Al-Químicos
Blog de cursos y estudiantes de Químicas del Departamento de Ciencias Quimico-Biológicas en la Universidad de las Américas Puebla.
Friday, May 04, 2018
El Hierro
Características:
El hierro (Fe) es el elemento
número 26 de la tabla periódica de los elementos, es un metal de transición, es
decir, que hacen inclusión de configuración electrónica del orbital d, el cual está parcialmente lleno de
electrones. Pertenece al grupo 8, el periodo 4, y el bloque d. cuenta con una masa atómica de 55.847
uma. Se encuentra en la naturaleza de forma natural y formando parte de varios
óxidos, entre ellos el rubí. Para obtener el hierro elemental se sigue un
proceso de reducción con el elemento carbono. El hierro es el elemento más
pesado que se puede producir mediante la fusión nuclear, y el más ligero por la
fisión, esto se debe a que en el núcleo tiene la más alta energía para que se
pueda separar un neutrón o protón del núcleo.
Usos:
Se utiliza en la industria siderúrgica,
que es la industria especializada en el tratamiento de este. A través del
hierro se pueden crear diversas aleaciones de acero, las cuales contienen un
aproximado de 2% de carbono en su composición. El acero se utilizó de manera
extensiva durante la segunda guerra mundial, haciendo apariciones en los buques
de guerra y en vehículos ligeros de transporte, así como las contrapartes más
blindadas, como los tanques. No sólo se utilizó con fines armamentísticos, pero
hasta la fecha se ha utilizado como material de construcción, por ejemplo, en
las vigas de acero para las columnas de los edificios.
Historia:
El hierro originalmente se descubrió por el hombre
aproximadamente por el 4000 a.C. Para el 3000 y 2000 a.C. ya se usaba en
Mesopotamia y Egipto como elemento ceremonial ya que parece que en ese entonces
era mas valioso que el oro.
Alrededor del 1200 y 1000 a.C. se empezó a usar más el
hierro debido a la carencia del estaño para seguir haciendo bronce con
normalidad. A partir de ahí empieza lo que se denomina la Edad de Hierro,
sustituyendo a la previa Edad de Bronce.
A partir de ahí se fue investigando más sobre el hierro y se
encontró que al combinarlo con pequeñas cantidades de carbón se obtenía un
material más duro y menos frágil que el bronce, al cual estaba sustituyendo
paulatinamente. Este material denominado “hierro forjado” después se
convertiría en lo que hoy conocemos como acero, al desarrollar las proporciones
correctas entre hierro y carbono.
El Fluor
Historia
El
primer compuesto de flúor que se conoce data de los años 1500, en Alemania se
trata de la fluorita. El
mineralogista Georgius Agricola describió el mineral en 1529.
En
1670, Enrique Schwandhard descubrió que al someter al mineral a algunos ácidos,
desprendía un vapor muy corrosivo, que incluso corroía el vidrio. En 1813, Ampère hizo la hipótesis de que el ácido fluorhídrico era un compuesto de hidrógeno
con un elemento todavía no descubierto.
En
1830 los hermanos Tomás y Jorge Knox intentaron aislar el flúor por medios
químicos usando cloro. No lo lograron y también se intoxicaron seriamente.
Finalmente,
el 26 de junio de 1886, Moissan fue el primero que obtuvo flúor en forma pura,
lo que le valió el Premio Nobel de Química de 1906.
Aplicaciones
Se
emplea flúor en la síntesis del hexafluoruro de uranio, UF6, es el
gas más pesado conocido y se emplea en el enriquecimiento de uranio.
El
fluoruro de hidrógeno se emplea en la obtención de criolita
sintética, Na3AlF6, la cual se usa en el proceso de
obtención de aluminio.
Propiedades
atomicas
Radio medio
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Radio
atómico (calc)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
-1 (ácido
fuerte)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Elemento químico,
símbolo Ra (radius), de número atómico 88. El radio es un elemento radiactivo
raro, encontrado en minerales de Uranio. Desde el punto de vista químico, el
radio es un metal alcalinotérreo y tiene propiedades muy semejantes a las del
Bario. El empleo del radio en pinturas luminosas para relojes de pared o
pulsera y esferas de medida, así como en señales visibles en la oscuridad se
basa en su radiación alfa que golpea un tubo de centelleo, como el de sulfuro
de zinc.
Se conocen 13
isótopos del radio; todos son radiactivos; cuatro se encuentran en la
naturaleza y el resto se produce sintéticamente. Sólo el 226Ra es
tecnológicamente importante. Cuando son de preparación reciente, casi todos los
compuestos de radio son blancos, pero se decoloran permanentemente a causa de
su intensa radiación. Las sales de radio ionizan la atmósfera que los rodea,
por eso parece que emiten un resplandor azul. Los compuestos de radio descargan
los electroscopios, velan las placas fotográficas protegidas de la luz y
producen fosforescencia y fluorescencia en ciertos compuestos inorgánicos como
el sulfuro de zinc. El espectro de emisión de los compuestos de radio se parece
al de otros alcalinotérreos; los halogenuros de radio imparten color rojo
carmín a la llama.
