En el laboratorio de Química
Analítica se realizan pruebas para la identificación y
caracterización de materiales a través de diferentes
técnicas de analisis instrumental: Espectroscopia
Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR)Es una técnica cuyo
funcionamiento se basa en las distintas absorciones de radiación
infrarroja que presentan los distintos grupos funcionales de tal forma que con
la obtención del espectro de infrarrojo se puede conocer el tipo de
compuesto contenido en la muestra.En muchos casos se puede determinar
completamente la estructura de la molécula. El tipo de muestras que
pueden analizarse son: sólidos, líquidos (pH 5-9), espumas, geles
o piezas terminadas. Aplicaciones
* Caracterización e
identificación de materiales * Identificación de grupos
funcinoales de materiales * Programa de seguiemiento de materiales
*
Control de calidad en materia prima Analisis Termogravimétrico
(TGA)En la técnica de TGA, se registran los
cambios de peso de unamuestra por efecto del
cambio de temperatura, mediante rangos controlados de energía en una
atmósfera específica.Aplicaciones
* * Identificación de
polímeros * Determinación de humedad * Aproximación del
porcentaje en masa de mezclas * Estabilidad Térmica
* Descomposición térmica *
Calculo de entalpías * Analisis de composición
Calorimetría Diferencial Barrido (DSC)Por este
método de analisis, la muestra y una referencia se someten a un
programa de temperatura, lo cual produce un ambiente controlado de
variación de energía. Las diferencias de temperatura se registran
como una función
del tiempo y que dependen del
comportamiento de la muestra como
consecuencia de reacciones endotérmicas o exotérmicas durante el
tratamiento.Aplicaciones * * Determinación de puntos de fusión *
Diferencia entre mezclas de polímeros * Identificación de
Polímeros * Temperatura de Cristalización * Temperatura de
transición vítrea * Estabilidad térmica * Calculo
de entalpías | * La mayoría de los compuestos organicos presentan
isómeros (sustancias que poseen la misma fórmula molecular pero
difieren en sus propiedades físicas y químicas); los
inorganicos generalmente no presentan isómeros.
* Los compuestos organicos forman cadenas o uniones del carbono consigo
mismo y otros elementos; los compuestos inorganicos con excepción
de algunos silicatos noforman cadenas pero si uniones.
EL CARBONO Y SU ESTRUCTURA
El carbono es un elemento químico de
número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a
temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de
formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas
alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante
respectivamente. Es el pilar basico de la química
organica; se conocen cerca de 16 millones de compuestos de carbono,
aumentando este número en unos 500.000
compuestos por año, y forma parte de todos los seres vivos conocidos.
Forma el 0 % de la corteza terrestre.
El atomo de carbono, debido a su configuración
electrónica, presenta una importante capacidad de combinación.
Los atomos de carbono pueden unirse entre sí formando estructuras
complejas y enlazarse a atomos o grupos de
atomos que confieren a las moléculas resultantes propiedades
específicas. La enorme diversidad en los compuestos del carbono hace de su estudio químico
una importante area del
conocimiento puro y aplicado de la ciencia actual.
Todos los materiales de carbón estan compuestos
de atomos de carbono. Sin embargo, dependiendo de la
organización que presenten estos atomos de carbono, los
materiales de carbón pueden ser muy diferentes unos de otros. Las estructuras a las que dan lugar las diversas combinaciones de
atomos de carbono pueden llegar a ser muy numerosas. En consecuencia, existen una gran variedad materiales de
carbón.
Para intentar explicar las diferentesestructuras de los carbones
conviene empezar a una escala atómica. Así, los
atomos de carbono poseen una estructura electrónica 1s2 2s2 2p2,
lo que permite que los orbitales atómicos de los atomos de
carbono puedan presentar hibridaciones del tipo: sp, sp2 y sp3. Cuando se
combinan atomos de carbono con hibridación sp dan lugar a cadenas
de atomos, en las que cada atomo de carbono esta unido a
otro atomo de carbono por un enlace tripe y a un segundo atomo de
carbono por un enlace sencillo. Este tipo de estructuras constituyen una forma
alotrópica del
carbono poco común: los carbinos. Los carbinos pueden
presentar una estructura lineal o cíclica.
Cuando se combinan atomos de carbono con hibridación sp2, cada
atomo de carbono se une a otros 3 en una
estructura plana que da lugar a la forma alotrópica del grafito.
Los atomos de carbono forman un sistema de
anillos condensados que dan lugar a laminas paralelas entre si. Los
enlaces químicos de las laminas son covalentes entre orbitales
híbridos sp2, mientras que los enlaces entre las laminas son por
fuerzas de van der Waals. Dependiendo del apilamiento de las laminas
existen dos formas alotrópicas diferentes: el grafito hexagonal, que es
la forma termodinamicamente estable en la que la secuencia de
apilamiento de las laminas es ABAB; y el grafito romboédrico, que
es una forma termodinamicamente inestable, y mucho menos abundante, con
una secuencia de apilamiento ABCABC.
Estructuras del grafito hexagonal (ABAB) y delgrafito romboédrico (ABCA
Cuando se combinan atomos de carbono con hibridación sp3 cada
atomo de carbono se une a otros 4 formando una estructura tridimensional
que da lugar a la forma alotrópica del diamante. El diamante
cúbico es la estructura m