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Especial Química (III)

Llegamos al tercer especial sobre química y no hay más que decir. Aquí el primero y el segundo.
En primer lugar, algo que puedes probar en casa si no te lo crees.
Al encender la mecha, el calor empieza a evaporar la cera, que es un tipo de parafina. La parafina no es un material en sí, si no un grupo de hidrocarburos que comprende aquellos que tienen la fórmula química CnH2n+2. Esto sólo quiere decir que reúne los compuestos de carbono e hidrógeno que contienen el doble de moléculas más dos de hidrógeno que de carbono. El caso de la cera de vela, suele ser C20H42
Los hidrocarburos son inflamables, según las condiciones en las que se encuentren. En el caso de la cera de las velas, esas condiciones se dan cuando se encuentran en forma de gas y en una concentración suficientemente alta como para reaccionar con el oxígeno.

Es por eso que si consigues un rastro de humo suficientemente uniforme y concentrado, al acercar una fuente de ignición el gas prenderá fuego y se propagará de nuevo hasta la mecha, rodeada por una concentración aún mayor de vapor de parafina que empezará a arder y encenderá la vela.
Buscando información sobre el tema, he de decir que la cera de las velas me ha sorprendido.
En primer lugar, es mejor aislante eléctrico que casi cualquier otro material, exceptuando algunos plásticos como el teflón.
Además, es un buen moderador de neutrones, lo que significa que puede utilizarse en centrales nucleares para reducir la velocidad de estas partículas y así mantener una reacción de fisión nuclear continua.
Está empezando a utilizarse en construcción debido a su gran capacidad para almacenar calor: rellenando el interior de las paredes con cera que, gracias a su bajo punto de fusión, se derrite con el calor que va acumulando durante el día. Por la noche, cuando las temperaturas bajan, la parafina vuelve a solidificarse y libera todo ese calor acumulado. 
En el siguiente gif, una esponja absorbe ácido sulfúrico.

Las esponjas artificiales están hechas de poliuretano que, como vemos en esta tabla, no aguanta un pimiento contra el ácido sulfúrico.
Si, en cambio, lo quieres disolver es una esponja natural (tus razones tendrás), un ser vivo sacado expresamente del mar para restregárnoslo por el cuerpo, el ácido sulfúrico no tendría un efecto tan impactante. La esponja de mar tiene un esqueleto interno de carbonato cálcico que… Sí, bueno, reacciona con el ácido sulfúrico un poco, pero tampoco es nada del otro mundo. Esto es porque el ácido descompone la superficie del carbonato cálcico en sulfato cálcico, que actúa como “capa protectora” que impide que la reacción siga su curso.
En este caso, necesitarías ácido clorhídrico, HCl, que con el carbonato cálcico reacciona mucho mejor.
Para terminar, una bola de acero flotando sobre mercurio, por que en Ciencia de Sofá nos encanta este metal líquido a temperatura ambiente.

Esto no tiene mucho secreto: dado un líquido de una densidad cualquiera, una cosa con una densidad menor que el líquido flotará sobre ella.
Por ejemplo, un litro de agua pesa un kilogramo. Con esa densidad de 1 kg/l, cualquier cosa que pese más por unidad de volumen, como el cemento (~2.4 kg/l), el acero (7.87 kg/l) la  madera de ébano (1.12 kg/l) o Ronnie Coleman (~1.06 kg/l) se hundirán en ella irremediablemente en ella.
Pero luego está el mercurio, con una densidad de 13.6 kg/l. Una botella de agua de algún souvenir llena de este metal líquido pesaría 13.6 kg y en una piscina llena de mercurio flotaría todo tipo de madera, material de construcción o culturista.
Aún así, hay cosas mucho más densas que el mercurio que acabarían en el fondo de la piscina de bello metal líquido, como por ejemplo el uranio (19.1 kg/l), el oro (19.3 kg/l), el hassio (41 kg/l) o el material del que está compuesto el exoplaneta KOI-55b (64 kg/l). Ya hablaremos de KOI-55b.

Especial Mercurio

Íbamos a escribir un especial sobre química, pero con el primer tema nos estábamos alargando tanto que hemos decidido convertirlo en un capítulo sobre uno de nuestros elementos favoritos de la tabla periódica: el mercurio.

