Darrerament s’està parlant molt d’al·lòtrops del carboni, com són els nanotubs o bé el mateix grafè, com a substituts més eficients que el coure en la conducció elèctrica, però m’acaba d’arribar un article a les mans que m’ha sorprès considerant el plàstic.
Respecte el coure, aquetses fibres són més flexibles i respecte els nanotubs de carboni, més barates. En definitiva, podrien revolucionar els materials usats en la fabricació de pantalles tàctils o cèl·lules fotovoltaiques i, globalment, als mètodes de conducció de l’energia elèctrica.
El vespre del pasat 5 de maig, molts ens vàrem quedar embadalits al veure una immensa lluna plena sortint per l’Est. Els nostres sentits ens deien que aquella lluna plena era més grossa i brillant que les anteriors… la curiositat que moltes persones vàrem experimentar, em va portar a escriure unes ratlles sobre el fenomen pel RECVLL del present mes de maig.
Avís important per a tots els estudiants de 4t d’ESO i els seus professors… teniu temps fins demà passat, 30 d’abril per apuntar-vos al Campus PreBat de la Universitat de Girona.
L’estiu passat, la UdG va organitzar una prova pilot del Campus PreBat, com a fill de l’exitós i conegut arreu de la demarcació Jove Campus de Recerca de la UdG, que enguany celebrarà el seu 5è any (destinat a estudiants de 1r de batxillerat).
El Campus PreBat està destinat a estudiants de 4t d’ESO d’arreu de les comarques gironines (un màxim de 30) i els oferirà una estada de 4 dies a la Universitat de Girona, realitzant un seguit d’activitats pràctiques en els diferents campus, que tenen per objectiu incentivar-los a iniciar-se en la recerca. Enguany es celebrarà del 25 al 28 de juny.
Us animo a apuntar-vos-hi! Recordo que l’any passat s’ho van passar molt bé i varen aprendre molt (espero que, almenys una mica a la classe que els vaig fer sobre Ciència Recreativa a la cuina).
“Ciència Recreativa a la Cuina” amb els estudiants del Campus PreBat 2011. Parc Científic i Tecnològic de la UdG, juny de 2011.
Estudiants de Secundària, la Universitat de Girona us té un web dedicat, amb totes les activitats destinades a vosaltres; visiteu-lo! UdG4U
A principis d’aquest mes de maig vàrem recordar el terrible accident que va fer virar el rumb de la història de la navegació aèria.
Durant el primer terç del s.XX, els dirigibles rígids (dirigibles amb estructura rígida que sosté globus de gas no pressuritzat) varen ésser un mitjà de transport usat per al transport humà. La casa alemanya Luftschiffbau Zeppelin en va ésser la més famosa constructora, per aquest motiu també els coneixem amb el nom de zepelins. I, malauradament, el que ha passat a la història és el Hindenburg, un luxós i immens zepelí (245 m de llarg i 41 m de diàmetre) que, al cap d’un any d’haver nascut a la casa alemanya i després d’una seixantena de vols exitosos, va morir entre flames a Estats Units d’Amèrica.
Eren les 7 de la tarda del 6 de maig de 1937 (enguany commemorem els 75 anys del fet) quan, després d’un exitós i rècord vol transatlàntic, de Frànkfurt a Nova Jersey en només 2 dies (quan els millors vaixells de l’època ho feien en 5 dies), amb 97 persones a bord (36 passatgers i 61 de l’equip de tripulació), en plenes maniobres d’aterratge, el zepelí Hindenburg va patir un problema que seria irremeiable. Ja a la Base Aeronaval de Lakehurst, Nova Jersey, i a només 200 m d’alçada, es va produir un escapament d’hidrogen, d’una de les immenses 16 bosses que contenia l’aeronau per a la seva sustentació. Aquest fet era molt perillós, degut a l’alta inflamabitat de l’H2 i, sobretot per les descàrregues elèctriques que saltaven de la superfície de la nau carregada d’electricitat estàtica. El Hindenburg es va encendre i en menys d’1 minut va quedar absolutament destruït amb un tràgic balanç de 36 morts. Aquesta la gravació del terrible accident.
