viernes, 1 de noviembre de 2019

El presidente de la IUPAC y los "productos libres de químicos"

El título tiene dos partes, y en eso estamos. En primer lugar, resulta que el pasado 11 de julio la Asamblea General de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, más conocida por sus siglas en inglés, IUPAC, escogía por primera vez a un español como presidente, el catedrático de Química Inorgánica de la Universidad de Alicante, Javier García Martínez que será el primer español en presidir la IUPAC, la institución científica que gobierna la química a nivel mundial, durante el bieno 2022-2023. ¡Casi nada!


En eldiario.es del 17 de julio se publica una entrevista en la que explica diferentes aspectos relacionados con su campo de investigación como director del Laboratorio de Nanotecnología Molecular de la Universidad de Alicante. Pero, sobre todo, ejerce como divulgador al opinar sobre los supuestos efectos nocivos de la química. Merece la pena leer toda la entrevista, pero aquí destaco tres preguntas y sus respectivas respuestas.

¿Qué opinión le merecen los productos que se anuncian como "libres de químicos"?

Son campañas de empresas que, de forma consciente, alimentan la quimiofobia para vender más. Pero la quimiofobia, como cualquier fobia, es un miedo irracional y manifiesta esencialmente un desconocimiento. Por ejemplo, a veces veo anuncios que dicen: "Vino libre de químicos". Y no lo entiendo, porque el vino es el producto de una reacción química, que es la fermentación de la uva, y todos los compuestos que lo componen, tanto el etanol, como los taninos y el resto de sustancias son productos químicos. Todo es química.

Quizás el problema es que se está identificando producto químico con sustancia tóxica

Pero es que es precisamente la química la que permite que los productos sean seguros. Porque es el cloro el que permite que el agua sea potable y no enfermemos y son los conservantes que se añaden a los alimentos los que permiten que los comamos sin miedo a que estén en mal estado. Volver a un consumo como el de hace 100 años, nos devolvería a una época en la que la gente enfermaba por beber agua no potable o por consumir alimentos mal conservados.

Pero también hemos abusado de algunas sustancias químicas

Sí. Hay varios ejemplos de abuso, como los fertilizantes. Es cierto que han tenido una importancia vital para aumentar la producción alimentaria, pero su abuso ha generado serios problemas medioambientales. Está claro que hay que utilizar las sustancias químicas de una forma responsable y por eso tenemos una normativa muy estricta, con muchos protocolos de seguridad y siempre debemos aplicar el principio de precaución.

Y al hilo de este asunto, aquí va una fotografía de una botella de agua que me sirvieron en un restaurante. Leed lo que pone en castellano al final, que no tiene desperdicio (¿Agua libre de químicos?).

martes, 29 de octubre de 2019

La entropía y la existencia

La tendencia al desorden en el Universo frente a la extrema organización en los organismos vivos. ¿Un contrasentido?

En el artículo publicado en El País Digital el 21 de agosto de 2019 se explica de una forma sencilla y clara; vamos, como para utilizarlo tal cual en la Química de 2º de Bachillerato (lo transcribo literal por si desaparece de la web).

¿La entropía es contraria a la existencia de seres humanos?

La segunda ley de la termodinámica sostiene que todos los procesos que ocurren en el universo se realizan de manera que siempre aumenta el desorden, y por tanto la entropía

Para empezar a responder a tu pregunta debo decirte que los seres humanos no tenemos ninguna característica física o biológica diferente de los otros seres vivos sean bacterias, plantas o animales en lo referente a la entropía. Así que debemos extender tu cuestión a todos ellos y preguntarnos si la entropía pudiera ser contraria a la existencia de los seres vivos en general que, eso sí, es algo que se ha planteado con anterioridad.


Lo primero que debemos hacer es entender el concepto clave en tu pregunta. La entropía de un sistema puede verse como una medida del desorden de sus componentes (por ejemplo de sus moléculas, etc…). La segunda ley de la termodinámica sostiene que todos los procesos que ocurren en el universo se realizan de manera que siempre aumenta el desorden, y por tanto la entropía, a nivel global aunque no necesariamente a nivel local, esto es en un espacio pequeño y/o un intervalo de tiempo pequeño. Es decir, las transformaciones e intercambios energéticos suceden de manera que, a la larga (dentro de un tiempo razonable), siempre aumenta la entropía total del sistema y su entorno. Quédate con este concepto porque es la clave de la respuesta a tu pregunta.

