Esta entrada participa en la edición XXVIII del Carnaval de Química cuyo blog anfitrión es Flagellum. Impulsando la comprensión de la ciencia. En esta ocasión, la temática es “Arte, Ciencia, la belleza de la Química”, así que el tema de mi post será “Química en las Películas”, espero sea de su agrado.

Empecemos con una pregunta ¿Qué calificaría como presencia de la química en una película? Sin exigir demasiado, se puede considerar la presencia de un personaje identificado como un químico o un Ingeniero Químico. También podría considerarse que un personaje hable de un elemento, un isótopo, un compuesto o un realmente, solo tener la apariencia, pero, también se necesita pensar en aplicar algunas excepciones, dado que en la gran mayoría de películas se presentan sustancias omnipresentes, tales como el oro, los diamantes o el agua, aunque bueno, el oro puede ser interesante, dependiendo del enfoque, tomemos por ejemplo a Iron Man, cuya armadura es una aleación de oro y titanio.

Cuando los químicos aparecen en las películas, tienden a utilizar una bata blanca de laboratorio, trabajan de manera obsesiva, y, por alguna extraña razón, casi siempre tienen sustancias coloreadas burbujeando alrededor de ellos. Además, cuando trabajan “Con los buenos”, tienden a ser profesores, investigadores, criminólogos o investigadores. Los profesores tienen la tendencia a estar involucrados en explosiones como resultado de la síntesis de un producto que resolverá un problema personal, los inventores quieren crear un producto comercialmente viable, los criminólogos utilizan la química para eliminar posibilidades (Aunque no resuelven el problema, dado que por lo común, se decantan por las capacidades de intuición de los agentes, algo que realmente no tienen nada que ver con la química), y queda, la versión glorificada definitiva de la química en las películas, en la que el investigador está trabajando en algo bueno para resolver los problemas de la sociedad.

Podemos encontrar una gran cantidad de referencias a la química en las películas, por ejemplo, en la película Medicine Man de 1992, un botánico viaja a América del Sur a trabajar durante un par de años para una compañía farmacéutica, buscando anticancerígenos, y en colaboración con una bioquímica, quien dicho sea de paso, trabaja con un cromatógrafo de gases y un espectrómetro de masas, para analizar las muestras en la mitad de la selva amazónica. De alguna manera, son capaces de determinar que uno de los compuestos (El Peak 37) en una mezcla tiene actividad contra el cáncer. En la película se observa la estructura química del compuesto (Ver imagen a continuación), la cual por cierto, es químicamente correcta, esto es, no se observan reglas de química violada, como por ejemplo, no se ve un carbón con cinco enlaces.

Ahora bien, la mayor parte de los compuestos químicos descritos en las películas, tiene una base real, por ejemplo, en la versión original donde se presenta a “Flubber” (1961), el creador de esta sustancia observa la ecuación “H = E – PV “en su pizarrón, pero el profesor ajusta su máquina y en lugar de sustraer, adiciona, por lo que explota y entonces crea ese ‘hule’ volador. Si tienen la oportunidad de ver esta película The Absent-Minded Professor observarán que en su libreta, el profesor escribió la estructura del butadieno (hule), por lo que se obtiene por conclusión que ‘Flubber’ es un hule volador.

Dadas las tendencias actuales, es probable que sigamos viendo referencias a la química en futuras películas, además, la National Academy of Sciences tiene ahora a la Science and Entertainment Exchange, que trata de reunir a científicos para que colaboren con los cineastas y así mejorar el contenido que se presenta en las películas.

Referencias:

ReAction! Chemistry in the Movies
Mark Griep y Marjorie Mikasen
http://www.oup.com/us/companion.websites/9780195326925/pdfs/Chem_Movies_Short_Summaries.pdf

The Absent-Minded Proffessor

Medicine Man

Identificación del peligro

¿Qué es la citrinina?

Es un metabolito tóxico fúngico (Micotoxina) producido por algunos hongos del género Penicillium, Aspergillus y Monascus que crecen en ciertos productos alimenticios, especialmente cereales y frutas. Se aisló por primera vez de un cultivo de Penicilium citrinum en 1931. La citrinina exhibe un cierto número de efectos en animales y su presencia en los alimentos es indeseable.

La citrinina es una relativamente pequeña molécula (C13H14O5) y es ligeramente soluble en agua.

Ocurrencia en alimentos

Se le ha encontrado en un amplio rango de cereales, incluyendo arroz, trigo, cebada, maíz, centeno y avena. Se ha reportado que se presenta junto con la ocratoxina A en cereales. También se ha encontrado en harina de trigo y hay evidencia de que puede sobrevivir en cierta medida en productos de cereales transformados, además, también se ha detectado su presencia en cacahuates y fruta mohosa.

También se presenta en alimentos fermentados que son susceptibles al crecimiento fúngico en su superficie, tal como los quesos y las salchichas fermentadas. Hay evidencia de que puede penetrar de uno a dos centímetros en el queso que muestra crecimiento fúngico en su superficie. Recientemente, se encontró también alimentos vegetarianos que han sido coloreados con pigmentos derivados de la especie fungi Monascus.

