3C-Jardines Químicos

Información

Nombre de los Investigadores

Claro Ignacio Sainz Díaz
clsainz@ugr.es
Elizabeth Escamilla Roa

Departamentos Estudios

Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra Minerales de baja temperatura

Nº de estudiantes

5

Curso

1º Bachillerato

Descripción

Los jardines químicos son curiosas estructuras biomiméticas en forma de plantas como jardines formadas por una serie de sales que precipitan por una combinación de convección forzada de ósmosis, convección libre y reacciones químicas. Se trata de un proyecto fascinante interdisciplinar donde se abordan cuestiones interesantes para la Biología (patrones en los seres vivos)), Química (disolución y precipitación), Física (osmosis, difusión, cristalización) y Geología (patrones en minerales y otros sistemas geológicos) y que puede constituir una buena introducción a la experimentación en laboratorio en Ciencias Naturales. Los investigadores de este proyecto ya han realizado esta iniciativa puntualmente en algún centro educativo y también en colaboración con un consorcio de educación secundaria en USA. El proyecto trata de explorar diferentes condiciones químicas y físicas que permitan al estudiante observar los cambios de comportamiento e interpretarlos. Además de conocer la investigación científica en el laboratorio químico, se utilizarán instrumentos más sofisticados, tales como Microscopía Electrónica y Difracción de Rayos‐X.

El proceso general de formación de jardines químicos se podría resumir en lo siguiente: Al añadir un cristal de una sal soluble a una disolución de silicato sódico se provoca una reacción dando lugar a un gel coloidal alrededor del cristal. El gel actúa como una membrana semipermeable a través de la cual el agua y otros iones pasan por presión osmótica. El cristal sigue disolviéndose y la membrana-gel se tensa por la presión osmótica hasta que se rompe saliendo un chorro de fluido de la solución alrededor del cristal a la solución externa y al entrar en otro medio las solubilidades cambian y precipitan sales conforme surgen esos chorros. Así, en cada punto de ruptura se forman fibras tubulares que pueden alcanzar varios cm de longitud, adoptando formas biomiméticas recibiendo el nombre de ‘jardines’. Además de su fascinación puramente científica como espectaculares ejemplos de formación de patrones, los jardines químicos pueden estar implicados en otros fenómenos de interés industrial que implique la precipitación a través de una membrana-gel coloidal que separa dos soluciones acuosas diferentes, tales como, en la tecnología del cemento y el fenómeno de corrosión de metales. Sin embargo, todavía no se conoce bien el proceso, su control y la variación de la composición química en las diversas superficies de estas formaciones y sólo se ha estudiado en algún caso muy particular.

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