría falta, se seguísemos consumíndoo á mesma velocidade actual, máis de dous mil anos para reducir o nivel de osíxeno do 21 ao 20% (con todo que estes datos non te animen a combustionar máis, pensa no efecto invernadoiro, na diminución da capa, nalgúns sitios xa capiña, de ozono, na choiva ácida … moito tino pois).
O osíxeno prodúcese industrialmente mediante a destilación de aire licuado, e adoita facerse no mesmo sitio onde se necesita, onde vaia a utilizarse (ás veces tamén se transporta por medio de condutos de gas ou ben de tanques especialmente illados). Máis da metade do que se fabrica (uns 25 millóns de toneladas ao ano nos Estados Unidos) vai parar á fabricación do aceiro (principalmente para remover e eliminar impurezas), arredor dun cuarto á fabricación de óxido de etileno (co que se fan anticonxelantes ou poliéster para botellas e tecidos), e o resto úsase en forma gasosa directamente (cunha finalidade médica ou para purificar as augas residuais e impedir que non acontezan desastres como o de París en 1992, cando unha forte treboada fixo que fluísen augas residuais sen tratar ao Sena e consumisen deseguida o osíxeno do río e matasen aos peixes; agora hai unhas bombas xigantes que inxectan cinco toneladas de osíxeno gasoso ao día; os franceses son intelixentes e saben que non poden perder o Sena por culpa duns cartiños; palabra que non miro para ninguén).
O osíxeno é con moito o axente oxidante de máis uso.Tamén se utiliza para branquear a polbeira e o papel, e xunto co acetileno, na soldadura con oxiacetileno. A reacción entre eles é moi exotérmica e produce temperaturas superiores a 3.000ºC.
E para rematar un pouco de Química descritiva.
As moléculas de osíxeno gasoso teñen dous átomos de osíxeno (pertencen ao grupo das moléculas diatómicas homonucleares), pero o enlace entre estes átomos ten unhas características peculiares. Parece dobre, e pola contra a molécula ten dous electróns ceibos, é dicir, é un “radical libre”. Esto confírelle ao osíxeno, cando está en estado líquido, propiedades magnéticas (o grandísimo físico Michael Faraday, que apaixonada biografía a deste home!, foi quen primeiro o comprobou ao ciscar un pouco de osíxeno e ver que corría deica os polos dun imán). Agora ben, estes dous electróns ceibos que provocan este magnetismo do osíxeno, non deberían facer que reaccionase instantaneamente con calquera cousa que tocase? Pois non, sábese que o osíxeno é unha molécula moi pouco reactiva; do cal deberíamos alegrarnos todos, pois se hoxe estamos aquí é por esta marabillosa característica! Como senón se podería ir acumulando durante millóns de anos ata acadar un quinto da atmosfera terrestre? Incluso cando entra no noso corpo non reacciona de contado coas moléculas ás que se une, senón que precisa dun catalizador enzimático para que poida facelo. Por outra banda á temperatura ambiente, o diosíxeno (nomenclatura sistemática) existe como un gas incoloro, inodoro e insípido. É só lixeiramente soluble en auga e ademais esta baixa solubilidade diminúe segundo aumenta a temperatura. Con todo a súa presencia na auga é indispensable para a vida mariña (como xa dixemos).
Se reparas na configuración electrónica verás que o osíxeno pode completar o seu octeto de electróns, xa sexa tomando dous electróns para formar o ión óxido, O2- ou compartindo dous electróns. Nos seus compostos covalentes tende a formar dous enlaces, xa sexan dous enlaces sinxelos, como en H2O, ou un enlace dobre como no formaldehído, H2C=O. A molécula mesma de O2 contén un dobre enlace (coas peculiaridades que antes mencionamos). Unha preparación de laboratorio común do O2 é a descomposición térmica do clorato potásico, KClO3. O osíxeno non é combustible, se ben mantén unha combustión.
A ruptura das moléculas de osíxeno é tremendamente difícil (ao menos nas capas baixas da atmosfera, pois nas grandes alturas, por riba dos 120 quilómetros, a luz ultravioleta do Sol disocia algo de O2 en átomos e estos son capturados por outras moléculas para formar ozono, O3) debido a súa elevada enerxía de enlace, 118 kcal/mol. A electronegatividade do osíxeno é a máis elevada de tódolos elementos, despois do fluor, polo que como este se atopa principalmente como ión negativo.
