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¿Qué es el Titanato de Bario?

El titanato de bario es un compuesto inorgánico sintético con estructura de perovskita.

Es un sólido blanco a temperatura ambiente con un punto de fusión de 1.625 °C y una densidad de 6,02 g/㎤.

Usos del Titanato de Bario

El titanato de bario, también conocido como “cerámica de titanato de bario”, tiene propiedades piezoeléctricas y piroeléctricas, así como propiedades dieléctricas, que provocan la polarización interna y la acumulación de electricidad cuando se aplica tensión. Los condensadores cerámicos se utilizan como materiales para componentes electrónicos como condensadores cerámicos, elementos piezoeléctricos, termistores, varistores, etc. Los condensadores cerámicos se utilizan como condensadores cerámicos multicapa (MLCC), que consisten en capas alternas de electrodos internos y capas dieléctricas con titanato de bario como componente principal. Los avances en la tecnología MLCC han permitido miniaturizar dispositivos como los teléfonos móviles.

Los elementos piezoeléctricos son componentes electrónicos que cambian su carga interna bajo presión física o vibran cuando se les aplica tensión. Se utilizan en encendedores electrónicos y altavoces.

Los termistores son componentes electrónicos que utilizan la piroelectricidad para cambiar su carga eléctrica interna como resultado de cambios de temperatura. Se utilizan en sensores de temperatura y control de temperatura de calentadores.

Propiedades del Titanato de Bario

El titanato de bario es un compuesto con la fórmula química BaTiO3 y tiene una constante dieléctrica alta, un factor de pérdida dieléctrica alto y un índice de refracción alto. La temperatura de Curie (Tc) es de unos 130 °C y en Tc se produce una transición de fase de paraeléctrico a ferroeléctrico. La ferroelectricidad está fuertemente influenciada por defectos atómicos y mezclas de impurezas.

Estructura del Titanato de Bario

La estructura cristalina del titanato de bario cambia de bajas a altas temperaturas en el orden de romboédrica, ortorrómbica, tetragonal y cúbica. De éstos, el cristal tetragonal a temperatura ambiente es un material ferroeléctrico, mientras que el cristal cúbico a altas temperaturas (por encima de 120°C) es un material de importancia industrial como material paraeléctrico.

Tiene una estructura de perovskita, con iones Ba en los vértices de la red unitaria, iones O en los centros de las caras e iones Ti en los centros de los cuerpos. En el titanato de bario, cada ion se polariza ligeramente fuera de su posición normal incluso en ausencia de campo eléctrico. Este fenómeno se denomina polarización espontánea. Como la dirección de la polarización se invierte mediante un campo eléctrico externo, se denomina ferroeléctrico. También se denomina “ferroeléctrico displacivo” porque la ferroelectricidad se desarrolla como resultado de una mutación iónica.

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Métodos de Producción del Titanato de Bario

1. Método de Reacción en Fase Sólida
El carbonato de bario y el dióxido de titanio se mezclan en húmedo, se filtran, se secan, se granulan y se moldean y, a continuación, se sinterizan y se pulverizan. El carbonato de bario se prepara a partir de sulfuro de bario, cloruro de bario e hidróxido de bario. Hay que tener cuidado cuando se adultera el estroncio, ya que desplaza el punto de Curie hacia el lado de la temperatura más baja.

El dióxido de titanio se prepara por el proceso del ácido sulfúrico o por el proceso del cloro. En el método del ácido sulfúrico, el óxido de titanio se obtiene añadiendo ácido sulfúrico al mineral de titanio FeTiO3 para producir TiOSO3 y, a continuación, cociendo el ácido metatitánico resultante (TiO(OH)2) con amoníaco. En el método del cloro, el cloro del tetracloruro de titanio se sustituye por oxígeno para obtener óxido de titanio.

2. Método del Oxalato
La reacción de cloruro de bario, tetracloruro de titanio y ácido oxálico produce oxalato de titanilo de bario (BaTiO(C2O4)2). La descomposición térmica produce titanato de bario. Este método permite sintetizar industrialmente titanato de bario de gran pureza.

3. Método del Ccido Cítrico
El titanato de bario se obtiene por descomposición térmica de BaTi(C6H6O7)3・6H2O preparado haciendo reaccionar una solución acuosa de citrato de bario y citrato de titanio.。

4. Método de Síntesis Hidrotermal
El titanato de bario se obtiene calentando hidróxido de bario y sales hidrosolubles de ácido metatitánico (TiO(OH)2) a presión ambiente. El procesamiento a alta temperatura y presión produce titanato de bario con una buena estrella cristalina.

5. Método Sol-Gel
El titanato de bario se obtiene mezclando gel de hidróxido de bario y sol de titanio, secando, sinterizando y moliendo. Adecuado para la preparación de materiales compuestos.

6. Método del Alcóxido
El titanato de bario se obtiene mezclando rápidamente alcóxido de titanio e hidróxido de bario en un mezclador de chorro, calentando a continuación bajo flujo anular y cristalizando el precipitado formado.

¿Qué es el Titanato de Estroncio?

El titanato de estroncio es un óxido compuesto de estroncio y titanio.

También se conoce como trióxido de titanio (IV) y estroncio. El Titanato de estroncio es una piedra artificial, pero un mineral natural con una composición química similar es la tauzonita. El titanato de estroncio se consideró en su día un sustituto del diamante.

Aunque su dureza Mohs de 6 es inferior a la de los diamantes (dureza Mohs 10), se valoraba por su brillantez (brillo), que es 4,3 veces superior a la de los diamantes, y por su fuego (aspecto de la luz dispersa en el espectro de colores).

Usos del Titanato de Estroncio

1. Principales Aplicaciones Actuales

El titanato de estroncio es un material muy utilizado como sustrato para películas delgadas ferroeléctricas y superconductoras, debido a su estructura típica de perovskita. En la investigación aplicada, ocupa una posición importante como sustrato para dispositivos Josephson y SQUIDs (dispositivos superconductores de interferencia cuántica).

