Artículo

Donde miremos, química

Irene Oliván e Irene Donoso
Lugar de realización: Colegio Base
Fecha de realización: 09/02/14

La química nos proporciona las sustancias de las que están hechas todas las cosas materiales que nos rodean. Se podría decir que "todo es química", pues se puede identificar la molécula como el componente íntimo de la materia; y la química, como ciencia de las moléculas.

La química nos rodea y nos beneficia, cada día interaccionamos con miles de sustancias químicas, desde los componentes del aire que respiramos, el agua que bebemos, la comida que ingerimos, la ropa que vestimos, etc.

Actualmente la química beneficia al ser humano en muchas áreas:

• Salud humana: Proporciona medicinas para curar enfermedades o paliar sus síntomas así como materiales para diagnóstico.
• Veterinaria: Cuida la salud de nuestro ganado y animales de compañía. 
• Agricultura: Crea distintos productos que ayudan a mejorar la calidad y aumentar la productividad de los campos de cultivo, como fertilizantes, pesticidas, herbicidas, etc. 
• Alimentación: Gracias a la mejora en agricultura y ganadería, no tenemos problemas de producción de alimentos. Los adictivos alimentarios permiten modificar los sabores de los alimentos, conservarlos más tiempo o protegerlos de contaminación microbiana.
• Purificación de agua: Disponer de agua potable para beber o para nuestra higiene es uno de los grandes logros de la química, pues depende de sustancias químicas como el ozono o el dióxido de cloro, que eliminan las impurezas del agua. 
• Energía: Nuestra principal fuente de energía es la combustión de derivados de petróleo y gas natural, que son mezclas de compuestos químicos. Además, la combustión es una reacción química de oxidación. También permite desarrollar pilas y baterías. En definitiva, la química contribuye a la producción de energía que permite el transporte, la comunicación, la calefacción o la refrigeración, entre otros. 
• Protección ambiental: Si se ponen los medios adecuados, la química puede contribuir a mejorar la situación medioambiental. Algunas aportaciones de la química en esta faceta son: cuantificación de sustancias químicas en el ambiente, determinación de la toxicidad de compuestos químicos, diseño y síntesis de compuestos químicos que puedan paliar los efectos de otros agentes tóxicos, desarrollo de procesos industriales que sean más benignos con el medio ambiente, tratamiento de residuos, investigación de procesos físicos y químico-físicos de separación selectiva de sustancias tóxicas y generación de "energía limpia". 
• Materiales cotidianos: Ropa, gasolina, cosmética, etc.
• Materiales tecnológicos: Se están fabricando materiales para aplicaciones de tecnología muy sofisticada, para aeronáutica, electrónica, computación, etc.
• Apoyo a otras actividades científico-tecnológicas: Hace aportaciones destacadas en ciencia forense, arqueología y arte, entre otras.

La química nos ha traído muchos beneficios, pero mal usados pueden hacer mucho daño; por ejemplo, el descubrimiento de la fusión y fisión nuclear también ha supuesto la creación de la bomba atómica.

Nuestro experimento casero

Materiales

- Bicarbonato de sodio
- Servilleta de papel
- Pajita
- Vinagre
- Plastilina
- Botella de agua pequeña
- Hilo de coser
- Vela encendida

Funcionamiento

Para empezar, hemos echado 4 cucharaditas de bicarbonato sobre la servilleta y hemos formado una bolsita al cerrarla atándola con un poco de hilo de coser. A continuación, hemos introducido 5 cucharadas de vinagre dentro de la botella y hemos colocado la bolsa dentro de la misma, de manera que esta quedase colgando sin tocar el vinagre, y dejando una parte del hilo hacia afuera. Después hemos introducido la pajita y hemos puesto plastilina en la boquilla de la botella para sujetarla.
Una vez listo el extintor casero, cogemos una vela y la encendemos con un mechero. Para comprobar el funcionamiento del extintor, lo agitamos tapando el extremos de la pajita y una vez han reaccionado el vinagre con el bicarbonato de sodio quitamos el dedo de la pajita y apuntamos hacia la llama, extinguiéndola.

