Traient foc per la boca. Química de Pessebre Vivent i Correfoc

Els dracs mitològics treuen foc per la boca. Aquests éssers, els hem llegit i els hem vist representats a pel·lícules i obres artístiques. I són molt presents a la nostra iconografia, amb motiu de la nostrada llegenda de Sant Jordi, entre altres. I és que el foc (un dels 4 elements que formaven l’Univers, segons els alquimistes) és un símbol important del nostre país. Fixem-nos, sinó, de quina manera celebrem les festes. Fogueres, focs artificials, petards, correfocs…

Precisament en aquesta darrera manifestació de la nostra cultura, present a la  Festa Major de moltes viles catalanes, hi trobem uns personatges que, tal com feien aquells éssers mitològics, treuen foc per la boca (o, si més no, aquest és l’efecte que s’observa).

En Pau al Pessebre Vivent de Blanes, 11/12/11. Foto, Aitor Roger.

Entre aquests personatges tinc un molt bon amic, en Pau, el qual ens sorprèn a cada correfoc amb les impressionants flamarades que escup, i és qui m’ha animat a fer una petita recerca sobre la composició del líquid inflamable.

A més a més, a la nostra vila de Blanes, el passat cap de setmana del 10 i 11 de desembre vàrem dur a terme el nostre Pessebre Vivent i en Pau ens acompanyà -als dimonis- amb les seves flamarades. Evidentment que va ser l’estrella de l’infern.

Per tant, Pau, aquesta entrada està dedicada a tu. Moltes gràcies per ficar-me aquesta curiositat al cos. Ja saps que els enigmes científics m’encanten! 😉

Els llançadors de flames per la boca, generen una flamarada a l’aire, per expiració d’una fina boira (“espraiant” amb la boca) de combustible, sobre una font de flama.

Ara bé, el combustible no es pot encendre a la boca d’en Pau?

El combustible adequat, s’encén quan és “espraiat” en una fina boira, maximitzant així la seva superfície (tenint-lo finament dividit enmicrogotetes en suspensió), de manera que la relació combustible/oxigen/calor és adequada perquè es doni a la reacció de combustió. Per tant, el foc no surt de la boca d’en Pau, sinó que es genera després que ell expiri l’aerosol, format amb la seva boca, sobre d’una torxa encesa.

Quins combustibles s’utilitzen? Una beguda alcohòlica o gasolina, anirien bé?

Foto, Pau Maresma

El combustible adequat, per a l’espectacle, és un que tingui un alt punt de flama (flash point; temperatura més baixa a la que es pugui vaporitzar el combustible per formar una mescla inflamable amb l’aire). És a dir, es requereix un combustible que no generi vapors inflamables. Per tant, combustibles com la gasolina o l’etanol (contingut en begudes alcohòliques), així com qualsevol tipus d’alcohol, no són un bon combustible per als  llançadors de flames amb la boca.

Els combustibles que s’utilitzen en aquests casos són del tipus querosè (que s’utilitzava als antics quinqués) o el més recent biodièsel; els quals requereixen altes temperatures, ésser impregnats en una metxa o bé una bona “espraiada”, de la que hem parlat, per a encendre’s.

Ara que ja sabem la composició química del líquid utilitzat pels llançadors de flames per la boca, la pregunta que ens fem tots. Aquests combustibles són tòxics?

Aquesta darrera pregunta té una ràpida i certa resposta. Sí. Jo no me’l posaria a la boca. Ara bé, convivim amb altres compostos igual de tòxics, o més. Amb ells mateixos, hi convivim, però posar-se’ls a la boca requereix evitar que siguin empassats i, evidentment, un rentat de boca després de l’espectacle. Sense afany d’espantar a ningú (respirar l’atmosfera del voltant de la benzinera tampoc és gaire bo, per exemple), podem llegir aquest article o aquest lloc web.

Ara ja podem gaudir d’aquests espectacles des d’un punt de vista una mica més químic.