También se utiliza como material para condensadores cerámicos, aprovechando sus excelentes propiedades dieléctricas y termoeléctricas, y para varistores, sensores y elementos termoeléctricos, ya que puede convertirse fácilmente en semiconductor con aditivos como el niobio.

2. Aplicaciones Futuras

En los últimos años, el titanato de estroncio es uno de los materiales de interés como fotocatalizador productor de hidrógeno. Debido a su gran estabilidad bajo irradiación de luz y a su fuerte poder de fotorreducción, se está investigando como fotocatalizador para la producción de hidrógeno utilizando únicamente luz solar.

También se está desarrollando activamente como nuevo sustrato con propiedades metálicas, a pesar de ser un óxido de tipo perovskita de alto grado, debido a su potencial para aplicaciones nuevas y sin precedentes.

Propiedades del Titanato de Estroncio

1. Propriedades Físicas

El Titanato de estroncio es un sólido blanco cuya fórmula química es SrTiO3. Tiene un peso molecular de 183,5 y está registrado con el nº CAS 12060-59-2. Su punto de fusión es de aproximadamente 1.900 °C, su densidad es de 5,1 g/cm3 y no se dispone de datos sobre inflamabilidad o propiedades comburentes.

El sistema cristalino es cúbico, la constante de red es a = 0,3905 nm y se cultiva por el método Bernoulli. La constante dieléctrica es de 310 (27°C,1MHz) y el coeficiente de expansión térmica es de 11,1×10-6/°C (temperatura ambiente a 1.000°C). La temperatura de transición de fase es de 110 K y el índice de refracción es de 2,407 (a 589 nm).

2. Propiedades Químicas

Insoluble en agua y en la mayoría de los disolventes, estable a temperatura ambiente sellado. Los agentes oxidantes fuertes y los ácidos fuertes se especifican como sustancias peligrosas entremezcladas y debe evitarse su contacto durante el uso.

A temperatura ambiente, es un cristal cúbico incoloro con una estructura de tipo perovskita, pero por debajo de 110 K es tetragonal. Cuando se calienta a altas temperaturas, pierde parte de su oxígeno, se vuelve negro y se vuelve conductor de la electricidad, y muestra propiedades piezoeléctricas a bajas temperaturas.

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1. Seguridad

Material no peligroso sin efectos conocidos sobre la salud humana, pero debe usarse equipo de protección personal adecuado para evitar la exposición de los trabajadores. En caso de contacto con la piel o los ojos, lavar inmediatamente con agua corriente y buscar atención médica si persiste el dolor.

Al trabajar, hágalo en áreas con ventilación local por extracción o en áreas bien ventiladas y tome medidas para evitar el contacto directo con la sustancia y la inhalación de vapores y polvo. Por el momento no se han identificado riesgos medioambientales acuosos, toxicidad para los peces, acumulación o efectos en el suelo. Cuando se elimine, el producto debe ser tratado por un contratista especializado.

2. Separación de Bandas

La separación de bandas se refiere a la región en la estructura de bandas de un cristal donde no pueden existir electrones (banda prohibida). Los conductores típicos sin banda prohibida son los materiales metálicos como el hierro, el cobre, la plata, el oro y el aluminio.

El titanato de estroncio es un aislante de transición indirecta con una banda prohibida de 3,2 eV. A temperatura ambiente, no muestra fluorescencia cuando se excita con luz ultravioleta, pero cuando se excita a bajas temperaturas, los electrones y los huecos forman un estado autounido y emiten luz a 500 nm debido a su acoplamiento.

¿Qué es el Titanato de Potasio?

El titanato de potasio es un compuesto inorgánico sintético cuya fórmula química es K2O – nTiO2.

n es un número entero de 1 a 12, por ejemplo, si n es 6, la fórmula es K2O – 6TiO2 y se denomina “6-titanato de potasio”.

El titanato de potasio se produce por el método del fundente, en el que se utiliza K2MoO4 o K2WO4 como fundente, o por el método de fusión, en el que las materias primas mezcladas (TiO2, K2CO3 y K2MoO4) se funden a 1.200-1.500°C y después se enfrían hasta cristalizar.

Usos del Titanato de Potasio

El titanato de potasio 6-titanato y el titanato de potasio 8-titanato, que tienen una excelente resistencia al calor, aislamiento térmico y resistencia química, se utilizan principalmente para aplicaciones industriales.

Las principales aplicaciones son como materia prima alternativa al amianto, materiales de fricción como pastillas de freno y embragues, agentes de refuerzo para plásticos técnicos, filtros, materiales de revestimiento, pinturas resistentes a la intemperie, materiales aislantes resistentes al fuego y sustratos multicapa.

También se formula en filamentos (resinas de moldeo) para impresoras 3D, donde se requiere conformabilidad, precisión, resistencia y rigidez.

Propiedades del Titanato de Potasio

El titanato de potasio es un sólido blanco cuya fórmula química es K2O – 4TiO2 o K2Ti4O9. Su peso molecular es de 413,7 y su número CAS es 12056-49-4.

No se dispone de datos sobre punto de fusión, punto de ebullición o inflamabilidad. El producto es químicamente estable cuando se almacena a temperatura ambiente en un recipiente cerrado con atmósfera seca en su interior.

Actualmente no se conocen sustancias peligrosas incompatibles, pero evítese el contacto con el agua. Es importante comprobar la FDS del producto adquirido cuando se utilice el producto, ya que las propiedades cambian con diferentes números n.

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1. Seguridad

Es corrosivo e irritante para la piel, muy irritante para los ojos. Además, existe riesgo de toxicidad sistémica como órgano diana específico y riesgo de irritación del sistema respiratorio en exposiciones únicas, por lo que debe tenerse cuidado al utilizar el producto.