Ben, chega por hoxe, pois xa o dicía o filósofo, nesta vida todo ten un principio e un fin. Se tiveches a santa paciencia (bah! tampouco é para tanto) de chegar ata o final, espero e desexo (como diría un coñecido político) que a túa fidelidade se vira recompensada coa información sobre algúns aspectos rechamantes desta importante molécula que tivemos de protagonista. Ata máis ver!.
Tomar exemplo
Se este iniciativa se leva finalmente á práctica estaremos de noraboa. Agardemos que algo similar se poida dar entre nós.
Haberá posibilidades de que penetre algo de lucidez e cordura, ademáis de utilidade e saber, entre tanta porcallada e desmesura? Veremos.
Conmemoración do centenario da Física Atómica e Nuclear
Ernest Rutherford, é o protagonista desta efeméride. A súa “teoría planetaria” da estrutura do átomo, elaborada para tratar de dar unha explicación ao resultado do seu famoso experimento, daría comezo á era nuclear (ou atómica, como nun principio se chamou ao descoñecer aínda a estrutura “fina” do átomo e, consecuentemente, do núcleo).
Obviamente non foi o único físico que tivo relevancia nesta alvorada pero sí o que máis contribuíu a elo.
Tampouco remata aqui a súa achega á física (lembremos o seu descubrimento do carácter estatístico da desintegración radiactiva, ou a súa denominación de radiación alfa, beta e gamma para as diferentes partículas produto da emisión radioactiva) mais, quizáis, sexa este modelo atómico (incompleto e inexacto) o que marcou a súa máxima altura como científico.
Recebeu o premio Nobel de Química en 1908. Depois, xa se sabe, creou escola: Bohr, Chadwick, Oppenheimer,…
O osíxeno_3
Recuperemos o noso discurso sobre a molécula de osíxeno.
Sen osíxeno suficiente para respirar morremos, e esto pode pasar cando estamos nun sitio pechado e se esgota o osíxeno, ou se a presión do aire é demasiado baixa porque estamos a demasiada altura. Nestas cumes aínda existe un 21% de osíxeno (aproximadamente.) só que, fatalmente, a presión do aire será demasiado baixa para que os nosos pulmóns poidan extraelo. Ademais, sabemos que precisamos osíxeno para que o noso corpo xere enerxía, é dicir, dependemos do aporte inmediato deste gas pola atmosfera. Agora ben, existen uns límites superior e inferior á cantidade de osíxeno no aire. Fóra destes límites non estamos seguros, corremos un serie perigo. Así, o nivel de osíxeno debe superar o 17% para non asfixiarte, claro que este nivel no debe superar o 25% se non queres arder vivo. De xeito que, como sucede na maioría dos procesos naturais, hai que respectar uns equilibrios, uns límites, fóra dos cales a vida non sería posible.
Imos ver, podemos respirar aire con máis osíxeno do normal (sabes que moitos enfermos teñen que facelo), o que non debemos é ter ao noso redor aire que posúa as características anteriores (que supere o 25% de osíxeno) porque estamos en serio perigo de morrer como Xoana de Arco. Seica houbo pacientes hospitalizados en tendas osixenadas que sufriron tremendas queimaduras ao intentar acender un cigarro (este éche outro dos inconvenientes que conleva o fumar). E de que pensas que morreron, o 27 de xaneiro de 1967, os tres astronautas que deberían ter dado varias voltas á Terra no primeiro Apolo tripulado? Efectivamente, queimadiños vivos na súa nave ao terse producido un lume no aire rico en osíxeno que había na cabina. Pero isto non é todo. Aínda houbo máis accidentes provocados por estas casuísticas. Un dos máis coñecidos, aconteceu en South Shields, no nordeste de Inglaterra, en outubro de 1969. Resulta que un grupo de operarios estaba a reparar a bodega do buque Lady Delia. Empregaban unha perforadora que funcionaba con aire comprimido, pero que alguén (que non pasara boa noite polo que se ve), por descoido, conectara a unha fonte de osíxeno. Cando se superou o nivel crítico do 25% … e un obreiro acendeu un cigarro… (outra vez o hábito de fumar)…si, non o tomes a broma que é un tema moi serio. Este destemido operario fumador viuse, de súpeto, no medio dunhas impresionantes lumeiradas. Cando os seus compañeiros acudiron na súa axuda… fatalmente tamén arderon. Contan as crónicas que nuns minutos catro estaban mortos, carbonizados, e outros sete ficaban gravemente feridos.