Es probable que la ocurrencia de citrinina en los alimentos sea inferior a la reportada, ya que no es buscada con frecuencia y tiene la tendencia a degradarse parcialmente durante los análisis de laboratorio.

Caracterización del peligro

Efectos en la salud

La mayoría de la información sobre la toxicidad de la citrinina es derivada de estudios animales, y la poca información sobre la toxicidad crónica en humanos es no es precisa, y tampoco es experimental o epidemiológica.

A dosis relativamente altas, la citrinina es extremadamente nefrotóxica en ratones y ratas, conejos, cerdos y aves de corral, causando la inflamación y eventual necrosis de los riñones y afectando la funcionabilidad del hígado en menor medida. Los valores LD50 (Dosis Letal) son variables, pero los valores cercanos a los 50 mg/Kg de masa corporal son los que se reportaron como administrados en las ratas.

La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IRAC, por sus siglas en inglés) ha revisado la información disponible y ha concluido que la evidencia es limitada para determinar su carcinogenicidad en animales.

Se ha propuesto que la citrinina puede estar implicada en enfermedades humanas, tales como el “arroz amarillo” en Japón y la nefropatía endémica de los Balcanes, cuando está presente con otras micotoxinas, especialmente ocratoxina A.

Origen

La citrinina es producida por al menos 12 especies de Penicillium, incluyendo P. citrinum, algunas cepas de P. camembertii (utilizado en la producción de queso), y P. verrucosum, el cual también produce ocratoxina A. Algunas especies Aspergillus, tales como A. terreus y A. niveus también producen citrinina y la toxina ha sido detectada en cultivos de Monascus ruber y Monascus purpureus, utilizados para la manufactura de pigmentos rojos.

El P. citrinum ha sido aislado de una amplia variedad de productos alimenticios a nivel mundial. Es capaz de crecer en un rango de temperatura de 5 – 37 °C y una actividad de agua de 0.80.

Estabilidad en alimentos

La citrinina no es particularmente estable y se degrada con el calor y en condiciones alcalinas. Hay poca información publicada sobre el destino de la citrinina en el procesamiento de alimentos, pero parece poco probable que persista en cantidades significativas en productos de panificación y otros cereales procesados. Sin embargo, hay alguna evidencia de que productos de degradación tóxica pueden formarse cuando la citrinina se degrada en ambientes húmedos.

Es poco probable que sobreviva al proceso de elaboración de cerveza y se ha reportado que más del 90% de la citrinina se destruye durante la germinación de la cebada siendo el restante degradado durante la maceración.

La producida por el crecimiento de hongos en el queso parece permanecer estable, permaneciendo presente después de estar almacenado por ocho días.

Opciones de control

Hay documentadas pocas medidas de control específicas para la citrinina, pero su co-ocurrencia con la ocratoxina A en cereales significa que las medidas de control recomendadas antes y después de la cosecha para la ocratoxina A podrían proporcionar un control indirecto de la citrinina.

Procesamiento.

El control de la citrinina en alimentos fermentados, tal como el queso y la salchicha puede alcanzarse por buenas prácticas higiénicas para prevenir la contaminación de la superficie y el crecimiento de las toxinas producidas por especies fúngicas. Cuando las especies potencialmente productos de citrinina tales como Penicillium o Aspergillus (Por ejemplo, P. camembertii) son utilizadas en la producción de alimentos fermentados, es importante seleccionar cepas que no produzcan toxinas como cultivos iniciadores.

Los quesos que han sufrido deterioro por mohos en su superficie, a menudo son rebanados para eliminar el crecimiento del hongo antes de la venta, pero es importante recordar que algunas moléculas de citrinina pueden estar todavía presentes en las capas superficiales del queso rebanado.

Análisis

Los análisis cuantitativos de citrinina en productos de agricultura a niveles de aproximadamente 10 ppb se puede alcanzar utilizando métodos HPLC, pero es importante asegurar que no se presente la degradación durante el análisis. También hay métodos selectivos basados en las técnicas ELISA.

Legislación

No hay especificaciones normativas actuales que establezcan parámetros o recomienden límites para la citrinina en alimentos para consumo humano o animal.

Referencias

The mycotoxin factbook: Food & feed topics.
Barug, D. et al.

Mycotoxins (Clinical Microbiology Reviews)
Bennetm J. W. & Klich, M.

European Mycotoxin Awareness Network (EMAN).