De símbolo químico Hg, en alusión a su nombre en latín hidrargium (de hidros, agua y argentum, plata), ha alimentado la curiosidad del ser humano desde su descubrimiento. 


Hablando de alimentación, la curiosidad no es lo único que se ha nutrido de este elemento: el emperador Qin Shi Huang murió en el 210 a.C. por tomar regularmente un brebaje de mercurio que había mandado desarrollar a sus alquimistas, pensando que esta sustancia le otorgaría la inmortalidad


Si es bonito, es sano“, Qin Shi Huang emperador chino y coautor de “La dieta Dunkan”.

Que sea un metal que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente no es la única propiedad curiosa que caracteriza al mercurio. Otra cosa que sorprende de este elemento es su densidad: un litro de material pesa 13.6 kilogramos, (lo que es el equivalente a sufrir una luxación de muñeca al levantar un botellín de Font Vella).


A consecuencia de esto, y como las cosas menos densas flotan sobre las que lo son más, casi todos los elementos que puedan sonarte de algo flotarán en mercurio.
Por ejemplo, una bala de cañón de hierro (densidad, 7.87 kg/litro).



Si contaran con los medios económicos necesarios, en el vídeo podrían haber demostrado cómo otros materiales más densos se hunden en mercurio, como por ejemplo el uranio (18.95 kg/l), el oro (19.3 kg/l), el osmio (22.16 kg/l) o la trilogía de Cincuenta Sombras de Grey.

No nos creemos que la BBC, de donde procede la animación, no pueda permitirse comprar un lingotillo de oro para una demostración rápida, pero en su defensa debo decir que la prueba tampoco sería recomendable, ya que el oro tendería a amalgamarse con el mercurio, liberando una cantidad enorme de calor y… 


¡Eh, para el carro!


¡Calma, ahora lo explico! El mercurio hace cosas muy entretenidas cuando entra en contacto con ciertos elementos. 


Una amalgama es una mezcla fruto de la reacción entre el mercurio y otro metal (menos el hierro). Al echar algún metal sólido dentro de un recipiente con mercurio, el primero se disuelve y ambos pasan a formar un sólo compuesto.

     Amalgama de mercurio y oro. Fuente: aquí.

Se usaba mercurio para amalgamarlo con el oro incrustado en las rocas en minería y así poder extraerlo con facilidad. Por suerte, esto sólo duró hasta que se descubrió que el mercurio es extremadamente tóxico y los residuos que quedaban desataban el caos en los ecosistemas cercanos, aunque seguía siendo demasiado tarde para advertir a Qin Shi Huang sobre los peligros de su particular dieta Dunkan. 

Las amalgamas de plata-mercurio, por ejemplo, se usan en implantes dentales. No nos alarmemos, no son tóxicos porque la mezcla forma un material sólido muy resistente y hace falta mucho desgaste para que una cantidad inofensiva se cuele en nuestro organismo.


Pero no hay que disolver nada en una piscina de mercurio para que la reacción tenga lugar. El mercurio no necesita estar en superioridad numérica para atacar, como demuestra el siguiente vídeo:



¡OMG!

En condiciones normales el oxígeno de la atmósfera reacciona con el aluminio de la superficie formando una fina capa protectora de óxido de aluminio impermeable que impide que el oxígeno penetre en el interior de la pieza y la debilite desde dentro.

Pero el mercurio no es una nenaza como el oxígeno y se infiltra entre la capa de óxido de aluminio, impidiendo que se forme una barrera continua que proteja el resto del material contra el oxígeno y permitiendo que el oxígeno penetre en la estructura. Esto forma nuevas capas de óxido que a la vez son atravesadas por el mercurio y el oxígeno, formando más capas… Y al final acaba todo lleno de grietas y la estructura hecha un desastre.

El mercurio es tan efectivo rompiendo la barrera natural del aluminio que, durante la II Guerra Mundial, los aliados aprovechaban este fenómeno e infiltraban unidades militares en territorio alemán para untar sus aviones con mercurio y dejaban a los nazis con el culo torcido al ver que sus aeronaves caían del cielo sin explicación alguna.

Moraleja: lo único que impide que un avión se estrelle es una capa microscópica de óxido de aluminio.