Hechos increíbles
El material molecular en nuestra vida diaria es tan predecible que a menudo olvidamos las cosas asombrosas que pueden sucederles a los elementos básicos.
Incluso dentro de nuestro cuerpo, tienen lugar muchas reacciones químicas sorprendentes.
Aquí hay algunas reacciones químicas y físicas en forma de GIF fascinantes e impresionantes que te recordarán un curso de química.
reacciones químicas
1. "La serpiente del faraón" - la descomposición del tiocianato de mercurio
La quema de tiocianato de mercurio hace que se descomponga en otras tres sustancias químicas. Estos tres químicos a su vez se descomponen en tres sustancias más, lo que lleva al despliegue de una enorme "serpiente".
2. Cerilla encendida
La cabeza del fósforo contiene fósforo rojo, azufre y sal de Bertolet. El calor generado por el fósforo descompone la sal de Bertolet y libera oxígeno en el proceso. El oxígeno se combina con el azufre para producir una llama de corta duración que usamos para encender una vela, por ejemplo.
3. Fuego + hidrógeno
El gas de hidrógeno es más liviano que el aire y puede encenderse con una llama o chispa, lo que resulta en una explosión espectacular. Es por eso que ahora se usa más helio que hidrógeno para inflar globos.
4. Mercurio + aluminio
El mercurio penetra en la capa protectora de óxido (herrumbre) del aluminio, lo que hace que se oxide mucho más rápido.
Ejemplos de reacciones químicas.
5. Veneno de serpiente + sangre
Una gota de veneno de víbora en una placa de Petri con sangre hace que se enrosque en un grueso bulto de materia sólida. Esto es lo que sucede en nuestro cuerpo cuando somos mordidos por una serpiente venenosa.
6. Solución de sulfato de hierro + cobre
El hierro reemplaza al cobre en solución, convirtiendo el sulfato de cobre en sulfato de hierro. El cobre puro se recoge en hierro.
7. Encendido del contenedor de gas.
8. Tableta de cloro + alcohol medicinal en botella cerrada
La reacción conduce a un aumento de la presión y termina con la ruptura del recipiente.
9. Polimerización de p-nitroanilina
En un gif, se añaden unas gotas de ácido sulfúrico concentrado a media cucharadita de p-nitroanilina o 4-nitroanilina.
10. Sangre en peróxido de hidrógeno
Una enzima en la sangre llamada catalasa convierte el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno gaseoso, creando una espuma de burbujas de oxígeno.
experimentos químicos
11. Galio en agua caliente
El galio, que se utiliza principalmente en electrónica, tiene un punto de fusión de 29,4 grados centígrados, lo que significa que se derretirá en tus manos.
12. Transición lenta de beta estaño a modificación alfa
A bajas temperaturas, el alótropo beta del estaño (plateado, metálico) se transforma espontáneamente en el alótropo alfa (gris, en polvo).
13. Poliacrilato de sodio + agua
El poliacrilato de sodio, el mismo material que se usa en los pañales para bebés, actúa como una esponja para absorber la humedad. Cuando se mezcla con agua, el compuesto se convierte en un gel sólido y el agua ya no es líquida y no se puede verter.
14. Se inyectará gas radón 220 en la cámara de niebla
El rastro en forma de V se debe a dos partículas alfa (núcleos de helio-4) que se liberan cuando el radón se descompone en polonio y luego en plomo.
Experimentos de química casera
15. Bolas de hidrogel y agua de colores
En este caso, se produce la difusión. El hidrogel es un polímero granulado que absorbe muy bien el agua.
16. Acetona + espuma de poliestireno
La espuma de poliestireno está hecha de espuma de poliestireno que, cuando se disuelve en acetona, libera aire en la espuma, lo que hace que parezca que se está disolviendo una gran cantidad de material en una pequeña cantidad de líquido.