El
Ra-223, Ra-224, Ra- 226 y Ra-228, se forman a través de desintegración de otros
elementos como puede ser el uranio o el torio. Otro de isótopos más duraderos
del radio después del Ra-226, es el Ra-228, el cual es un producto procedente
de la fisión de un isótopo del torio, el Th-232, con un periodo de
desintegración que dura unos 6.7 años.
En
un principio, se conseguía a través de las minas de pechblenda, en Bohemia,
República Checa. Después se consiguió en otras zonas, como en Colorado, pero
las minas más abundantes en dicho elemento se encontraron en el Congo, en las
minas que reciben el nombre del Alto Katanga, así como en Canadá, en la zona de
los grandes lagos. Existen grandes depósitos de uranio en otras zonas, como
Nuevo México, Australia, Utah, etc., de donde podemos obtener radio también a
través de los residuos radioactivos que genera el uranio.
Cuando
preparamos el metal del radio en estado puro, este posee un color brillante y
blanco, se oscurece cuando se encuentra en contacto con el aire, seguramente
por la formación de nitruro. El radio es conocido también por su luminiscencia.
El
radio fue descubierto por la conocida científica, Marie Curie,
en el año 1898, gracias al mineral uranita, obtenido en la zona de Bohemia.
En
un principio se utilizó dicho elemento en pinturas, con la finalidad de
hacerlas luminiscentes para diferentes fines, pero se comprobó con el tiempo,
que muchos de los artesanos o personas que utilizaban estos tipos de pinturas
en sus trabajos, murieron debido a las radiaciones, haciendo en parte que se le
empezara a temer popularmente por los efectos que podía provocar las
radiactividad.
General
Designation
|
Radium - Radium
|
Classification
|
Alkaline-earth
Metals
|
Group, Period
|
2,7
|
Relative atomic mass
|
226.0254026
|
Basic information
Classification II
|
Natural element
Radioactive element
|
Relative atomic mass
|
226.0254026
|
Melting point
|
700°C
|
Boiling point
|
1140°C
|
State of aggregation
(20°C; 1013.25 hPa)
|
solid
|
Density (20°)
|
5.5 g/cm^3
|
Mineral hardness
according to Mohs
|
-
|
Oxidation states
|
2
|
Electronegativity
Allred-Rochow
|
0.97
|
Electronegativity
Pauling
|
0.9
|
Crystal lattice
structure types
|
-
|
Atomic radius
|
223 pm
|
Electron
configuration
|
[Rn] 7s^2
|
Ground level
|
^1S 0
|
Ionization energy
(eV)
|
5.2784 eV
|
Percentage mass of
the earth’s mantle
|
10^-10 %
|
Isotopic composition
|
-
|
Standard Potencial
|
-2.916 V (II)
|
Half-Life
|
^223 Ra: 11.435 days
^224 Ra: 3.66 days
^226 Ra: 1602 years
^227 Ra: 42.2
minutes
^228 Ra: 5.7 years
|
El Polonio
Introducción
Cuando todos parecían haberse olvidado de los rayos
uránicos, Marie Curie, una joven polaca graduada
en física y matemáticas por la Sorbona, se interesó por hallar la respuesta que
Becqeerel se planteó durante sus primeros años de investigación. Y, según se
dice, allí donde la aproximación física de Becqeerel fracasó, triunfó la
aproximación química de Marie.
No hay duda de que el principal éxito de Marie fue
poner a punto un método eficiente de separación de los nuevos elementos
químicos. Pero para llegar al descubrimiento de los mismos tuvo que hacer
infinitas medidas físicas de la carga eléctrica producida por los rayos.
De entrada, Marie no se preguntó por la naturaleza
del fenómeno, sino que primero intentó y con éxito logró responder cuál era la
magnitud de los rayos y qué sustancias la presentaban.
Lo primero que tuvo que hacer el matrimonio Curie
tras elegir el objetivo de la investigación fue un lugar donde Marie pudiera
trabajar. Charles Gariel, el director de la escuela de física y química
industriales, permitió que Marie trabajara en una de sus instalaciones.
El improvisado “laboratorio” se encontraba en muy
malas condiciones y no contaba con el equipo adecuado para llevar a cabo la
investigación correctamente. Marie y Pierre no podían aspirar a nada mejor,
pero contaban con lo impredecible para desarrollar su proyecto: la firme
decisión de realizarlo.
