Archivos mensuales: julio 2015

Números con significado químico

Existen en química diversos números empleados  con diferentes finalidades, que son unos completos desconocidos para el público en general, e incluso también para muchos químicos.
Aquí sólo vamos a citar tres de ellos, el número CAS, el número EC y el número ONU.

El número CAS1
El número CAS o más concretamente el número de registro CAS (Chemical Abstracts Service registry number) es una identificación numérica única para compuestos químicos, polímeros, secuencias biológicas, preparados y aleaciones. El Chemical Abstracts Service (CAS), una división de la Sociedad Americana de Química (ACS, American Chemical Society), asigna estos identificadores a cada sustancia química que ha sido descrita en la literatura. El CAS también mantiene una base de datos de las sustancias químicas, conocida como registro CAS. En la actualidad están numeradas y catalogadas algo más de 100 millones de sustancias y cada día se registran alrededor de 15000 sustancias nuevas. El número CAS más reciente es el 1800453-77-3 (consultado el 29 de julio de 2015)2
La principal aplicación del número CAS es su utilización en las búsquedas en la base de datos unificada, dado que habitualmente se utilizan varios nombres para una misma sustancia química (según la nomenclatura empleada, la fórmula química, la estructura o la procedencia). Casi todas las moléculas actuales permiten su búsqueda mediante el número CAS.
Los números de registro CAS no tienen significado inherente alguno, se diseñaron para que su secuencia fuese simple y regular, y permitiera su utilización en las búsquedas en las bases de datos. Se asignan por tanto en orden secuencial creciente, conforme las sustancias químicas son identificadas e incluidas en la base de datos del registro CAS.
Los números CAS están constituidos por tres grupos numéricos separados por guiones. El primer grupo numérico puede tener entre dos y siete dígitos, el segundo grupo sólo dos dígitos y el tercer grupo contiene un único dígito que sirve de control. Para obtener el dígito de control se multiplican cada uno de los dígitos restantes, empezando de derecha a izquierda, por su correspondiente número de orden, esto es, ×1 las unidades, ×2 las decenas, ×3 las centenas, ×4 los millares, etc. Se suman los diferentes productos y de la suma, el dígito correspondiente a las unidades corresponde al dígito de control.

Por ejemplo, la acetona tiene el número CAS 67-64-1, si el número es correcto, el número de control resultante debe ser un 1:

casacetona

Por ejemplo, el hexafluoruro de uranio tiene el número CAS 7783-81-5, si el número es correcto, el número de control resultante debe ser un 5:
cashexafuranio

Los estereoisómeros y las mezclas recémicas tienen diferentes números CAS, por ejemplo, la (S)-nicotina tiene el 54-11-5, la (R)-nicotina tiene el 25162-00-9 y la nicotina racémica el 22083-74-5.

nicotinaS nicotinaR
(S)-nicotina
(-)-nicotina
(S)-1-metil-2-(3-piridil) pirrolidina
3-[(2S)-1-metil-2-pirrolidinil]piridina
(R)-nicotina
(+)-nicotina
(R)-1-metil-2-(3-piridil) pirrolidina
3-[(2R)-1-metil-2-pirrolidinil]piridina

El (Z)-dicloroeteno (isómero cis) tiene el numero CAS 156-59-2 y el (E)-dicloroeteno (isómero trans) tiene el 156-60-5. La mezcla de isómeros cis y trans tiene el número CAS 540-59-0.

cis12dicleteno trans12dicleteno
(Z)-1,2-dicloroeteno
Cis-1,2-dicloroeteno
(E)-1,2-dicloroeteno
Trans-1,2-dicloroeteno

La misma sustancia tiene el mismo número CAS independientemente de su estado físico, por ejemplo, el agua y el hielo tienen el mismo número CAS, el 7732-18-5, pero las estructuras cristalinas de una misma sustancia tienen diferentes números CAS, por ejemplo, el carbón (carbono) tiene el 7440-44-0, el grafito (carbono) tiene el 7782-42-5 y el diamante (carbono) tiene el 7782-40-3.
Algunas mezclas comunes de composición conocida o desconocida pueden tener también numero CAS, por ejemplo, el colorante Leishman tiene el 12627-53-1 y el aceite de mostaza, el 8007-40-7.