Pero por norma xeral é a escaseza, e non a abundancia, de osíxeno a que pon en perigo con máis frecuencia a vida humana. Algúns de vós saberedes, por ter lido algo sobre o asunto ou seguido as noticias de prensa de aqueles días, o que significou o proxecto Biosfera, en Arizona, aló polo ano 1993. Oito persoas encirráronse, en decembro de 1991, nun recipiente de paredes de cristal no que pretendía ser un ecosistema artificial, para ver se os seres humanos eran capaces de manter a vida nunha estación espacial na Lúa. A penas nunhas semanas despois daban boqueadas porque o osíxeno do aire tiña caído por debaixo do 17%. Por algunha estrana razón desapareceran 30 toneladas de osíxeno. ?!. A hipótese máis apoiada é a de que reaccionara co ferro do chan.
Claro, porque o osíxeno é atraído polos átomos de ferro que hai na hemoglobina do noso sangue, e mediante este mecanismo (as moléculas de osíxeno adheridas ao ferro da hemoglobina) transpórtase con eficacia ao ultimo recuncho do noso corpo que precise osíxeno para realizar a súa función vital (por certo, a maior parte das especies, pero non todas, empregan o ferro como vehículo do osíxeno; as arañas e as langostas usan o cobre, e por eso o seu sangue é azul; os príncipes, aínda que din que teñen sangue azul, non sei eu se o seu bus será o cobre e non o ferro, como no resto dos mortais…). Mercé a hemoglobina, un litro de sangue pode disolver 200 cm3 de osíxeno, que supón cincuenta veces a cantidade disolta no mesmo volume de auga (con todo é moi importante que o osíxeno estea disolto na auga, aínda que sexa en pouca proporción, senón que llelo pregunten aos peixes, por exemplo). Agora podes decatarte do feito de que se a cantidade de osíxeno no aire decrece decrecerá tamén no sangue, e aínda que posuamos un rexo órgano que sexa quen de latir con forza e a bo ritmo e consecuentemente bombee o sangue con rapidez para compensar a carencia nel de osíxeno, finalmente non poderá manter ese ritmo, ese exceso de enerxía por moito tempo, e morreremos de forma inmisericorde en poucos minutos. Por certo, xa sabes que o cerebro precisa osíxeno para funcionar (a algúns nin con osíxeno lle funciona). Sen osíxeno, este órgano vital morrerá nun poucos minutos! Pero coidado que un exceso de osíxeno pode envenenalo! Entón? Ben, xa o dicían os clásicos: a virtude está no medio. Nin moito, nin pouco, o necesario.
Por hoxe, mais nada. Haberemos de continuar outro día.
A táboa periódica estrea novos elementos
Novos elementos químicos foron descubertos no laboratorio por equipos internacionais de investigación nos USA e na Rusia.
Fóronlle atribuidos a numeración 114 e 116 no tocante ao número atómico.
Como adoita acontecer nestes casos, aínda non teñen nome e a súa vida media, antes de desintegrarse, é moi curta (uns segundos nun caso e algunhas décimas no outro).
O máis recente elemento químico descuberto databa de 2009 e foille estabelecido o nome de copernicium, para cuxo símbolo químico escolleuse Cp.
(Por certo se premes na imaxe terás acceso a diferentes videos sobre algúns elementos químicos)
O osíxeno_2
Dicíamos hai uns días, no primeiro post desta xeira, que nin Priestley nin Scheele lle deran nome ao novo gas, recén descuberto. Entón, quen foi?
Pois tivo que ser Antoine Lavoisier, outro gran químico, francés, o que lle dera o nome de “osíxeno”. Lavoisier, por certo tivo un protagonismo (moi ao seu pesar) destacado na Revolución Francesa.
Escolleu esta palabra porque significa “que fai ácidos” (Lavoisier cría, erroneamente, que este elemento era un compoñente esencial de todos os ácidos).