A pesar del trabajo de todos los científicos que
contribuyeron a la comprensión de la radioactividad y al desarrollo de sus
aplicaciones, fue al matrimonio Curie y a Becquel a quienes se les reconoció el
descubrimiento de este fenómeno, otorgándoles el Premio Nobel de física en el
año 1903. Y posteriormente, en el año 1911 se le reconoció a Marie el premio
Nobel de química por el descubrimiento de 2 nuevos elementos: el radio y el
polonio, siendo así la primera mujer en recibir un Nobel.
Para llegar al descubrimiento de los mismos tuvo que
hacer infinitas medidas físicas de la carga eléctrica producida por los rayos,
los cuales pudo efectuar gracias al estudio de los minerales del uranio: la
chalcolita y la pechblenda, que eran 3 o 4 veces mas activos que el uranio
puro. Esto contradecía las observaciones de Marie así que decidió sintetizar el
principal componente de la chalcolita, el sulfato de cobre y el uranilo, a
partir de compuestos químicamente puros y midió su actividad. Esto significaba
que la actividad de exceso de la pechblenda debía tener otro motivo, algo nuevo
y desconocido, presente en el mineral pero no en el compuesto.
Fue así como Marie llego al descubrimiento del radio
y del polonio (nombrado en honor a su país natal) al trabajar con los residuos
industriales de la pechblenda los cuales quedaban con una radiación
desconocida.
Elemento
El polonio es un elemento químico en la tabla periódica cuyo símbolo es Po y su número atómico es 84. Se trata de un raro metaloide altamente radiactivo, químicamente similar al telurio y al bismuto, presente en minerales de uranio.
Marie Curie descubrió el radioisótopo 210Po en la pecblenda (uraninita), isótopo que es el penúltimo
miembro de las series del decaimiento del radio. Todos los isótopos del polonio
son radiactivos y de vida media corta, excepto los tres emisores alfa,
producidos artificialmente. 208Po (2.9 años) y 209Po (100 años), y el natural,
210Po (138.4 días).
El polonio (210Po) se utiliza
principalmente en la producción de fuentes de neutrones. Puede usarse también en eliminadores de estática, y cuando está incorporado en la aleación
de los electrodos de las bujías, se dice que favorece las propiedades
enfriantes en los motores de combustión interna.
Efecto sobre la salud
El polonio es estudiado en unos
pocos laboratorios de investigación donde por su alta radioactividad como
emisor de partículas alfa requiere técnicas y precauciones especiales de
manejo.
El polonio 210 es el único
componente del humo de los cigarros que ha producido cáncer por sí mismo en
animales de laboratorio por inhalación. Los tumores aparecen con un nivel de
polonio 210 cinco veces más bajo que la dosis de una persona que fuma mucho.
A pesar de tener una alta toxicidad
que puede desembocar en cáncer también es usado para su tratamiento. Esta
aplicación fue intuida por Pierre Curie, siendo inicialmente conocida como
”curieterapia”, la cual comenzó a estudiarse en hospitales de todo el mundo y
hoy es una herramienta imprescindible en el tratamiento del mismo.
Las tasas de cáncer de pulmón entre los hombres no pararon de ascender desde ser raras en 1930
(4/100.000 por año) a ser el causante número uno de las muertes por cáncer en
1980 (72/100.000) a pesar de una reducción de casi el 20% de fumadores. Pero
durante el mismo periodo, el nivel de polonio 210 en el tabaco americano se
había triplicado. Esto coincidió con el aumento del uso de fertilizantes
fosfatados por los cultivadores de tabaco.
Además, el polonio 210 es soluble y
circula por el cuerpo a todos los tejidos y células a niveles
mucho más altos que los procedentes del radón residencial. Éste circulante provoca daños genéticos y muerte temprana por
enfermedades que recuerdan a los anteriores pioneros radiológicos: cáncer de hígado y de vesícula, úlcera estomacal. Leucemia, cirrosis del
hígado y enfermedades cardiovasculares.
•
Elemento químico de la tabla
periódica cuyo símbolo es Po. Se trata de un raro metaloide altamente
radioactivo, químicamente similar al telurio y al bismuto, presente en
minerales de uranio.
•
Ligeramente soluble en alcalinos.
•
Es un metal volátil reducible al
50% tras 45 horas al aire a una temperatura de 54.8 ºC.
•
Ninguno de los alrededor de 50
isótopos del polonio es estable. Es extremadamente tóxico y altamente
radioactivo
•
Se ha encontrado polonio en el humo
de tabaco y como contaminante.
•
Se encuentra en el grupo 16 de la
tabla periódica y su numero atómico es 84.
•
Es un solido no magnetico con una
densidad de 9196 kg/m3
•
Punto de fusión es de 254 ºC y su
punto de ebullición es de 962 ºC
"Polonio
(Po) Propiedades Químicas Y Efectos Sobre La Salud Y El Medio Ambiente." Lenntech.es. N.p., 2018. Web. 29 Apr. 2018.
Muños
Páez, Adela (2015) Marie Curie: La radioactividad. España. National Geographic.
pp. 46-88.
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