El mundo de la química nos lleva a un recorrido por la ciencia que describe los elementos más pequeños de la materia, su estructura, su forma y su función. Explica el orden y los elementos de la tabla periódica y las aleaciones químicas que se pueden hacer. Así como los compuestos que se encuentran en el medio ambiente. La estructura y función de las proteínas y del código genético.
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Intentando el rescate de videocintas de los diferentes formatos conocidos, (BetaMax, VHS, 8mm, etcétera), cuyo contenido sea educativo, formativo, informativo y también, por qué no, de esparcimiento. Esto con la única finalidad de traer al presente contenidos que, aún habiendo sido producidos en el siglo pasado, muchos de ellos siguen teniendo vigencia en nuestro siglo XXI.
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Digitalizado por: Rescate Media
Formato fuente: Videocasete VHS
Idioma: Español Lat.
Céditos.
Presentado por: Roald Hoffman - Producido y escrito por: Richard Thomas - Editor: Geoff Dills - Equipo de producción: Amy anderson, Jack Arnold, Doug Bolin, John Boslough, Robert Kaper, John Ketcham, Frank Nesbitt, Stephen Redhead - Equipo académico: Isidore Adler, Nava Ben-Zvi, Gilbert W. Castellan, Road Hoffman, Mary E. Key, Margot K. Schumm - Jefa de proyecto: Lisa Ragsdale - Directores de proyecto: Isidore Adler, Nave Ben-Zvi.
Derechos: Este material audiovisual es propiedad de sus creadores o de quien posea los derechos, y están en libertad de exigir su eliminación de este sitio si así conviene a sus intereses.
Estos videos se comparten como material de consulta y estudio con fines puramente educativos. Se aclara que no se busca obtener beneficio económico alguno (ni de cualquier otro tipo) con ello.
#Química #Educación #RescateMedia #ElMundoDeLaQuímica #VHS #Estados
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Categoría
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AprendizajeTranscripción
00:00¿Qué es el mundo que nos rodea?
00:30¿Cómo es posible esto?
00:35¿Qué pasa cuando un sólido se hace líquido y un líquido se hace gas?
00:41En el mundo de la química, todo es una cuestión de estado.
01:00Las grandes cascadas del río Potomac, cerca de Washington.
01:23Todo en este paisaje que me rodea.
01:25Las rocas, el agua que corre, los árboles del otro lado, incluso el aire que respiro.
01:31Todo es materia, es químico.
01:34Y aun cuando vemos cientos de sustancias diferentes, me ha sido dado observar millones en el microscopio.
01:42Estas sustancias se clasifican en determinados grupos o clases que podemos identificar como gases líquidos y sólidos.
01:50Son los estados de la materia.
01:53Los gases son tenues y comprimibles.
01:56El espacio que llena la materia, eso que llamamos volumen, es obviamente ocupado con mayor densidad con los gases que con otros estados.
02:05Los líquidos son fluidos, deformables, más densos que los gases.
02:12Y los sólidos son aún más compactos.
02:15En el secreto de la transformación, de un estado a otro, está la temperatura.
02:22Ese es el aglutinante, esto es lo real.
02:26Vamos a ver, de un líquido a un gas, cómo la temperatura es el tema de la creación.
02:35El hielo y sus cristales tienen una temperatura.
02:45El agua, corriendo por los arroyos en las cascadas, también tiene otra temperatura.
02:50Y el gas que infla el globo, también tiene otra temperatura.
02:58Si se pueden entender estas condiciones, podemos entender qué es lo que pasa, por ejemplo, con los líquidos y los gases.
03:05El agua, a una temperatura es líquida, a otra temperatura es un gas, y a otra temperatura es un sólido.
03:20¿Cuál es el efecto de un líquido y un gas?
03:25Ahora vamos a ver cuál es el efecto de la temperatura en los sólidos, los gases y los líquidos.
03:33Mientras el agua se calienta, va a cambiar de estado.
03:45Ustedes se han familiarizado con la palabra vapor.
03:47Bueno, pues el vapor ahora es agua gaseosa.
03:51Mientras se forma vapor de ese líquido, líquido a gas, este va a desplazar el aire que estaba adentro de esta lata.