Las transformaciones e intercambios energéticos suceden de manera que, a la larga (dentro de un tiempo razonable), siempre aumenta la entropía total del sistema y su entorno.

Esta segunda ley de la termodinámica podría parecer contradictoria con la existencia de los organismos vivos porque estos están altamente organizados. Y por eso viene el dilema de si con su existencia están contraviniendo ese principio de la termodinámica. Pero la respuesta es que no, no existe ninguna contradicción. Y la explicación está en que todos los organismos vivos, ya sean bacterias, plantas o animales, extraen energía de sus alrededores, por ejemplo, obtienen energía de la combustión de materia orgánica, para aumentar y mantener su compleja organización. Por esta razón en los seres vivos disminuye la entropía, pero ese orden de sus componentes, esa disminución de la entropía, se mantiene aumentando la entropía a su alrededor.

Así que, en resumen: todas las formas de vida, más los productos de desecho de sus metabolismos, tienen un aumento neto de la entropía. Más aun, para sostener la vida hay que aportar energía dentro del ser vivo. Si se deja de hacerlo, el organismo muere pronto y tiende siempre hacia la destrucción del orden que tenía, es decir hacia el desorden o aumento de entropía.

Beatriz Gato Rivera es doctora en Física e investigadora del Instituto de Física Fundamental del CSIC.

lunes, 28 de octubre de 2019

La tabla periódica de la abundancia

Aun a riesgo de ser un pelmazo, pongo otra tabla periódica. La verdad es que hay ya unas cuantas, pero todas tienen su puntito curioso. Esta la ha publicado la European Chemical Society con motivo del Año Internacional de la Tabla Periódica y lleva un título sugerente: "Los 90 elementos químicos naturales que lo componen todo. ¿Cuánto queda? ¿Es suficiente?".

La clasificación de abundancia tiene cuatro grados, desde disponible en abundancia hasta grave riesgo en los próximos cien años, además de elementos sintéticos. También se indican los que provienen de minerales en conflicto, como el famoso coltán, y los que se usan en la fabricación de teléfonos móviles (¡te quedas más que sorprendido al contar cuántos son!).


Modelos moleculares para el aula

La construcción de moléculas es una de las actividades más agradecidas de las que se realizan en el aula. Modelos moleculares hay muchos, pero no es fácil saber cuáles son los que tienen mejor relación calidad-precio. 

Desde hace muchos años he trabajado con los modelos ORBIT Cochranes, que son de muy buena calidad, importados de la Gran Bretaña y que en su día resultaban bastante caros.




Pero ahora hay unos bastante parecidos vendidos por Magical Science en Aliexpress que resultan muy económicos, y que además se pueden comprar por unidades de cada uno de los elementos. Eso sí, les encuentro una pega estética: el H por convenio es blanco en todos los modelos, y en este caso es naranja. Por contra, hay una ventaja importante, y es que las bolas de cada elemento son de 0,9 mm de diámetro, mucho mayores, y los modelos quedan mejor.


Hay disponible un listado para comprar piezas sueltas, con un pedido mínimo de 30 dólares. Para hacerse una idea, el átomo de H cuesta 0,026 $, los de C, O, N, etc, 0,036 $, y los tubos de enlace 0,019 o 0,024 $, así que por menos de 30 euros se pueden adquirir sobre 800 piezas.

Como ya me han llegado, solamente decir que son estupendos, muy baratos y que quedan unas estructuras monísimas.

Propulsión a chorro

Para facilitar la comprensión de los principios de la dinámica hay muchos experimentos y vídeos en la web, que visualizan los fenómenos y acercan la formulación matemática a la vida real.

Aquí uno más, pero de producción propia. Se trata de ver el efecto de retroceso en los disparos, es decir, la tercera ley de la dinámica o principio de acción y reacción.

Para ello no hay más que preparar un carrito con muy poco rozamiento, acoplarle con cinta un bote de plástico que se pueda cerrar con un tapón de corcho y aprovechar la reacción entre el bicarbonato de sodio y el vinagre, en la que se produce una gran cantidad de dióxido de carbono para que al producirse el taponazo el carrito retroceda muy apreciablemente (si la mesa es de formica, sale disparado y se mueve bastante hasta detenerse).

Es cuestión de probar dos o tres veces hasta ver la cantidad de bicarbonato y de vinagre necesarios, que dependen del tamaño del bote.


Se puede profundizar variando la masa del bote y la del carrito para ver cómo influyen en lo que se observa.