Este es uno de los campos en los que la Química es fundamental, y en la entrada "La ciencia de los fuegos artificiales", publicada por José Manuel López Nicolás en scientiablog.com, se detallan tanto el mecanismo de producción de los efectos visuales como los elementos químicos y compuestos que intervienen. Un artículo sencillo pero muy interesante, con el que me he enterado de unas cuantas cosas que no sabía.
Como decía un profesor de Química Inorgánica en la Universidad de Murcia, “un castillo de fuegos artificiales es una Tabla Periódica en el cielo”.
¡Vaya, vaya, vaya! Parece ser que se van superando todas las dificultades para poder ver los átomos. Al menos, eso se deduce del titular de un artículo de la agencia Europa Press, que afirma que "La nitidez en la imagen de los átomos alcanza niveles límite", que viene acompañado por la siguiente imagen:
¡Menos mal que se especifica que se trata de una reconstrucción pictográfica electrónica! Es decir, que de ver átomos, lo que se dice ver ver, nada de nada.
En el artículo se explica el método y las aplicaciones de este tipo de imágenes.
Este es uno de los típicos tópicos que los profes oímos año tras año: ¿Y esto para qué sirve? ¿Y cuándo voy a utilizar esto? Aunque a veces no se nos ocurre un ejemplo contundente para demostrar que todo, absolutamente todo sirve, en la web podemos encontrar vídeos como el siguiente, que no necesita comentarios. Perfecto para 4º de ESO.
Desde principios de este año y después de muchos avisos ya no se pueden ver los ficheros flash en Chrome, Mozilla Firefox, Internet Explorer, Microsoft Edge, Opera, ... Es un asunto de seguridad, que por cierto yo nunca he notado.
Y no es ninguna tontería, porque la cantidad de simulaciones muy interesantes que hay en formato .swf es enorme: los temas de Física y de Química elaborados en el IES Domingo Miral tienen animaciones de ese tipo por todos lados.
Hay algún apaño: en Chrome se puede instalar la extensión Ruffle, que permite ver las simulaciones on line pero no en local (incluso alguna simulación no es compatible y no se ve). Además, los vídeos no se ven. Lo dicho, un apaño.
Pero hay una solución aceptable ✌✌✌: utilizar el visor PaleMoon, que está basado en Firefox y es de código abierto, con el que de momento he detectado pocos problemas de compatibilidad.
3. Instalar la versión específica de Flash (Flash Player 32.0.344) desde flashplayer32_0r0_344_win.msi. Esta versión de PaleMoon está en Inglés, pero no es problema.
4. Para facilitar el acceso para dar clase, poner fqdomingomiral.com (o la página que se quiera) como página de arranque del visor web (Tools – Preferences – Home Page).
Observaciones
1. A veces alguna simulación no se carga a la primera: recargar la página y se ve bien.
2. Al entrar en los temas web, en remoto se ven bien simulaciones y vídeos; en local los vídeos no se ven (investigaré para ver si hay solución), pero casi todas las simulaciones van perfectas.
3. Se pueden ver los vídeos y las simulaciones al clicar sobre los ficheros correspondientes de extensiones respectivas flv y swf si previamente se ha fijado que se abran con PaleMoon (Colocarse sobre uno de ellos – Botón derecho - Abrir con – Buscar en la carpeta de Archivos de programa hasta encontrar el ejecutable PaleMoon, y fijar que ese tipo de ficheros lo abra siempre ese programa).
Pues otra vez estamos con la tabla periódica, esta vez con el formato de cuaderno y acompañada por otro relacionado con la estructura atómica. ¡Regalos chulos y económicos, que de vez en cuando se ven en la tienda de TIGER de Zaragoza o en su web!
En la web hay muchos vídeos sobre la caída libre, pero pocos tan cortos y claros como éste. Está incluido en un tweet de Leonardo D´Anchiano del 18 de abril de 2021. Para pasarlo en el aula y plantear cuestiones desde 2º de ESO hasta 2º de Bachillerato.
Por ejemplo: ¿En qué caso es mayor la aceleración de la gravedad? ¿Qué cuerpo del video tiene más masa? ¿Cuál menos? ¿Influye que haya atmósfera o no? ¿Y la densidad de la atmósfera?