03:58Y vamos a poder ver un poco de vapor que sale por la parte superior.
04:06Una vez que hayamos desplazado todo el aire,
04:10lo que voy a hacer es taparla y dejaremos que la lata se refresque,
04:14para ver qué sucede con la presión mientras la temperatura baja.
04:17¿Qué piensan ustedes?
04:24¿Piensan que hay suficiente vapor en salida para indicar que todo el aire ha sido desplazado?
04:32Vamos a poner el quemador lejos, a apagarlo y vamos a tapar esto.
04:37Muy bien.
04:40Mientras la temperatura desciende, la lata se enfría.
04:43El vapor va a tornarse en líquido.
04:47Mientras lo hace, va a descender la presión que hay dentro de la lata.
04:54¿Ah? ¿Lo oyeron?
04:56¿A medida que la presión baja, sucede algo aquí afuera?
04:59No, la presión atmosférica no varió.
05:03Está presionando la lata como lo hacía antes,
05:06pero dado que la presión es menor,
05:07a medida que bajamos la temperatura, la presión disminuye
05:11y la lata empieza a bollarse.
05:13Allí va.
05:17Ahora miren la lata.
05:31Noten cómo se está aplastando.
05:33La razón ahora es otra vez la presión atmosférica, el gas de la atmósfera.
05:41Adentro, la presión se redujo porque el vapor condensado en forma de líquido dejando una presión leve
05:48lo cambia y la presión atmosférica abolló la lata.
05:53Entonces, calentar un líquido puede cambiar su estado a gaseoso
06:02y así parece haber una relación entre la presión de la materia en el estado gaseoso y su temperatura.
06:08Pero, ¿cuál es la naturaleza de esta relación?
06:10Utilizaremos este aparato para tratar de comprender esa relación entre la temperatura y la presión de un gas.
06:20Tenemos un recipiente rígido aquí,
06:22una bola de acero que está adherida al barómetro.
06:25Ahora, dada su rígidez, la cantidad de gas dentro y el volumen del gas van a permanecer constantes.
06:31Las únicas cosas que cambiarán son la presión y la temperatura.
06:35Probemos y veamos qué pasa.
06:38Muy bien.
06:40Vamos a calentarlo.
06:42Utilizamos el quemador.
06:44Así, mientras incrementamos la temperatura del gas dentro de la bola,
06:48¿qué sucede con la presión?
06:52¿Pueden ver la presión?
06:53¿Lo que está sucediendo allí dentro?
06:56Está subiendo, ¿no?
06:57La marca está elevándose.
07:01Así, mientras incrementamos la temperatura del gas, también incrementamos la presión.
07:07Muy bien.
07:07Ahora, ¿qué sucedería si retiráramos el calor y la enfriáramos?
07:15Vamos a ver.
07:16Al dejar el quemador, apagaremos el gas y dejaremos que se enfríe.
07:25Tenemos este baño de agua helada.
07:28Y fijaremos el baño de agua helada enfriando la bola.
07:31Y miren qué sucede con la presión.
07:34A medida que la temperatura desciende, la presión del gas también desciende.
07:37Así que, vemos la relación entre temperatura y presión del gas.
07:43¿Qué le sucede a las partículas submicroscópicas de un gas mientras son calentadas y enfriadas?
07:49¿Cómo afecta a esto la presión?
07:51Si pudiéramos identificar las partículas gaseosas y focalizarnos en unas pocas de ellas, se verían así, muy alejadas, moviéndose al azar en líneas rectas.
08:03Cuando colisionan con las paredes del recipiente, ejercen una presión contra las paredes.
08:10Estas partículas móviles poseen energía kinética.
08:14Su velocidad depende de su temperatura.
08:16Mientras el gas es calentado y las partículas se mueven más rápidamente, colisionan con las paredes del recipiente con más frecuencia.
08:24Como se mueven en altas velocidades, también golpean las paredes con más fuerza.
08:32Ambos efectos, el mayor número de colisiones y la mayor fuerza de las colisiones, contribuyen al incremento en la presión del gas cuando la temperatura aumenta.
08:44Calentar un gas disminuye la velocidad de las partículas.