Overview of foodborne toxins – mycotoxins
Food-Info.net

INCHEM – International Program on Chemical Safety.
International Agency for Research on Cancer (IARC) – Summaries & Evaluations

Worldwide regulations for mycotoxins in food and feed 2003.
FAO Food and Nutrition Paper 81

Algunos de los más comunes polímeros de condensación, sintetizados a partir de dos monómeros diferentes han sido nombrados por un sistema de nomenclatura semisistemático, basado en la estructura, diferente del más reciente sistema IUPAC. El nombre del polímero es obtenido colocando el prefijo poli, siguiendo un paréntesis, sin espacio o guion, encerrando el nombre del grupo estructural agregado al compuesto original. El compuesto original es el miembro particular de la clase del polímero (El particular éster, amida, uretano, etc.). Así, el polímero del hexametilen diamina y ácido sebácico es considerado como la amida sustituta derivada del compuesto ácido sebácico, HO2(CH2)8CO2H, y es nombrado poli(hexametilen sebacamida). Poli(etilen tereftalato) es el polímero del etilen glicol y ácido tereftálico, p-HO2C-C6H4-C02H. El polímero del trimetilen glicol y diisocianato de etilo es poli(trimetilen etilen-uretano).

Se ha hecho la sugerencia de nombrar a los polímeros de condensación sintetizados a partir de dos monómeros diferentes utilizando el prefijo poli, con paréntesis cerrando los nombres de los dos reactivos, con los nombres de los mismos separados por el término –co–, así, el polímero de la reacción 7 (Composición y Estructura de los Polímeros) podría ser nombrado como poli(fenol-co-formaldehido). Esta sugerencia no ha tenido gran aceptación.

Esta serie participa en el XIX Edición del Carnaval de Química, que se hospeda en esta ocasión en el blog LEET ME Explain, gestionado por @scariosHR.

Continúa en Nomenclatura basada en la estructura Sistema IUPAC.

La nomenclatura de los polímeros deja mucho que desear. Es más deseable un sistema de nomenclatura estándar basada en la estructura química que se usa para pequeños compuestos inorgánicos y orgánicos. Desafortunadamente el nombrar a un polímero no procedió de una manera sistemática hasta que fue relativamente tarde, en el desarrollo de la ciencia de los polímeros. No es inusual que un polímero tenga varios nombres debido al uso de los diferentes sistemas de nomenclatura. Los sistemas de nomenclatura utilizados están basados en la estructura del polímero, en su origen, o en sus nombres comerciales. Además, no solo tienen diferentes sistemas de nomenclatura, sino que su aplicación no ha sido del todo rigurosa. Un paso importante hacia la estandarización fue iniciada en la década de 1970 por la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Nomenclatura basada en su origen.

El sistema de nomenclatura más simple (Y por lo tanto, más utilizado) es probablemente el basado en el origen del polímero. Este sistema es aplicable primariamente a los polímeros sintetizados de un monómero simple como en las polimerizaciones de adición o de apertura de anillos. Esos polímeros son nombrados por la adición del nombre del monómero al prefijo “Poli“ sin espacio y sin guion. En consecuencia, los polímeros del etileno y el acetaldehído son nombrados polietileno y poliacetaldehido, respectivamente. Cuando el monómero tiene un nombre de varias palabras o un anormal nombre largo, se colocan paréntesis alrededor de su nombre siguiendo al prefijo “poli”. Así, los polímeros del 3-metil-1-penteno, cloruro de vinilo, óxido de propileno, clorotrifluoroetileno y c-caprolactama son llamados poli(3-metil-1-penteno), poli(cloruro de vinilo), poli(óxido de propileno), poli(clorotrifluoroetileno) y poli(c-caprolactama), de manera respectiva. Otros ejemplos los pueden observar en la Tabla 2 de Composición y estructura de los polímeros. Los paréntesis son omitidos frecuentemente en el uso común cuando se mencionan los polímeros. A pesar de que esto frecuentemente no presenta un problema, es incorrecto, y en algunos casos la omisión puede llevar a la incertidumbre sobre la estructura por la cual se nombró al polímero.

Algunos polímeros son nombrados como derivados del monómero hipotético. Así, el poli (vinil acohol) es de hecho producido por la hidrólisis de poli (vinil acetato)

Sin embargo, es nombrado como producto del monómero hipotético vinil alcohol (El cual en realidad existe exclusivamente como el tautómero-acetaldehido).

Los polímeros de condensación sintetizados de simples reactivos son nombrados de manera similar. Como ejemplos están las poliamidas y los poliésteres producidos de los aminoácidos e hidoxiácidos, respectivamente. Por lo que, el polímero del ácido 6-aminocaproico es nombrado poli (ácido 6-aminocaproico)

Cabe señalar que hay una ambigüedad aquí, en la que el poli (ácido 6-aminocaproico) y el poli (c-caprolactama) son el mismo polímero, el cual es producido de dos diferentes monómeros, una situación no encontrada comúnmente.

Esta serie participa en el XIX Edición del Carnaval de Química, que se hospeda en esta ocasión en el blog LEET ME Explain, gestionado por @scariosHR.

Continúa en Nomenclatura basada en la estructura (No IUPAC).

