Los estados de agregación de la materia y los cambios de estado

2 3 estados de agregación from mngm

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Algunas reacciones exortérmicas

1.- Descomposición térmica del dicromato de amonio:

El dicromato de amonio de color naranja se descompone térmicamente en nitrógeno gas, óxido de cromo (III) y vapor de agua mediante una reacción espectacular:

Al encender el dicromato de amonio estalla, saltan chispas y se produce un gran volumen de óxido de cromo (III) verde además de vapor de agua, parecido a un volcán. La reacción se produce debido al poder oxidante del ion dicromato y al reductor del ion amonio. El dicromato de amonio y el óxido de cromo (III) son compuestos tóxicos.

2.- Una reacción térmica (aluminotermia) o reacción termita:

Se coloca una mezcla estequiométrica de óxido de hierro (III) y de aluminio en polvo en un tubo de ensayo de pie sobre una pequeña montaña de arena. Se enciende usando una mecha de cinta de magnesio y se origina una espectacular reacción exotérmica seguida de la producción de hierro fundido.

Fe2O3(s)+2 Al(s)→ Al2O3(s)+ 2 Fe(s)

La termita es un tipo de composición pirotécnica de aluminio y un óxido metálico, el cual produce una reacción alumino-térmica conocida como reacción termita. El aluminio es oxidado por el óxido de otro metal, comúnmente por óxido de hierro (herrumbre). Los productos de la reacción química son: óxido de aluminio + hierro elemental libre y una gran cantidad de calor. Los reactivos normalmente se pulverizan y mezclan con un aglomerante para mantener el material sólido y prevenir su separación.

3.- Descomposición exotérmica de permanganato de potasio con glicerina:

Se vierte glicerina sobre unos cristales de permanganato de potasio. Después de un corto período de tiempo, se desprende vapor y se produce una espectacular llama de color rosa.

El permanganato de potasio oxida la glicerina a dióxido de carbono y agua (vapor) y reduciéndose él. El color lila de la llama es característico de sales de potasio.

14 KMnO4(s)+4C3H5(OH)3(l)→7 K2CO3(s)+ 7 Mn2O3(s) + 5 CO2(g) + 16 H2O(g)

Prácticas con polímeros

1.- Plástico que desaparece:

El poliestireno expandido, conocido como poliexpan o corcho blanco y utilizado como material de embalaje, es ablandado por la acetona (un disolvente orgánico) liberándose el gas confinado en el interior y reduciendo notablemente su volumen.  Una pequeña cantidad de acetona puede absorber una cantidad impresionante de material de embalaje.

Explicación: Se fabrican artículos de poliestireno expandido a partir de gránulos de poliestireno que incorporan un agente que aumenta su volumen. Estos gránulos son vaporizados y el gas del agente, que aumenta el volumen, produce una espuma. Este gas es intercambiado al final por aire. De esta manera el gas de la espuma sólida es principalmente aire. El poliestireno expandido en realidad no se disuelve en propanona (acetona); simplemente se ablanda y lo más visible, permite que el aire escape hundiéndose así la espuma.

2.- El polímero superabsorbente:

El poliacrilato de sodio es un polímero formado por monómeros —CH2CH(CO2Na). Es un polvo blanco que puede aumentar su volumen hasta mil veces si se le agrega agua destilada. Debido a sus cualidades es utilizado en pañales, toallas higiénicas o procesos químicos que requieran la absorción de agua.

Este polvo, al añadirle agua, se puede observar cómo va absorbiéndola por cada uno de los granitos, y se van agregando hasta formar una especie de gel cristalino. Debido a que este compuesto posee alta masa molecular, en vez de disolverse, se gelifica.

Explicación: La capacidad de absorber grandes cantidades de agua se debe a que en su estructura molecular existen grupos de carboxilatos de sodio que cuelgan de la cadena principal del polímero. Estos grupos, al entrar en contacto con el agua desprenden el catión sodio, dejando libre iones negativos de carboxilato. Los iones negativos se repelen, estirando la cadena principal y provocando el aumento de volumen. Para que el compuesto vuelva a ser estable y neutro, los iones captan las moléculas de agua y se neutraliza la carga.

3.- La síntesis del poliuretano:
El poliuretano es un polímero que se obtiene mediante condensación de bases hidroxílicas combinadas con isocianatos. Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas, muy utilizadas como aislantes térmicos y como espumas resilientes. Entre los poliuretanos termoplásticos más habituales destacan los empleados en elastómeros, adhesivos selladores de alto rendimiento, suelas de calzado, pinturas, fibras textiles, sellantes, embalajes, juntas, preservativos, componentes de automóvil, en la industria de la construcción, del mueble y múltiples aplicaciones más. 

4.- La síntesis del nylon:

El nylon es un polímero artificial que pertenece al grupo de las poliamidas. Se genera por policondensación de un diácido con una diamina. El nylon más común es el 6,6, que se fabrica con  una diamina de 6 C y un diácido también de 6 C. Este polímero lineal forma moléculas muy largas y es idóneo para ser tratado como un fibra textil elástica. Su textura permite utilizarlo como sustitutivo de la seda, ya que es mucho más barato y resistente; esta propiedad también lo hace adecuado para fabricar cuerdas.