 

El número EC3,4
El número EC, comenzó siendo el número EINECS y luego fue el número ELINCS, los tres acrónimos se refieren al mismo número y se utilizan prácticamente de manera indistinta, aunque el término preferido es número EC.
El número EINECS (European INventory of Existing Chemical Substances, Número de Inventario Europeo de Sustancias Químicas Existentes), es un número de registro dado a cada sustancia química comercialmente disponible en la Unión Europea entre el 1 de enero de 1971 y el 18 de septiembre de 1981. Este inventario fue creado por la Directiva 67/548/EEC relativa al etiquetado de sustancias peligrosas: el número EINECS debe aparecer en la etiqueta y en el empaque de sustancias peligrosas.
A partir del 19 de septiembre de 1981, el inventario fue reemplazado por la ELINCS (European LIst of Notified Chemical Substances, o Lista Europea de Sustancias Químicas Notificadas). A todas las sustancias “nuevas” que aparecían en el mercado europeo se les asignaba un número ELINCS tras su notificación a la Comisión Europea. El número ELINCS también es obligatorio en etiquetas y empaques.
Actualmente se prefiere el término número EC (European Community) frente a las designaciones “número EINECS/ELINCS”, pero no debe confundirse con los números EC de la Comisión de Enzimas (Enzyme Commission).

Los números EINECS están constituidos por tres grupos numéricos separados por guiones que contienen un total de siete dígitos, que comienzan por un dos o un tres, esto es, de la forma 2XX-XXX-C o 3XX-XXX-C. Los números ELINCS son análogos salvo que empiezan por cuatro, esto es, de la forma 4XX-XXX-C, comenzando en el 400-010-9. También forman parte del inventario del número EC los números de la Lista de Ex-Polímeros (NLP), análogos a los números EINECS y ELINCS salvo que siempre comienzan por 5 (5XX-XXX-X).

Los números EC son pues análogos a los números EINECS, ELINCS y NLP, de modo que todos ellos constan de tres grupos numéricos separados por guiones que contienen un total de siete dígitos, XXX-XXX-C, siendo el dígito C un dígito de control. Para obtener el dígito de control se multiplican cada uno de los dígitos restantes, empezando de izquierda a derecha, por su correspondiente número de orden, esto es, ×1 la primera, ×2 la segunda, ×3 la tercera, ×4 la cuarta, ×5 la quinta y ×6 la sexta. Se suman los diferentes productos y la cifra final se divide por 11, de modo que el resto es el dígito de control.

La acetona tiene el número EC/EINECS 200-662-2

ecacetona

El hexafluoruro de uranio tiene el numero EC/EINECS 232-028-6

echexafuranio

 

