Friday, November 30, 2012

¡Este átomo sí cuajó!


Calcio



Recipiente semiesférico

1)Disuelva un paquete de gelatina Sabor coco a base de leche.
2)Hidrate la grenetina sin sabor, someta a baño maría y agregue el saborizante al gusto junto con medio litro de agua. Deje reposar.

3)Vierta 1/4 parte del líquido en la pecera, una vez cuajado, coloque al centro 5 mitades de uva (1 mitad de una equivale a 1 neutron) y 5 frambuesas. 
4)Con la ayuda de una pipeta veral, gotee el siguiente cuarto de la mezcla sobre las frutas, cuidando el acomodo inicial de éstas.
5) Repita el paso 3 y 4 hasta que no tenga más frutas o mezcla (20 uvas, 20 frambuesas)
6) Con la mezcla del paso 2 coloque una capa fina sobre el recipiente, deje cuajar y coloque 2 chispas de chocolate blanco
7)Nuevamente, gotee mezcla hasta cubrir completamente el chocolate de la primera capa pero coloque ahora 8 chispas.
8) Repetir paso 7
9) Vierta casi el total de la mezcla y coloque las últimas 2 chispas. (total de 20 chispas)
10) Con el fin de identificar el modelo atómico que ha elaborado puede colocar alguna estructura sólida moldeada con el símbolo del elemento Ca. 




Este elemento adquiere su nombre del latín clax, calis, cal. El cual ya era empleado por los romanos en sus morteros de construcción en el compuesto óxido de Calcio. Sin embargo, no fue hasta el siglo XIX en que este metal fue oficialmente descubierto por Berzelius y Pontin, quienes prepararon una amalgama de calcio mediante electrólisis de la cal en Hg. Más adelante fue Davy quien preparó el metal; sin embargo, no logró una pureza del 100%. Es a partir de entonces que podemos identificar al Calcio como un Metal Alcalinotérreo. Y por tanto, posee las propiedades de estos, es decir es estable en aire seco, su flama tiene un color rojo-amarillento característico. Reacciona con el agua y con la humedad del ambiente.  
Entre los isótopos del Calcio nos podemos encontrar con seis naturales y dieciocho inestables.
Calcio
Símbolo
Ca
Masa Atómica
40. 078
Número de Protones/Electrones
20
Número de Neutrones
20 (isótopo 40-Ca)
Electrones de los niveles de energía
2,8,8,2
Números de oxidación
+2
Electronegatividad
1.00
Energía de Ionización
590 kJ/mol
Afinidad electrónica
-29 kJ/mol
Radio atómico
197 pm
Radio iónico (+2)
100 pm
Entalpía de fusión
9.33 kJ/mol
Entalpía de Vaporización
149.95 kJ/mol
Punto de Fusión
842 °C
Densidad
1550 kg/m3
Volumen atómico
25.86
Color
Blanco/plateado


Este elemento está conformado por 20 electrones, 20 protones, y de la misma forma, 20 neutrones. Es por ello que podemos localizarlo con la configuración electrónica [Ar]4s2. Este metal, es el tercero de abundancia en la categoría de Metales; además de ser el quinto en abundancia en la corteza terrestre y constituye de esta un 4.15%, pero sólo se encuentra como componente de alguna molécula ya que su alta reactividad con el Oxígeno nos impide encontrarlo en estado puro. Es fácilmente encontrado en el agua de mar y en los siguientes minerales:
·         Piedra Caliza
·         Yeso
·         Fluorita
·         Espato de Flúor
·         Apatito [Ca5(PO4)F ó Ca5(PO4)Cl]
·         Anhidrita (CaSO4)
·         Diópsida (piroxeno) (CaMgSi2O6)
·         Wollastonita (CaSiO3)
Se puede reconocer fácilmente su color blanco/gris además de su consistencia ligera. Tiene una densidad de 1550 kg/m3 y una dureza similar a la del Plomo (en estado puro).

Presenta tres modificaciones del estado cristalino, el primero α-Ca, una cúbica centrada en las caras, misma que si alcanza los 300°C se transforma en una cristalización de tipo β-Ca, cúbica centrada en el cuerpo, y esta a su vez al llegar a 450° puede transformarse a  γ-Ca, arreglo hexagonal.
En algunos otros procesos químicos, el Calcio es empleado como reductor para la obtención de otros metales, como es el caso del Torio, Uranio, Circonio, entre otros. Además de ser aprovechado como desoxidante, desulfurante y descarburante de algunas aleaciones. En contra parte, puede formar aleaciones con aluminio, berilio, cobre, plomo y magnesio.
Entre los procesos de obtención de Calcio, se encuentran los siguientes:
·         Reducción aluminotérmica de la cal (CaO) pulverizada y aluminio en polvo, el cual se comprime en frío para lograr aglomerarlo y posteriormente calentar a 1200°C; el vapor de calcio es recogido.
·         Electrólisis de CaCl2 fundido. A la sal se le añaden fundentes que bajan su punto de fusión, se eleva la temperatura hasta 790°C.
Los compuestos de calcio tienen una gran variedad de utilidades ya que como cal, si es mezclada con arena da como resultado el mortero empleado para la construcción, además de algunos procesos metalúrgicos. En la naturaleza, se encuentra disponible en tres modificaciones, estas son calcita (hexagonal), aragonito (rómbica) y vaterita (artificial, rómbica). Otros compuestos importantes son el CaC2, que es empleado en la producción de acetileno, cinamida (fertilizante), desazufrado de acero, cloruro de calcio, higroscópico (mezclas frigoríficas, desecante, aglomerante de arena, aditivo de cemento y síntesis de Calcio), el nitrato de calcio (abono).
Este metal es fundamental para la existencia de la vida tal y como la conocemos. Es encontrado en Huesos (fosfato de calcio), dientes (Ca5(PO4)3OH), hojas, y caparazones de diversas especies. La concentración de iones Ca+ es de suma importancia en el organismo ya que participa en el proceso de coagulación de la sangre y en la contracción muscular.

El fosfato de Calcio, es el compuesto encontrado en los huesos. En este caso, también es empleado en la parte creativa que desarrollé. Ya que, el ingrediente principal para la elaboración de gelatinas es el fosfato de calcio obtenido a partir de huesos molidos. Por tanto, utilicé una grenetina base de leche para dar el color blanco del Calcio.
El trabajo fue pensado como una representación de la estructura atómica del Calcio, donde el núcleo está elaborado con 20 uvas (neutrones), 20 frambuesas (protones) y 20 chispas de chocolate blanco (electrones). Estas frutas fueron elegidas por contener calcio en su composición.

Bibliografía 


Jiménez, Antonio. UAM docencia: Calcio. n.d. 27 Noviembre 2012 <http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/ca.html>.
Real Academia de la Lengua Española. RAE. Noviembre 2012. 27 Noviembre 2012 <http://lema.rae.es/drae/?val=calcio>.



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