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\u00bfEl culpable? Una contaminaci\u00f3n absolutamente min\u00fascula, tan peque\u00f1a que es casi indetectable. Cuando el acetaldeh\u00eddo fenilhidrazona se funde, se convierte en uno de dos l\u00edquidos, en funci\u00f3n de si el compuesto ha sido expuesto a una base o a un \u00e1cido. El primero aparece en el punto de fusi\u00f3n m\u00e1s alto; y el segundo en el m\u00e1s bajo.<\/p>\n\n\n\n
“Es sumamente satisfactorio poder entender un rompecabezas tan antiguo, especialmente uno que desconcert\u00f3 a un cient\u00edfico tan eminente que se convirti\u00f3 en ganador del Premio Nobel”, dijo Threlfall.<\/p>\n\n\n\n
“La observaci\u00f3n de tal comportamiento ser\u00e1 extremadamente rara porque depende de que las mol\u00e9culas en el cristal y en el l\u00edquido tengan geometr\u00edas diferentes, lo cual es inusual. Adem\u00e1s, depende tambi\u00e9n de que la conversi\u00f3n por \u00e1cido sea posible y r\u00e1pida”.<\/p>\n\n\n\n
El compuesto se obtiene disolviendo acetaldeh\u00eddo s\u00f3lido y a\u00f1adiendo tanto fenilhidrazina l\u00edquida como etanol acuoso, y enfriando hasta que la mezcla se congela y forma cristales s\u00f3lidos. Para descubrir entonces el punto de fusi\u00f3n de la fenilhidrazona de acetaldeh\u00eddo reci\u00e9n formada, hay que volver a fundirla.<\/p>\n\n\n\n
Aqu\u00ed es donde surgieron los problemas. Para entender por qu\u00e9 la fenilhidrazona de acetaldeh\u00eddo se funde a dos temperaturas distintas, los investigadores primero investigaron su forma s\u00f3lida. Pero las investigaciones m\u00e1s avanzadas no dieron con una respuesta.<\/p>\n\n\n\n
Todos los an\u00e1lisis, realizados por el equipo de Threlfall y otros esfuerzos recientes, no lograron encontrar una sola diferencia entre las muestras de fenilhidrazona de acetaldeh\u00eddo que se fundieron a la temperatura m\u00e1s baja y las muestras que se fundieron a la m\u00e1s alta. Estas t\u00e9cnicas incluyeron difracci\u00f3n de rayos X, resonancia magn\u00e9tica nuclear y espectroscopia IR. Hasta donde los cient\u00edficos pudieron saber, los cristales eran id\u00e9nticos. El siguiente paso fue investigar el l\u00edquido en el que se convert\u00edan los cristales despu\u00e9s de fundirse.<\/p>\n\n\n\n
Y all\u00ed, los investigadores obtuvieron un resultado. Hab\u00eda una diferencia sutil y temporal, pero clara. Aunque los compuestos ten\u00edan la misma f\u00f3rmula molecular, la estructura de la masa fundida inicial era ligeramente diferente, dependiendo de la temperatura. El compuesto contiene un grupo metilo que puede tener dos configuraciones distintas, conocidas como is\u00f3mero Z e is\u00f3mero E. En su fase s\u00f3lida, el material est\u00e1 compuesto casi exclusivamente por el is\u00f3mero Z.<\/p>\n\n\n\n
La fase l\u00edquida m\u00e1s estable es una mezcla de aproximadamente un tercio de is\u00f3mero Z y dos tercios de is\u00f3mero E. El punto de fusi\u00f3n m\u00e1s bajo de los dos produce inmediatamente la mezcla Z y E, mientras que el punto de fusi\u00f3n m\u00e1s alto es completamente Z, antes de cambiar a la parte E.<\/p>\n\n\n\n
Una pista se dio en un art\u00edculo de 1905, que se\u00f1alaba que el acetaldeh\u00eddo fenilhidrazona era extremadamente sensible al \u00e1cido. Threlfall y su equipo intentaron exponer sus muestras a vapores de \u00e1cido y amon\u00edaco. Y descubrieron que la exposici\u00f3n a solo una peque\u00f1a cantidad de uno u otro pod\u00eda influir de manera confiable en el punto de fusi\u00f3n del compuesto. El \u00e1cido act\u00faa como catalizador para acelerar el cambio del is\u00f3mero Z al E, lo que reduce el punto de fusi\u00f3n en el proceso.<\/p>\n\n\n\n “Si un elemento o compuesto puede existir en dos o m\u00e1s formas cristalinas distintas, entonces cada forma tendr\u00e1 energ\u00edas de Gibbs diferentes y se fundir\u00e1 a su propia temperatura distinta”, dijo el qu\u00edmico Simon Coles de la Universidad de Southampton.<\/p>\n\n\n\n “En este caso, las mol\u00e9culas del cristal tienen una geometr\u00eda cis (grupos que se dirigen entre s\u00ed) y se funden en una geometr\u00eda id\u00e9ntica en ausencia de \u00e1cido a 100\u00b0C. Sin embargo, en presencia de incluso un rastro de \u00e1cido, las mol\u00e9culas se convierten al fundirse en una geometr\u00eda trans (grupos que se dirigen entre s\u00ed). Este l\u00edquido tiene una energ\u00eda de Gibbs menor y es m\u00e1s estable, por lo que el punto de fusi\u00f3n se convierte en 65\u00b0C”.<\/p>\n\n\n\n Es similar al efecto que tiene la sal sobre el agua: agregar sal a una olla con agua aumenta los puntos de congelaci\u00f3n y ebullici\u00f3n. Mientras que se necesita mucha sal para provocar un cambio significativo en las transiciones de fase del agua, se necesita tan poco \u00e1cido para alterar la fenilhidrazona de acetaldeh\u00eddo que se tard\u00f3 m\u00e1s de un siglo (y Threlfall y sus colegas una d\u00e9cada) en descubrirlo.<\/p>\n\n\n\n Esta investigaci\u00f3n es un verdadero testimonio de la curiosidad y la tenacidad humanas. Y nos da esperanza para el futuro. \u00bfCu\u00e1ntos misterios m\u00e1s se resolver\u00e1n en los a\u00f1os que se extienden hacia un futuro brillante de descubrimientos?<\/p>\n\n\n\n La investigaci\u00f3n fue publicada en 2019 en Crystal Growth & Design<\/a>.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2024\/11\/image-63.png\")
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