17. Hielo seco + jabón para platos
El hielo seco colocado en el agua crea una nube, mientras que el detergente para lavar platos en el agua retiene el dióxido de carbono y el vapor de agua en forma de burbuja.
18. Una gota de detergente añadida a la leche con colorante alimentario
La leche es principalmente agua, pero también contiene vitaminas, minerales, proteínas y pequeñas gotas de grasa suspendidas en la solución.
El detergente para lavavajillas afloja los enlaces químicos que mantienen las proteínas y las grasas en solución. Las moléculas de grasa se confunden a medida que las moléculas de jabón comienzan a moverse para conectarse con las moléculas de grasa hasta que la solución se mezcle uniformemente.
19. Pasta de dientes de elefante
La levadura y el agua tibia se vierten en un recipiente con detergente, peróxido de hidrógeno y colorante para alimentos. La levadura sirve como catalizador para la liberación de oxígeno del peróxido de hidrógeno, creando muchas burbujas. Como resultado, se forma una reacción exotérmica, con formación de espuma y liberación de calor.
Experimentos químicos (video)
20. Bombilla quemada
El filamento de tungsteno se rompe, provocando un cortocircuito eléctrico que hace que el filamento brille.
21. Ferrofluido en tarro de cristal
Un ferrofluido es un líquido que se vuelve altamente magnetizado en presencia de un campo magnético. Se utiliza en discos duros y en ingeniería mecánica.
Otro ferrofluido.
22. Yodo + aluminio
La oxidación del aluminio finamente disperso ocurre en el agua, formando vapores de color púrpura oscuro.
23. Rubidio + agua
El rubidio reacciona muy rápidamente con el agua para formar hidróxido de rubidio y gas hidrógeno. La reacción es tan rápida que si se lleva a cabo en un recipiente de vidrio, podría romperse.
Prefacio
Introducción
§ 1. El tema de la química del sonido.
§ 2. Ensayo sobre el desarrollo de la química del sonido.
§ 3. Métodos experimentales de química del sonido.
Capítulo 1. Campo sonoro y cavitación ultrasónica
§ 4. Campo acústico y magnitudes que lo caracterizan (conceptos básicos)
§ 5. Cavitación acústica en líquidos
§ 6. Gérmenes de cavitación en líquidos
§ 7. Pulsación y colapso de burbujas de cavitación.
§ 8. Dinámica de desarrollo del área de cavitación.
Capítulo 2. Estudios experimentales y teóricos de reacciones sonoquímicas y coioluminiscencia.
§ 9. Influencia de varios factores en el curso de las reacciones sonoquímicas y la coioluminiscencia.
§ 10. Soioluminiscencia en varios líquidos.
§ 11. Procesos físicos que conducen a la aparición de reacciones químicas sonoras y soioluminiscencia.
§ 12. Estudios espectrales de coioluminiscencia
§ 13. Procesos elementales primarios y secundarios en una burbuja de cavitación.
§ 14. Clasificación de las reacciones químicas ultrasónicas.
§ 15. Sobre el mecanismo de influencia de los gases en el curso de las reacciones químicas del sonido.
§ 16. Campos acústicos a bajas intensidades
§ 17. Campos acústicos de baja frecuencia
Capítulo 3
§ 18. Las principales formas de convertir la energía de las vibraciones acústicas.
§ 19. Rendimiento químico-acústico de los productos de reacción (rendimiento energético)
§ 20. Rendimientos químico-acústicos iniciales de productos ultrasónicos de separación de agua.
§ 21. Rendimiento energético de coioluminiscencia
§ 22. Dependencia de la velocidad de las reacciones sónico-químicas de la intensidad de las ondas ultrasónicas.
§ 23. Dependencia de la velocidad de los procesos fisicoquímicos provocados por la cavitación de la intensidad de las ondas ultrasónicas
§ 24. Patrones cuantitativos generales
§ 25. De la relación entre los rendimientos energéticos de las reacciones sonoquímicas y la sonoluminiscencia
Capítulo 4. Cinética de las reacciones químicas ultrasónicas.
