jueves, 27 de agosto de 2015

La química de las piscinas (infografía en castellano)

      En una entrada anterior, utilizaba una estupenda infografía de Compound Interest para escribir algunas generalidades sobre la desinfección de las piscinas con sustancias cloradas. Dado que se trata de un tema que puede interesar a una gran variedad de personas, he pensado que estaría bien contar con la infografía en castellano, así que subo aquí la traducción. ¡Espero que os sirva!


domingo, 16 de agosto de 2015

La química de las piscinas: desinfección

      En España estamos sufriendo un verano espantoso, con muchísimo calor. Y si habitas por estas latitudes seguro que te has bañado este verano en alguna ocasión en la piscina.



Puede que, chapoteando en ese agua azulada, te hayas preguntado cómo se puede mantener ese color y  la transparencia que hacen el baño en la piscina tan apetecible. Bien, en esta entrada daremos respuesta a tus inquietudes pisciniles.

El primer problema asociado a una cantidad grande de agua estancada suele ser el desarrollo de microorganismos y de algas. En ocasiones también los cuñados -subidos a colchonetas hortera y cubata en mano- proliferan en estas aguas, así que la desinfección se hace necesaria.

Como agentes desinfectantes, el mercado nos ofrece una interesante variedad, pero lo más habitual es la desinfección a base de productos con cloro. Cuando en una piscina se hace burbujear el gas dicloroCl,éste reacciona con el agua y se forma el ácido hipocloroso, HClO:


  Cl2  + H2O  → HClO  + HCl 

El ácido hipocloroso es capaz de reaccionar con varios tipos de biomoléculas y, por tanto, de inhabilitar la función que desempeñan en los seres vivos. Así que si en la piscina hay cualquier tipo de bicho, el ácido hipocloroso se encargará de matarlo. Aviso: las concentraciones habituales de ácido hipocloroso en las piscinas no son útiles para desalojar a tu cuñado de la piscina.

Dicho así parece muy fácil, pero contar con un depósito de cloro, a no ser que tu piscina esté automatizada y goces de una infraestructura "marinadorionana", es muy complicado y peligroso. De hecho, el dicloro fue empleado en la I Guerra Mundial por sus terribles efectos sobre los seres humanos. Así que en lugar de emplear el dicloro hace unos años se puso de moda el hipoclorito de sodio, NaClO, un sólido blanco. Seguro que al bueno del hipoclorito de sodio sí lo conoces: la lejía. Si dejas una botella de lejía abierta un ratito podrás ver unos cristalitos de hipoclorito de sodio. El mecanismo de acción del hipoclorito de sodio es muy sencillo: reacciona con el agua para formar el ácido hipocloroso, que es el compuesto que hemos visto que actúa como desinfectante.


NaClO + H2O → Na+ + OH- + HClO

El gran problema del hipoclorito de sodio como desinfectante es que su efectividad depende mucho del pH, ese otro concepto que tu cuñado conoce tannnn bien. Si el pH es superior a 7, la reacción anterior se desplaza a la izquierda y la formación del ácido hipocloroso se reduce. Además, el anión hipoclorito, ClOes muy inestable frente a la luz UV y se descompone. 

Total, que la dosificación de hipoclorito sódico tampoco es una alternativa muy útil para la desinfección de una piscina. Sin embargo, seguro que alguna vez has visto las clásicas tabletas blancas que se dejan caer sobre el fondo de la piscina, están en las cestillas de los "skimmers" o flotan con melancolía en pequeños contenedores. Se trata de pastillas de compuestos como el ácido tricloroisocianúrico o el dicloroisocianurato sódico.


Ácido tricloroisocianúrico
Dicloroisocianurato sódico













Estos compuestos reaccionan con el agua de la piscina liberando lentamente el ácido hipocloroso, evitando en gran parte de la descomposición del hipoclorito y aumentando, por tanto, la eficiencia de la desinfección. 

Por otra parte, si desinfectas una piscina con agua corres un grave peligro: que una tarde, después de haber demostrado que es capaz de meterse en la piscina y no ahogarse tras dos whiskys y una cazalla, tu cuñado te suelte aquello de "oye, esta piscina huele mucho a cloro, ¿no?". Es el momento de proporcionarle un "¡zas, en toda la boca!" de proporciones épicas. Y es que eso que muchos conocen como "olor a cloro" es realmente debido a la presencia de algunas moléculas que resultan de la interacción entre el ácido hipocloroso y el sudor y la orina. Estas moléculas son las cloroaminas 

De izquierda a derecha: cloramina, dicloramina y tricloruro de nitrógeno

y el cloruro de cianógeno.