Tengo una excompañera de Instituto que ya desde antes del comienzo de la pandemia viene diciendo en plan de guasa que con todo este lío ella está por debajo de 0,5 normal. Vamos, la dualidad entre la normalidad química y la "nueva" normalidad pandémica.
Y como sabe que me gusta guerrear en la batalla -hasta ahora perdida- de los conceptos claros sobre la cantidad de sustancia, el mol, la concentración, etc, me ha enviado un artículo de Claudi Mans aparecido en Investigación y Ciencia el 19 de junio de 2020, titulado "La vieja normalidad química y la nueva normalidad del desconfinamiento" (al final incluyo el texto por si desaparece de la web en algún momento).
Solamente voy a comentar algunos aspectos. El primero, que a la vejez viruelas, y menos mal que el autor dice que a él le pasó lo mismo: resulta que hay tres medidas de composición de las disoluciones que yo no había oído NUNCA; a saber, demalidad, molinidad y molonidad 😳😳😳(¡mola, mola!). De la primera algo se encuentra en la web, siendo la cantidad de equivalentes-gramo disueltos en un decímetro cúbico de disolvente, pero las otras no aparecen por ningún sitio, al menos en relación con la composición de las disoluciones.
De las otras cuatro a que hace referencia el artículo, la formalidad está en desuso, la molalidad solamente se usa en las variaciones de temperatura en función de la composición de la disolución, la normalidad se recomienda que no se utilice y la molaridad, la más utilizada con enorme diferencia, tiene un nombre que no es peor ni puesto a propósito.
Todo el problema viene de la aplicación cuando menos incorrecta del concepto de mol. "Según Isaac Asimov, este concepto divide el mundo entre los químicos, que lo entienden, y el resto de la humanidad, que no". Pues siento disentir con el bueno de Asimov, porque los químicos lo utilizan y hacen bien los cálculos, pero, visto lo visto, lo expresan rematadamente mal. Hay muchos profesores de Física y química que hacen videos y los publican en youtube (¡pero muchos, muchos, muchos!), la inmensa mayoría en esa línea retorcida. Hay uno que dice explícitamente que la definición oficial de mol es malísima, y para aclarar el concepto a sus alumnos, con muy buena voluntad hace una interpretación suya, que no califica de práctica y sencilla. Al final de esta entrada del blog puedes ver de qué va la fiesta. Espero que el autor del vídeo no se enfade, pero cada uno es responsable de lo que publica (yo también, porque muchas veces calladico estoy más majo).
No voy a entrar aquí en disquisiciones cuasi filosóficas. Para ser consciente de si lo tienes claro, no tienes mas que pensar en si sabes por qué el número de Avogadro (la constante de Avogadro) tiene un valor de 6,023 1023. Puedes revisar las siguientes entradas de este blog en las que ya he escrito sobre esto, y si no caes, encontrarás la respuesta a la preguntita, que es la clave de este asunto.
¡Ah! Y el término molar significa "por mol". Así, que el NaOH tenga una masa molar de 40 g/mol significa que un mol de esa sustancia tiene una masa de 40 g. Ni es peso, porque es una masa, ni tampoco es molecular, porque el NaOH no es una sustancia formada por moléculas. Así que es MASA MOLAR, cuyo símbolo por cierto es M, que es como se escribe habitualmente la mal llamada molaridad (hoy se recomienda llamarla concentración de sustancia o simplemente concentración). Así que ya tenemos un lío innecesario: no tiene sentido que la molaridad se mida en moles por litro (mol/L), ya que su significado es "algo por mol". Ninguno. Nada de nada. Pas du tout. Nothing at all.
Unos pocos ejemplos que hay en la web. Escribe "molaridad" y busca imágenes en Google. Fíjate en que se mezcla continuamente magnitudes con unidades.
La M es el símbolo de la masa molar, y también de la molaridad, que es lo que se quiere indicar en la fórmula. ¡Toma, toma y toma! En el numerador debe ir la cantidad de sustancia n (que no es lo mismo que los moles de soluto: una cosa es un a magnitud y otra su valor) y en el denominador V, el volumen de la disolución en litros. La fórmula anterior es de traca: una magnitud es el cociente entre otra magnitud y ¡la unidad de una tercera magnitud! Quien lo ha escrito seguramente hará bien las cuentas en los problemas, pero conceptualmente la lía parda.
