Cristales líquidos

Los cristales líquidos son sustancias que comparten características de los líquidos y los sólidos. En un líquido, todas las moléculas pululan de forma desordenada y sin una posición fija. Por otra parte, en un sólido las moléculas se encuentran pegadas unas a otras de forma rígida, pero siguiendo algún patrón en el que se encuentran ordenadas.

El término ‘cristal’ se refiere a materiales que tienen esa clase de estructura ordenada, pero en un cristal líquido, como en un líquido normal, la posición de las moléculas no es precisamente muy ordenada. Así pues, lo que lo hace diferente a un líquido ordinario, es la forma alargada y delgada de sus moléculas. Aunque la posición de las moléculas sea aleatoria, su orientación puede ser alineada unas con otras en un patrón. Eso es lo que crea la estructura ordenada, como en los sólidos, de un cristal líquido.

Según como se ordenen dichas moléculas, se pueden clasificar tres tipos de cristales líquidos: nemáticos, esmécticos y colestéricos. La mayoría de éstos responden fácilmente a los campos eléctricos y así exhiben distintas propiedades ópticas según la presencia o ausencia del campo.

Aplicaciones de los cristales líquidos

En medicina:
Una de las primeras aplicaciones de los cristales líquidos fue en medicina, como herramienta analítica para medir las variaciones de temperatura. Desde entonces tienen aplicación en las ciencias de la salud, gracias a sus propiedades y características, tanto físicas como químicas. Así son útiles en termometría oral y cutánea, ginecología, neurología, oncología y pediatría, entre otros.

En tecnología:
El rápido desarrollo de la tecnología visual ha acompañado a los avances informáticos, ya que sin dichas pantallas de visualización no podríamos beneficiarnos de las capacidades del ordenador. Así, las pantallas nos permiten visualizar la información que los ordenadores nos suministran. Pero, además de ser útiles en ordenadores, las pantallas se montan en otros dispositivos como equipos de audio, electrodomésticos y equipamiento del automóvil, entre otros. Las pantallas de cristal líquido han supuesto un papel fundamental en este desarrollo y parece que tomarán un papel aún más importante en el futuro. Los visualizadores pueden estar construidos empleando diferentes tecnologías, entre otras, la LCD o la tecnología OLED.

Otras aplicaciones:
Los cristales líquidos también se emplean en materiales fotovoltaicos (para simplificar los procesos y fijar las células solares de manera más eficiente respetando el medio ambiente); en materiales semiconductores para células solares (las células solares hechas de plástico conductor se distinguen de los fotovoltaicos orgánicos (OPV): no sólo son más baratos y luminosos, sino que también son más flexibles y versátiles que sus predecesores de silicona); y en materiales de seguridad e identificación (polímeros conductivos imprimibles para la fabricación de chips de RFID.

HIDRÓLISIS

Algunas sales en disolución acuosa tienen un comportamiento ácido o básico según Brönsted – Lowry, ya que los iones producidos en la disociación son capaces de transferir iones H^+ al agua, o también recibirlos de ella.

Así, la hidrólisis de una sal, se define como la reacción ácido-base que pueden llevar a cabo los iones de una sal con el agua.

En consecuencia, se puede producir un exceso de iones H3O^+, o también de iones OH^-, con los que se podrá formar una disolución ácida o básica respectivamente.

Podemos considerar a las sales como compuestos iónicos que proceden de la reacción que tiene lugar entre un ácido y una base

cuatro grupos:

1. Sales procedentes de un ácido fuerte y una base fuerte
2. Sales de base fuerte y ácido débil
3. Sales de base débil y ácido fuerte
4. Sales de ácido débil y ácido débil.

Las sales con procedencia de una base fuerte y un ácido débil, no provocan reacciones de hidrólisis, por lo tanto, no modifican tampoco el pH del agua (pH=7). De éste modo se dice que la disolución es siempre neutra.

Este es el caso por ejemplo, del cloruro de sodio, NaCl, del yoduro de potasio, KI, o también del nitratote sodio, NaNO3.