Recomano llegir l’article que vaig fer sobre la química dels Focs Artificials: https://pepquimic.wordpress.com/2009/07/30/focs-artificials-quimica-pura/

Més info:

Química nadalenca. Màquina de fum d’ Els Pastorets

Tal i com s’ha fet o es farà a moltes poblacions catalanes, el passat cap de setmana, a la vila de Blanes vàrem representar Els Pastorets. La nostra obra és diferent a les que es solen representar, és única ja que va ésser escrita pel poeta blanenc Pere Puig i Llensa l’any 1029, quan es va representar per primera vegada i porta per títol Pastors i Misteris.

Pastors i Misteris. Darreres proves abans de l'obra. Teatre de Blanes, 18/12/11.

Tot i que l’obra que vàrem representar abans d’ahir és diferent a la clàssica de Folch i Torres, ambdues tenen una cosa en comú, tenen química en comú. A gairebé totes les representacions d’ Els Pastorets, l’aparició dels dimonis ve acompanyada per un dens fum blanc. De què està compost aquest fum? Com es genera? Com a dimoni (Amo del Bosc/Punxadís) d’Els Pastorets de Blanes, cada nadal tinc l’ocasió de conviure amb aquesta interessant química de l’escenari de teatre. Parlem-ne una mica.

Al laboratori químic, sovint gnerem boira de forma involuntària, al posar en contacte una font molt freda amb el vapor d’aigua contingut a l’atmosfera. Aquest fenomen té lloc al transvassar N2 líquid o bé gel sec, sobretot si posem en contacte aquests productes sobre aigua líquida.

Per bé que es pot generar boira de la forma explicada (ben mirat, és com es genera la boira i els núvols a la natura), a les representacions teatrals s’utilitzen màquines com la que veiem a la imatge següent, les quals funcionen cremant un “liquid de fum” (tal i com indica a l’etiqueta de l’ampolla), el qual no és més que un poliol, el més conegut i emprat dels quals és al glicerina, mesclat amb aigua.

Model de la molècula de glicerina

"Màquina de fum" del Teatre de Blanes. Els Pastorets, 18/12/11.

A més a més, la màquina de fum de la imatge, després de generar el vapor de poliol, aquest passa per un tanc on hi ha glaçons de gel, per tal de que el fum baixi (tal i com apreciem a la següent fotografia), generant l’efecte de boira baixa, arran de terra, i no es dispersi per l’escenari (també tenim altres màquines que no tenen aquest tanc de gel, per quan interessa generara una atmosfera boirosa).

Gel a l'interior de la "màquina de fum". Els Pastorets de Blanes, 18/12/11

Boira baixa pel refredament del "fum" generat a la màquina. Els Pastorets de Blanes, 18/12/11

Més info:

Fent balanç de l’AIQ2011 al RECVLL de Blanes

Com cada mes, ja ha sortit el nou número de la revista blanenca RECVLL. Ja fa un any i 3 mesos que hi escric a la secció Des del Laboratori, que vaig fundar el passat setembre de 2010. Els escrits de divulgació científica, sempre intentant  relacionar la ciència amb la nostra vila de Blanes, aquest any han estat, en numeroses ocasions, dedicats a la química.

De manera que, l’escrit del RECVLL de desembre l’he dedicat a fer balanç d’aquest Any Internacional de la Química, tal i com l’hem anat tractant durant aquests 12 mesos.

Aquí tenim l’escrit, com sempre amb format imatge i pdf, lliurement descarregable.

Descarrega’t l’escrit en pdf.

-Totes les entrades amb els articles publicats a Des del Laboratori del Recvll a:

https://pepquimic.wordpress.com/category/des-del-laboratori-recvll/

Serendipitat forçada al laboratori de síntesi

El company Marcel Swart, l’altre dia em va recomanar un article, publicat el passat 25 de novembre a la revista Science i el 30 a la Nature, on veiem, un cop més, l’aparició de la serendipitat al laboratori químic (però aquesta vegada apareix de forma forçada, a diferència de la -més famosa- accidental).