Des del punt de vista científic, fàcilment podem esbrinar la reacció química que tingué lloc a l’accident i és interessant d’estudi ja que podria ésser la resposta al gran repte energètic.
Tal com hem comentat, el Hindenburg, a l’interior d’una estructura rígida de duralumini, contenia 16 bosses plenes d’hidrogen (un total de 200000 m3 del gas no pressuritzat) per a la seva sustentació, aprofitant la menor densitat de l’H2 respecte l’aire. L’accident va tenir lloc degut a l’alta reactivitat de l’H2, gas inflamable. L’alternativa segura és l’ús de l’heli, un gas noble, inert, per tant no reactiu davant d’una flama (avui dia usat per fer levitar globus i fins i tot els zepelins moderns) i cal destacar que el Hindenburg havia estat projectat per a contenir He, però a l’època s’havia d’exportar d’EUA i els americans no van permetre aquesta exportació cap alemanya, de manera que els enginyers de la casa Zeppelin varen haver de substituir el gas noble pel, també menys dens que l’aire (i fins i tot menys dens que el mateix He), però potencialment perillós, hidrogen.
H2: 0.08988 g/L
He: 0.1786 g/L
Aire: 1.225 g/L
Però, quina és aquesta reacció química que es produí a l’accident del Hindenburg?
La fatídica guspira, va donar prou energia perquè s’encadenés una reacció química que allibera molta energia, una reacció exotèrmica. Es tracta de la reacció inversa a l’electròlisi. Però, per entendre-la bé, cal començar per repassar el procés electrolític.
Un prcés d’electròlisi, tal com ens indica l’etimologia de la paraula, és una reacció de trencament (lisi) per electricitat (electro). A l’electròlisi de l’aigua, té lloc el trencament de 2 molècules d’aigua per a donar-ne 2 d’H2 i 1 d’O2 (pel pas de corrent elèctric per una solució), segons la reacció:
Com hem comentat, aquesta reacció d’electròlisi requereix energia, no és tracta d’una reacció espontània. Hem d’introduir dos elèctrodes a la solució i connectar-los a una font de corrent segons l’esquema:
I el procés invers a l’esmentat, és a dir l’electròlisi inversa, té lloc per reacció entre l’hidrogen i l’oxigen, per donar aigua i energia. Aquest procés de formació d’aigua és molt exotèrmic. L’alliberament d’energia en la reacció es fa palès a les terribles imatges preses aquell 6 de maig de 1937.
Ara bé, aquesta energia acumulada en l’hidrogen (per això actualment parlem de les piles d’hidrogen) alliberada de forma descontrolada (llençada) en l’accident que hem comentat, així com en els experiments que faig servir per visualitzar aquests conceptes i el potencial de l’hidrogen -pel que fa al repte energètic- a estudiants de Secundària i Universitat (veure les gravacions que segueixen), pot ésser aprofitada.
L’energia acumulada en l’hidrogen pot ésser alliberada d’una forma raonable i utilitzada per a fer funcionar un motor elèctric gràcies a la reacció d’electròlisi inversa duta a terme a una cel·la electrolítica. Gràcies a aquest procés podem fer girar l’eix d’un motor elèctric, el qual fa girar l’eix entre dues rodes d’un cotxe, tal i com veiem a la següent gravació amb el petit prototip de cotxe elèctric amb cel·la electrolítica incorporada:
Però, a diferència de tenir ja la solució al gran repte energètic (res més lluny de la realitat), aquest pot ésser un primer pas per adonar-nos que les reaccions de combustió de combustibles fòssils poden ésser substituïdes com a procés d’obtenció d’energia.
Portar un dipòsit d’hidrogen al cotxe, per fer-lo reaccionar amb l’oxigen de l’atmosfera, és evidentment perillós (a diferència de la benzina, l’hidrogen no el podíem dur en fase líquida, sinó que l’hauríem de portar com a gas) i per aquest motiu molts investigadors estem fent recerca en maneres d’emmagatzemar hidrogen, per tal de portar-lo “amagat” amb la seva alta reactivitat “apagada” fins al moment d’encendre l’interruptor.