El número ONU5,6,7
Los números ONU o identidades UNO son números de cuatro dígitos usados para identificar sustancias o materiales peligrosos (como explosivos, líquidos flamables, sustancias tóxicas, etc.) en el marco del transporte internacional. Algunas sustancias peligrosas tienen sus propios números ONU (como la acetona que tiene el número ONU 1090), mientras que algunos grupos de sustancias químicas o productos con propiedades similares reciben un número ONU colectivo (por ejemplo, los adhesivos tienen el número ONU 1133, y los líquidos inflamables no especificados en otra parte tienen el número ONU 1993). Una sustancia química en estado sólido puede tener un número ONU distinto del que tiene en estado líquido, si sus propiedades de peligrosidad difieren significativamente;  sustancias con diferentes niveles de pureza o concentración también pueden tener distintos números ONU.
El rango de números ONU va desde el 0001 hasta el 3518, y son asignados por el Comité de Expertos en el Transporte de Mercancías Peligrosas de la Organización de las Naciones Unidas y publicados en sus Recomendaciones en el Transporte de Mercancía Peligrosas, también conocido como el Libro Naranja. Estas recomendaciones son adoptadas por la organización reguladora responsable de los diferentes medios de transporte. Las sustancias que no son peligrosas no poseen número ONU, éste solo se asigna a sustancias peligrosas, pero no existe un mecanismo para deducir los clases de peligros de una sustancia con sólo ver su número ONU, sino que hay que buscar los peligros en las tablas correspondientes.
Los números NA (Norte América), también conocidos como números DOT son emitidos por el Departamento de Transporte de los Estados Unidos y son idénticos a los números ONU, excepto que algunas sustancias sin números ONU pueden tener un número NA. Los números NA están dentro del rango NA8000 – NA9999.
Cada número ONU está asociado a un número identificador del peligro6,7, que indica la clase general de peligro y la subdivisión. Si una sustancia química tiene varios peligros, entonces se puede especificar el identificador de peligro secundario.
La acetona tiene el número ONU 1090, número de identificación del peligro 33 y le corresponde la ficha de seguridad 127, mientras que el hexafluoruro de uranio tiene el número ONU 2978, número de identificación del peligro 78 y le corresponde la ficha de seguridad 166.
El número 33 de identificación del peligro de la acetona indica que se trata de una materia líquida muy inflamable (punto de inflamación inferior a 23 °C)
El número 78 de identificación del peligro del hexafluoruro de uranio indica (7-radiactivo) que se trata de material radioactivo dispersable en forma gaseosa o pulverulenta y (8-corrosivo), que reacciona con el agua y el vapor del agua del aire, para formar fluoruro de hidrógeno gaseoso (HF), que es altamente tóxico y corrosivo, y un residuo blanco soluble de fluoruro de uranilo (UO2F2), extremadamente irritante y corrosivo .

Referencias

  1. http://www.cas.org/
  2. https://www.cas.org/content/counter
  3. http://www.boe.es/doue/2008/353/L00001-01355.pdf
  4. https://echa.europa.eu/documents/10162/13643/substance_id_es.pdf
  5. https://en.wikipedia.org/wiki/UN_number
  6. https://www.tc.gc.ca/media/documents/canutec-eng/GRE2012.pdf
  7. Recomendaciones relativas al transporte de mercancías peligrosas. Reglamentación modelo, volumen I, decimoctava edición revisada, 2013

Ya sólo quedan 5

Ayer, 9 de julio de 2015, la Organización para la Prohibición de las Armas Químicas (OPAQ) anunciaba en su página web1 “Myanmar se une a Convención de Armas Químicas”.

Myanmar depositó el 8 de julio de 2015 su instrumento de ratificación de la Convención de Armas Químicas (CAQ). Transcurridos 30 días, el 7 de agosto de 2015, la CAQ entrará en vigor para Myanmar, y elevará su membresía a los 191 Estados Parte.

Ya sólo quedarán 5 estados fuera de la CAQ: Angola, Egipto, Israel, Corea del Norte y Sudán del Sur. Además, el 21 de abril de este año, el Parlamento de Angola aprobó la adhesión de la República de Angola a la CAQ, y  Sudán del Sur ha expresado su deseo de que prosperen los esfuerzos para conseguir la adhesión. Si esto sucediera, tan sólo quedarían 3 Estados fuera de la CAQ: Egipto, Israel y Corea del Norte.

En su discurso al Consejo Ejecutivo de la OPAQ, el Ministro de Asuntos Exteriores de Myanmar, el Excmo. Sr. Wunna Maung Lwin dijo: “Myanmar se ha comprometido a cumplir con sus obligaciones con la Convención, y espera cooperar con otros Estados Parte para lograr un mundo totalmente libre de armas químicas“.