Además de las diferencias estructurales y de composición entre polímeros, Flory subrayó la diferencia significativa en el mecanismo por el cual se construyen las moléculas de polímeros. Aunque Flory continuo utilizando los términos condensación y adición en sus publicaciones de mecanismos de polimerización, la terminología más reciente clasifica las polimerizaciones en “por etapas” y “en cadena”.

Estos procesos difieren en varias características, pero la diferencia más importantes es en las identidades de las especies que pueden reaccionar unas con otras. Otra diferencia es la manera en la cual el tamaño del polímero molecular depende del grado de conversión.

La polimerización por etapas procede por la reacción paso a paso entre los grupos funcionales de reactivos, como se muestra en las reacciones 1 a 3 y 6 a 8 (ver Composición y Estructura de los Polímeros). El tamaño de las moléculas del polímero se incrementa a un ritmo relativamente lento en este tipo de polimerizaciones. El proceso va de monómero a dímero, trímero, tetrámero, pentámero y así sucesivamente, hasta que eventualmente se forma una molécula polimérica de gran tamaño. La característica de la polimerización por etapas que la distingue a la polimerización en cadena es la reacción que ocurre entre cualquiera de las especies de diferente tamaño presentes en la reacción del sistema.

La situación es muy diferente a la polarización en cadena donde un iniciador es utilizado para producir una iniciador especie R* con un centro reactivo. El centro reactivo podría ser cualquiera, un radical libre, un catión o un anión. La polimerización ocurre por la propagación del centro reactivo por las adiciones sucesivas de grandes números de monómeros moleculares en una reacción en cadena. La característica distintiva de la polimerización en cadena es que el crecimiento del polímero toma lugar por la reacción del monómero solo con el centro reactivo. El monómero no reacciona con el monómero ni las diferentes especies tales como el dímero, trímero, tetrámero, n-mero reaccionan unas con otras. El ejemplo más común de una polimerización en cadena es la de los monómeros de vinil. El proceso puede representarse de la siguiente manera:

Cada monómero molecular que se ha agregado a un centro reactivo, regenera el centro reactivo. El crecimiento del polímero pasa por sucesivas adiciones de cientos de miles o más monómeros moleculares. El crecimiento de la cadena polimérica cesa cuando el centro reactivo es destruido por uno o más de un número de reacciones de terminación posibles.

Las polimerizaciones por etapas y en cadena típicas difieren significativamente en la relación entre el peso del polímero molecular y el porcentaje de conversión del monómero. Así, si nosotros iniciamos nuestra polimerización por etapas y en cadena al mismo tiempo, observaremos una variedad de situaciones respecto a sus respectivas tasas de polimerización. Sin embargo, el peso molecular de los polímeros producidos en cualquier momento después de iniciadas las reacciones será siempre muy característico para ambos tipos de polimerizaciones. Si ambas son detenidas a un 0.1%, 1%, 10%, 40%, 90% de su conversión, siempre veremos el mismo comportamiento. La polimerización en cadena nos mostrará la presencia de moléculas poliméricas de alto peso molecular en todos los porcentajes de conversión. No hay moléculas de tamaño intermedio en la mezcla de la reacción (Solo monómero, alto polímero y la especie iniciadora). El único cambio que ocurre con la conversión (Por ejemplo, tiempo de reacción) es el continuo incremento en el número de moléculas poliméricas (Ver figura 1-a). Por otro lado, las moléculas poliméricas de alto peso molecular son obtenidas en polimerización por etapas solo cerca del final de la reacción (>98% de conversión) (Ver figura 1-b). En consecuencia ambos, el tamaño del polímero y la cantidad de polímeros dependen de la conversión en la polimerización por etapas.

La clasificación de polímeros, de acuerdo con los mecanismos de polimerización, es por su estructura y composición, no sin ciertas ambigüedades. Ciertas polimerizaciones muestran un incremento lineal del peso molecular conforme a la conversión (Figura 1-c) cuando el mecanismo de polimerización se sale de su camino habitual. Esto es observado en ciertas polimerizaciones en cadena, las cuales involucran un proceso de iniciación rápido acoplado con la ausencia de reacciones que terminen la propagación de centros de reacción. La síntesis biológica de proteínas también muestra el comportamiento descrito en la figura 1-c dado los diversos monómeros moleculares que son guiados a reaccionar en una manera muy específica por un proceso enzimático controlado.

La ‘apertura’ de anillos en la polimerización de monómeros cíclicos tales como el óxido de propileno

O c-caprolactama

Usualmente pasan por la polimerización en cadena, pero la dependencia del peso molecular del polímero en la conversión casi nunca permite el comportamiento visto en la figura 1-a, las polimerizaciones donde se abren anillos frecuentemente siguen el comportamiento observado en la figura 1-c. La International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) sugirió el término “Policondensación” en lugar de polimerización en etapas, pero ese término es más restringido puesto que implica que las reacciones están limitadas a las reacciones de condensación en las cuales pequeñas moléculas tales como el agua son expelidas durante la polimerización. El término polimerización en etapas comprende no solo condensaciones, sino también polimerizaciones en las cuales no se expulsan pequeñas moléculas. Un ejemplo de esto último es la reacción de dioles y diisocianatos a poliuretanos (Reacción 6 en Composición y Estructura de los Polímeros). La formación de poliuretanos sigue las mismas características reactivas que la formación de poliésteres, poliamidas y otras polimerizaciones en las cuales se expelen moléculas pequeñas.