¿Qué sucede?

                                                                 

NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + CO2 + H2O

Al agitar la botella, se crea una reacción química ácido-base entre el bicarbonato (la base) y el vinagre (el ácido), que forma dióxido de carbono, un gas que llena el recipiente y sale disparado por el orificio de la pajita, debido a la fuerte presión que se ejerce. El gas dióxido de carbono es más pesado que el aire alrededor del fuego, por lo cual baja y de cierto modo, aplasta el fuego. A medida que la reacción se va desarrollando, el gas termina apagando las llamas pues éstas no tienen el oxígeno que necesitan. Recuerda que no es un gas tóxico, así que ¡no hay de qué preocuparse!

Presentación a nivel teórico

Como ya sabemos, un extintor es un artefacto que sirve para apagar fuegos. Consiste en un recipiente metálico (bombona de acero) que contiene un agente extintor de incendios a presión, de modo que al abrir una válvula el agente sale por una boquilla, que se dirige a la base del fuego para extinguirlo.
Los hay de muchos tamaños y tipos, desde los muy pequeños, que suelen llevarse en los automóviles, hasta los grandes que van en un carrito con ruedas. El contenido varía desde 1 a 250 kilogramos de agente extintor.

Historia: El extintor fue un invento de William George Manby, un capitán al que se le ocurrió crear un instrumento que apagase el fuego con una mayor efectividad. Al observar la incapacidad de un grupo de bomberos de Edimburgo para alcanzar los pisos superiores de un edificio en llamas.
El primer extintor era un aparato con cuatro cilindros, tres con agua y otro con aire comprimido, que servía para que el líquido saliese a presión. Fue patentado en el Reino Unido en 1839. Este dispositivo fue modificado en 1905 cuando se sustituyó el agua por bicarbonato sódico.

Uno de los agentes extintores es el Polvo químico, o polvo BC, una sustancia tan conocida como el bicarbonato. Actúa como catalizador, inhibiendo la reacción de combustión. Ejercen su poder de extinción por efecto de supresión de la reacción química. Este es el agente en el que nos vamos a centrar.

Fue en la década de los 60 del siglo pasado cuando el Dr. Arthur Ghise la existencia de un 
factor de singular importancia que intervenía en forma decisiva en toda combustión, nos 
referimos a la “reacción química en cadena”. Este descubrimiento permitiría complementar los que, hasta ese momento, venían siendo utilizados como agentes extintores tradicionales, como el agua. Sabemos que cuando un combustible líquido está en llamas, no es el líquido propiamente dicho el que arde, sino los gases o vapores que de él se desprenden. Luego hay una zona imprecisa, en la cual no hay combustible líquido, ni llama. Precisamente en esa especie de “zona de nadie”, es donde se producen los fenómenos químicos sumamente complejos que se traducen en una “reacción en cadena”. Dicha reacción en cadena, consiste en la formación de unas partículas denominadas “especies activas” o radicales libres, que transitan desde el combustible, hacia el frente de la llama. Entonces, todo producto o elemento que interfiera en esa zona, anulando total o parcialmente el tránsito de dichas especies activas, será considerado como un “supresor”. Llegamos entonces a un concepto de fundamental importancia: disminuyendo el traslado de especies activas entre el combustible y el frente de llama, se logra atenuar o suprimir la combustión. Así se explica este extraño mecanismo que logra una elevada eficacia. 

Los polvos son malos conductores de la electricidad, de ahí que resulten aptos para utilizarlos en equipos que están sometidos a tensión eléctrica durante el incendio. 

El descubrimiento del polvo químico supuso una revolución en la actuación tradicional frente a incendios comunes. Su polivalencia y capacidad extintora hizo que la actuación frente a este tipo de situaciones pudiera ser realizada por personal no cualificado con las mayores garantías de éxito y seguridad.