Recordemos que Myanmar, o Birmania, u oficialmente desde octubre de 2010, República de la Unión de Myanmar, es un país soberano del sudeste asiático, con más de 47 millones de habitantes, que limita al norte con China, al sur con el mar de Andamán, al este con Laos y Tailandia, y al oeste con la India, Bangladés y el golfo de Bengala. Gobernado por una dictadura militar desde 1964, ésta se disolvió oficialmente el 30 de marzo de 2011, con la inauguración del nuevo gobierno elegido “democráticamente”.

Myanmar fue uno de los primeros países en firmar la CAQ el 14 de enero de 1993, justo al día siguiente de que ésta se abriera para su firma en París. En enero de este año, el Parlamento de Myanmar ratificó la Convención – abriendo así el camino para que Myanmar se convirtiese en el Estado Parte número 191 de la CAQ.

La noticia indica en su párrafo final, que la CAQ prohíbe la producción, desarrollo, posesión, almacenamiento, transferencia y uso de armas químicas, que los Estados Parte deben declarar y destruir cualquier arsenal de armas químicas e instalación de producción relacionada, así como cualquier arma química antigua o abandonada, y someterse a un régimen de supervisión y verificación internacional.

 

Referencias

  1. http://www.opcw.org/news/article/myanmar-joins-chemical-weapons-convention/

Eutécticos y azeótropos

Punto de fusión
El punto de fusión se puede definir como la temperatura a la que el sólido se transforma en líquido a la presión de una atmósfera (760 mm de Hg). Para una sustancia pura este cambio de estado es muy rápido y varía muy poco ante cambios moderados de presión, de modo que el punto de fusión puede ser utilizado para tratar de identificar una sustancia. Además, si la sustancia no es pura, pues contiene impurezas, el punto de fusión disminuye (y aumenta el intervalo de fusión), hecho que puede utilizarse como criterio de pureza.
Cuando una sustancia pura en estado líquido se enfría de tal forma que se evita el sub-enfriamiento, solidifica a la misma temperatura a la que el sólido funde.
Por ello también se define el punto de fusión (y el punto de solidificación) como la temperatura a la que coexisten en equilibrio la fase sólida y la fase líquida a la presión de una atmósfera.

Punto de sublimación
A veces se encuentran sustancias, como por ejemplo, el hexafluoruro de uranio, ya citado en un artículo anterior1, o el hexacloroetano, que cuando se calientan en vez de fundir y pasar a estado líquido, aumentan su tensión de vapor de tal manera, que ésta rápidamente alcanza el valor de 760 mm de Hg, y pasan directamente al estado gaseoso. El punto de sublimación puede definirse como la temperatura a la cual la presión de vapor de un sólido alcanza el valor de una atmósfera (760 mm de Hg).

Punto de ebullición
Cuando una sustancia líquida se introduce en un recipiente cerrado y vacío, se evapora (pasa al estado gaseoso) hasta que el vapor alcanza una determinada presión, que depende sólo de la temperatura. Esta presión, que es la ejercida por el vapor en equilibrio con el líquido, es la presión de vapor de la sustancia a esa temperatura. El punto de ebullición puede definirse como la temperatura a la cual la presión de vapor de una sustancia alcanza el valor de una atmósfera (760 mm de Hg).
El punto de ebullición depende del peso molecular de la sustancia y de las fuerzas intermoleculares existentes, de modo que en una serie homóloga los puntos de ebullición normalmente aumentan al aumentar el peso molecular, y para pesos moleculares similares, las sustancias polares presentan puntos de ebullición más altos que las sustancias apolares.