08:47Mientras la temperatura baja, la energía kinética de las partículas también baja.
08:54Se lentifican.
08:59Golpean las paredes con menor frecuencia y con menor fuerza.
09:02Cuando enfriamos un gas, hasta un cierto punto continuamos disminuyendo su presión.
09:10Pero si enfriamos un gas más allá de ese punto, algo drástico sucede.
09:17El gas cambia de estado para transformarse en líquido.
09:24El hecho de que la materia gaseosa se haga materia líquida a una temperatura lo suficientemente baja nos resulta importante.
09:31Cada año utilizamos miles de millones de litros de diferentes gases.
09:35En el hospital, una línea de montaje de fábrica de gaseosas, buceadores.
09:45En los hospitales, el oxígeno puro ayuda a pacientes muy graves a respirar con mayor facilidad.
09:50El aire común, una mezcla de nitrógeno y oxígeno, es envasado bajo altas presiones para que los buzos puedan respirar bajo el agua.
09:58Los gases también se suman en la fabricación de circuitos integrados, al procesamiento del acero, la recuperación del petróleo y muchos otros lugares.
10:11Pero el lugar donde probablemente sea más familiar es el hogar, donde nos calentamos y cocinamos con un gas llamado metano o gas natural.
10:19Podríamos pasar a puros al utilizar gas natural si no lo licuáramos a temperaturas muy bajas.
10:27Linwood Bazemore es el jefe de gas y electricidad de la estación de gas natural licuado de Baltimore.
10:34La principal razón para licuar el gas natural es brindarnos capacidad de almacenaje adicional.
10:40Las posibilidades de almacenar gas en su forma líquida son mayores que en forma gaseosa.
10:44Para demostrarlo, el metano licuado se reduce en volumen más de 600 veces.
10:54Licuamos durante el verano cuando nuestras demandas del sistema son bajas.
10:58Así damos posibilidad al gas para almacenaje.
11:01Y en los meses de invierno, cuando la demanda es alta, podemos suplementar nuestras provisiones con nuestro propio gas natural.
11:08El gas natural es convertido en líquido y almacenado en plantas como este en todo el mundo.
11:15La liquefacción es un proceso de tres etapas.
11:19El gas ingresa mediante cañerías en estado gaseoso, pero contiene impurezas como vapor de agua y dióxido de carbono.
11:26Así que el primer paso es enfriar el gas, lo suficiente para congelar el vapor de agua.
11:33Estos se realizan torres llenas con serpentinas de un líquido frío similar al anticongelante.
11:39Como el gas natural pasa a través de él, el vapor de agua se condensa y forma hielo.
11:45El gas natural entonces va hacia un sistema de filtros que elimina otras impurezas.
11:50Ahora el gas está listo para ser enfriado al líquido.
11:53El proceso de liquefacción simplemente reduce la movilidad molecular.
12:00Eso hace la condensación del material.
12:04Cuando pasamos el calor sensible y latente del metano de 15 grados centígrados a menos 126 grados centígrados,
12:12la movilidad molecular se lentifica esencialmente.
12:16Los tanques rojos de esta planta contienen gas natural a la espera de ser licuado.
12:20Los blancos contienen gas natural licuado.
12:24El volumen que ocupa el gas natural en estado líquido es tan reducido que un tanque blanco puede contener 125 tanques rojos.
12:35Almacenamos el gas natural licuado básicamente en lo que es un termo.
12:39Los tanques no están refrigerados de otra forma fuera de la refrigeración provista por el líquido dentro de los tanques.
12:48Los tanques son esencialmente un tanque dentro de otro.
12:53Se los aísla alrededor de la parte superior al inferior y no se necesita nada más.
12:59Uno de los beneficios de licuar gas natural es que lo hace muy portátil.
13:03El metano o gas natural en su estado natural como gas puede ser distribuido mediante la cañería conectada desde el punto A al punto B.
13:17Sin embargo, como líquido, el gas natural licuado puede ser distribuido mediante un camión, un tren o incluso un barco.
13:25Otra ventaja del gas licuado es su temperatura muy baja.
13:32¿Cuán fría es?