Los cationes de sodio y potasio provienen de las bases fuertes de NaOH y KOH. Los aniones Cl^-, NO3^- e I^-, proceden de los ácidos fuertes, HCL, HNO3 y HI.

Pongamos como ejemplo, la disolución acuosa de cloruro de sodio:

La disociación iónica en disolución de la sal es completa y se produce siguiendo la ecuación:

NaCl (s) → Na^+ (aq) + Cl^- (aq)

Y según el siguiente equilibro se produce la autoionización del agua:

H2O (l) + H2O (l) ↔ H3O^+ (aq)  + OH^- (aq)

El catión del sodio y el anión del cloro, se encuentran ambos hidratados, y son a su vez el ácido y la base conjugados del hidróxido de sodio y el ácido clorhídrico. Debido a que éstos son muy fuertes, dichos iones serán muy débiles como para reaccionar con el agua.

Debido a esto, el equilibrio del agua no se ve alterado, manteniéndose igual su pH, es decir, la disolución es neutra.

• El grupo de las sales de base fuerte y ácido débil, está integrado por sales del tipo del carbonato sódico, bicarbonato de sodio, acetato de sodio, cianuro de potasio, etc. Se dice en este caso, que por la reacción de hidrólisis de los aniones, las disoluciones de las sales que proceden de las bases fuertes y ácidos débiles son básicas.

• En el grupo de las sales de base débil y ácido fuerte, se encuentran las sales amónicas entre otras, siempre procedentes de ácidos fuertes como pueden ser por ejemplo, el cloruro de amonio, o el nitrato de amonio. En este caso se dice, que debido a la reacción de hidrólisis del catión, las disoluciones de las sales que proceden de las bases débiles y ácidos fuertes son ácidas
• En el grupo de las sales de base débil y ácido débil, se integran entre otras, las sales amónicas, que proceden de ácidos débiles, como puede ser el acetato de amonio, o el carbonato de amonio.  En las disoluciones acuosas de este tipo de sales, tiene lugar una hidrólisis ácida de los cationes y una hidrólisis básica de los aniones.

La constante de hidrólisis, Kh, resulta de la siguiente manera:

Kh = Kw  /  Ka. Kb,

Donde Ka, es la constante de hidrólisis ácida del anión y Kb, es la constante de hidrólisi básica en el caso del catión.

Los pH de las disoluciones dependen de los valores de Ka y Kb:

• Si Ka > Kb, los cationes se hidrolizan más que los aniones, siendo el pH < 7. La disolución de la sal será ácida.
• Si Kb > Ka, los aniones se hidrolizan más que los cationes, siendo el pH > 7. En este caso la disolución de la sal es básica.
• Si Ka ≡ Kb, ambos iones se encontrarán hidrolizados en proporciones similares, siendo el pH en este caso pH=7, diciéndose que la disolución es neutra.

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS 
Soluciones amortiguadoras son aquellas soluciones cuya concentración de hidrogeniones 
varía muy poco al añadirles ácidos o bases fuertes. El objeto de su empleo, tanto en técnicas 
de laboratorio como en la finalidad funcional del plasma, es precisamente impedir o 
amortiguar las variaciones de pH y, por eso, suele decirse que sirven para mantener 
constante el pH. Los mas sencillos están formados por mezclas binarias de un ácido débil y 
una sal del mismo ácido con base fuerte, por ejemplo, una mezcla de ácido acético y acetato 
de sodio; o bien una base débil y la sal de  esta base con un ácido fuerte, por ejemplo, 
amoníaco y cloruro de amonio. 
La aplicación más importante de esta teoría de los amortiguadores es, para los fisiólogos, el 
estudio de la regulación del equilibrio ácido-base. Para dar una idea de la importancia de 
los amortiguadores de la sangre, recordemos que la concentración de hidrogeniones del 
agua pura experimenta una elevación inmediata cuando se añade una mínima cantidad de 
un ácido cualquiera, y crece paralelamente a la cantidad de ácido añadido. No ocurre así en 
la sangre, que admite cantidades del mismo ácido, notablemente mayores, sin que la 
concentración de hidrogeniones aumente de una manera apreciable. 
Mecanismo de la acción amortiguadora 
Supongamos un amortiguador constituido de ácido acético y acetato de sodio. El ácido 
estará parcialmente disociado estableciendo un equilibrio entre las partículas de ácido sin 
disociar los iones hidrógenos y los iones de base conjugada. El acetato de sodio, como 
todas las sales, está disociado completamente y, por esta causa, el ión acetato procedente de 
la sal desplaza el equilibrio hacia la formación de ácido, disminuyendo la concentración de 
hidrogeniones libres. La presencia conjunta de la sal y el ácido hace decrecer la acidez 
libre. Si las cantidades de sal y ácido son del mismo orden de magnitud, la concentración de 
iones hidrógenos se regulará por la reacción de equilibrio del ácido, es decir 
CH3-COOH  ↔  CH3-COO -+  H