Eutécticos y punto eutéctico
Consideremos dos sustancias, A y B, miscibles en estado líquido. La presencia en la sustancia A de cantidades crecientes de la sustancia B (impureza) provoca una disminución creciente del punto de fusión (punto de solidificación) de la sustancia A (mezcla A+B). Análogamente, la presencia en la sustancia B de cantidades crecientes de la sustancia A (impureza) provoca una disminución creciente del punto de fusión (punto de solidificación) de la sustancia B (mezcla B+A). Ambos procesos confluyen en un punto, denominado punto eutéctico, donde la temperatura alcanza un valor mínimo (temperatura eutéctica) y la mezcla de las sustancias A y B (mezcla eutéctica) funde (solidifica) como si se tratase de una sustancia pura.
Desde el punto de vista NBQ se prefieren los agentes químicos en estado líquido, dado que se manejan y dispersan mejor, así que algunas mezclas eutécticas pueden resultar muy interesantes según las circunstancias.
Tal es el caso de la mezcla vesicante HL, con un 37 % de iperita (HD, con un punto de fusión de 14,45 °C), y un 63 % de lewisita (L, con un punto de fusión de -18 °C) que presenta un punto eutéctico a -25,4 °C. La lewisita actúa como anticongelante, y la mezcla se comporta como una sustancia pura que puede utilizarse en zonas de gran altitud y bajas temperaturas, en estado líquido2.

eutecticoHL

Azeótropos y punto azeotrópico
En 1887 el físico y químico francés Francois-Marie Raoult estudió la presión de vapor en las disoluciones y enunció la ley que lleva su nombre. Según la ley de Raoult la disminución relativa de la presión de vapor (a la misma temperatura), de un líquido volátil al disolver en él un soluto no salino cualquiera, es igual a la fracción molar del soluto. Además este aumento de la temperatura de ebullición de la disolución depende de la concentración del soluto (no salino) y de la naturaleza del disolvente.
Para que una mezcla de dos sustancias químicas líquidas se comporte como una disolución ideal, y cumpla la ley de Raoult, las moléculas de ambas sustancias deben ser similares. De este modo el entorno de cualquier molécula en la disolución no difiere apreciablemente del que existe en las sustancias puras, y entonces la presión de vapor parcial de cada una de las sustancias es proporcional al número de moléculas de la misma en la fase líquida.
Si los constituyentes de la mezcla son de naturaleza apreciablemente diferente aparecen desviaciones con respecto al comportamiento ideal, esto es, con respecto a la ley de Raoult. Estas desviaciones son habitualmente de tipo “positivo” y la presión de vapor parcial real de cada constituyente es mayor de lo que sería si obedeciese a la ley de Raoult. En una desviación de tipo “negativo”, donde las distintas moléculas ejercen una atracción mutua muy fuerte, la presión de vapor parcial real de cada constituyente resulta menor de lo que sería si obedeciese a la ley de Raoult.
Estas desviaciones “positivas” y “negativas” del comportamiento ideal de las disoluciones dan lugar a la formación de azeótropos de ebullición mínima y azeótropos de ebullición máxima. Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de dos o más sustancias químicas que ebulle a temperatura constante, como si fuese una sustancia pura.
Una mezcla de metanol-cloroformo con un 12,6 % de metanol da lugar a un azeótropo de ebullición mínima, que ebulle a 53,43 °C, como si fuese una sustancia pura, cuando metanol puro ebulle a 64,7 °C y el cloroformo lo hace a 61,2 °C.3
Una mezcla de acetona-cloroformo con un 21,5 % de acetona da lugar a un azeótropo de ebullición máxima, que ebulle a 64,43 °C, como si fuese una sustancia pura, cuando la acetona pura ebulle a 56,1 °C y el cloroformo lo hace a 61,2 °C.3

azeotropos
Desde el punto de vista NBQ la formación de un azeótropo entre un agente químico de guerra y un disolvente puede resultar interesante a pesar de diluir la concentración del agente y con ello su toxicidad. La formación de un azeótropo de ebullición mínima podría favorecer la evaporación del agente para facilitar así su inhalación, mientras que la formación de un azeótropo de ebullición máxima disminuiría la evaporación del agente aumentando su persistencia.

Referencias

  1. El flúor 19, J. Domingo, cbrn.es, 2 de junio de 2015
  2. Compendium of Chemical Warfare Agents, Steven L. Hoenig, Springer Science & Business Media, 2006
  3. Química general moderna, J.A. Babor y J.I. Aznárez, Editorial Marín