También es frecuente ver escritas expresiones del estilo de M = 2 M para indicar que una disolución tiene una concentración de 2 mol/L. Y si le pones pegas a la expresión te dicen que no seas tiquismiquis, que la molaridad es 2, o que la disolución es 2 molar. Pues estamos bien, porque si M es igual a 2 M, apaga y vámonos 😂😂😂. Y luego nos quejamos de que los alumnos no entienden esto. ¡Menudos líos les organizamos, pobrecicos míos!
El dibujo sobre la preparación de la disolución está bien, pero ¡repetimos con la formulita!
Aquí no dan una en las dos fórmulas. La de la cantidad de sustancia n es PENOSA: a n le da el nombre de número de moles en lugar de cantidad de sustancia (😡😡😡), en el numerador está la unidad de la magnitud masa, y en el denominador PM, que supongo que será el peso molecular (magnitud o adimensional o medida en uma), cuando debe ser la masa molar. La segunda tiene mal la indicación de la magnitud, que debe ser c, concentración, en mol/L, en lugar de M para evitar la confusión con la masa molar.
Y no puedo resistirme a reproducir el último párrafo. Simplemente genial el juego de palabras.
"Me temo también que, hablando de nueva normalidad, los gobiernos -como los químicos ya hace tiempos- han abandonado también la formalidad... Procuremos que, al menos, les quede algo de moralidad..."
Por último, como lo prometido es deuda, aquí va el artículo íntegro. Puedes observar que el autor utiliza el término peso molecular en lugar de masa molar. Es lo que hay.
"La normalidad, para los químicos, es una manera anticuada de medir concentraciones. Ha habido históricamente muchas formas para ello. Por ejemplo, la demalidad, la molinidad y la molonidad. No, no bromeo, yo no había oído nunca estos términos hasta el momento de preparar este escrito, pero veo que se explican en los países asiáticos. Y también había la formalidad, la molalidad y la molaridad. Y la normalidad, la vieja normalidad. En los diccionarios generales no encontraréis ninguno de estos términos, ni en los ingleses o franceses. Y en la Wikipedia, poca cosa.
Se requiere una breve digresión química, lo siento. Vamos a 1777. Wenzel fue el primero en considerar que cierta cantidad de una sustancia era equivalente a una cantidad de otra cuando reaccionaban completamente; y si ambas reaccionaban con una tercera sustancia, las cantidades con que lo hacían eran también las mismas en la mayoría de los casos: eran equivalentes. Richter difundió este concepto a partir de 1792. Fruto de miles de experimentos a lo largo de los siglos XVII y XVIII se pudieron definir dos conceptos fundamentales en química: las fórmulas de las sustancias, y los pesos atómicos de los elementos.
En un principio, las fórmulas representaban simplemente el número de átomos que constituyen la sustancia compuesta, deducida de las cantidades con que reaccionaban los elementos entre ellos. Eran las fórmulas empíricas, como las siguientes, en terminología actual: NO, H2O, CH3, CH, CH4, CH2O. Estas fórmulas indican solo la proporción de átomos en la sustancia, pero no la estructura real de la molécula. Experimentos complementarios permitieron determinar las fórmulas moleculares de las sustancias , que son el número de átomos que realmente forman la molécula. Por ejemplo, de las anteriores son NO, H2O, C2H6, C2H2, CH4, C2H4O2. Son posibles también varias fórmulas moleculares para una misma fórmula empírica. Por ejemplo el C60H60, uno de los fulleranos, tiene la misma fórmula empírica que el etino o acetileno C2H2, o que el benceno C6H6: los tres son CH.
De las fórmulas empírica y molecular se calculan inmediatamente dos valores. Conociendo la masa atómica de cada elemento, se pueden calcular el peso fórmula, que es la masa en gramos de la fórmula empírica, y el peso molecular, que es la masa en gramos de la fórmula molecular. Otro concepto importante -y más oscuro- es el peso equivalente, que tiene en cuenta cómo es la reacción química en la que interviene la sustancia. El peso equivalente es igual al peso molecular la mayor parte de las veces, o es un submúltiplo sencillo.