Si añadimos al sistema un ácido fuerte, por ejemplo ácido clorhídrico, se produce un 
aumento instantáneo de la concentración de iones hidrógenos, los cuales son neutralizados 
por la base conjugada del ácido liberando así, una cantidad equivalente de ácido débil. 
Si añadimos al sistema una base fuerte, por ejemplo hidróxido de sodio, los iones hidroxilos 
consumen rápidamente iones hidrógenos del sistema para formar agua, lo que provoca la 
transformación de una parte del ácido acético libre en acetato que es una base menos fuerte 
que el hidróxido de sodio. 
La utilidad de las mezclas amortiguadoras en la regulación del equilibrio ácido-base del 
plasma sanguíneo, estriba precisamente en la posibilidad de mantener la concentración de 
iones hidrógeno dentro de límites estrechos, que con razón puede considerarse invariable. 
El pH se puede mantener muy aproximadamente al nivel que convenga, escogiendo las 
mezclas adecuadas. Por un ejemplo, con un determinado amortiguador el pH de una cierta 
reacción puede ser tres, y con otro amortiguador la misma reacción se puede estudiar a pH 
ocho. 

LEY DE HESS

En termodinámica, la ley de Hess, propuesta por Germain Henri Hess en 1840, establece que: «si una serie de reactivos reaccionan para dar una serie de productos, el calor de reacción liberado o absorbido es independiente de si la reacción se lleva a cabo en una, dos o más etapas», esto es, que los cambios de entalpía son aditivos: ΔHneta = ΣΔHr.

Equivalentemente, se puede decir que el calor de reacción sólo depende de los reactivos y los productos, o que el calor de reacción es una función de estado; en este sentido la ley de Hess es la aplicación a las reacciones químicas del primer principio de la termodinámica; debido a que fue enunciada unos diez años antes que ésta, conserva su nombre histórico.1 El propósito de este planteamiento es analizar de forma muy breve las bases de la Termoquímica como una solución a problemas de transferencia de calor en dichos procesos.

Cuando se busca saber qué tanto calor como una forma de la energía absorbida o desprendida está presente en una reacción, es porque la misma juega un papel muy importante de los cambios químicos, la pregunta obvia en este caso resulta; ¿A qué se debe esa importancia? Se debe a que en todo cambio químico hay ruptura y formación de nuevos enlaces químicos y para que haya esa ruptura, se requiere energía y algunas veces en la formación de los nuevos enlaces se requiere de menor energía para su formación y por tanto se desprende la energía sobrante, razón por la cual, el estudio del calor y de su relación con los cambios químicos resulta tan importante. Además de lo anterior es necesario también conocer si el proceso depende no solo de si el cambio se efectúa a volumen o presión constante, sino también de las cantidades de sustancia considerada, su estado físico, temperatura y presión.

REACCIONES REDOX

Aquí os dejo una página, para que vayáis practicando el ajuste de reacciones REDOX de cara al segundo parcial. Está muy bien, porque son distintas reacciones en medio básico o ácido (según elijais) y va explicando paso a paso cómo debería realizarse el correspondiente ajuste.

http://www.educaplus.org/play.php?id=86&mcid=2

CRONOLOGÍA DE LOS DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS

La línea temporal incluida a continuación muestra algunos momentos claves de la historia de la ciencia. En algunos casos la relevancia de algunos de los descubrimientos científicos que se detallan a continuación no fue apreciada en su propia época. La línea, aún distando de ser completa, muestra los diferentes logros, intereses y conocimientos de la humanidad a lo largo de la historia.