Las polimerizaciones de apertura de anillos señalan claramente que uno debe distinguir entre la clasificación de los mecanismos de polimerización y la de la estructura de los polímeros. Las dos clasificaciones no pueden usarse siempre de forma intercambiable. Los polímeros como los poliésteres y las poliamidas producidas en las reacciones 10 y 11, así como otros formados a partir de otros monómeros cíclicos, deben ser clasificados separadamente por su mecanismo de polimerización y su estructura polimérica. Estos polímeros son clasificados estructuralmente como polímeros de condensación, dado que contienen grupos funcionales (Por ejemplo, amida, éter) en la cadena polimérica. Ellos, como los poliuretanos, no clasifican como polímeros de adición de acuerdo a la clasificación original de Carothers. La situación es aún más complicada para un polímero como el obtenido de c-caprolactama. El mismo polímero puede ser obtenido por la polimerización por etapas del monómero lineal ácido c-amino-caproico. Debe ser suficiente en este momento enfatizar que los términos condensación y polímero por etapas, o polimerización no son sinónimos y de igual forma para los términos adición y polímero en cadena o polimerización, aun cuando esos términos se han intercambiado de forma frecuente. La clasificación de los polímeros basada solo en la estructura polimérica o en el mecanismo de polimerización es frecuentemente una simplificación que lleva a la ambigüedad y al error. Ambos, la estructura y el mecanismo son usualmente necesarios para clasificar con claridad a un polímero.

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Continúa en Nomenclatura de Polímeros.

Los polímeros fueron clasificados originalmente por Carothers en polímeros de condensación y adición, basándose en la diferencia de composición entre el polímero y los monómeros de los cuales fue sintetizado. Los polímeros de condensación eran esos polímeros que fueron formados de monómeros polifuncionales por las diversas reacciones de condensación de química orgánica con la eliminación de algunas pequeñas moléculas como el agua.

Un ejemplo de un polímero de condensación es la formación de las poliamidas de diaminas y diácidos con la eliminación de agua, de acuerdo a:

Reacción 1.

Donde R y R’ son grupos aromáticos o alifáticos. La unidad en paréntesis en la fórmula de la poliamida se repite varias veces en la cadena polimérica y es denominada la unidad de repetición. La composición elemental de la unidad de repetición difiere de los dos monómeros por los elementos del agua. La poliamida sintetizada del hexametilendiamina, R = (CH2)6, y el ácido adípico, R’ = (CH2)4, es la fibra y plástico usada ampliamente, conocida comúnmente como nylon 6/6 o poli(hexametilendipamida). Otros ejemplos de polímeros de condensación son los poliésteres formados de diácidos y dioles con la eliminación de agua y el policarbonato de la reacción de un dihidróxido aromático reactivo y fosgeno con la eliminación de ácido clorhídrico.

Reacción 2.

Reacción 3.

Los polímeros de condensación comunes y las reacciones por las cuales se forman se muestran en la Tabla 1-1. Es importante notar en esta tabla que para muchos de los polímeros de condensación hay diferentes combinaciones de reactivos que pueden emplearse para su síntesis. En consecuencia, las poliamidas pueden sintetizarse por las reacciones de diaminas con diácidos o cioruros de diacilo y por auto condensación de aminoácidos. De forma similar, los poliésteres pueden ser sintetizados de dioles por esterificación con diácidos o intercambio de ésteres con diésteres.

Algunos polímeros que se presentan en forma natural como la celulosa, almidón, lana y seda, son clasificados como polímeros de condensación, dado que cada uno puede postular si síntesis desde ciertos reactivos hipotéticos por la eliminación de agua. Así, la celulosa puede ser considerada como el poliéster formado por la deshidratación de la glucosa. Carothers incluyó esos polímeros definiendo los polímeros de condensación como aquellos en los cuales la fórmula de la unidad de repetición carece de ciertos átomos que están presentes en el (los) monómero (s) del (de los) que estén formados o de los cuales se degradó. En este sentido, la celulosa es considerada un polímero de condensación, dado que su hidrólisis produce glucosa, la cual contiene la unidad de repetición de la celulosa más los elementos del agua.

Reacción 4.

Los polímeros de adición fueron clasificados por Carothers como aquellos formados de la adición de monómeros sin la pérdida de una pequeña molécula. A diferencia de los polímeros de condensación, la unidad de repetición de un polímero de adición tiene la misma composición que el monómero. Los mayores polímeros de adición son aquellos formados por la polimerización de monómeros conteniendo el doble enlace carbón-carbón. Esos monómeros son conocidos como monómeros de vinil (Aunque el término vinil, estrictamente hablando, se refiere al grupo CH2=CH- adjunto a algún sustituyente. También se les denomina substitutos de etilenos). Los monómeros de vinil pueden hacerse para reaccionar consigo mismos para formar polímeros por la conversión de su doble enlace en enlaces saturados, por ejemplo

Reacción 5.