§ 26. Estado estacionario para la concentración de radicales, promediada sobre el período de oscilación y volumen (primera aproximación)
§ 27. Cambio en la concentración de radicales, promediada sobre el volumen (segunda aproximación)
§ 28. Modelo de cavitación-difusión de la distribución espacio-temporal de radicales (tercera aproximación)
§ 29. El lugar de la energía de las ondas ultrasónicas entre otros métodos físicos para influir en una sustancia.
§ 30. Características de la propagación del calor de una burbuja de cavitación.
Capítulo 5
§ 31. Características principales de los resultados experimentales obtenidos
§ 32. Sonólisis de soluciones de ácido cloroacético. Sobre la aparición de electrones hidratados en el campo de ondas ultrasónicas
§ 33. Oxidación de sulfato de hierro (II) en el campo de ondas ultrasónicas
§ 34. Recuperación de sulfato de cerio (IV) en el campo de las ondas ultrasónicas
§ 35. Síntesis de peróxido de hidrógeno durante la sonólisis de agua y soluciones acuosas de formiatos.
§ 36. Cálculo de los valores de las salidas químico-acústicas iniciales
§ 37. Reacciones sonido-químicas en agua y soluciones acuosas en una atmósfera de nitrógeno.
§ 38. Iniciación por ondas ultrasónicas reacción en cadena estereoisomerización del ácido etileno-1,2-dicarboxílico y sus ésteres
Conclusión. Perspectivas del uso de ondas ultrasónicas en ciencia, tecnología y medicina
Literatura
Índice de materias
química del sonido
Química del sonido (sonoquímica)- una rama de la química que estudia la interacción de poderosas ondas acústicas y los efectos químicos y físico-químicos resultantes. La sonoquímica investiga la cinética y el mecanismo de las reacciones sonoquímicas que ocurren en el volumen de un campo sonoro. El campo de la química del sonido también incluye algunos procesos físicos y químicos en un campo sonoro: sonoluminiscencia, dispersión de una sustancia bajo la acción del sonido, emulsificación y otros procesos químicos coloidales.
La sonoquímica se centra en el estudio de las reacciones químicas que ocurren bajo la acción de vibraciones acústicas: reacciones sonoquímicas.
Como regla general, los procesos químicos de sonido se estudian en el rango ultrasónico (desde 20 kHz hasta varios MHz). Las vibraciones sonoras en el rango de los kilohercios y el rango infrasónico se estudian con mucha menos frecuencia.
La química del sonido investiga los procesos de cavitación.
Historia de la química del sonido.
Por primera vez, el efecto de las ondas sonoras en el curso de los procesos químicos fue descubierto en 1927 por Richard y Loomis, quienes descubrieron que bajo la acción del ultrasonido, el yoduro de potasio se descompone en una solución acuosa con liberación de yodo. Posteriormente, se descubrieron las siguientes reacciones sonido-químicas:
- desproporción de nitrógeno en el agua en amoníaco y ácido nitroso
- descomposición de macromoléculas de almidón y gelatina en moléculas más pequeñas
- estereoisomerización de cadena de ácido maleico a ácido fumárico
- la formación de radicales en la interacción del agua y el tetracloruro de carbono
- dimerización y oligomerización de compuestos orgánicos de silicio y organoestaño
Clasificación de las reacciones químicas sonoras.
Dependiendo del mecanismo de los procesos elementales primarios y secundarios, las reacciones químicas del sonido se pueden dividir en las siguientes clases:
- Reacciones redox en el agua que ocurren en la fase líquida entre las sustancias disueltas y los productos de la división ultrasónica de las moléculas de agua que ocurren en una burbuja de cavitación y pasan a la solución (el mecanismo de acción del ultrasonido es indirecto y en muchos aspectos es similar a la radiólisis de sistemas acuosos).