13:34En este recipiente tengo un elemento con el cual todos estamos familiarizados, pero en forma de nitrógeno gaseoso.
13:41Solo que esta vez es nitrógeno líquido.
13:44Aquí dentro un par de pelotas de tenis.
13:47Noten que rebotan muy bien.
13:50Ahora, ¿qué va a pasar con estas pelotas si las coloco en nitrógeno líquido?
13:53Ahora, este nitrógeno está a una temperatura de 196 grados centígrados.
14:00O sea que la temperatura interior se encuentra a unos 225 grados, más o menos, debajo de la temperatura ambiente.
14:07Eso debería cambiar las propiedades de estas pelotas que están adentro.
14:12Bueno, creo que las pelotas ya tuvieron bastante tiempo.
14:14Veamos qué sucede.
14:16Me pongo los guantes porque el nitrógeno líquido está muy frío y no quiero quemarme los dedos.
14:23Muy bien.
14:24Voy a tomar una pelota, la pondré aquí y la voy a dejar.
14:31Ahora saco la otra.
14:33Y solo para mostrarles lo que el nitrógeno líquido ha hecho por estar tan frío, voy a tomar esta pelota y la golpeo con el martillo.
14:41Ahí vamos.
14:42Ahí va.
14:42La pelota se hizo trizas.
14:48Así vemos ahora que se ha operado un enorme cambio en las propiedades de esta peculiar pelota debido a la baja temperatura.
14:56Muy bien, ahora tenemos la otra que ha sido calentada, así que no necesito más el guante.
15:01Ahí está, volvió a su estado natural.
15:07Podemos decir que este proceso de congelado veloz, inclusive tratándose de nitrógeno líquido, no daña el material, pero sí altera sus propiedades inmediatamente, como la pelota que se rompió.
15:20El nitrógeno líquido también tiene muchos usos prácticos.
15:23Damos por sentado el hecho de que la comida fresca, en el comercio, lo es.
15:29Su distribución depende de los cambios que utiliza el nitrógeno líquido para refrigeración, enfriando el alimento sin congelarlo.
15:40Otros alimentos son empacados y congelados en minutos utilizando nitrógeno líquido.
15:47Este trabajo hará posible el almacenamiento de órganos enteros por tiempo indefinido.
15:53Veamos ahora cómo cambia la materia de gas al líquido.
15:59En el proceso, se admite la energía en la forma de calor.
16:04Algo tiene que sacársele, por eso enfriamos el gas para licuarlo.
16:08El proceso, es decir, el proceso inverso, es el de calentar un líquido para hacerlo pasar al estado gaseoso.
16:16Estos cambios de energía son cruciales y son parte de nuestra diaria experiencia.
16:23Por ejemplo, podemos comprender cómo es que nos enfriamos cuando transpiramos o cuando alguien pone un paño frío sobre la frente de un afiebrado.
16:32Lo que sucede es que se evapora el agua líquida, se hace vapor de agua.
16:37Para producir esto, tiene que haber calor junto con el agua líquida.
16:41Ese calor debe venir de alguna parte, de mi piel.
16:47Por eso que mi piel se siente fresca cuando transpiro.
16:51Estos cambios de energía de los que hemos estado hablando, en el mundo observable, microscópico, de los gases líquidos y sólidos,
16:58deben encontrar su origen, sus causas, en el mundo microscópico de átomos y moléculas.
17:04Echemos un vistazo a una sustancia particular, mientras se mueve a través de los tres estados de la materia.
17:16Eso que están viendo es un recipiente cerrado de bromino.
17:21Ven aquí el bromino líquido, rojo, un líquido marrón oscuro, y el gas bromino llenando el resto del vaso, un gas rojo amarronado.
17:28Voy a usar nuevamente el nitrógeno líquido.
17:32Recuerden, esto está muy frío, a menos de 196 grados Celsius.
17:37Bajo este vaso, para que el dado en el tanque se meta dentro del nitrógeno líquido.
17:45Ahora, lo que va a suceder si esa temperatura es real,
17:49es que el bromino va a cambiar de estado,
17:53y entonces el gas debería meterse dentro del líquido y el líquido dentro del sólido.
