Estado condensado de Bose-Einstein

Es un estado de agregación de la materia que se consigue a temperaturas cercanas al cero absoluto.

Fue predicha en 1924 por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, y fue obtenido en 1995 por los físicos Eric Cornell, Carlo Wieman y Wolfgang Ketterle los que compartieron el premio Nobel de física de 2001.

Vista microscópica del consensado de Bose-Einstein

Características

1. Los átomos se encuentran todos en el mismo lugar, formando un superátomo.

2. Este estado, se da en ciertos materiales a muy bajas temperaturas.

3. Propiedad que la caracteriza, es que una cantidad microscópica de las partículas del material pasan al nivel de mínima energía, denominado estado fundamental.

4. El condensado es una propiedad cuántica que no tiene análogo clásico.

5. Por el principio de exclusión de Pauli, sólo las partículas bosónicas pueden tener este estado de agregación.

Aplicaciones

1. Aplicaciones en la electrónica y en el desarrollo de relojes atómicos preciosos (chips atómicos)

Chip atómico

2. Algunas aplicaciones de los chips atómicos lo encontramos en dispositivos portátiles de precisión atómica para comunicaciones inalámbricas seguras, navegación GPS precisa, etc..

[Tabla Periodica] Grupo IIA: Alcalinos Terreos

Los elementos que componen a los metales alcalinos térreos son:

• Berilio (Be)
• Magnesio (Mg)
• Calcio (Ca)
• Estroncio (Sr)
• Bario (Ba)
• Radio (Ra)

Son mas duros que los metales alcalinos, pero tienen sus mismas propiedades metálicas aunque con puntos de fusión y ebullición mas elevados. Son menos reactivos que los metales alcalinos.

El calcio y el magnesio son indispensables para las plantas y animales. Por ejemplo, el magnesio forma parte de la molécula de clorofila y el calcio de los huesos y dientes.

Indice de Tabla Periodica

Propiedades fisicas del aire

Las propiedades físicas del aire están determinadas por las propiedades características del estado gaseoso, así el aire:

• ocupa un lugar en el espacio
• no posee volumen definido, llena los espacios vacíos uniformemente
• Se expande y se contrae. Al calentarse ocupa un mayor volumen debido al movimiento de sus partículas, por lo que se expande y asciende. Si se enfría, disminuye su volumen, se contrae y desciende.
• posee baja densidad. A mayor altitud, menor densidad
• ejerce presion sobre la superficie terrestre: presion atmosferica.

Propiedades químicas de los gases del aire

1. Dióxido de carbono (CO₂)

Es un gas incoloro e inodoro a temperatura ambiente, poco reactivo y ligeramente toxico

Participa en procesos vitales de plantas y animales, como la fotosíntesis y respiración celular.

Se disuelve y reacciona con el agua produciendo pequeñas cantidades de acido carbónico (H₂CO₃), variando el pH de las disoluciones.

Se utiliza en la elaboración de bebidas efervescentes y en la fabricación de bicarbonato de sodio (NaHCO₃)

2. Oxígeno (O₂)

Es un gas incoloro, inodoro e insípido.

El aire

Nuestro planeta esta cubierto por una capa de aire llamada atmósfera. El aire que compone la atmósfera es una mezcla de gases distribuidos en distintas proporciones y su composición variará según la altitud y la latitud.

La altitud es la altura a la cual se encuentra un lugar respecto del nivel del mar y la latitud es la distancia a la que se encuentra un lugar respecto de la línea del ecuador.

Composición química del aire

La tabla muestra la composición quimica del aire seco al nivel del mar.

También se encuentra en menor proporción el vapor de agua (H₂O), el ozono (O₃), monóxido de carbono (CO) y amoniaco (NH₃).

Presión Atmosférica

La presion atmosferica es la fuerza que ejerce la masa de aire sobre la superficie terrestre. La presion varia depende de la altitud y la temperatura. A mayor altura desciende la cantidad de gases en el aire; por lo tanto, menor es la presión. Si hace calor, el aire se dilata y ocupa un mayor espacio. Si la temperatura disminuye, el aire se contrae y el espacio es ocupado por una mayor cantidad de gas. Por lo tanto, a mayor temperatura la presión es menor.