Finalmente, la definición que nos faltaba y que es el objetivo de todos los párrafos anteriores. La normalidad de una disolución es el número de pesos equivalentes de sustancia disuelta en un litro de disolución. Se representa por el símbolo N. Dos ejemplos: si hablamos de sosa cáustica o hidróxido de sodio (NaOH), que tiene un peso equivalente de 40 g, una disolución 2N de sosa cáustica tendrá 80 g de sosa y el resto, hasta un litro, de agua. Y si habláramos del ácido clorhídrico HCl, que tiene un peso equivalente de 36,5, una disolución 2N de clorhídrico tendría 73 g del ácido y el resto agua. Y ambas disoluciones son equivalentes, porque cuando se mezclan reaccionan completamente. Este es el concepto de normalidad en química: una concentración. ¿Por qué se llama como se llama y qué tiene de normal? Debe de tener relación con norma y normativa, pero desconozco el origen.
A comienzo del siglo XX el uso de la normalidad para medir concentraciones se empezó a sustituir por el concepto de molaridad, concepto similar pero que usa el peso molecular. Se representa por la letra M. Deriva del concepto de mol, inventado por Ostwald el 1892, y, según Isaac Asimov, este concepto divide el mundo entre los químicos, que lo entienden y el resto de la humanidad, que no. No hablaremos aquí de ello, pero si estás interesado puedes mirarte este capítulo del libro "Tortilla Quemada": "El mol mola".
Pero había habido también otro concepto para medir concentraciones. Se trataba de la formalidad. Es todo lo mismo, pero usando el peso fórmula en lugar del peso molecular o el peso equivalente. Se representa por F. Y, como ya se ha dicho, además había habido la molalidad (que todavía se explica por aquí), la demalidad, la molinidad y la molonidad.
La IUPAC, organismo regulador de la nomenclatura química, desaconseja desde hace años usar la normalidad, los equivalentes, los pesos fórmula y la formalidad. Es decir, que en el mundo de la química, hace muchos años que no hay normalidad ni formalidad... Y también cree la IUPAC que el término molaridad es anticuado y haría falta sustituirlo por concentración de sustancia. Pero por aquí el concepto de molaridad está muy vivo y sin atisbos de dejar de ser usado.
Y hablemos ahora por fin del desconfinamiento.
El concepto de normal puede querer decir que algo está de acuerdo con una norma establecida, o que es como de ordinario. La vieja normalidad quiere decir, pues, el funcionamiento de la sociedad antes de la pandemia. Acabamos de ver que existía la vieja normalidad de la química. Pero, ¿había una vieja normalidad social? No lo han explicitado las autoridades, que yo sepa, pero implícitamente deben querer decir que todo lo que pasaba antes era lo normal. Las familias, el trabajo, los estudios, los viajes de vacaciones, las diversiones... Pero, ¿formarían parte también de la vieja normalidad las pateras, los conflictos políticos y sociales, el machismo, la explotación de determinadas profesiones, la mala financiación de las universidades, los presos políticos, los brotes de racismo? Todo esto debe estar también dentro de la vieja normalidad.
El gobierno de España, y el de otros países hispanoparlantes, nos propone una nueva normalidad. Este concepto debe haber sido acuñado por algún experto en marketing político, y probablemente está vacío de contenido y su uso no durará mucho. Nueva normalidad tendría que querer decir que se cambiarían hábitos y se harían habituales algunos comportamientos o hábitos diferentes de los de la vieja normalidad. Pero sinceramente no me imagino a nadie cambiando ninguno de los componentes anteriores, los unos porque los queremos así como eran, y otros porque no los podremos cambiar con una sociedad empobrecida. Llego a la conclusión que la nueva normalidad quiere decir la vieja normalidad, más pobre, con menos capacidad de hacer frente a la resolución de los conflictos. Y con mascarilla, para los seguidores de las recomendaciones.
Me temo también que, hablando de nueva normalidad, los gobiernos -como los químicos ya hace tiempos- han abandonado también la formalidad... Procuremos que, al menos, les quede algo de moralidad..."
En 2021 estamos acostumbrados a manejar dispositivos de almacenamiento de datos portátiles tales como pendrives, discos duros externos o tarjetas de memoria con capacidades que nos hacen olvidar a los antiguos disquetes. Los primeros, flexibles y de 5,25 pulgadas de diámetro, tenían capacidades del orden de 128 Kb, mientras que ahora un pendrive normalito tiene una capacidad de 64 Gb (¡unas 500000 veces más, casi nada!). Y ya no hablamos de los discos duros, con capacidades de hasta varios Tb (recuerdo que 1 Tb son 1000 Gb).