- Reacciones dentro de la burbuja entre gases disueltos y sustancias con alta presión de vapor (por ejemplo, la síntesis de óxidos de nitrógeno cuando se exponen a ultrasonidos en agua en la que se disuelve el aire). El mecanismo de estas reacciones es en gran medida análogo a la radiólisis en fase gaseosa.
- Reacciones en cadena en solución iniciadas no por productos radicales de la división del agua, sino por otra sustancia que se divide en una burbuja de cavitación (por ejemplo, la reacción de isomerización del ácido maleico a ácido fumárico, iniciada por bromo o bromuros de alquilo).
- Reacciones que involucran macromoléculas (por ejemplo, la destrucción de moléculas de polímero y la polimerización iniciada por ella).
- Iniciación por ultrasonido de una explosión en explosivos líquidos o sólidos (por ejemplo, nitruro de yodo, tetranitrometano, trinitrotolueno).
- Reacciones sonido-químicas en sistemas no acuosos. Algunas de estas reacciones son pirólisis y oxidación de hidrocarburos saturados, oxidación de aldehídos y alcoholes alifáticos, escisión y dimerización de haluros de alquilo, reacciones de derivados de halógenos con metales (reacción de Wurtz), alquilación de compuestos aromáticos, producción de tioamidas y tiocarbamatos, síntesis de compuestos organometálicos, reacción de Ullmann, reacciones de cicloadición, reacciones de intercambio de halógenos, producción y reacciones de compuestos perfluoroalquilados, síntesis de carbeno, síntesis de nitrilos, etc.
métodos de química del sonido
Los siguientes métodos se utilizan para estudiar las reacciones químicas del sonido:
- Efecto piezoeléctrico inverso y efecto de magnetoestricción para generar vibraciones sonoras de alta frecuencia en líquido
- Química analítica para el estudio de productos de reacciones sonoquímicas.
Literatura
- Margulis MA Fundamentos de la química del sonido. Reacciones químicas en campos acústicos. - M .: Escuela superior, 1984. - 272 p. - 300 copias.
Fundación Wikimedia. 2010 .
Vea qué es "Química del sonido" en otros diccionarios:
Exist., número de sinónimos: 2 sonoquímica (3) química (43) Diccionario de sinónimos ASIS. VN Trishin. 2013... Diccionario de sinónimos
- "Introducción a la Verdadera Química Física". Manuscrito de M. V. Lomonosov. 1752 Sección de química física de la química ... Wikipedia
Este término tiene otros significados, véase Química (significados). Química (del árabe کيمياء, que presumiblemente se originó de la palabra egipcia km.t (negro), de donde proviene el nombre de Egipto, tierra negra y plomo “negro... ... Wikipedia
La sonoquímica es la aplicación del ultrasonido en reacciones y procesos químicos. El mecanismo que provoca los efectos sonido-químicos en los líquidos es el fenómeno de la cavitación acústica.
Los dispositivos industriales y de laboratorio ultrasónicos de Hielscher se utilizan en una amplia gama de procesos químico-sónicos.
Reacciones químicas sonoras
Los siguientes efectos sonoquímicos se pueden observar en reacciones y procesos químicos:
- Aumento de la velocidad de reacción
- Aumento del rendimiento de la reacción
- Uso más eficiente de la energía
- Métodos de química sonora para la transición de una reacción a otra.
- Mejora del catalizador de transferencia interfacial
- Exclusión del catalizador de transferencia de fase.
- Uso de reactivos brutos o técnicos.
- Activación de metales y sólidos
- Aumentar reactividad reactivos o catalizadores ()
- Mejora de la síntesis de partículas
- Recubrimiento de nanopartículas
Cavitación ultrasónica en líquidos.
Cavitación significa "la formación, crecimiento y destrucción explosiva de burbujas en un líquido. La explosión de cavitación produce un intenso calentamiento local (~5000 K), alta presión (~1000 atm.) y enormes velocidades de calentamiento/enfriamiento (>109 K/s) y flujos de chorro de líquido (~400 km/h)".