Estas sustancias resultan muy nocivas e irritantes, así que seguro que tras darle esta explicación a tu cuñado cerrará su bocaza y se quedará un rato mirando con asco en dirección a la piscina. Sería conveniente entonces darle a tu cuñado dos instrucciones sencillas para evitar la formación de las cloraminas y del cloruro de cianógeno: 1) Dúchate antes y después del baño en la piscina, y 2) ¡No te mees en la piscina, guarro!

Sin embargo, la desinfección de las piscinas no vive sólo del cloro. En los últimos años se han puesto de moda los tratamientos de desinfección a base de bromo (según los comerciantes, mucho menos efectivo pero parece que resulta menos irritante) o de agua oxigenada (mucho más caro), aunque lo más habitual es el uso de compuestos clorados.

Otro compuesto que se suele añadir a las piscinas es el sulfato de cobre(II), CuSO4,que actúa como alguicida y le da al agua esa tonalidad azul que la hace tan apetecible para el baño. Sin embargo, con esta sustancia hay que tener cuidado porque el cobre puede resultar muy tóxico; si ves que, tras un prolongado baño, a tu cuñado se le ponen las patillas verdosas, no lo dudes, esa piscina tiene una concentración de sulfato de cobre(II) demasiado alta.

Notas:

1) Esta entrada participa en el L Carnaval de la Química - Edición estaño que organiza el blog JEDA Granada.



2) La idea inspiradora de esta entrada me la ha dado este post de Compund Interest y la infografía que la acompaña.


jueves, 1 de enero de 2015

Química y literatura: el cinc según Levi

Decía Borges que releer es más importante que leer. Y estoy de acuerdo con él, porque de las relecturas se obtienen más matices, palabras y expresiones más afiladas, y se establecen novedosas relaciones entre ideas aparentemente inconexas. Vamos, que hay que releer.
Siempre he considerado El sistema periódico, de Primo Levi, una obra de obligada lectura para cualquier persona que pretenda dedicarse a la Química. En esta obra, es difícil saber cuando la Química se filtra a través de la Literatura y cuando sucede al contrario; sin duda, es una obra maestra de la literatura contemporánea y cada una de sus frases concentra moles de saber. Por eso, hay que leer, sí, pero hay que releer El sistema periódico porque es una obra que no pierde la capacidad de sorprender y es terreno abonado a nuevas ideas. 