Sota el títol Discovery of an a-Amino C–H Arylation Reaction Using the Strategy of Accelerated Serendipity, químics de New Jersey han aplicat la química combinatòria per generar multitud de compostos.

Chemists in New Jersey have identified a new carbon–carbon bond-forming reaction by using an automated, high-throughput method to test more than 1,000 combinations of chemicals.

Many important discoveries in chemistry have been accidental, so David MacMillan and his colleagues at Princeton University decided to harness serendipity to look for new and unusual chemical reactions. They combined functional organic groups that they did not expect to react with one another and exposed them to light-activated catalysts.

El mètode que va donar els seus fruits, posa de manifest una reacció que activa un àtom de carboni enllaçat a un de nitrogen en una amina, i hi afegeix un nou àtom de carboni. Els investigadors que publiquen l’article, van utilitzar la reacció per generar, en condicions suaus, una varietat d’amines benzíliques, que es troben en molts principis actius de fàrmacs.

Més info:

Taula Periòdica de Girona. Original, nostrada i en rigorosa actualització

El passat 5 de desembre parlàvem dels nous elements, flevori -Fl- i livermori -Lv-, els quals estan a punt d’entrar oficialment a la Taula Periòdica. En aquest sentit, vull presentar la Taula Periòdica més actualitzada que avui trobarem. Es tracta de la Taula Periòdica de Girona, un disseny que ha estat promogut des del Departament de Química amb un concurs que va guanyar la companya Imma Güell -doctorand al Departament de Química- i que avu imateix he acabat d’actualitzar amb aquests dos nous elements.

A més a més d’ésser la Taula Periòdica mes nostrada, és la més actualitzada.  I, a mida que la IUPAC anunciï noves en la nostra classificació dels elements, la seguirem actualitzant. Col·leccionistes periodics -sé que no soc l’únic- gaudiu d’aquest regal de cloenda de l’any Internacional de la Química!

“Química en acció”. Web amb interessants experiments. Treball de Recerca de Batxillerat

Vull presentar el Treball de Recerca d’en Lluís, un bon amic de Blanes. El passat mes de juliol, en Lluís va venir al Jove Campus de Recerca, que oferim cada any des de la Universitat de Girona, i va ser on va tenir la oportunitat de desenvolupar la part experimental del seu Treball de Recerca de Batxillerat. A la introducció del web ens ho explica:

He pogut participar en el quart Jove Campus de Recerca, del 4 al 19 de juliol de 9:30 a 18 hores, que organitza la Universitat de Girona, la qual cosa m’ha donat l’oportunitat de conviure amb investigadors i de fer-me una idea més propera de la ciència i del treball diari en un laboratori. També, i no menys important, m’ha permès conèixer alumnes d’altres centres que es trobaven en la mateixa situació que jo, i tot això m’ha enriquit personalment.

En Lluís va decidir fer el treball en l’àmbit de la química i tema que va escollir va ésser les reaccions de precipitació. I no només es va basar en la química d’aquestes reaccions, sinó que ha dissenyat una fantàstica pàgina web amb els protocols de tots els experiments que ha assajat, complerts amb les reaccions involucrades, procediment emprat, teoria, fotos i vídeos.

http://quimicaenaccio.scienceontheweb.net

Ara recordo els bons moments que vàrem passar al laboratori, Lluís, aquells matins de juliol. Especialment, recordo el dia que vàrem fer la reacció del “mirall de plata”, la precipitació i deposició de Ag sobre el vidre d’un tub d’assaig. Guardo les fotos a la carpeta dels meus experiments preferits. Aquí en tenim un parell:

Lluís, gràcies a tu, de veritat. Gràcies a la teva empenta i les teves ganes vàrem fer experiments que no havia tingut ocasió de dur a terme i m’ho vaig passar realment molt bé. L’enhorabona pel treball, ànims amb el 2n de Batxillerat i…

… que la química t’acompanyi!