Las burbujas de cavitación son burbujas de vacío. El vacío es creado por una superficie que se mueve rápidamente en un lado y un líquido inerte en el otro. La diferencia de presión resultante también sirve para vencer las fuerzas cohesivas en el fluido. La cavitación se puede obtener de varias formas, por ejemplo, boquillas Venturi, boquillas alta presión, rotación de alta velocidad o sensores ultrasónicos. En todos estos sistemas, la energía entrante se convierte en fricción, turbulencia, ondas y cavitación. La parte de la energía entrante que se convierte en cavitación depende de varios factores que caracterizan el movimiento del equipo que genera la cavitación en el líquido.
La intensidad de la aceleración es uno de los factores más importantes que afectan la eficiencia de la transformación de energía en cavitación. Una mayor aceleración crea una mayor caída de presión, lo que a su vez aumenta la posibilidad de crear burbujas de vacío en lugar de ondas que se propagan a través del fluido. Así, cuanto mayor sea la aceleración, mayor será la proporción de energía que se convierte en cavitación. En el caso de los sensores ultrasónicos, la intensidad de la aceleración se caracteriza por la amplitud de las oscilaciones. Las amplitudes más altas dan como resultado una generación de cavitación más eficiente. Los dispositivos industriales de Hielscher Ultrasonics pueden producir amplitudes de hasta 115 µm. Estas altas amplitudes permiten una alta relación de transferencia de potencia, lo que a su vez permite altas densidades de energía de hasta 100 W/cm³.
Además de la intensidad, el fluido debe acelerarse de tal manera que se generen pérdidas mínimas en términos de turbulencia, fricción y formación de olas. Para esto, la mejor manera sería una dirección de movimiento unidireccional. Se utiliza la ecografía, gracias a sus siguientes acciones:
- preparación de metales activados por reducción de sales metálicas
- generación de metales activados por sonicación
- síntesis sónico-química de partículas por precipitación de óxidos metálicos (Fe, Cr, Mn, Co), por ejemplo, para su uso como catalizadores
- impregnación de metales o haluros metálicos sobre sustratos
- preparación de soluciones de metales activados
- reacciones que involucran metales a través de la formación local de sustancias orgánicas
- reacciones que involucran sólidos no metálicos
- cristalización y precipitación de metales, aleaciones, zeolitas y otros sólidos
- cambio en la morfología de la superficie y el tamaño de las partículas como resultado de colisiones de alta velocidad entre partículas
- formación de materiales nanoestructurados amorfos que incluyen metales de transición de área superficial alta, aleaciones, carburos, óxidos y coloides
- ampliación de cristal
- nivelación y eliminación de revestimientos de óxido pasivante
- micromanipulación (fraccionamiento) de partículas pequeñas
- preparación de coloides (Ag, Au, CdS de tamaño Q)
- incorporación de moléculas huésped en sólidos con una capa inorgánica
- sonoquímica de polímeros
- degradación y modificación de polímeros
- síntesis de polímeros
- sonólisis de contaminantes orgánicos en agua
Equipos de sonido-químicos
La mayoría de los procesos sónico-químicos mencionados se pueden adaptar a la operación de flujo directo. Estaremos encantados de ayudarle a seleccionar el equipo químico adecuado para sus necesidades. Para la investigación y las pruebas de procesos, recomendamos utilizar nuestros instrumentos o dispositivos de laboratorio.
Las reacciones químicas son parte de nuestra vida diaria. Cocinar en la cocina, conducir un automóvil, estas reacciones son comunes. Esta lista contiene las reacciones más sorprendentes e inusuales que la mayoría de nosotros nunca hemos visto.
