domingo, 3 de febrero de 2013

Y el elemento 80 es...

Una de las muchas 'cosas chocantes' de la carrera, fue cuando en la asignatura de Física I definieron la temperatura como una escala: así como el calor sí es un proceso físico, la temperatura no sería nada más que una 'invención humana' para cuantificar el calor. De hecho, probablemente te suenen que no solo hay grados Celsius, sino Fahrenheit, que es otra escala diferente. La escala Kelvin es un poco distinta a las anteriores, porque toma como cero el cero absoluto.
(Vía)

(Vía)
El termómetro entonces, no es más que un capilar de vidrio que contiene un líquido que se dilata cuando se somete al calor (y se contrae en el proceso contrario), y si a lo largo de este capilar hemos dispuesto nuestra escala de temperatura, y conseguimos  estandarizar el proceso, habremos conseguido medir la temperatura. Parece que al principio el líquido empleado era agua, pero tenía limitaciones ya que se congela sobre los 0ºC, con lo que deja de servirnos para temperaturas más bajas. Probablemente muchos hayamos conocido los termómetros de mercurio, que es el único metal de la tabla periódica que es líquido, y atractivo para encapsularlo en un termómetro. Ahora están prohibidos porque el mercurio es bastante tóxico, aunque esto provocaba muchas bromas irónicas entre mis profesores. Porque el mercurio en estado elemental (que es el estado en los termómetros) es inofensivo, y por muchos termómetros que rompiera un niño en su infancia tratando de librarse del colegio, y por mucho que decidiera tragarse esas bolitas tan curiosas, apenas absorbería ni un 0,01%.  El problema en realidad está en los vapores del mercurio, y como es un elemento muy volátil con solo calentar con un mechero, se desprenderían vapores neurotóxicos, a los que estaban más expuestos ciertos oficios como los sombrereros (1 y 2) y también los buscadores de oro. El peligro estaría en que el mercurio en el metabolismo de los seres vivos, puede pasar de mineral a formar parte de compuestos orgánicos y entrar en la cadena trófica, así que no viene mal que tomemos precauciones para evitar desastres a lo Minamata.

Pero a los científicos nos va el riesgo, siempre que pongamos todos los medios de seguridad, y no es raro que en los laboratorios se sigan usando los termómetros de mercurio retirados del mercado, entre otras cosas, porque como hemos explicado, el mercurio elemental NO es tóxico. Además, el mercurio como elemento líquido presenta una interesante propiedad y es que puede formar amalgama con otros metales, y los químicos lo usamos para medir.

Ahí tenemos nuestra gota de mercurio, vía
La voltametría o voltamperometría de redisolución es un método electroquímico que evalúa en la celda de trabajo la intensidad según la concentración del analito; y para ello se emplea una gota de mercurio. Hay tres tipos de voltametría: anódica, catódica y de adsorción.

La anódica nos sirve para evaluar cationes (partículas que han perdido dos o más electrones, y presentan una carga neta positiva). Primero, se lleva a cabo una etapa de concentración de la muestra sobre la gota de mercurio aplicando un potencial muy negativo. Después, viene una etapa de reposo para que se produzca la amalgama entre el mercurio y el metal que queramos medir. Para acabar, la etapa de redisolución en la que se aplica un potencial positivo: de esta manera, los cationes irán saliendo según su potencial. Al salir aumentará la señal eléctrica que será proporcional a la concentración de metal que tengamos en la muestra.

La catódica (como ya habrás adivinado, avispado lector) sirve para evaluar aniones (partículas que han capturado dos o más electrones, y tienen por tanto, una carga neta negativa). La etapa de concentración se haría en este caso con potenciales muy positivos. Por último, la voltametría de adsorción sirve para moléculas orgánicas.

Esto es lo que obtenemos y lo que interpretan los científicos, fuente
Por ejemplo, yo he usado la anódica para evaluar la concentración en metales pesados de un agua de río (en concreto de cobre, cinc, cadmio y plomo). Es una técnica de gran ayuda porque permite detectar cantidades muy pequeñas presentes en la muestra: sobre la gota de mercurio, se irán depositando y "concentrando" los metales que nos interesa medir, y conociendo su potencial de oxidación podremos identificarlos fácilmente. Se podría usar un electrodo de otro metal, pero la gota de mercurio presenta la ventaja de que podemos usar una por cada experimento, y así nos aseguramos de que esté "limpia". Porque si empleamos un electrodo sólido puede haber restos de experimentos anteriores, o puede estar deteriorado por abrasión de tanto limpiarlo. Como inconveniente, estas técnicas requieren que la matriz orgánica esté perfectamente atacada para que no interfiera (no puedo poner directamente comida de perro machacada, porque no detectaría nada, antes habrá que tratarla).

Y por supuesto, tendremos que tener el máximo cuidado con el mínimo residuo de mercurio para evitar contaminar.

Este post participa en la XXII Edición del Carnaval de Química acogido en el blog Roskiencia, cuyo autor es @ismael__ds/@roskiencia y  también en la III Edición del carnaval de Humanidades que se encuentra en El cuaderno de Calpurnia Tate






4 comentarios:

  1. Me ha sorprendido 2 cosas:

    1) Primer día del Carnaval, primera entrada; segundo día del Carnaval, segunda entrada. Siempre diré que el elemento más "vivo" y más "hiperactivo" es el Fl... o el UUq, como quieran llamarlo :D

    2) Me ha encantado la información que nos das sobre el mercurio, el elemento 80. A mí también me han gastado muchas bromitas con lo del termométro de mercurio, y ahora es cuando me entero que es inofensivo. Muchas gracias por enseñarme (a mí y a todos) donde está el problema del mercurio.

    Me ha encantado, de verdad. Y... ¡mañana otro post! jajajaja :D

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    1. Como ya expliqué por TT, ahora mismo mi periodicidad es dos a la semana (sábado y domingo), que no quita que entre semana no le dé al coco y piense, investigue y escriba.

      Me alegro de que te haya gustado, como bien has investigado el mercurio es muy contaminante así que no está mal que intentemos evitarlo :S

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  2. Me ha encantado :) yo que pensaba que te podías morir si te ponías a jugar con las bolitas de mercurio XD. Y el método para detectar metales pesados en el agua era una de esas cosas que no tenía ni idea de como se hacía.

    Y ahora ejerzo un poco de troll :P A los Kelvin sería mejor no incluirlos en la categoría de grados :P ya que es una escala absoluta y no graduada. Vamos que si pones un ºK en un examen te arriesgas a un profesor indignado XD.

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    1. Gracias!!! Quizá estoy equivocada pero un troll es alguien que insulta y no razona...y tú no haces eso xD te agradezco mucho la corrección (ya he cambiado ligeramente el párrafo), en este blog son muy importantes los comentarios porque aprendo a escribir mejor, aprendo de ciencia, y muchas veces me dan nuevas ideas, ¡así que bienvenido! :)

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