Donde Y puede ser cualquier grupo sustituto tal como un hidrógeno, alquilo, arilo, nitrilo, éster, ácido, cetona, éter o halógeno. La Tabla 2 muestra muchos de los polímeros de adición comunes y los monómeros de los cuales son producidos.

El desarrollo de la ciencia de polímeros con el estudio de los nuevos procesos de polimerización y polímeros ha mostrado que la clasificación original de Carothers no era adecuada por completo y deja mucho que desear. Por ejemplo, consideremos los poliuretanos, los cuales se forman por la reacción de dioles con diisocianatos sin la eliminación de ninguna estructura pequeña

Reacción 6.

Utilizando la clasificación original de Carothers, se podrían clasificar como polímeros de adición, dado que el polímero tiene la misma composición estructural que la suma de los monómeros. Sin embargo, los poliuretanos tienen una estructura mucho más similar con los polímeros de condensación que con los de adición. La cadena uretano (-NH-CO-O-) tiene más en común con la de éster (-CO-O) y amida (-NH-CO-).
Para evitar la obviamente incorrecta clasificación de poliuretanos así como algunos otros polímeros como polímeros de adición, han sido clasificados considerando la estructura química de los grupos presentes en las cadenas del polímero. Los polímeros de condensación han sido definidos como aquellos polímeros cuyas unidades de repetición se han unido por unidades funcionales de un tipo u otro tal como el éster, amida, uretano, sulfuro y otras cadenas. En consecuencia, la estructura de los polímeros de condensación han sido definidos por

-R-Z-R-Z-R-Z-R-Z-R-Z

Donde R es un grupo aromático o alifático y Z es una unidad funcional tal como –OCO-, -NHCO-, -S-, -OCONH-, -O-, -OCOO-, y –SO2-. Los polímeros de adición, por su parte, no contienen tal grupo funcional como parte de la cadena del polímero. Esos grupos pueden, sin embargo, estar presentes en los polímeros de adición como sustituyentes dependientes colgando de la cadena del polímero. De acuerdo a esta clasificación, los poliuretanos son clasificados en seguida y más adecuadamente como polímeros de condensación.
No debe tomarse como garantía que todos los polímeros definidos como de condensación por Carothers puedan ser definidos por una consideración en la estructura de su cadena polimérica. Algunos polímeros de condensación no contienen grupos funcionales tales como éster o amida en la cadena polimérica. Un ejemplo de ello es el fenol-formaldehido producido por la reacción del fenol (O fenoles sustitutos) con formaldehido.

Reacción 7.

Esos polímeros no contienen un grupo funcional dentro de la cadena polimérica pero son clasificados como polímeros de condensación, puesto que el agua se separa durante el proceso de polimerización. Otro ejemplo es el poli (p-xileno), el cual es producido por el acoplamiento oxidativo (dehidrogenización) del p-xileno.

Reacción 8.

En resumen

Un polímero es clasificado como un polímero de condensación si su síntesis involucra la eliminación de partículas pequeñas o, si contiene grupos funcionales como parte de la cadena polimérica, o su unidad de repetición carece de átomos que estén presentes en el (hipotético) monómero al cual puede ser degradado. Si un polímero no cumple alguno de estos requisitos, es clasificado como un polímero de adición.

Esta serie participa en el XVIII Edición del Carnaval de Química, que se hospeda en esta ocasión en el blog XDCiencia, gestionado por Vilvoh.

Continúa en Mecanismos de Polimerización.

Introducción.

Los polímeros son macromoléculas construidas por la unión de grandes cantidades de pequeñas moléculas. Estas pequeñas moléculas se combinan con otras para formar moléculas de polímeros, llamadas monómeros, y las reacciones por las cuales se combinan se denominan polimerizaciones. Pueden existir cientos, miles, decenas de miles o más monómeros unidos en una molécula de un polímero. Cuando hablamos de polímeros, nos referimos a aquellos materiales cuyo peso molecular pude alcanzar los cientos de miles de millones.

Tipos de polímeros y polimerizaciones.

Existe una considerable confusión concerniente a la clasificación de los polímeros. Esto es especialmente el caso del estudiante principiante quien debe comprender que no hay una clasificación aceptada que no sea ambigua. Durante el desarrollo de la ciencia de polímeros, se han venido utilizando dos clasificaciones. Una está basada en la estructura de los polímeros y los divide en polímeros de condensación y polímeros de adición. La otra está basada en el mecanismo de polimerización, y los divide en polimerización por etapas y polimerización en cadena. La confusión surge debido a que ambas clasificaciones son utilizadas indistintamente sin el cuidado adecuado. Los términos “condensación” y “etapas” se usan frecuentemente de forma simultánea y lo mismo sucede con los términos “adición” y “cadena”. ¿Por qué pasa esto? Bueno, el detalle es que la mayoría de los polímeros de condensación son producidos por etapas y la mayoría de los polímeros por adición son producidos en cadena, aunque no es siempre el caso. La clasificación de la condensación/adición está basada en la composición de la estructura de los polímeros, y la clasificación de etapas/cadena está basada en el mecanismo del proceso de polimerización.

