El hielo comienza a formarse con 275 moléculas

 Investigadores alemanes han descubierto que con solo 275 moléculas se inicia la cristalización, y que con otras 200 más ya se observan nanocristales de agua helada, según una publicación en Science.
Hasta ahora ha sido muy difícil determinar con exactitud ‘dónde’ se produce el cambio de agua líquida a hielo, pero un grupo de científicos de Alemania y la República Checa ha reducido las posibilidades a alguna parte entre 100 y 1.000 moléculas. En concreto han visto que en el intervalo de las 275 a 475 (+/- 25) moléculas la fase cambia de grupos no estructurados y amorfos a otros cristalinos.
“Con alrededor de 275 moléculas se inicia la cristalización”, explica a SINC Thomas Zeuch, investigador de la Universidad de Gotinga (Alemania) y coautor del estudio que publica Science. “Primero, el núcleo del grupo de moléculas se vuelve cristalino, y luego, con alrededor de 475, ya se forman nonocristales de hielo”.

Evolución de la cristalización del agua desde 123 a 600 moléculas. (Imagen: Victoria Buch, Cristoph Pradzynski y Udo Buck)

Los investigadores lo han comprobado mediante una técnica denominada ‘espectroscopia vibracional’, con la que han confirmado que el espectro infrarrojo de esas diminutas estructuras presenta las mismas características que las de muestras de hielo macroscópicas.

“Nuestro truco ha sido usar el átomo de sodio como una sonda que es sensible a la temperatura del grupo de moléculas –dice Zeuch–. El calentamiento del grupo neutro con radiación infrarroja aumenta la probabilidad de fotoionización, y este efecto se utiliza para generar el espectro que revela el tamaño”.

El nuevo enfoque también puede ser usado para estudiar los cambios de fase de otros disolventes. “Con esta técnica de espectroscopia infrarroja se pueden hacer experimentos a escala sub y nanométrica con objetos neutros, y no solo con grupos iónicos como hasta ahora”, apunta el investigador. 

Amazings / NCYT.(09/2012). El hielo comienza a formarse con 275 moléculas. Recuperado 24/Nov/2012, de: http://noticiasdelaciencia.com/not/5205/el_hielo_comienza_a_formarse_con_275_moleculas/

Camino prometedor hacia un catalizador barato para extraer hidrógeno del agua

Científicos  están trabajando en encontrar un modo de dar energía al mundo usando células de combustible abastecidas gracias a la energía solar. Esos sistemas ecológicos descomponen el agua durante el día, generando hidrógeno (concretamente hidrógeno molecular, ó H2) que puede ser almacenado y utilizado posteriormente para producir electricidad y agua. 

Se necesita de catalizadores robustos que induzcan la reacción de descomposición del agua. Los catalizadores de platino son muy buenos para eso, pero el platino es demasiado escaso y caro como ser usado a escala mundial.Se ha sugerido a varios catalizadores de cobalto y níquel como alternativas más baratas, pero todavía hay muchas cosas a mejorar en ellos.

Además, nadie ha podido determinar concluyentemente el mecanismo mediante el cual funcionan los catalizadores de cobalto, por lo que es difícil diseñar y construir sistemáticamente mejores catalizadores. Ha sido muy difícil averiguarlo porque las reacciones se producen con tanta rapidez que es difícil identificar los productos químicos intermedios que permiten reconocer las reacciones que se producen.

Ahora, un equipo de químicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, ha determinado que, para estos catalizadores de cobalto, el mecanismo dominante es uno que ya fue sugerido en una investigación anterior por el equipo de Jillian Dempsey. También se aportaron indicios a favor de este mecanismo en un estudio realizado por Harry Gray y Carolyn Valdez. El proceso se basa en una sustancia intermedia reactiva clave que gana un electrón extra, formando un compuesto llamado hidruro de cobalto (II), que resulta ser el compuesto activo del mecanismo.

Los resultados de la investigación llevada a cabo por el equipo de Harry Gray, Smaranda Marinescu y Jay Winkler iluminan el camino hacia el desarrollo de mejores catalizadores, e incluso sugieren una vía hacia el desarrollo de catalizadores hechos de hierro, un elemento que es abundante y barato y que podría ofrecer parte de la solución a los problemas energéticos de la humanidad.

Amazings® / NCYT®.(10/2012) Camino prometedor hacia un catalizador barato para extraer hidrógeno del agua. Recuperado 24/nov/2012, de: http://noticiasdelaciencia.com/not/5290/camino_prometedor_hacia_un_catalizador_barato_para_extraer_hidrogeno_del_agua/

Bienvenidos a Otoño 2009

Bienvenidos al Blog de AL-QUIMICOS. Este semestre de Otoño 2009 estarán contribuyendo al mismo los estudiantes inscritos en el curso QC402 (Química Inorgánica Avanzada), por tanto los tópicos de discusión estarán alrededor de la química de coordinación de metales de transición, la química organometálica, las teorías electrónicas de enlace, catálisis, e impacto ambiental y biológico de metales de transición.

Disfruten de estas contribuciones y aprendamos de ellas.

DR. MENDEZ-ROJAS