Antes De Cristo: (ADC) (- Leucipo desde 476- 370 a.C)

• 1600 a. C. Tablilla de Venus de Ammisaduqa
• Demócrito y Leucipo introducen el concepto de "átomo" como partícula de materia indivisible.
• 580 a. C. - Tales de Mileto describe el comportamiento de la magnetita.
• 300 a. C. - Euclides escribe su obra Elementos donde expone las bases de la geometría clásica.
• 250 a. C. - Aristarco de Samos propone, por vez primera, un modelo heliocéntrico del Sistema Solar.
• 240 a. C. - Eratóstenes mide la circunferencia terrestre.
• 127 a. C. - Hiparco elabora el primer catálogo astronómico con unas 850 estrellas.(POMPAS)

• 500-1000

  ·         830 - El matemático árabe Al Juarismi desarrolla el álgebra.

  1000-1500

  ·         900- Los árabes sistematizan el álgebra como herramienta científica.

  1500

  ·         1543 - Nicolás Copérnico propone el modelo heliocéntrico.

  ·         1543 - Andreas Vesalius: Primeras exposiciones detalladas de la anatomía humana.

  ·         1552 - Miguel Servet describe la circulación pulmonar, con un interés más religioso que científico.

  ·         1572 - Tycho Brahe observa una supernova, describiendo sus observaciones y mostrando que los cielos no son inmutables

  1600

  ·         1600 (aprox.)- Galileo Galilei realiza el experimento del plano inclinado, refutando la teoría Aristotélica del movimiento.

  ·         1609 - Galileo Galilei observa cuatro lunas en Júpiter aportando evidencias contundentes del modelo heliocéntrico.

  ·         1619 - Johannes Kepler formula la 3ª ley del movimiento planetario, que completa las leyes de Kepler.

  ·         1637 - René Descartes y el Discurso del método (ver también: Roger Bacon).

  ·         1665 - Robert Hooke, utilizando un microscopio, observa células biológicas.

  ·         1676 - Ole Rømer mide la velocidad de la luz por primera vez.

  ·         1687 - Isaac Newton publica sus Principia Mathematica que contienen la formulación de las leyes de la física y la gravitación.

  1700

  ·         1766 - Henry Cavendish descubre el hidrógeno

  ·         1774 - Joseph Priestley descubre el oxígeno y muestra que el aire está formado por diferentes gases.

  ·         1777 - Antoine Lavoisier publica sus trabajos sobre la combustión y la naturaleza del oxígeno.

  ·         1781 - Sir William Herschel descubre el planeta Urano.

  ·         1789 - Antoine Lavoisier publica su Traité Élémentaire de Chimie en el que se formula la ley de conservación de la masa y elimina la teoría del flogisto.

  ·         1796 - Edward Jenner experimenta con la primera vacuna.

  ·         1798 - Henry Cavendish realiza su célebre experimento de la balanza de torsión y consigue medir el valor de la constante de gravitación universal.

  1546

  [editar]1800

  ·         1801 - Thomas Young realiza el experimento de la doble rendija demostrando la dualidad onda-corpúsculo de la luz.

  ·         1817 - Johan August Arfwedson descubre el litio.

  ·         1820 - Hans Christian Orsted descubre la conexión entre electricidad y magnetismo.

  ·         1843 - James Prescott Joule mide la equivalencia entre el trabajo mecánico y el calor, resultando en la formulación de la ley de conservación de la energía.

  ·         1845 - Christian Doppler demuestra el efecto que lleva su nombre (efecto Doppler).

  ·         1851 - Léon Foucault, utilizando un péndulo, demuestra la rotación de la Tierra.

  ·         1859 - Charles Darwin publica El origen de las especies donde presenta su teoría de la evolución biológica por selección natural.

  ·         1860 John Couch Adams y Urbain Le Verrier calculan la posición del planeta Neptuno a partir de la órbita de Urano. Neptuno es descubierto en 1846.