Para medir la presión atmosférica se utiliza el barómetro. La presión de otros gases se mide con un manómetro.

Contaminacion del agua

Existen dos tipos de contaminación del agua: la contaminación natural se produce cuando el agua pasa a través del aire formando ácidos y otros compuestos, o por el suelo mezclándose con minerales; la contaminación artificial es producida por el ser humano en actividades industriales, agrícolas y domésticas.

Entre los principales contaminantes artificiales se encuentran:

1. Las sustancias tóxicas, como los metales pesados plomo y cadmio, que son arrojados a los ríos o mares por las industrias mineras. Estos metales no reaccionan con el agua, por lo que se acumulan en los seres vivos (bioacumulación)

2. Algunas sustancias ácidas originadas de actividades mineras varían el pH y la salinidad del agua, debido a que forman sales.

3. Los nutrientes en exceso, provenientes de las actividades agrícolas, industriales o domésticas; estos aumentan la concentración de iones, como fosfato y nitrato, provocando un crecimiento acelerado de las algas del fondo acuático (eutroficación)

4. Los residuos urbanos formados por una mezcla de materia orgánica y materiales sólidos, conocidos como aguas servidas.

Tratamiento de aguas contaminadas

Potabilización del agua:

1. Tamizado, impide el paso de objetos sólidos.

2. Precloración, para eliminar los microorganismos, se agrega cloro gaseoso.

3. Floculación, Se agregan productos químicos para retirar partículas sólidas en suspensión.

4. Sedimentación. Las partículas retenidas en la floculación caen por gravedad al fondo de los estanques.

Composicion ionica y ciclo del agua

Las aguas oceánicas y continentales están formadas por solidos disueltos en distintas proporciones, y estas varían según la región en que se encuentren.

Nota: estos valores notoriamente para el caso de agua dulce.

Dureza del agua

La dureza del agua se establece de acuerdo a la cantidad de sales minerales disueltas en el agua. Así se tienen las:

1. Aguas blandas, que no poseen iones disueltos o los poseen en muy bajo porcentaje

2. Aguas duras, contienen iones calcio o magnesio en altas concentraciones.

Estas sales pueden causar inconvenientes en el lavado doméstico o industrial, ya que reaccionan con el jabón formando sales insolubles que impiden la formación de espuma afectando la acción limpiadora.

La dureza del agua puede ser temporal o permanente, esto dependerá de las sales disueltas en el agua. Por ejemplo, los bicarbonatos de calcio o magnesio causan la dureza temporal del agua, la cual puede eliminar mediante la ebullición del agua; los sulfatos de calcio y magnesio provocan la dureza permanente del agua, la cual se puede eliminar por un proceso en el que el agua se hace pasar por un cilindro que contiene una resina, produciéndose un intercambio iónico entre los iones calcio y magnesio con el ion sodio que contiene la resina.

Propiedades fisicas del agua

Densidad

La máxima densidad del agua pura se alcanza a los 3,98°C y 1 atm de presion, corresponde a 1 g/cm³

El agua a excepción de otros líquidos, en estado sólido posee menor densidad que en estado líquido. Esto se debe a que en estado sólido las moléculas de agua se enlazan en una red tridimensional ocupando mayor espacio, es decir el agua posee mayor volumen en estado sólido. Este comportamiento es inusual, ya que el resto de los líquidos, al pasar al estado sólido, se contraen.

Tensión Superficial

Se define como la fuerza elástica que hay en la superficie de un líquido. Las moléculas que se encuentran bajo la superficie del agua son atraídas en todas las direcciones por fuerzas intermoleculares. En cambio, las que se encuentran en la superficie, solo son atraídas hacia abajo o hacia el lado por otras moléculas, provocando que la superficie se tense como una capa elástica.

Punto de Ebullición

Es la temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido se iguala a la presion atmosferica externa. Para el agua, el punto de ebullición es de 100°C.