La mateixa reacció que va fer virar el rumb de la navegació aèria, podria ésser ara la clau per virar el de la navegació terrestre.
Potser d’aquí uns anys, quan a un garatge es combinin l’hidrogen i l’oxigen per generar energia i engegar el motor elèctric del cotxe, un avi explicarà al seu nét el terrible accident que va fer virar el rumb de la navegació aèria. Un terrible accident degut a una reacció química descontrolada, la mateixa reacció que ara alimenta el motor del seu propi vehicle.
Ens trobem en ple maig, mes de Maria, època florida a casa nostra. I concretament la setmana passada, la ciutat de Girona es trobava especialment envoltada de flors, amb motiu de la 57a exposició de flors, el famós i reconegut Temps de Flors.
Aquí tenim un breu resum fotogràfic de la jornada.
Trobada davant de la Plaça de Sant Domènech. Seminari Permanent de Física i Química per Girona, la química en flors. Girona, 12/05/12.
1a parada de l’itinerari. Torre dels Predicadors. Seminari Permanent de Física i Química per Girona, la química en flors. Girona, 12/05/12.
Muralla de Girona. En aquesta parada dens fixem en la calcària, així com altres materials de construcció. Seminari Permanent de Física i Química per Girona, la química en flors. Girona, 12/05/12.
Carrer de l’Argenteria. Parlem de la química de les pedres precioses i els metalls nobles, usats en joieria. Fins i tot vàrem trobar el Tarlà fent tombarelles! Seminari Permanent de Física i Química per Girona, la química en flors. Girona, 12/05/12.
A la Plaça de la Independència parlem de l’espectre electromagnètic i les diferents fonts de llum que coneixem. Seminari Permanent de Física i Química per Girona, la química en flors. Girona, 12/05/12.
Fisn i tot vam tenir temps de fer algun experiment, com el de la preparació d’un electroimant o una brúixola, davant de la Carbonera. Seminari Permanent de Física i Química per Girona, la química en flors. Girona, 12/05/12.
L’activitat organitzada per en Tavi Casellas del Centre de Recursos Pedagògics dels Serveis Educatius del Gironès, i titulada Seminari Permanent de Física i Química per Girona, la química en flors va ésser una excel·lent excusa per passejar per la Girona antiga, aquells dies més bonica que mai, tot parlant de química.
Tot cercant el famós i diví Bosó de Higgs… n’hem trobat un altre!
Potser no ha anat ben bé així, però com que la serendipitat fa la recerca científica molt romàntica, m’agrada veur-ho d’aquest amanera.
La questió és que a l’LHC del CERN els investigadors han descobret una nova partícula elemental, fins ara desoneguda (anunciat el passat 27 d’abril). L’han batejat com a Xi(b)* i es tracta d’un barió, format per 3 quarks (Up, Strange i Bottom). D’aquesta manera, la nova partícula s’assembla força al conegut protó (barió format per 2 quarks Up i un quark Down).
En el següent vídeo podem apreciar l’espectacular experiment que acabo de dur a terme al laboratori. Es tracta de la síntesi del borat de trimetil (1), a partir d’àcid bòric, metanol i àcid sulfúric com a catalitzador (veure reacció). El producte obtingut, borat de trimetil (1), presenta un punt d’ebullició de 68-69 ºC, de manera que escalfant el producte amb el bec bunsen aconseguim encendre una flama verda (fet que corrobora el seu contingut en bor) a la boca del matràs.
Professorat: Professors i investigadors al Departament de Física Aplicada, Departament de Química, Departament d’Infermeria i Institut de Química Computacional de la UdG.
Una de les classes que vaig fer l’estiu passat al curs. Aquest estiu també hi seré!
Es tracta d’una activitat inclosa al Pla de Formació del Departament d’Ensenyament, organitzada per Institut de Ciències de l’Educació Josep Pallach de la UdG.
pepquimic.wordpress.com 