Mais… houbo ou non un descubrimento anterior do osíxeno? que? como? que me dis? Palabra que non quero liarte, nin marearte. Non. O que pasa é que parece ser que hai indicios de que 150 anos antes de que o fixeran os nosos protagonistas, xa se tiña descuberto o osíxeno. Como, se non, se podería explicar o seguinte acontecemento sucedido en Londres en 1624? Repara.
Por aquel entón, cóntase que o rei Jacobo e os seus súbditos acudiran en multitude a ver a nova marabilla da técnica da época, un submarino. Aquel singular vehículo tiña unha estructura de madeira cuberta por unha impermeable pel de coiro engraxada. Era impulsado por doce remeiros (non sexas mal pensado, os remos saían ao exterior por uns zapóns selados). Co seu inventor a bordo, o holandés Cornelius Drebbel, e uns cantos pasaxeiros máis, navegou dúas horas baixo as augas, de Westminster a Greenwich, unha distancia de varios quilómetros (por certo o almirantazgo non se deixou impresionar polo invento e desaconsellou a súa fabricación; alguén tería intereses nos estaleiros convencionais de barcos de guerra da época!). O certo é que deste misterioso viaxe falaba aínda corenta anos despois con admiración o famoso científico Robert Boyle (si o da famosa lei que leva o seu nome). Boyle escribiu que un dos pasaxeiros, que aínda vivía, lle dixera que cando o aire do submarino se consumira Drebbel ventilaba o ambiente con máis aire puro que gardaba nun recipiente.
Especulouse que ese aire máis puro quizais fose osíxeno. Verdade? Lenda? Qui lo sa! O certo é que seica Drebbel estaba ao tanto da obra do alquimista polaco Michael Sendivogius, que viviu entre 1566 e 1636 e coñecía un gas ao que chamaba “o aéreo alimento da vida” (que poético, non?). Sendivogius, consciente da importancia do que traía entre mans, utilizaba un nome en clave, “A auga que non molla as mans”, para referirse a un composto, o nitro (hoxe coñécese como nitrato potásico), que tiña a curiosa propiedade de que cando se quentaba emanaban gases del (podería ser algún deles osíxeno?) Deixémolo aquí para non enredar máis e outro día falaremos de outras curiosidades relacionadas coa molécula que é a nosa protagonista.
O osíxeno_1
Iniciamos hoxe unha serie de post dedicados a moléculas importantes que, ou ben permiten a vida, ou ben nola facilitan. Van dirixidos especialmente a ti, que estás interesado, minimamente, na Química. Agardo que ao final desta serie este interese teña aumentado.
O osíxeno (O2) é unha das moléculas máis importantes para a existencia da vida. Ten de número atómico Z=8, de masa atómica o valor de 15,9994 u; de punto de fusión -218,9ºC e de punto de ebulición -182,96ºC. A súa configuración electrónica é 1s2 2s2 2p4
Outros datos de interese son:
|
Enerxía de enlace 118 kcal/mol |
Radio molecular 1,21 Å |
Porcentaxe en volume de aire seco 20,9% |
Porcentaxe en masa dos gases atmosféricos 23,2% |
Porcentaxe en peso na codela terrestre e na atmósfera[1] 49,4% |
Porcentaxe en peso no corpo humano[2] 65% |
- Descubrimento
Quen descubriu o osíxeno? Pois non está nada claro. Relatemos como sucederon os acontecementos e que cadaquén tire as súas propias conclusións.
Por unha banda, poñamos que pola de Laíño, temos a Joseph Priestley, nado en Birstal Fieldhead, preto de Leeds (Inglaterra), en 1733. Químico, teólogo e predicador inconformista, estudiou na Academia de Daventry. Adicouse á carreira relixiosa. Calvinista nun principio, abandonou esta doctrina para pasarse aos unitaristas, que negaban a Trinidade de Deus. Intelectual de esquerdas foi un fervente defensor da revolución francesa, o que lle carrexou que en 1791 un levantamento popular destruíse a súa casa e o seu laboratorio. A raíz deste suceso pensou en emigrar (non sorprenderá a ninguén), cousa que fixo en 1794 aos Estados Unidos. Morreu en Pensilvania, en 1804.