Esta serie participa en el XVIII Edición del Carnaval de Química, que se hospeda en esta ocasión en el blog XDCiencia, gestionado por Vilvoh.
Continua en Composición y estructura de los polímeros.

En colaboración científicos estadounidenses y rusos crean el elemento químico 117.

Un equipo de físicos estadounidenses y rusos han creado un elemento químico con el número atómico Z=117, llenando un hueco en la Tabla Periódica de los Elementos. El nuevo elemento súper-pesado, ‘nació’ en un acelerador en Dubna, Rusia, y requirió los esfuerzos colaborativos coordinados entre cuatro instituciones en Estados Unidos de América y dos en Rusia y más de dos años para conseguirlo, es de destacar lo que logró la cooperación internacional. La identificación del elemento 117 entre los productos de la reacción del berkelio 249 con el calcio 48 ocurrió a finales del 2009 y los resultados fueron publicados en abril del 2010. La producción del blanco berkelio 249, con un corto periodo de vida media de T1/2=320 días, requirió una intensa irradiación de neutrones en el Reactor de Isótopos de Alto Flujo (HFIR, High Flux Isotope Reactor) del ORNL (Oak Ridge National Laboratory), la separación química en otro reactor obtuvo productos que incluyeron el californium 252, otra vez, en el ORNL, siguiendo la fabricación del blanco en Dimitrovgrad, Rusia y seis meses de bombardear el acelerador con un haz intenso de calcio 48 en Dubna, Rusia (Una carrera continua intercontinental contra el decaimiento radioactivo).

El análisis de la información experimental fue desarrollado de manera independiente en Dubna y Lawrence Livermore National Laboratory, proporcionando análisis de los datos prácticamente las 24 horas del día, debido al diferencial de tiempo entre Rusia y California (Entre 11 y 12 horas) Se observaron seis átomos del elemento 117 (Cinco de 117293 y uno de 117294) y un total de 11 nuevos nucleídos fueron descubiertos en el decaimiento de los productos de esos dos isótopos de Z=117. Se observó al medir las vidas medias de los nuevos núcleos súper-pesados que estas se incrementaban con un mayor número de neutrones.

Este trabajo representa la verificación experimental para la existencia de la isla predicha de estabilidad mejorada. Científicos y estudiantes de la Vanderbilt University y la University of Nevada también contribuyeron en este exitoso experimento.

Esta entrada participa en el XXV Carnaval de Física cuyo anfitrión en esta edición es el blog “Últimas noticias del Cosmos“, gestionado por Gerardo Blanco.

Referencias

Argonne National Laboratory

TRIUMF

Grand Accélérateur National d’Ions Lourds

GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung

CERN

RIKEN

Designer nuclei – making atoms that barely exist
K.L Jones & W. Nazarewics

Shape coexistence and triaxiality in the superheavy nuclei
S. Ćwiok, P.H. Heenen, W. Nazarewicz

The magic nature of 132Sn explored through the single-particle states of 133Sn
K.L. Jones, A.S. Adekola, D.W. Bardayan et al.

From Finite Nuclei to the Nuclear Liquid Drop: Leptodermous Expansion Based on the Self-consistent Mean-Field Theory
P.G. Reinhard, M. Bender, W. Nazarewicz, T. Vertse

Theoretical Description of Superheavy Nuclei
W. Nazarewicz, M. Bender, S. Cwiok, P.-H. Heenen, A. Kruppa, P.G. Reinhard, T. Vertse

Shell Stabilization of Super- and Hyper-Heavy Nuclei Without Magic Gaps
M. Bender, W. Nazarewicz, P.–G. Reinhard

Shell Corrections of Superheavy Nuclei: Green’s Function Hartree-Fock Method
A.T. Kruppa, M. Bender, W. Nazarewicz, P.–G. Reinhard, T. Vertse, S. Cwiok,

Have superheavy elements been produced in nature?
I. Petermann, K. Langanke, G. Martínez-Pinedo, I.V. Panov, P.-G. Reinhard, F.-K. Thielemann

Z=117
American Physical Society Sites – Division of Nuclear Physics

Exploring the island of Superheavy Elements
Sigurd Hofmann

Synthesis of a New Element with Atomic Number Z=117
Y. T. Oganessian et al.