Por el momento, no se han identificado riesgos ambientales acuosos agudos o crónicos ni toxicidad para los peces, pero cuando se elimine el producto, debe confiarse su eliminación a un contratista especializado. 

Además, al tratarse de una sustancia no inflamable, existen pocas restricciones para la extinción de incendios. Cuando se extingue un incendio, el fuego se apaga de acuerdo con los requisitos de lucha contra incendios para otras sustancias peligrosas.

2. Métodos de Manipulación

El trabajo se realiza en talleres con ventilación local por extracción o en zonas bien ventiladas para evitar que los trabajadores inhalen los vapores y el polvo de la sustancia.

Los trabajadores deben llevar protección respiratoria adecuada, máscaras de protección contra el polvo, gafas de seguridad, máscaras de protección (máscaras de protección contra catástrofes), guantes de protección y, según la naturaleza del trabajo, ropa de protección, botas, delantales y cubrebrazos. 

3. Fibras de Titanato de Potasio

Las fibras de titanato de potasio se caracterizan por su gran resistencia, alta rigidez y elevada relación de aspecto, y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, como materiales de refuerzo para plásticos, modificadores de fricción para frenos de automóviles y filtros de precisión.

El titanato de potasio puede utilizarse en termoplásticos, espumas de plástico y refuerzos de cemento, así como en aislantes térmicos, materiales resistentes al calor y pinturas aislantes del calor, debido a su aislamiento térmico, resistencia al calor y resistencia química especialmente buenos.

Las fibras cristalinas de titanato de potasio, un derivado de las fibras de titanato de potasio, también tienen propiedades de adsorción de iones y se espera que se utilicen en materiales de tratamiento de aguas residuales industriales, materiales de tratamiento de residuos líquidos altamente radiactivos, catalizadores, soportes y filtros.

4. Estructura de las Fibras de Titanato de Potasio

Hasta la fecha se han sintetizado y analizado estructuralmente fibras de titanato de potasio con n=1, 2, 4, 6 y 8. n=2 y 4 indican una estructura en capas, mientras que n=6 y 8 indican una estructura en túnel.

Tanto las estructuras estratificadas como las de túnel se sintetizan en forma de fibra, pero las propiedades químicas y físicas difieren significativamente en función de la estructura. Las fibras con estructura en capas son químicamente activas y presentan una gran capacidad de intercambio de iones de potasio, lo que permite la síntesis de una gran variedad de derivados. Las fibras con estructura de túnel se caracterizan por un excelente aislamiento térmico, resistencia al calor y química somática.

¿Qué es la Tiourea?

La tiourea es un compuesto orgánico con una estructura en la que el átomo de oxígeno de la tiourea se sustituye por un átomo de azufre.

También se conoce como tiourea o isotiourea. Se sabe que se sintetiza a partir de cianamida y sulfuro de hidrógeno en presencia de amoníaco. También puede producirse a partir de nitrógeno calcáreo y sulfuro de hidrógeno o hidrosulfuro de calcio.

No se hidroliza fácilmente y es muy tóxico para las algas cuando se libera al medio ambiente. Cuando es ingerida por los seres humanos, la cianamida producida por el metabolismo provoca una glándula tiroides hipoactiva.

Usos de la Tiourea

La mayor parte de la tiourea se utiliza en la producción de resinas de uretano. Las resinas de uretano son polímeros con enlaces de uretano, también conocidos como poliuretano o caucho de uretano.

La tiourea también puede utilizarse en productos farmacéuticos (sulfatiazol, metionina, tiouracilo), rodenticidas (sulfanaftil Tiourea), tintes (tintes sulfatados, índigo) y aditivos orgánicos del caucho (como la difenil Tiourea). También se utiliza ampliamente como materia prima para productos químicos fotográficos y diversos materiales sintéticos orgánicos (por ejemplo, ácido tioglicólico de amonio). También se utiliza como materia prima para tensioactivos, inhibidores de la corrosión de metales y limpiadores de calderas.

Entre sus usos se cuentan también los reactivos analíticos para bismuto, paladio y antimonio (III).

Propiedades de la Tiourea

La tiourea es soluble en agua y etanol. Tiene un punto de fusión de 182°C y es un sólido blanco a temperatura ambiente. Se descompone al calentarse, dando lugar a gases tóxicos como óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SOx).

La reacción de la tiourea con haluros de alquilo produce isotiouronio. Por hidrólisis del isotiouronio, se pueden sintetizar los tioles correspondientes. Al contrario que cuando se utiliza sulfuro de hidrógeno o sus sales como fuente de azufre, no se forma sulfuro.

Estructura de la Tiourea

La fórmula química de la Tiourea es CH4N2S. Su masa molar es de 76,12 g/mol y su densidad de 1,405 g/ml.

La tiourea se utiliza a veces como nombre genérico para compuestos con una estructura como R2N-C(=S)-NR2, donde R en R2N-C(=S)-NR2 es un grupo metilo o etilo. En los últimos años, la tiourea ha atraído mucha atención como columna vertebral básica para la organocatálisis.

La tiourea es una molécula plana: la distancia del enlace C=S es de 1,71 Å y la distancia media del enlace C-N es de 1,33 Å. La tiourea tiene tautómeros. En solución acuosa, la forma tiónica es más común que la forma tiol y la constante de equilibrio Keq se calcula en 1,04×10-3.

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1. Reacciones de Reducción con Tiourea

La tiourea permite la reducción de peróxidos a los dioles correspondientes. Los productos intermedios de esta reacción son endoperóxidos inestables.

Cuando se utiliza tiourea como agente reductor en la descomposición del ozono, se producen compuestos carbonílicos. El sulfuro de dimetilo también es eficaz en la descomposición del ozono, pero tiene un punto de ebullición de 37°C, es muy volátil y tiene un olor desagradable. La tiourea en cambio, es inodora y menos volátil.