Pola outra, pola de Lestrove, temos a Carl Wilhelm Scheele, nado en Stralsund, Pomerania, en 1742. Químico sueco, foi axudante de farmacia en Malmö e, posteriormente, farmacéutico en Köping. En 1775, foi elixido membro da Real Academia de Ciencias de Estocolmo. Morreu a consecuencia dunha intoxicación sufrida no seu laboratorio mentres preparaba ácido cianhídrico. Na súa honra déuselle o seu nome ó mineral scheelita (volframato de calcio).
Presentados os protagonistas vaiamos ao fondo do asunto. Resulta que o amigo Priestley, en 1774 (e reparade nesta data porque é importante) trasladouse á finca de Lord Shelburne, en Calne, Wiltshire e despois dos honores de rigor, baixou ó laboratorio do Lord (que era unha especie de mecenas do contorno) quentou óxido de mercurio e con coidado recolleu o gas que se desprendía. Respirouno e comunicou con entusiasmo que o fixo sentir coa cabeza moi despexada.
Observou, ademais, que un rato sobrevivía moito máis tempo con aquel gas que con aire corrente. Nervoso e sorprendido, trasladouse de inmediato a Birmingham, onde vivía daquela, para reproducir o experimento pero a súa casa e o seu laboratorio foran saqueados e destruídos por unha turba dereitista (o levantamento popular que xa mencionamos). De tódolos xeitos, mal sospeitaba Priestley que o seu colega Carl Wilhelm Scheele xa tiña descuberto o osíxeno uns meses antes en Upsala (hai que lembrar que naquel tempo non existía Internet, por difícil que nos resulte aceptalo hoxe). Scheele mandou a boa nova do seu descubrimento a un editor, en forma de artigo para publicar, pero o editor non foi dilixente, mais ben foi descoidado, e non o publicou (xa sabes, hai xente para todo). Deste xeito o pobre de Carl Wilhelm quedouse composto e sen descubrimento. Aínda que eu penso que é de xustiza recoñecerlle a súa primoxenitura. Con todo non foi o único descubrimento que fixo o químico sueco. Tamén descubriu a barita (óxido de bario), o ácido sulfhídrico (ou sulfuro de hidróxeno se non está en disolución acuosa), o ácido arsenhídrico (ou arseniuro de hidróxeno se non está ídem), o arseniuro de cobre (coñecido como o pigmento de Scheele), a glicerina, e os ácidos cítrico, tartárico, oxálico, láctico, málico e prúsico. Illou o fósforo a partires dos osos, recoñeceu como elementos novos ao manganeso, molibdeno e fluor (no ácido fluorhídrico) e, por se fose pouco, obtivo o cloro (aínda que creu que se trataba dun composto). Xa ves que tampouco lle fai moita falta a Scheele recoñecerlle o descubrimento do osíxeno (que ao meu ver si debería facerse) para que o teñamos como un dos grandes químicos da historia.
Claro que D. Joseph tampouco se queda atrás xa que, aínda que non estimemos que fose o descubridor do osíxeno, si descubriu, e agora sen polémicas, o amoníaco, o monóxido de carbono (afortunadamente non correu a mesma “sorte” que Scheele, e non morreu envenenado por respirar este mortífero gas), o ácido sulfhídrico (ou sulfuro de hidróxeno se non está en disolución acuosa); como! o mesmo que descubriu Scheele! Si, paradoxos do destino (aquí non sei se houbo polémica sobre se eu primeiro ou ti despois, pero penso que non), o anhídrido sulfuroso, o nitróxeno e o tetrafluoruro de silicio. Ah! E non esquezas que tamén foi unha autoridade en temas de relixión e teoloxía, escribindo numerosas obras (antes os estudiosos, hoxe diríamos intelectuais; xa sabes que sabios, o que se di sabios, houbo moi poucos ao longo da historia, eran así; polifacéticos, con curiosidade en todas as ramas do saber; e non como agora que todo o mundo aspira a ser especialista dun campo do saber moi concreto, e a miúdo moi cativo, descoñecendo aspectos elementais dos demais e, o que é peor, presumindo delo).
Con todo, nin Priestley nin Scheele, lle deron nome a este novo gas. Quen foi logo?
Proximamente… neste mesmo site.
[1] Nas súas formas atómica e molecular.
[2] Baixo a forma de átomos ou de moléculas.
ter Q 