Un Laboratorio Químico en tu Cocina ¡El Horno de Microondas!

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Horno de microondas

Muchos químicos se preocupan por los desechos y productos que generamos todos los días. Aunque existen muchos materiales biodegradables o amigables con el ambiente, la mayoría de las reacciones químicas generan residuos o subproductos que no lo son. Ante la necesidad de mejorar los procesos de obtención de muchos productos, una propuesta sería utilizar las microondas para tal fin.

Les platicaré un poco de lo que es la química verde. La química verde es la búsqueda de mejorar las condiciones de la reacción sin generar subproductos o con materiales que representen poco peligro para el ambiente. Nosotros como químicos adquirimos un compromiso de no dañar más el ambiente y si es posible, ayudar en su proceso de restauración.

Por ejemplo el pirrol que es un compuesto que se utiliza en una gran variedad de productos, desde medicamentos hasta aditivos y plásticos. El pirrol es un anillo de cinco miembros donde uno de sus vértices es un nitrógeno, a este tipo de compuestos se les conoce como heterociclos, donde al menos uno de los constituyentes es un átomo diferente al carbono.

Las reacciones en donde se obtiene el pirrol necesitan disolventes muy contaminantes, como diclorometano, benceno, tolueno y otros. El tiempo que toma la reacción en llevarse a cabo son de 3 a 4 horas. Para agudizar más el problema los disolventes no se pueden volver a utilizar en otras reacciones porque no se encuentran puros, ocasionando que las subsecuentes reacciones se contaminen o den otros productos que no queremos 😦

Pero la química verde ha encontrado una alternativa, ya que acorta el tiempo de la reacción de 3-4 horas a ¡30 segundos! y como bono adicional no se necesitan disolventes O,O! ¿Cómo es esto posible? se preguntaran, la respuesta es el horno de microondas. Con este aparato no solo pueden calentar su comida, también podrán obtener compuestos que ya conocen pero en una fracción de tiempo que le llevaría a cabo a un químico por medios “convencionales”

Y de esto soy testigo, en un laboratorio sintetizamos un compuesto derivado de los pirroles. La ruta convencional era ponerlo en disolventes (cero ecológicos), dejarlo agitando por horas y calentarlo, todo para que al final lo tuviéramos que purificar con más disolvente.

En cambio, decidimos probar con el microondas “a ver que nos daba” (lo pongo entre comillas porque en sí no hay un método específico para lo que hicimos pero si había mucha información sobre reacciones parecidas, así que lo único que hicimos fue adaptarla para el pirrol)

En un vasito colocamos menos de un gramo de arcilla, colocamos los reactivos, lo agitamos bien hasta que se humedeciera bien la arcilla, lo colocamos en el horno de microondas (como el que tienes en tu casa) y ¡30 segundos después la reacción había terminado!

Pero la mejor parte es que prácticamente el producto se obtuvo puro (claro había que separarlo de la arcilla) así que solo fue una purificación sencilla con un poco de disolvente.

Muchos químicos están probando la mayoría de las reacciones por microondas, pero “is too good to be truth” (demasiado bello para ser verdad) El microondas aún se está probando a micro escala, esto quiere decir utilizar lo mínimo de reactivos y disolventes posible; lo cual significa que puede que pase algo de tiempo antes de que se utilice en la industria.

Además al no utilizar disolventes puede ocurrir que calentemos de más y se evaporen y no haya reacción, así que aún queda mucho por investigar.

Tampoco se puede utilizar el microondas para hacer todo, por ejemplo algo que contenga algún metal descompondría el horno y la reacción no se llevaría a cabo. Pero no nos desanimemos, seguro que la química verde encontrará la manera de mejorar las reacciones químicas 😀

REFERENCIAS

Edward P. Zovinka and Anne E. Stock, MICROWAVE INSTRUMENTS: GREEN MACHINES FOR GREEN CHEMISTRY?Journal of Chemical Education (2010) 87, 4 pp. 350-352

Sarah L. Cresswell, MICROWAVE OVENS – OUT OF THE KITCHENJournal of Chemical Education (2001) 8, 7 pp. 900-904

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3 comentarios el “Un Laboratorio Químico en tu Cocina ¡El Horno de Microondas!

  1. Y ¿QUÉ POSIBILIDAD HAY QUE SE GENEREN COMPUESTOS “NO SOLICITADOS” AL CALENTAR ALGÚN ALIMENTO EN ALGÚN TIPO DE RECIPIENTE PLÁSTICO O CERÁMICO?

  2. Depende…

    Los microondas convencionales funcionan haciendo vibrar las moléculas de agua. Es como la radio, solo puedes sintonizar una estación a una frecuencia específica; es lo mismo con las moléculas, solo puedes hacer vibrar a un tipo específico de molécula a una frecuencia dada.

    Los hornos de microondas ya vienen programados a la frecuencia del agua y no se lo puedes cambiar. Ahora si lo que te preocupa es que el agua de tu alimento reaccione con el material del contenedor, no te preocupes tanto en eso.

    Los materiales cerámicos son ideales para utilizarlos en el microondas porque no reaccionan a prácticamente todo tipo de alimentos que consumimos (a menos que te alimentes de ácidos muy fuertes)

    Con el vidrio es la misma historia pero si debes de tener cuidado cuando calientes tu comida con recipientes de plástico. Algunos recipientes de plástico necesitan “aditivos” para hacerlos flexibles, durables o dotarlos de ciertas características que deseamos que tengan. Para mala fortuna, muchos de ellos se evaporan con gran facilidad y sobretodo si los calientas.

    De ahí la importancia que los recipientes que utilices para el micro (sobretodo los de plástico) tengan una leyenda que diga “microwaveable” o algo similar. Eso significa que el material con el que están hechos no contienen aditivos volátiles o son seguros para utilizarlos en el horno de microondas.

    SALUDOS

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