2. La Tiourea como Fuente de Azufre

La tiourea puede utilizarse como fuente de átomos de azufre, por ejemplo en la conversión de haluros de alquilo en tioles. Por ejemplo, el etano-1,2-ditiol puede sintetizarse a partir del 1,2-dibromoetano.

Cuando la tiourea reacciona con iones metálicos, puede actuar como fuente de sulfuros. En concreto, el tratamiento de iones de mercurio en solución acuosa con tiourea produce sulfuro de mercurio. Estas reacciones de sulfuro son aplicables a la síntesis de muchos sulfuros metálicos y suelen requerir agua y calentamiento.

Los derivados de pirimidina pueden sintetizarse por condensación de tiourea con compuestos de β-dicarbonilo. En primer lugar, el grupo amino de la tiourea se condensa con el grupo carbonilo. A continuación se produce la ciclación y la tautomerización, y la desulfuración da lugar a la pirimidina. En la reacción de tiourea con α-halocetonas se pueden sintetizar aminotiazoles.

¿Qué es el Acido Tioglicólico?

El ácido tioglicólico (TGA) es un compuesto organosulfurado de fórmula molecular C2H4O2S.

Este líquido incoloro tiene un fuerte olor acre y es fácilmente soluble en agua y disolventes orgánicos polares. El ácido tioglicólico, también conocido como “ácido mercaptoacético”, “ácido 2-mercaptoacético” o “ácido tiovánico”, es un compuesto que contiene grupos tiol y ácido carboxílico y se utiliza en muchas reacciones químicas y aplicaciones industriales.

Tiene un punto de fusión de -16,5°C y un punto de ebullición de 96°C. Es un líquido entre amarillo pálido e incoloro con un olor fuerte y penetrante a temperatura ambiente. Produce gas SOx tóxico cuando se calienta. También es muy corrosivo y debe almacenarse en un lugar fresco y oscuro en un recipiente bien cerrado.

El ácido tioglicólico se produce principalmente por la reacción del ácido monocloroacético o sus sales con sulfuro de hidrógeno potásico o sales de sulfuro de hidrógeno.

Usos del Acido Tioglicólico

El ácido tioglicólico se utiliza ampliamente en la modificación de polímeros, productos químicos para el caucho (estabilizantes), productos químicos para la fotografía e intermedios farmacéuticos y agroquímicos. Los principales usos son los siguientes

1. Soluciones de Permanente y Depilatorios

El ácido tioglicólico actúa rompiendo los enlaces disulfuro de la proteína queratina del cabello. Esto permite que el cabello cambie de forma, por lo que se utiliza ampliamente como solución para permanentes.

También se utiliza como materia prima para la depilación de productos de cuero o como depilatorio debido a su acción reductora similar.

2. Producción de Resinas Sintéticas

El ácido tioglicólico se utiliza en la producción de resinas sintéticas mediante reacciones de esterificación y polimerización. Las resinas sintéticas que utilizan ácido tioglicólico tienen una amplia gama de aplicaciones en las industrias del automóvil, aeronáutica, electrónica, textil y de materiales de construcción.

3. Agentes Complejantes y Reductores

El ácido tioglicólico tiene la propiedad de formar complejos estables con iones metálicos y se utiliza en química analítica (por ejemplo, valoración quelatométrica y análisis colorimétrico del hierro) y en el refinado y recuperación de metales. También se utiliza a veces como agente reductor.

Propiedades del Acido Tioglicólico

El ácido tioglicólico es muy soluble en agua y en disolventes orgánicos polares (por ejemplo, acetona, etanol, dimetilfolamida). Esta alta solubilidad se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre los grupos del ácido carboxílico.

El grupo tiol del ácido tioglicólico es muy reactivo a las reacciones redox. El grupo tiol rompe el enlace disulfuro en reacciones con agentes reductores y forma un enlace disulfuro en reacciones con agentes oxidantes. Esto también permite que el grupo tiol se regenere.

Esta reactividad redox es una de las razones por las que el ácido tioglicólico se utiliza en reacciones químicas y aplicaciones industriales. El ácido tioglicólico tiene la capacidad de formar complejos con iones metálicos. Los grupos tiol de la molécula se unen a los iones metálicos para formar complejos estables, que se utilizan en el refinado, la recuperación y la química analítica de metales.

Estructura del Acido Tioglicólico

La estructura química del ácido tioglicólico se caracteriza por la presencia de dos grupos funcionales, un grupo tiol y un grupo ácido carboxílico. Esta estructura permite que el ácido tioglicólico participe en muchas reacciones químicas.

El grupo tiol del ácido tioglicólico tiene la capacidad de unirse y formar complejos con iones metálicos. Debido a estas propiedades, el ácido tioglicólico puede utilizarse como agente complejante o reductor.

Los grupos del ácido carboxílico pueden formar enlaces de hidrógeno, que afectan a la solubilidad del ácido tioglicólico.

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Métodos de Producción del Acido Tioglicólico

Existen varios métodos típicos de producción de ácido tioglicólico. A continuación se describen detalladamente los principales métodos de producción.

1. Reacción del ácido cloroacético con sulfuro de hidrógeno
El ácido tioglicólico puede sintetizarse haciendo reaccionar ácido cloroacético con sulfuro de hidrógeno. La reacción se produce por sustitución del grupo cloro del ácido cloroacético por el átomo de azufre del ácido sulfhídrico. Las condiciones de reacción se llevan a cabo generalmente en solución acuosa bajo calor.　　

2. Reacción del ácido glicólico con el azufre
El ácido tioglicólico también puede sintetizarse por reacción del ácido glicólico con el azufre. Generalmente se lleva a cabo en condiciones ácidas y calientes, e implica la sustitución del grupo hidroxilo del ácido glicólico por un átomo de azufre para formar ácido tioglicólico.

