Fundamentos de Química de Materiales: Alotropía del Carbono, Polímeros y Riesgos Plúmbicos

Alotropía del Carbono

La alotropía es la propiedad de una sustancia de orientar sus átomos en el espacio de manera diferente, dando lugar a distintas formas estructurales con propiedades físicas y químicas variadas.

1. Diamante

• Estructura: Cada átomo de Carbono (C) se halla unido a otros 4, dirigidos hacia los vértices de un heptaedro regular. Esta estructura se repite hasta formar infinitas interconexiones, responsable de su extrema dureza.
• Propiedades: Sólido cristalino incoloro, el material más duro conocido.
• Usos: Joyería, para cortar vidrio, instrumental quirúrgico, herramientas de precisión.

2. Grafito

• Estructura: Cada átomo de C se halla unido a otros 5 (Nota: Estructura de capas hexagonales adyacentes). Se superponen capas de estas baldosas, unidas débilmente entre sí, lo que permite que puedan deslizarse una sobre otra y dejar trazo.
• Propiedades: Sólido negro o blanco, blando, untuoso al tacto.
• Usos: Mina de lápices (negro) y lubricante para cerraduras (blanco).

3. Buckminsterfullereno (Fullereno C60)

• Estructura: La estructura repetitiva es un pentágono central rodeado de 5 hexágonos. Se repite hasta formar una estructura esférica.
• Propiedades: Sólido amarillo o líquido rojo.
• Usos: Superconductor a altas temperaturas; fabricación de nanotubos (telecomunicaciones); biológicamente activo contra el cáncer (en fase de prueba).

Riesgos Ocupacionales y Combustibles

Saturnismo (Intoxicación por Plomo)

El saturnismo es una enfermedad ocupacional que se presenta generalmente en fábricas de pinturas, metalúrgicas y fábricas automotrices.

Las empresas mencionadas deben realizar controles periódicos (especialmente el perfil plúmbico) a sus empleados. El trabajo en estas industrias suele ser discontinuo debido al alto riesgo que corren los trabajadores.

Composición y Calidad de las Naftas

Las naftas son mezclas de hidrocarburos. No poseen una composición química constante, ya que esta depende de la cuenca petrolera de origen.

• El más preciado de los hidrocarburos es el octano.
• El Índice de Octano (IO) es el porcentaje de octano con respecto al total de hidrocarburos de la nafta.

Inicialmente, el IO se elevaba con el agregado de tetraetilo de plomo (*).

Polímeros: Estructura y Clasificación

Un polímero es una molécula de elevado peso molecular formada por una gran cantidad de moléculas pequeñas, denominadas monómeros.

Clasificación de los Polímeros

Según su Origen

• Artificiales o Naturales.

Según el Tipo de Monómeros

• Homopolímeros: Formados por un solo tipo de monómero.
• Heteropolímeros: Formados por dos o más tipos de monómeros.

Según el Orden de los Monómeros

• Al azar, Alternados o En bloque.

Según la Estructura Espacial

• Lineales, Ramificados o Entrecruzados.

Según la Respuesta al Calor

• Termoestables: No se pueden calentar o volver a moldear.
• Termoplásticos: Se pueden calentar y volver a moldear.

Según el Método de Fabricación

• De Adición: Los monómeros se suman directamente.
• De Condensación: Cada vez que se suma un monómero, se pierde una molécula de agua.