Nou material súper-negre. Protecció solar amb capa de nanotubs de carboni

Científics i enginyers de la NASA han sintetitzat un nou material que absorveix, de mitjana, més d’un 99 % de la radiació ultraviolada, visible i infraroja. L’interès d’aquesta recerc, per a la National Aeronautics and Space Administration, és el de dissenyar materials per a instruments involucrats en viatges espacials.

Aquest material està basat en nanotubs de carboni sobre una base de silici, nitrur de silici, titani o acer inoxidable.

The team has grown the nanotubes on silicon, silicon nitride, titanium, and stainless steel, materials commonly used in space-based scientific instruments. (To grow carbon nanotubes, Goddard technologist Stephanie Getty applies a catalyst layer of iron to an underlayer on silicon, titanium, and other materials. She then heats the material in an oven to about 1,382 degrees Fahrenheit. While heating, the material is bathed in carbon-containing feedstock gas.)

Veiem un revestiment de nanotubs de carboni, adherits sobre una base de silici, una porció circular de la qual s'ha retirat per poder veure bé els perfils dels nanotubs (filaments verticals). La imatge em fa pensar en un camp de blat on s'hi ha segat una circumferència del cereal (com a les aparicions americanes...). Imatge: Stephanie Getty, NASA Goddard.

omo sólo una pequeña fracción de la luz se refleja hacia fuera de la capa hecha de este singular material, el ojo humano y los detectores sensibles ven el material como negro, y por ello no interfiere con la luz cósmica que se pretende captar.

Com que només una petita fracció de la radiació electromagnètica (en les freqüències indicades a dalt) és reflexada, aquest material, davant de l’ull humà, és absolutament negre, per tant, per exemple, no interfereix amb la radiació còsmica si és que aquesta es vol captar.

“The reflectance tests showed that our team had extended by 50 times the range of the material’s absorption capabilities. Though other researchers are reporting near-perfect absorption levels mainly in the ultraviolet and visible, our material is darn near perfect across multiple wavelength bands, from the ultraviolet to the far infrared,” Hagopian said. “No one else has achieved this milestone yet”.

Referències i més info a:

Més grafè per a l’emmagatzematge d’hidrogen. Ara, arrugat.

Precisament ahir en parlàvem, tal i com hem fet en moltes ocasions.
Des de que el passat 2010 el Premi Nobel de Física fos per Geim i Novoselov pels seus sobre el grafè, s’ha fet molta recerca i difusió al voltant d’aquest material bidimensional i ja en veiem algunes aplicacions a la vida quotidiana.

Ara llegeixo un article a la RSC que investigadors del NEST, National Enterprise for nanoScience and nanoTechnolog (Itàlia), amb els seus càlculs teòrics computacionals publiquen que làmines de grafè arrugades podrien ésser una bona base per a l’emmagatzematge d’hidrogen.

Now, Valentina Tozzini and Vittorio Pellegrini of NEST, have used density functional theory and molecular dynamics simulations to show that distorted sheets of graphene – single layers of carbon atoms in a honeycomb configuration – might provide another approach.

The team’s calculations suggest that if layers of graphene are compressed laterally to form corrugations, hydrogen would find it energetically favourable to chemically bind to the convex tops of the ridges. In flat sheets of graphene, carbon’s electronic orbitals are sp2 hybridised. If the sheet is buckled, the orbitals at the convex surfaces assume a geometry closer to sp3 hybridisation – which hydrogen finds attractive.

Computer simulations suggest that it would be energetically favourable for graphene to bind to the convex structures but not concave ones. © J. Phys. Chem. C

Més info:

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2011/December/graphene-hydrogen-storage.asp

Article original:

V. Tozzini and V. Pellegrini, J. Phys. ChemC, 2011, DOI: 10.1021/jp208262