3. Reacción de ésteres de ácido glicólico con sulfuro de hidrógeno
En este método, los ésteres de glicolato reaccionan con sulfuro de hidrógeno. El grupo hidroxilo del éster de glicolato se sustituye por el átomo de azufre del sulfuro de hidrógeno para producir éster de tioglicolato, que se hidroliza para producir ácido tioglicólico.

¿Qué es el Tantalato de Litio?

El tantalato de litio, también conocido como “óxido de tantalio de litio”, es un material ferroeléctrico con una estructura triclínica similar a la ilmenita.

Los monocristales de tantalato de litio se utilizan como diversos elementos ópticos que emplean efectos ópticos no lineales y electroópticos, debido a su coste relativamente bajo y a sus excelentes propiedades ópticas.

En particular, los dispositivos de conversión de longitud de onda que utilizan tantalato de litio se emplean como componentes importantes para obtener láseres verdes de alta potencia en dispositivos ópticos como proyectores láser y pantallas láser.

Aplicaciones del Tantalato de Litio

Los monocristales de tantalato de litio tienen efectos piezoeléctricos, piroeléctricos y ópticos no lineales. Estas características se utilizan en diversos campos, como la electroóptica y la fusión nuclear. Algunos ejemplos típicos son.

1. Filtros de Ondas Acústicas de Superficie (SAW)

Los filtros de ondas acústicas superficiales (SAW) son sustratos utilizados para elementos piezoeléctricos en filtros selectivos de frecuencia de teléfonos móviles y televisores. Una fina película de material piezoeléctrico o un electrodo de peine regular formado sobre el sustrato permite extraer señales eléctricas en una banda de frecuencias específica.

La frecuencia central y el ancho de banda pueden determinarse mediante el periodo estructural del electrodo en peine (IDT) y las propiedades físicas del material piezoeléctrico y los electrodos.

2. Elementos Piezoeléctricos

Los elementos piezoeléctricos (piezoeléctricos) son elementos con efecto piezoeléctrico, en los que se genera una tensión cuando se aplica presión. Los elementos piezoeléctricos también tienen la propiedad de deformarse cuando se aplica una tensión.

En condiciones normales, no se genera tensión porque los iones del aire están adsorbidos y las cargas de la superficie del cristal están neutralizadas. Cuando se aplica presión desde el exterior y el cristal se deforma, cambia el estado de polarización y se genera tensión.

Las aplicaciones de los elementos piezoeléctricos incluyen estufas de gas, encendedores, sensores de vibración, impresoras de chorro de tinta, altavoces piezoeléctricos, piezoconductores y actuadores. También se están desarrollando como sistemas de generación de energía en el suelo.

3. Elementos de Conversión de Longitud de Onda

Los elementos de conversión de longitud de onda son elementos que convierten la longitud de onda de la luz láser. Mediante el uso de un elemento de conversión de longitud de onda, la longitud de onda de la luz se puede convertir para que coincida con la longitud de onda de emisión deseada del láser utilizado.

Cuando se utiliza tantalato de litio como elemento de conversión de longitud de onda, se pueden obtener láseres verdes de alta potencia.

4. Materiales Piroeléctricos

La piroelectricidad es un fenómeno en el que la polarización de una derivada cambia con el cambio de temperatura. El tantalato de litio sometido a un proceso de polinización (alineación de la polarización en una dirección bajo presión reducida) es piroeléctrico y genera rayos X al cambiar la temperatura.

Según B. Naranjo et al., también es capaz de realizar fusión nuclear, y se está investigando la generación de neutrones.

Propiedades del Tantalato de Litio

El tantalato de litio es un polvo blanco con la fórmula química LiTaO3, peso molecular 235,9 y número CAS 12031-66-2. Tiene un punto de fusión de 1,5 ºC.

Tiene un punto de fusión de 1.650°C, no es inflamable y es térmicamente muy estable. Es insoluble en agua y actualmente no hay información sobre las sustancias peligrosas de incompatibilidad.

Los productos de descomposición peligrosos son el óxido de litio y el óxido de tántalo. No hay datos sobre degradabilidad, peligrosidad para los organismos acuáticos o contaminación marina.

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1. Seguridad

El producto no es peligroso y no tiene clasificación GHS relevante. Como sustancia no inflamable, no hay consideraciones especiales para el tantalato de litio a la hora de extinguir un incendio.

El producto puede almacenarse de forma segura en recipientes herméticos y en un lugar seco, fresco y oscuro.

2. Métodos de Manipulación

El área de trabajo debe estar equipada con un cierre de la fuente de emisión o un sistema de ventilación de escape, como un sistema de ventilación de escape local, si puede generarse polvo. Los trabajadores deben llevar protección respiratoria, respiradores a prueba de polvo, gafas protectoras, máscaras protectoras (máscaras de protección contra catástrofes), guantes protectores y, si es necesario, ropa protectora, botas, delantales y cubrebrazos.

Por el momento no se han confirmado efectos sobre el cuerpo humano, pero existe poca información previa y muchos puntos desconocidos. Debe evitarse el contacto con el cuerpo humano y la ingestión.

¿Qué es el Tungstato de Sodio?

El tungstato de sodio es un tungstato con la composición Na₂WO₄.

A menudo se utiliza como hidrato, pero el número de registro CAS para la forma anhidra es 13472-45-2. A veces se denomina tungstato de sodio disódico.

Usos del Tungstato de Sodio

El tungstato de sodio se posiciona como un importante producto intermedio en la extracción de wolframio a partir de minerales de wolframio. Sus principales usos son como mordiente básico de tintes, agente de tratamiento de superficies metálicas, subproducto cerámico y catalizador.

También se utiliza como agente de tinción/tinción de electrones en histocitoquímica. Los metales pesados con alta densidad electrónica proporcionan un contraste superior en microscopía electrónica en comparación con los elementos que constituyen el tejido de la muestra. Este principio hace que estas sustancias se utilicen como agentes de tinción para microscopía electrónica.

