Avances En Quimica 2012

El hielo comienza a formarse con 275 moléculas

¿Cuántas moléculas de agua se necesitan para producir el cristal de hielo más pequeño? 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. El estudio se publica esta semana 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. (Fuente: Science/SINC)

Nuevo método para extraer hidrógeno del agua

Aportando una posible vía nueva para la producción de gas hidrógeno, un grupo de investigadores ha dado con una serie de reacciones químicas que permiten, por vez primera, descomponer el agua de una forma que no resulta tóxica ni corrosiva, a temperaturas relativamente bajas.El hidrógeno es un gas muy codiciado por sus muchas utilidades. La industria lo usa para infinidad de cosas: desde extraer el azufre del petróleo crudo hasta fabricar vitaminas. Como su combustión no emite dióxido de carbono a la atmósfera, podría ser factible que acabara dando lugar a una posible "economía del hidrógeno", una implantación de su uso energético tan amplia como la que hoy tiene el petróleo.Pero como no hay yacimientos de hidrógeno puro ni nada semejante que permita extraer con facilidad el gas, debe ser obtenido mediante el procesamiento de otras sustancias.Una manera de obtener hidrógeno es usar calor para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno puros. Este método es atractivo porque puede aprovechar el calor residual emitido por otros procesos. Así, hasta ahora, se ha intentado de dos maneras: usando dos pasos y aprovechando las altas temperaturas (por encima de los 1.000 grados centígrados), o a través de múltiples pasos a temperaturas un poco menores, por debajo de los 1.000 grados.Un proceso de este último tipo es el ciclo azufre-yodo, en el que se ha venido trabajando desde hace tiempo en muchas partes del mundo, pero que tiene sus inconvenientes. Aunque ese ciclo opera a una temperatura máxima de 850 grados centígrados, también produce varios líquidos intermedios tóxicos y corrosivos que tienen que ser manejados con mucho cuidado. Los

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