  ·         1861 - Louis Pasteur refuta concluyentemente la teoría de la generación espontánea.

  ·         1863 - Gregor Mendel comienza el estudio de las leyes de la herencia genética.

  ·         1869 - Dmitri Mendeléyev describe la tabla periódica de los elementos químicos.

  ·         1873 - James Clerk Maxwell formula las leyes clásicas del electromagnetismo.

  ·         1877 - Ludwig Boltzmann define estadísticamente la entropía.

  ·         1887 - Heinrich Hertz reformula las ecuaciones de Maxwell y prueba experimentalmente que las señales eléctricas pueden viajar a través del aire libre.

  ·         1887 - El experimento de Michelson y Morley refuta la teoría del éter luminífero y sienta las bases experimentales de la relatividad especial.

  ·         1896 - Henri Becquerel descubre la radiactividad.

  ·         1897 - Joseph John Thomson descubre el electrón.

  [editar]1900

  ·         1905 - Albert Einstein publica su teoría de la relatividad especial. En ese mismo año explica cuánticamente el efecto fotoeléctrico.

  ·         1909 - Robert Millikan en su experimento de la gota de aceite muestra que los electrones poseen una carga eléctrica definida y consigue medirla.

  ·         1911 - Ernest Rutherford sienta las bases experimentales de la teoría atómica de la materia.

  ·         1911 - Onnes: Primeros pasos en Superconductividad.

  ·         1913 - Niels Bohr presenta su modelo del átomo.

  ·         1915 - Einstein publica la teoría de la relatividad general.

  ·         1919 - Arthur Eddington demuestra la teoría de la relatividad general al medir el efecto gravitacional del Sol sobre la luz de estrellas distantes.

  ·         1920 - Otto Stern y Walter Gerlach realizan el experimento de Stern y Gerlach, es un famoso experimento realizado por primera vez en 1922 sobre la deflexión de partículas, y que ayudó a sentar las bases experimentales de la mecánica cuántica.

  ·         1920 - John B. Watson y Rosalie Rayner.

  ·         1927 - Georges Lemaître propone las bases de lo que se convertiría en la teoría del Big Bang.

  ·         1928 - El experimento de Griffith muestra que la herencia genética puede transformarse.

  ·         1929 - Edwin Hubble descubre que el Universo se expande, y junto a Milton Humason formulan la ley que rige esta expansión.

  ·         1930 Descubrimiento de los isótopos, primeras reacciones ´de química nuclear y síntesis de nuevos elementos químicos

  Los bombardeos atómicos sobre Hiroshima y Nagasaki. Los ataques se efectuaron el 6 y el 9 de agosto de 1945, y pusieron el punto final a la Segunda Guerra Mundial.

  ·         1942 - Enrico Fermi logra la primera reacción en cadena de fisión nuclear controlada.

  ·         1947 - John Bardeen y Walter Brittain fabrican el primer transistor.

  ·         1952 - Alfred Hersey y Martha Chase demuestran en el experimento de Hershey y Chase que el ADN contiene las instrucciones genéticas de la vida.

  ·         1953 - Stanley L. Miller y Harold C. Urey demuestran en su experimento que la materia orgánica puede surgir a partir de materia inerte en las condiciones adecuadas.

  ·         1953 - James Watson y Francis Crick descubren la estructura en doble hélice del ADN.

  ·         1955 - Clyde L. Cowan y Frederick Reines confirman la existencia de los neutrinos.

  ·         1965 - Arno Penzias y Robert Wilson descubren accidentalmente la radiación de fondo de microondas del Universo, evidencia observacional de la teoría del Big Bang.

  ·         1965 - Richard Feynman: Electrodinámica cuántica.

  
  

  2000

  ·         2001 - Se completa el primer borrador del genoma humano.

  ·         2002 - Raymond Davis Jr. y Masatoshi Koshiba detectan las transformaciones de los diferentes tipos de neutrinos, mostrando que éstos tienen masa.

  ·         2003 - Se describe la totalidad del genoma humano, conformado por 36,000 genes.