Por otra parte, se utiliza como suplemento para completar el contenido de tungstato necesario para la cría de microorganismos cuando se preparan medios de cultivo en experimentos microbiológicos. También se cree que el tungstato de sodio tiene un efecto hipoglucemiante.

Propiedades del Tungstato de Sodio

El tungstato de sodio es un sólido blanco a temperatura ambiente con un peso molecular de 293.836 y un punto de fusión de 698°C. Es soluble en agua, con una solubilidad en agua de 57,5 g/100 mL (0 °C).

Las soluciones acuosas son alcalinas. También actúa como agente oxidante débil, mucho más débil que los cromatos.

Tipos de Tungstato de Sodio

El tungstato de sodio se vende habitualmente como producto reactivo para investigación y desarrollo y como materia prima para catalizadores industriales. Los productos anhidros se venden raramente, y son principalmente hidratos o soluciones acuosas.

1. Productos Reactivos para Investigación y Desarrollo

Los productos reactivos de I+D se venden principalmente en forma de tungstato de sodio dihidratado. Los tipos de volumen incluyen 25 g, 100 g y 500 g. Suelen ser productos reactivos que pueden manipularse a temperatura ambiente.

De lo contrario, a veces se vende en forma de dihidrato como solución acuosa con una concentración de alrededor del 9,3%.

2. Productos Industriales

En aplicaciones industriales, se vende principalmente como materia prima para catalizadores y para otros usos. El dihidrato se vende con frecuencia, y sus principales aplicaciones son como mordiente básico de tintes, agente de tratamiento de superficies metálicas y como materia prima secundaria para la industria cerámica.

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1. Producción de Tungstato de Sodio

El tungstato de sodio se produce industrialmente como producto bruto fundiendo minerales como el mineral pesado de ferromanganeso junto con hidróxido de sodio o carbonato de sodio y extrayéndolos con una solución de hidróxido de sodio.

Otros métodos de producción y síntesis incluyen la reacción del óxido de wolframio con hidróxido sódico o una mezcla de óxido de wolframio e hidróxido sódico o carbonato sódico mediante calentamiento y fusión. Alternativamente, el óxido de wolframio puede añadirse a una solución de carbonato sódico, disolverse y obtenerse después por concentración de la solución.

2. Hidratos de Tungstato de Sodio

El tungstato de sodio es fácilmente soluble en agua y su solución acuosa es alcalina. El decahidrato precipita de la solución acuosa a temperaturas inferiores a 6 °C y el dihidrato precipita a temperaturas superiores a 6 °C.

El Tungstato de sodio dihidratado está representado por la fórmula química Na₂WO₄-2H₂O y tiene un peso molecular de 329,85. El agua cristalina se elimina a 100 °C y se funde a 698 °C. Su aspecto a temperatura ambiente es de cristales blancos; el número de registro CAS es 10213-10-2.

3. Reacciones Químicas del Tungstato de Sodio

Se sabe que el Tungstato de sodio reacciona con el ácido clorhídrico para producir trióxido de volframio y sus hidratos. El trióxido de wolframio, también conocido como óxido de wolframio (VI), es una sustancia con la fórmula molecular WO₃. El trióxido de wolframio también se utiliza ampliamente en la industria.

¿Qué es el Furaneol?

El furaneol es un cristal o polvo de color entre blanco y amarillo.

El nombre Furaneol es una marca comercial de Firmenich AG y el nombre IUPAC es 4-hidroxi-2,5-dimetil-3-furanona. También conocido como 2,5-dimetil-4-hidroxi-3(2H)-furanona, Furanona de fresa, Alletona, Cetona de piña, Dimetilhidroxifuranona.

Es un compuesto orgánico con la fórmula química C6H8O3 y un peso molecular de 128,13. Su número de registro CAS es 3658-77-3.

Usos del Furaneol

Como sugiere el alias de furanona de fresa, el compuesto tiene un olor parecido al de la fresa. Industrialmente, se utiliza como aromatizante alimentario e ingrediente de perfumes con aroma a fresa.

Se utiliza en forma diluida, ya que se vuelve maloliente a altas concentraciones, y a una concentración del 0,01% tiene un aroma salado dulce, ligeramente a caramelo quemado, parecido al algodón de azúcar. El umbral del aroma es muy bajo, incluso a concentraciones de 0,00004 mg o 0,00001-0,000005 mg en 1 kg de agua; a concentraciones de 0,10-1,00 ppm, tiene un sabor dulce a caramelo o afrutado; a concentraciones de 1,00-1,00 ppm, tiene un sabor dulce a caramelo o afrutado; a concentraciones de 1,00-1,00 ppm, tiene un sabor dulce a caramelo o afrutado.

Se encuentra de forma natural en muchas frutas, como las fresas y las piñas, y también es un componente aromático importante del trigo sarraceno y los tomates.

Propiedades del Furaneol

Es sólido a temperatura ambiente, con un punto de fusión de 77-79 °C y un punto de ebullición de 216 °C. Es soluble en etanol y ligeramente soluble en agua, cloroformo y metanol.

La constante de disociación ácida (pKa) es de 8,56. La constante de disociación ácida es una medida cuantitativa de la fuerza de un ácido; un pKa menor indica un ácido más fuerte.

Tipos de Furaneol

Existen dos enantiómeros de furaneol:

• (R)-(+)-furaneol 
• (S)-(-)-furaneol

El aroma de la fresa se atribuye al (R)-furaneol.

Más información sobre el Furaneol

1. Producción del Furaneol

Es uno de los productos de la deshidratación de la glucosa. Se biosintetiza a partir de glucósidos obtenidos por deshidratación de la sacarosa.

Industrialmente, el 2,5-hexindiol se sintetiza por etilación del acetaldehído. A continuación, el 2,5-hexindiol se hace reaccionar con ozono y se convierte en hexano-2,5-diol-3,4-diona mediante tratamiento reductor.