10. Sodio y agua en cloro gaseoso
El sodio es un elemento altamente combustible. En este video, vemos una gota de agua que se agrega al sodio en un matraz de cloro gaseoso. El amarillo es obra del sodio. Si combinamos sodio y cloro, obtenemos cloruro de sodio, es decir, sal común de mesa.
9. Reacción de magnesio y hielo seco
El magnesio es altamente inflamable y arde muy intensamente. En este experimento, verá cómo el magnesio se enciende en una capa de hielo seco: dióxido de carbono congelado. El magnesio puede quemarse en dióxido de carbono y nitrógeno. Debido a la luz brillante que se usaba como flash en las primeras fotografías, hoy en día todavía se usa en cohetes navales y fuegos artificiales.
8. Reacción de la sal y los dulces de Berthollet
El clorato de potasio es un compuesto de potasio, cloro y oxígeno. Cuando el clorato de potasio se calienta hasta su punto de fusión, cualquier objeto que entre en contacto con él en este punto hará que el clorato se descomponga y provoque una explosión. El gas que emerge después de la descomposición es oxígeno. Debido a esto, a menudo se usa en aviones, estaciones espaciales y submarinos como fuente de oxígeno. El incendio de la estación Mir también estuvo asociado a esta sustancia.
7. Efecto Meissner
Cuando un superconductor se enfría a una temperatura por debajo de la temperatura de transición, se vuelve diamagnético: es decir, el objeto es repelido por el campo magnético, en lugar de ser atraído por él.
6. Sobresaturación con acetato de sodio
Sí, sí, este es el legendario acetato de sodio. Creo que todo el mundo ya ha oído hablar de " hielo liquido". Bueno, no hay nada más que agregar)
5. Polímeros súper absorbentes
También conocidos como hidrogel, son capaces de absorber una cantidad muy grande de líquido en relación a su propia masa. Por ello, se utilizan en la industria del pañal, así como en otras áreas donde se requiere protección contra el agua y otros líquidos, como la construcción de cables subterráneos.
4. Hexafluoruro de azufre flotante
El hexafluoruro de azufre es un gas incoloro, no tóxico y no inflamable que no tiene olor. Dado que es 5 veces más denso que el aire, se puede verter en recipientes y los objetos ligeros sumergidos en él flotarán como si estuvieran en el agua. Otra característica divertida y completamente inofensiva del uso de este gas es que baja bruscamente la voz, es decir, el efecto es exactamente el contrario al del helio. El efecto se puede ver aquí:
3. Helio superfluido
Cuando el helio se enfría a -271 grados centígrados, alcanza el punto lambda. En esta etapa (en forma líquida) se le conoce como helio II y es superfluido. Cuando pasa por los capilares más finos, es imposible medir su viscosidad. Además, "se arrastrará" hacia arriba en busca de un área cálida, aparentemente por los efectos de la gravedad. ¡Increíble!
2. Termita y nitrógeno líquido
No, en este video no verterán nitrógeno líquido sobre las termitas.
La termita es un polvo de aluminio y un óxido metálico que produce una reacción aluminotérmica conocida como reacción de la termita. No es explosivo, pero como resultado, los destellos pueden ser muy alta temperatura. Algunos tipos de detonadores "comienzan" con la reacción de la termita y la combustión se produce a una temperatura de varios miles de grados. En el clip a continuación, vemos intentos de "enfriar" la reacción de la termita con nitrógeno líquido.
1. Reacción de Briggs-Rauscher
Esta reacción se conoce como reacción química oscilante. Según Wikipedia: "Una solución incolora recién preparada se torna lentamente de color ámbar, luego se torna de un azul oscuro intenso y luego vuelve a volverse incolora lentamente; el proceso se repite varias veces en un círculo, y finalmente se detiene en un color azul oscuro, y el líquido en sí tiene un fuerte olor". de yodo". La razón es que durante la primera reacción se producen determinadas sustancias que, a su vez, provocan una segunda reacción, y el proceso se repite hasta el agotamiento.
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