Todo esto viene al hilo de las fotos que me he encontrado de uno de los primeros aparatos fabricados en el mundo: el 305 RAMAC (1956), el primer superordenador con una de estas unidades para almacenar datos, pesaba más de una tonelada. No hay mas que ver cómo tenían que transportarlo. ¡Y eso que su memoria solamente tenía 5 Mb!
El desarrollo de la Física ha tenido mucho que ver en la reducción del tamaño de los componentes y en el aumento de su eficacia.
Fueron muchos los físicos que durante el primer cuarto del siglo XX contribuyeron a dar forma al modelo de átomo que todavía se utiliza hoy en día.
En la fotografía siguiente puedes verlos a prácticamente todos, durante la V Conferencia Solvay, celebrada en Bruselas en 1927. Se dice que es la mayor concentración de premios Nobel jamás fotografiada. Fíjate en que solamente hay una mujer, Madame Curie; eso sí, es la única galardonada de entre todos ellos galardonada con los premios Nobel de Física y de Química.
La tecnología moderna permite "retocar" fotografías y obtener resultados tan espectaculares como el siguiente, con la imagen "coloreada".
"Entre los méritos acumulados por todos esos científicos podemos encontrar numerosas muestras de genialidad.
Por ejemplo, el suizo Auguste Piccard ascendió hasta la estratosfera a bordo de un globo y más adelante exploró las profundidades marinas con un batiscafo.
El alemán Max Planck fue uno de los fundadores de la teoría cuántica, siendo suyas la ley de Planck y la constante de Planck.
La polaca nacionalizada francesa Marie Curie, Nobel en física y química, una de las mujeres científicas más famosas de todos los tiempos, estudió la radiactividad y descubrió el radio y el polonio.
Por su parte, Hendrik Lorentz trabajó en la radiación electromagnética y ayudó a poner las bases de la teoría de la relatividad.
El británico Paul Dirac fue uno de los impulsores de la mecánica cuántica, siendo el descubridor de la ecuación de Dirac, que describe al electrón.
Naturalmente, Albert Einstein fue el científico más popular de la historia, desarrollando las icónicas teorías de la relatividad (especial y general), y trabajando hacia la unificación de las fuerzas gravitatoria y electromagnética en una sola teoría.
El austríaco Erwin Schrödinger fue otro puntal de la mecánica cuántica e hizo importantes contribuciones a la termodinámica, recordándose su conocida ecuación de Schrödinger y su famosísimo experimento del gato.
El estadounidense Arthur Compton descubrió el efecto que lleva su nombre y trabajó en el desarrollo de la energía nuclear.
No menos importante fue el francés Louis-Victor de Broglie, que propuso la dualidad onda corpúsculo e hizo avanzar la mecánica cuántica.
En este mismo campo, Wolfgang Pauli ideó el principio de exclusión, situando a los electrones del átomo en posiciones con energías siempre distintas.
El alemán Werner Heisenberg postuló el ya mencionado principio de incertidumbre, que se convirtió en crucial para desarrollar la teoría cuántica.
Igualmente trascendental fue la aportación de Charles Wilson, quien inventó la cámara de niebla, que permitió visualizar el movimiento de las partículas ionizadas y la radiación.
Por último, mencionemos a Niels Bohr, quien efectuó grandes avances en el conocimiento de la estructura del átomo y en la propia mecánica cuántica."
Lo que resulta menos conocida es la filmación que se hizo a la salida de una de las reuniones de la conferencia, en la que se ve en vivo y en directo a casi todos los participantes.
Fíjate en el vídeo: lo que está haciendo la atleta es saltar dando una voltereta hacia atrás, aunque no lo parezca, porque la escena se ha filmado haciendo girar la cámara a la misma velocidad que el salto, y así parece que la atleta está siempre en el mismo sitio. ¡Otra forma de ver que el movimiento es relativo y depende del sistema de referencia!
Por cierto, esta técnica se ha utilizado en películas como Gravity para filmar escenas en las que la protagonista está quieta y se hace girar la cámara, pero al ver la peli ¡parece que es ella la que está girando!