La ciclización posterior en presencia de un catalizador ácido permite la síntesis de furaneol. Alternativamente, se produce a partir de la ramnosa en un bioproceso de varias etapas.

2. Precauciones de Manipulación y Almacenamiento 

Evite el contacto con agentes oxidantes, que son sustancias peligrosas entremezcladas. La manipulación debe realizarse en un área bien ventilada o con ventilación local por extracción.

Llevar equipo de protección adecuado cuando se utilice. Debe evitarse la dispersión de polvo.

En caso de incendio

Flaneol es inflamable en estado líquido. Puede descomponerse produciendo dióxido de carbono y monóxido de carbono. Utilice agua pulverizada, espuma, agentes extintores en polvo o dióxido de carbono para extinguir el fuego.

En caso de contacto con la piel

Tenga cuidado de no mancharse la piel. Cuando se utilice el producto, debe llevarse siempre ropa protectora, como batas de laboratorio o ropa de trabajo, y guantes protectores. No remangar nunca la ropa de protección para evitar la exposición de la piel.

En caso de contacto con la piel, lavar con agua. En caso de contacto con la ropa, quítese y aísle toda la ropa contaminada. En caso de irritación o erupción cutánea, acúdase a un médico.

En caso de contacto con los ojos

Llevar siempre gafas de protección cuando se utilice el producto. En caso de contacto con los ojos, lávelos cuidadosamente con agua durante varios minutos. Si lleva lentes de contacto, quíteselas si pueden quitarse fácilmente y láveselas a fondo. Si persiste la irritación ocular, acúdase a un médico.

Almacenamiento

Para el almacenamiento, llenar el recipiente con un gas inerte como nitrógeno o argón, cerrarlo herméticamente y guardarlo en un frigorífico (2-8°C). Almacenar en un lugar fresco, bien ventilado y alejado de la luz solar directa. También es importante mantener el producto alejado de agentes oxidantes y otras sustancias peligrosas incompatibles.

¿Qué es el Ácido Fluoroacético?

El ácido fluoroacético es un compuesto orgánico con la fórmula química C2H3FO2 y pertenece al grupo de los ácidos carboxílicos. Su nombre oficial según la nomenclatura IUPAC es ácido monofluoroacético y su número CAS es 144-49-0.

Tiene un peso molecular de 78,04, un punto de fusión de 35,2 °C, un punto de ebullición de 165 °C y es un sólido incoloro e inodoro a temperatura ambiente. Los cristales tienen forma de aguja. La densidad es de 1,37 g/cm3 y el pKa, un indicador de acidez, es de 2,586. Es soluble en agua y etanol.

Debido a su elevada toxicidad, está designada como sustancia venenosa específica en virtud de la Ley de Control de Sustancias Venenosas y Nocivas y está prohibida su posesión sin autorización. Además, está designada como “sustancia que requiere notificación de almacenamiento, etc.” en virtud de la Ley de Servicios contra Incendios, y también está regulada por la Ley de Carreteras y la Ley de Aeronáutica Civil.

Usos del Ácido Fluoroacético

El ácido fluoroacético es un compuesto utilizado en insecticidas y rodenticidas debido a su altísima toxicidad. También es extremadamente tóxico para los seres humanos, ya que provoca convulsiones generalizadas y daños cardíacos. Las dosis letales son de 2-5 mg/kg.

En sustancias afines, el monofluoroacetato de sodio se utiliza como rodenticida y el monofluoroacetato de amida como insecticida.

Principio del Ácido Fluoroacético

El ácido fluoroacético, también conocido como ácido monofluoroacético, es un compuesto orgánico que se caracteriza por su síntesis, biotoxicidad y propiedades químicas.

1. Síntesis del Ácido Fluoroacético

Los ésteres del ácido fluoroacético pueden obtenerse calentando yodoacetato de metilo con fluoruro de cobre o fluoruro de mercurio, o cloroacetato de metilo con fluoruro de potasio. El ácido fluoroacético puede sintetizarse y producirse hidrolizando estos ésteres.

El ácido fluoroacético también es una sustancia que se encuentra en la naturaleza en las plantas. Se sabe que existen plantas tóxicas que contienen monofluoroacetatos (sales de potasio), principalmente en el hemisferio sur, incluida la planta “Diphubral”, que se encuentra en Sudáfrica y otras partes del mundo.

2. Biotoxicidad del Ácido Fluoroacético

El ácido fluoroacético es un compuesto en el que sólo se sustituye un átomo de hidrógeno del ácido acético, pero su toxicidad es significativamente mayor. Esto se debe al pequeño radio atómico del átomo de flúor, que puede confundirse con el ácido acético y entrar en la ruta metabólica de la respiración del oxígeno.

En la vía metabólica aeróbica, el ácido fluoroacético se metaboliza en fluorocitrato, que se incorpora al circuito del ácido cítrico. El circuito del ácido cítrico es el medio de producción de energía de la célula, por lo que el fluorocitrato lo inhibe y provoca la muerte celular. Es tóxico para cualquier organismo, animal o vegetal, que tenga el circuito del ácido cítrico en su ruta metabólica. La dosis letal en humanos se estima en 2-5 mg/kg.

Es importante no confundir el ácido fluoroacético con el ácido trifluoroacético, ya que este último, en el cual se sustituyen todos los hidrógenos del grupo metilo del ácido acético por flúor, es menos tóxico y se utiliza como ácido fuerte en los laboratorios.

3. Propiedades químicas del Ácido Fluoroacético

El ácido fluoroacético se descompone al calentarse, dando lugar a vapores muy tóxicos como el fluoruro. También es un compuesto que reacciona con muchas sustancias químicas para producir gases tóxicos e inflamables. Su mezcla con agentes oxidantes fuertes y bases es peligrosa y debe evitarse.

