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La química está entre nosotros

Animaciones del libro de Julio Andrade Gamboa y Hugo Corso
by

federico erre

on 24 April 2013

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Transcript of La química está entre nosotros

El universo entero está formado por materia, desde el Sol y los planetas hasta el perro de mi vecino. Y la materia se compone de partículas indivisibles llamadas átomos. Cuando dos o más átomos iguales o distintos se unen entre sí forman sociedades llamadas moléculas, que son los pedacitos mínimos que componen las sustancias. Según la tolerancia que se tengan las moléculas, la materia puede adoptar distintos estados: sólido, líquido y gaseoso.
Los sólidos poseen forma propia, los líquidos no tienen tanta personalidad y siempre se adaptan a la forma del recipiente que los contiene, mientras que los gases son como los objetos en la habitación de un adolescente: ocupan todo el espacio disponible. En cualquier trozo de materia (en cualquier estado), aunque esté en reposo, sus moléculas no están quietas. Y como el movimiento se demuestra andando, pues veamos andar a las moléculas. Las animaciones I, II y III ilustran la visión molecular de los tres estados. Para simplificar, imaginemos que las moléculas son como pelotitas.

Animación I (estado sólido). Duro como rulo de estatua
La baja energía térmica da lugar a una gran cohesión molecular. El único movimiento es el de vibración en torno a puntos fijos.

Animación II (estado líquido). Nos quedamos en el molde
Para un estado de mayor energía térmica que el del sólido, las moléculas guardan una gran cohesión pero tienen movimientos de traslación que no rompen esa unión. Existen movimientos de corta trayectoria y deslizamientos de mayor alcance.

Animación III (estado gaseoso). Estamos como locas
Las moléculas tienen suficiente energía, lo cual les da una gran libertad de movimiento. Las interacciones intermoleculares son simples choques. Los tres estados de la materia Los tres estados de la materia Las reacciones químicas Las animaciones anteriores no involucran transformaciones moleculares, sino que se trata de cambios físicos. Pero a veces, las cosas se rompen. Los choques entre moléculas producen rupturas de enlaces y la eventual formación de nuevos enlaces para componer nuevas moléculas. Como cuando armamos un avioncito con los mismos ladrillitos de nuestro juego infantil con los que hicimos una casita. En estos casos (no el de los ladrillitos, sino el de las moléculas), los cambios son procesos llamados reacciones químicas.
Para que cada choque sea efectivo, debe tener una cantidad mínima de energía y una disposición espacial óptima. Las siguientes animaciones muestran ejemplos de choques intermoleculares efectivos y no efectivos (y yo con el seguro vencido...). Animación IV. Choque efectivo para la reacción de una molécula de hidrógeno con una molécula de yodo, que produce dos moléculas de yoduro de hidrógeno
Este choque permite formar el complejo activado que da lugar a los productos de reacción (los gemelos Hugo y Julio Hidrógeno se encuentran apropiadamente con las gemelas Silvia y Gabriela Yodo, y se forman dos matrimonios Hidrógeno Yodo).

Animación IV’. Choque efectivo para la reacción inversa
La visión del proceso inverso permite que la reacción alcance un equilibrio dinámico (el divorcio de los dos matrimonios).

Animación V. Choque no efectivo para la reacción de una molécula de hidrógeno con una molécula de yodo, que produce dos moléculas de yoduro de hidrógeno
Este choque intermolecular no permite formar el complejo activado, de modo que no da lugar a la reacción química (el encuentro de gemelos puede no ser exitoso para que se anuncie: “Se han formado dos nuevas parejas”).

Si ponemos en escena simultáneamente y en el mismo espacio físico las animaciones IV y IV’, es posible tener un estado de equilibrio químico. En ese estado, que se describe como de equilibrio dinámico, no hay cambio neto. (Durante 1964-1975 Richard Burton y Elizabeth Taylor estuvieron en equilibrio dinámico, ya que se casaban y se divorciaban a cada rato.) ANIMACIÓN IV' Trasponiendo las fronteras del estado:
los cambios de estado No sólo se puede lograr un estado de equilibrio dinámico en las reacciones químicas, sino que esto también ocurre en los cambios de estado de la materia. La siguiente animación refleja el equilibrio entre líquido y vapor.

Animación VI. Equilibrio líquido-vapor
Las moléculas de la superficie de un líquido a veces poseen la energía necesaria para romper lazos familiares, independizarse y formar vapor (vaporización). Esas moléculas del vapor pueden chocar contra la superficie libre del líquido, perder energía y volver a la fase líquida (condensación). En esta animación se describe el estado en el que la velocidad de vaporización y condensación son iguales. Así, la naturaleza dinámica del proceso está dada por la propia animación, y el estado de equilibrio se puede comprobar por el hecho de que en todo momento son unas cinco moléculas las que forman el vapor, aunque no siempre sean las mismas. ¡gracias! Chocando por un sueño
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