Los elementos más pesados

¿Qué tan pesados son los núcleos atómicos que pueden existir? ¿Existe una isla de núcleos de larga vida en el plano N-Z? ¿Cuáles son las propiedades químicas de los átomos súper-pesados? Estas cuestiones presentan retos tanto para los físicos experimentales como los teóricos. La fuerza electrostática de repulsión entre protones se incrementa en aquellos núcleos con un número de protones grande que podrían no estar enlazados excepto por sutiles efectos cuánticos. La teoría predice que la estabilidad podrá incrementarse con la adición de neutrones en esos sistemas cuando N=184 (Ver Figura 1), pero no hay consenso acerca del lugar preciso de la proyectada isla de elementos súper-pesados de larga vida y sus periodos de existencia (Los intervalos van desde 105 hasta 107) años). is themes to the Apple legal a unlocking iphone 3g help around is all of features has craze to turning easy

Mediante el uso de blancos de actínidos y haces estables raros, tales como el calcio 48, se producen y observan elementos superiores a Z=118. El descubrimiento de un núcleo Z=117, con un blanco de berkelio 249 es un ejemplo de ello, así como de cooperación internacional en física nuclear (Se explicará en la última parte de esta serie). Con esa investigación, no solo se descubrió un nuevo elemento, sino que la nueva información obtenida de la vida media de varios núcleos en su decaimiento proporcionó el soporte experimental para la existencia de la tan largamente predicha isla de estabilidad en núcleos súper-pesados. Un progreso mayor, el acercarse a Z=118 o superarlo es posible, pero se requieren nuevos blancos de actínidos más allá del berkelio, y haces intensos de isótopos raros estables como el titanio 50. Sin embargo, existe un rango de opciones para sintetizar elementos pesados con haces exóticos. Utilizando los blancos radioactivos enriquecidos con neutrones y haces, se puede formar un sistema altamente excitado, el cual podría decaer en un estado súper-pesado vía el retiro del exceso de neutrones. Un área de relativa importancia es el estudio adicional de la espectroscopia de los núcleos súper-pesados posibles utilizando haces re-acelerados y espectrómetros ampliamente aceptados, buscando en el decaimiento alfa y la espectroscopia de rayos gamma arriba de Z=106.

Un reto importante es delinear las líneas de goteo (Los límites de los números de protones y neutrones en los cuales el núcleo no se mantiene unido por la fuerza nuclear fuerte y su existencia nuclear termina) tan lejos como el mapa nuclear lo permita (Ver Figura 1). Por ejemplo, los experimentos en la MSU han producido los isótopos de magnesio y aluminio más pesados accesibles a la fecha y han mostrado la posible existencia de magnesio 40, aluminio 42 y aluminio 43. Las líneas de goteo cercanas al núcleo tienen sistemas cuánticos débilmente enlazados, frecuentemente con dimensiones espaciales extremadamente grandes. En años recientes, los experimentos en ANL (Argonne National Laboratory), TRIUMF (Canada’s National Laboratory for Particle and Nuclear Physics), GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds), GSI, CERN y RIKEN (Rikagaku Kenkyūjo) usando láseres espectroscópicos de alta precisión han determinado la carga radial del halo nuclear del helio 6, helio 8, berilio 11 y litio 11 con una precisión del 1% a través de la determinación de los cambios los niveles electrónicos atómicos de los isótopos. Con las avanzadas Instalaciones para Haces de Isótopos Raros (FRIB, siglas en inglés) puede ser posible extender esos estudios para delinear más de las líneas de goteo hasta una masa 100 utilizando los haces de alta energía disponibles y la alta eficiencia y selectividad de los separadores de fragmentos FRIB.and your and Apple app by even the and a This iphone 3g unlock one you and to specific any unlocking together iPhone 4S they even

Las líneas de goteo frecuentemente exhiben modos de decaimiento exótico. Un ejemplo es el núcleo enriquecido en protones del hiero 45 que decae por decaimiento beta o expulsando dos protones de su estado fundamental. Moviéndonos hacia las líneas de goteo, el acoplamiento entre los diferentes estados nucleares, vía un continuo de estados sin enlaces, se hará sistemáticamente más importante, eventualmente interpretará un papel dominante en una estructura determinada. Tales sistemas donde ambos estados, los que tienen enlaces como los que no, existen e interactúan son llamados sistemas cuánticos “abiertos”.

Muchos aspectos de los núcleos en los límites del ‘paisaje nuclear’ son genéricos y se están explorando actualmente en otros sistemas abiertos: moléculas en campos externos fuertes, puntos cuánticos y otros microcomponentes en estado sólido, cristales en campos láser, y cavidades en microondas. La experimentación con haces radioactivos nucleares responderá las cuestiones pertinentes a todos los sistemas cuánticos abiertos: ¿Cuáles son sus propiedades cerca de los niveles bajos de energía donde las reacciones se vuelven energéticamente permitidas (Umbrales de las reacciones)? ¿Cuál es el origen de los estados en el núcleo, los cuales se asemejan a las agrupaciones de nucleones en grupos bien definidos, especialmente aquellos de importancia astrofísica? ¿Cuáles son los pasos más importantes en el desarrollo de una teoría que trataría la estructura nuclear y las reacciones consistentemente?