Tipos de Ácido Fluoroacético

El ácido fluoroacético se utiliza raramente debido a su toxicidad extremadamente alta. Además, se trata de una sustancia designada como veneno específico en virtud de la Ley de Control de Sustancias Venenosas y Deletéreas (Poisonous and Deleterious Substances Control Law), lo que significa que su manipulación está severamente restringida. Por ello, rara vez se distribuye al público en general.

Una sustancia relacionada, el monofluoroacetato de sodio, una sal del ácido fluoroacético, se vende como reactivo para investigación y desarrollo en capacidades de 1 g y 25 g. También se trata de un compuesto regulado, ya que es un veneno especificado.

El ácido trifluoroacético, en el que todo el hidrógeno del grupo metilo del ácido acético se sustituye por flúor, es un ácido fuerte que se utiliza para fines generales y está disponible en diversos productos, como reactivos para investigación y desarrollo y HPLC. Aunque los nombres son muy parecidos, el ácido fluoroacético (ácido monofluoroacético) es mucho más tóxico, por lo que hay que tener cuidado de no confundir los dos.

¿Qué son las Nitrosaminas?

“Nitrosamina” es el nombre genérico de los derivados de aminas que tienen una estructura en la que el hidrógeno del nitrógeno de la amina se sustituye por un grupo nitroso (-N=O).

Se han encontrado nitrosaminas en trazas en el aire, el agua, los alimentos, los cosméticos y el tabaco, y se sabe que algunas de ellas son carcinógenas. Los carcinógenos típicos son la N-nitrosodimetilamina (NDMA) y la N-nitrosodietilamina (NDEA).

En los últimos años, se han detectado NDMA y NDEA como impurezas en los principios activos farmacéuticos de medicamentos a base de sultán y ranitidina, lo que ha dado lugar a la retirada de productos. Como consecuencia, el Ministerio de Sanidad, Trabajo y Bienestar Social (MHLW) ha notificado a los fabricantes de productos farmacéuticos que evalúen el riesgo de contaminación con nitrosaminas y realicen inspecciones voluntarias.

Usos de las Nitrosaminas

Las nitrosaminas tienen diversos usos en la industria como plastificantes y aditivos. Por ejemplo, la N,N’-dinitrosopentametilentetramina (N,N’-Dinitrosopentametilentetramina) se utiliza como agente espumante orgánico en la producción de caucho, entre otros usos.

Las nitrosaminas son un grupo de compuestos conocidos por ser cancerígenos para muchos de ellos. Por ejemplo, la N-nitrosonornicotina (NNN) y la 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanona (NNK) son sustancias tóxicas conocidas que se encuentran en el tabaco.

Aunque es tóxica, también puede producirse como impureza en el proceso de fabricación de productos farmacéuticos, lo que ha llevado en los últimos años a evaluar el riesgo de contaminación y a adoptar medidas para reducirlo. A efectos de estas pruebas y análisis, se utilizan soluciones patrón y soluciones patrón mixtas de nitrosaminas como experimentos de control, y se encargan activamente pruebas externas.

Además, dado que se han dado casos de contaminación de alimentos, principalmente productos procesados, en cantidades ínfimas, también se está evaluando el riesgo de contaminación en otros ámbitos distintos al farmacéutico.

Propiedades de las Nitrosaminas

En algunos casos, el hierro hemo de la carne favorece la formación de nitrosaminas cancerígenas, y también pueden producirse nitrosaminas al ahumar la carne. Además, el nitrito de sodio y el nitrato de sodio, que se añaden a las carnes procesadas, son responsables de la formación de nitrosaminas.

En el caso de los alimentos, se ha comprobado que la cantidad de nitrosaminas varía con la cocción: la cocción a temperaturas inferiores a 100°C casi nunca aumenta la cantidad de nitrosaminas, mientras que la cocción a temperaturas más altas tiende a aumentar la cantidad de nitrosaminas.

Tipos de Nitrosaminas

Entre las nitrosaminas que se han encontrado recientemente en fármacos y otros productos, las estructuras más simples son la N-nitrosodimetilamina (NDMA) y la N-nitrosodietilamina (NDEA). Además de estas, también se han detectado N-nitroso-N-metil-4-aminobutírico (NMBA), N-nitrosometilfenilamina (NMPA) y N-nitrosoisopropiletilamina (NIPEA) en ingredientes activos y preparados farmacéuticos, mientras que la N-nitrosodiisopropilamina (NDIPA) y la N-nitrosodibutilamina (NDBA) plantean un riesgo teórico de contaminación.

El MHLW ha establecido niveles de ingesta tolerables (ng/día) para estos compuestos. Ahora se pide a los fabricantes que realicen inspecciones voluntarias para garantizar que las nitrosaminas presentes en los principios activos farmacéuticos estén por debajo de los límites de control.

Otra Información sobre las Nitrosaminas

Nitrosaminas y Producción Farmacéutica

Se sabe que las nitrosaminas se forman por la reacción de aminas secundarias con ácido nitroso. En los últimos años, se han detectado nitrosaminas como impurezas en productos farmacéuticos. En los productos farmacéuticos a base de sultán, se cree que esto se debe a una reacción entre el disolvente dimetilformamida (DMF) y el ácido nitroso.

El ácido nitroso utilizado en este proceso se añade para apagar la azida utilizada en la formación del anillo de tetrazol. También se ha detectado NDMA en preparados de clorhidrato de ranitidina e ingredientes farmacéuticos activos. La ranitidina es un compuesto con una estructura N-dimetil, que es la fuente de NDMA, y un grupo nitro.

Por tanto, se cree que la formación de NDMA en el caso de la ranitidina se debe a la temperatura y a la propia estructura de la ranitidina. De hecho, se ha informado de que la NDMA aumenta significativamente en la ranitidina cuando se expone a altas temperaturas.