Primo Levi nació en 1919 en el seno de una familia judía, y tuvo que soportar el fascismo de Mussolini. Al poco de tiempo de terminar sus estudios de Química se unió a la resistencia antifranquista italiana, pero lamentablemente fue apresado y conducido al campo de concentración de Auschwitz en el que sobrevivió durante diez meses. Una vez finalizada la Segunda Guerra Mundial, Primo Levi retomó su trabajo como químico industrial mientras escribía sus memorias como superviviente del holocausto judío. El sistema periódico (1975) consta de una serie de relatos autobiográficos cada uno de ellos titulado por el nombre de un elemento químico con el cual, de alguna manera tiene relación.
Primo Levi escribió más libros relatando los horrores que había vivido durante el fascismo y murió en 1987 bajo unas circunstancias rodeadas de polémica.
Primo Levi en 1975. Fuente.
En la última relectura de El sistema periódico, me detuve y recreé en el capítulo del cinc. Me encanta la cantidad de reflexiones que se pueden destilar del texto, así que os lo pongo aquí para que lo disfrutéis tanto como yo. Al margen de las discusiones éticas que puede ocasionar la lectura de "Cinc", anotad también la utilidad pedagógica del texto en cuanto a la enseñanza de la Química. 
Cinc
Habíamos asistido durante cinco meses, en actitud respetuosa y apretados como sardinas en subasta, a las clases de Química General e Inorgánica que daba el profesor P., y habíamos sacado de ellas sensaciones diversas, pero todas nuevas y estimulantes. No; la química del profesor P. No era el motor del Universo ni la llave de la verdad. P. Era un viejo escéptico e irónico, enemigo de todo tipo de retórica (por esto, y nada más que por esto era también antifascista), inteligente, terco e ingenioso; un ingenio triste el suyo.
Se contaban de él anécdotas relacionadas con la fría crueldad y el ostentoso prejuicio del que hacía gala en los exámenes. Se le atribuían en voz baja manías con bastante barrunto de mezquindad en lo referente a la organización del Instituto Químico y de su laboratorio particular.
A mí P. Me resultaba simpático. Me gustaba el rigor sobrio de sus clases; me divertía la desdeñosa ostentación con que lucía, en lugar de la camisa fascista reglamentaria, un cómico babero negro. Apreciaba mucho sus dos libros de texto, claros hasta lo obsesivo, lacónicos, preñados de su severo desprecio hacia la humanidad en general y hacia los estudiantes estúpidos y perezosos en particular; porque todos los estudiantes eran para él por definición estúpidos y perezosos. [...]
Ahora ya habían pasado los cinco meses de inquietante espera. Entre los ochenta matriculados habíamos sido elegidos los veinte menos estúpidos y menos perezosos, catorce chicos y seis chicas, y se nos había permitido experimentar en el laboratorio de Preparación. [...]
A mí, el primer día, me tocó preparar sulfato de cinc. No debía ser muy difícil, se trataba de hacer un elemental cálculo estequiométrico y de mezclar partículas de cinc con ácido sulfúrico previamente diluido; concentrar, cristalizar, secar, lavar y recristalizar. Cinc, zinc, zinck, zinco: con él se hacían barreños para meter la ropa, no es un elemento que le diga mucho a la imaginación, es gris y sus sales son incoloras, no es tóxico, no da reacciones cromáticas llamativas. En una palabra, es un metal aburrido. Se ha dado a conocer a la humanidad de hace dos o tres siglos a esta parte, o sea que no es un veterano cargado de gloria como el cobre, ni tampoco uno de esos elementos novedosos que llevan todavía consigo la fascinación clamorosa de su descubrimiento.

 Se me entregó mi pequeña porción de cinc, apenas unos gramos. La otra materia prima, o sea, el ácido sulfúrico no hacía falta pedirla porque se encontraba en abundancia por todos los rincones del laboratorio. Concentrado, claro está, y tienes que diluirlo en agua. Pero, cuidado, todos los textos lo dicen, hay que hacer al revés la operación, o sea echar el ácido en el agua y no al contrario, porque sino, aquel aceite de aspecto tan inocuo está sujeto a cóleras furibundas; esto lo saben hasta los alumnos de primaria. Luego se echa el cinc en el ácido ya diluido. 
En los apuntes se daba un detalle que en una primera lectura yo había pasado por alto, y es que el cinc, tan tierno y delicado, tan dócil ante los demás ácidos que se funden en uno, se comporta en cambio de modo bastante diferente cuando aparece en estado puro: entonces se resiste obstinadamente al ataque. Se podían sacar dos consecuencias filosóficas contradictorias entre sí: el elogio de la pureza, que protege del mal como una pureza y el elogio de la impureza que abre la puerta a las transformaciones, o sea a la vida. Descarté la primera, desagradablemente moralista, y me dediqué a considerar la segunda, más afín con mi manera de ser. Para que la rueda dé vueltas, para que la vida sea vivida, hacen falta las impurezas, y las impurezas de las impurezas; pasa igual con el terreno, como es bien sabido, si se quiere que sea fértil. Hace falta la disensión, la diversidad, el grano de sal y de mostaza. El fascismo no quiere estas cosas, las prohíbe, y por eso no eres fascista tú; quiere que todo el mundo sea igual, y tú no eres igual. Pero es que ni siquiera existe la virtud inmaculada, o, caso de existir, es detestable. Así que opta por la disolución de sulfato de cobre que viene en la lista de reactivos,  añade una gota de tu ácido sulfúrico, y verás como la reacción se inicia: el cinc se despierta, se recubre de una piel blanca de burbujitas de hidrógeno, ya está, el encantamiento ha tenido lugar, lo puedes dejar a su aire y darte una vuelta por el laboratorio a ver qué están haciendo los demás de bueno.

[...]

Fragmento adaptado de El Sistema Periódico.

Esta entrada participa en el XLIII Carnaval de Química alojado en el blog La Ciencia de la vida de @biogeocarlos.