18:00Así que vemos tres fases, los tres estados de la materia en acción.
18:10Ahora esperemos un poco y veamos qué sucede mientras ese frasco se enfría.
18:14A esta altura podemos ver los tres estados de la materia.
18:17El gas bromino, arriba de todo.
18:19El material oscuro es el bromino líquido,
18:24y bien abajo el bromino sólido, color amarillo.
18:28Los tres estados de la materia.
18:31Sabemos que cuando partimos del gas y bajamos la temperatura, llegamos al líquido.
18:35Bajamos más la temperatura y llegamos al sólido.
18:40A un nivel submicroscópico,
18:43las partículas de bromino en estado gaseoso se mueven en forma veloz y caótica.
18:47Cuando la temperatura baja,
18:50las partículas se lentifican hasta que las fuerzas de atracción que hay entre ellas
18:54superan las fuerzas del movimiento cerroso de la energía kinética.
18:58Cuando estas dos fuerzas alcanzan el equilibrio,
19:01las partículas comienzan a agruparse.
19:03Cuando los grupos son lo bastante grandes,
19:06la gravedad los empuja hacia abajo, hacia el fondo del recipiente.
19:09Ahora, las partículas están relativamente en estrecho contacto.
19:15Las fuerzas de atracción las mantienen unidas, pero todavía con movimiento.
19:20A medida que el líquido se enfría, las partículas pierden aún más energía kinética.
19:24El resultado es otro cambio de estado.
19:27El líquido se hace sólido.
19:28Ahora, la fuerza de atracción une las partículas en forma regular y ordenada,
19:35que se expande en tres dimensiones.
19:39Los cristales son uno de los más hermosos ejemplos de esta disposición ordenada de las partículas.
19:45Si bien lucen como dispuestas por la habilidad de un escultor,
19:50estas formaciones son por completo naturales.
19:53Provienen de una de las más extensas colecciones de cristales raros del mundo.
19:59Cobijada en las bóvedas del Museo Smithsonian,
20:02muchos son demasiado delicados para ser expuestos en público.
20:06¿Qué confiere a los cristales su particular apariencia?
20:10Dan Appelman trabaja como geólogo en el Smithsonian.
20:13Un cristal es un tipo particular de materia en la que los elementos químicos
20:18que componen todos los tipos están altamente organizados.
20:22La suya no es sólo una organización, sino una disposición ordenada como una columna de soldados.
20:29Una forma extrema del orden en la materia es lo que vemos cuando observamos un cristal.
20:34Lo que quiero decir es que dentro de un cristal,
20:36los elementos químicos están ubicados en una forma particular para armar un bloque de construcción.
20:43Pensemos en este bloque de construcción como si fuera un ladrillo de pared,
20:48y esos bloques de construcción dentro de un cristal están apilados en disposición regular en tres dimensiones.
20:54En los cristales, contrariamente a otras formas de la materia,
20:57uno puede ver la forma de estos bloques de construcción submicroscópicos a ojo desnudo.
21:02Si las condiciones son las apropiadas,
21:05la forma externa de un cristal es la misma que la de las partículas que la conforman.
21:10Debido a esto, los cristales aportan una de las primeras pistas para la naturaleza fundamental de la materia sólida.
21:16Si nos ubicamos en el siglo XVI, el famoso naturalista danés Neil Stenson observó que donde quiera sea un cristal de cuarzo como este,
21:26los ángulos entre las caras son siempre los mismos.
21:30No eran caras al azar.
21:34Siempre tenían los mismos ángulos entre ellas.
21:36En realidad, de donde sea que provenga, desde Hort Springs, Arkansas, como esta enorme barrera,
21:42o de Brasil, como esta amatista,
21:44no importa de dónde venga el cuarzo, qué color tenga, qué forma tengan los cristales,
21:49los ángulos entre caras siempre son los mismos.
21:54Los patrones infinitamente repetidos de los elementos químicos,
21:57el mundo invisible de las partículas fundamentales es evidenciado en la belleza externa de estas formas.
22:03En los cristales, podemos también ver cómo las partículas de un sólido se disponen para fortalecerse.
22:12Esto es diferente de otras formas de la materia.
22:16Por ejemplo, en un gas, los elementos químicos tienen una organización laxa y débil,
22:20con poca relación uno con otro.
22:23Por este motivo, el gas puede expandirse para llenar volumen, el que uno desee.
22:27En un líquido, los elementos químicos están más organizados.
22:30Existe una atracción entre elementos y a eso se le debe el volumen.
22:35Pero va a fluir y va a llenar cualquier forma voluminosa en la cual volquemos,
22:39porque no tiene ninguna rigidez, si bien es más organizado que el gas.
22:43Un cristal es mucho más organizado que un líquido.
22:47Un cristal tiene una forma rígida que no se modifica,
22:49porque los elementos químicos que forman el cristal tienen una disposición respecto al otro que no cambia.
22:55Fuertes y rígidos, pero elegantes y fascinantes, los cristales pueden adoptar muchas formas.
23:07Desde gemas como el diamante Hope, el diamante azul más grande que se conoce hasta ahora,
23:13hasta los ejemplares de todas formas y colores.
23:16Los cristales ejercen una atracción tanto sobre nuestra imaginación como sobre nuestra curiosidad científica.
23:25Pienso que lo más fascinante sobre los diamantes,
23:28por lo menos desde el punto de vista del científico que estudia la materia,
23:32es la visión única que puede conferir un cristal dentro de la materia misma,
23:36en la forma en que los elementos químicos se comportan uno respecto del otro.
23:40Es difícil hacer esto en forma gaseosa o en un líquido,
23:44donde los elementos no tienen mucho que ver uno con otro.
23:47Pero en un cristal, la asociación íntima de los elementos
23:51nos dice mucho sobre la naturaleza de los elementos químicos mismos,
23:55en la misma forma que una asociación íntima entre personas nos dice mucho sobre los individuos.
24:02Por eso encuentro que los cristales son especialmente fascinantes,
24:05porque nos dicen todo sobre la naturaleza de los elementos químicos.
24:10Para repasar,
24:15la materia puede encontrarse en tres estados diferentes,
24:19gaseoso, líquido y sólido.
24:21Los cambios de estado dependen de la movilidad de las partículas submicroscópicas.
24:27La movilidad de estas partículas depende de la energía.
24:32El enfriado de partículas les resta energía y las identifica.
24:36El calentado les agrega energía y las acelera.
24:39En un gas, estas partículas se mueven rápidamente y al azar.
24:43No tienen volumen o forma fijos.
24:45En un líquido, las partículas se identifican y se agrupan.
24:50Usamos gases, como el natural, en muchas formas importantes.
24:54Si enfriamos un gas hasta hacerlo líquido,
24:57su volumen disminuye drásticamente.
25:00Esto hace posible su almacenamiento y transporte más eficiente.
25:04En un sólido, las partículas de materia tienen volumen y forma definidos.
25:09Responden a un patrón que se repite a sí mismo en tres dimensiones.
25:12Los cristales constituyen una forma elevada del orden de la materia sólida.
25:20Ellos fueron una de las primeras pistas hacia la disposición de las partículas en estado sólido.
25:25Los estados de la materia son pocos,
25:31pero las formas en que estos se consiguen,
25:33la cantidad de sustancias diferentes alrededor nuestro, son muchas.
25:38Déjenme darles un ejemplo.
25:40Estoy respirando oxígeno, indispensable para la vida, que es un gas.
25:43Pero hay otro elemento, el sulfuro,
25:46que está químicamente muy relacionado con el oxígeno,
25:49y sin embargo las diferencias son obvias.
25:51Es sólido a temperatura ambiente.
25:55Ahora, hay por cierto fuerzas diferentes
25:58trabajando entre los átomos o moléculas de sulfuro y oxígeno
26:01dentro de esas dos sustancias.
26:03Queremos saber por qué es así.
26:06Tenemos que investigar más a fondo.
26:09Entonces tenemos que preguntarnos cuál es la naturaleza del átomo,
26:12qué es lo que asemeja o diferencia el oxígeno del sulfuro.
26:16Y esto lo vamos a ver en el próximo programa.
26:18Vamos a empezar a ver en esto en el próximo programa.
26:23¡Gracias!
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