¿Qué tan poco reactivo puede ser un material en realidad?

Como científicos, se nos enseña comúnmente que algunos materiales son químicamente inactivos para las reacciones; esto no es cierto.  Estos materiales inertes, o no reactivos, incluyen cosas como el vidrio, los plásticos, el nitrógeno y los gases nobles. Debido a que esto se nos enseña desde muy temprano en nuestra educación, es difícil pensar que estos materiales sean dañinos para algunos tipos de química debido a la rareza de las reacciones que ocurren con ellos.

El material de vidrio puede ser afectado

La cristalería es el ejemplo más conocido de un material inerte que es químicamente activo, ya que puede ser eliminado por algunos productos químicos corrosivos como el ácido fluorhídrico y el ácido piraña (mezcla de ácido sulfúrico, agua y peróxido de hidrógeno, utilizada para limpiar los residuos orgánicos de los sustratos), con los que es peligroso trabajar.

El material de vidrio de uso común en laboratorios de todo el mundo puede ser afectado por ácidos y bases concentradas, ya que dichas sustancias pueden volver al oxido de silicio (principal componente de este material) en químicamente activo
El material de vidrio de uso común en laboratorios de todo el mundo puede ser afectado por ácidos y bases concentradas, ya que dichas sustancias pueden volver al oxido de silicio (principal componente de este material) en químicamente activo

El problema de este tipo de situación es que no se presenta con más síntomas menores que pueden ocurrir sin que el vidrio cambie visiblemente.  El vidrio puede verse afectado por los ácidos y las bases sin ser destruido cuando los átomos de oxígeno de la superficie del vidrio se acidifican o neutralizan, lo que puede afectar a la reacción o a las mediciones que se realizan en ellos. Esta es una de las posibles causas por la que la juntas esmeriladas de vidrio se atascan

Una alternativa, ¿los plásticos?

A veces se sabe que los plásticos son inertes, pero muchos de ellos no son inertes a los productos químicos comunes de laboratorio.  Los plásticos ABS se disuelven con acetona, los plásticos PLA se degradan con el agua y la luz solar, y algunos plásticos como el Nylon no son compatibles con los ácidos.  Estos plásticos no serían utilizados en un laboratorio en contacto directo con una reacción, pero el teflón es increíblemente común de encontrar como recubrimiento en las barras de agitación.

Recientemente un grupo ha publicado sus hallazgos sobre cómo las barras de agitación en sus laboratorios mostraron actividad catalítica para reacciones orgánicas, creando resultados impredecibles debido a un material que se considera universalmente inerte en presencia de casi todos los reactivos.  Algunos laboratorios y grupos de investigación han optado cambiar los agitadores con recubierta de teflón por barras de vidrio para sus proyectos de investigación y determinaciones rutinarias.  Cambiando las barras de agitación y haciendo algunos otros cambios, han sido capaces de reducir el error en experimentos de alrededor del 10% a cerca del 1-2%.

Bajo ciertas condiciones, el teflón empleado como recubrimiento de las barras de agitación magnética usadas en laboratorio puede ser químicamente activo
Bajo ciertas condiciones, el teflón empleado como recubrimiento de las barras de agitación magnética usadas en laboratorio puede ser químicamente activo

Los gases nobles no son tan nobles

El oxígeno es bien conocido como un gas químicamente activo que puede ser crucial para la vida, la combustión de materiales y la corrosión de metales.  Para eliminar el oxígeno de las reacciones, es común purgar la solución con nitrógeno o gases nobles como el argón para desplazar el oxígeno.

El hexafluoruro de xenón, uno de los compuestos de este gas noble
El hexafluoruro de xenón, uno de los compuestos de este gas noble

Aunque estos gases son normalmente inertes, es bien sabido que algunos gases nobles pueden formar moléculas con flúor como el hexafluoruro de xenón, pero es poco probable que esto ocurra de forma involuntaria.  El nitrógeno también es muy inerte, pero en condiciones de alta presión o temperatura puede volverse reactivo y algunos grupos han estado trabajando para encontrar formas de hacerlo reactivo en condiciones ambientales.  Típicamente su fuerte enlace es difícil de romper, pero eso no hace imposible que se rompa cuando está en contacto con un catalizador que baja la barrera de disociación.

¿Qué alternativas quedan?

Como conocedores de la estructura y el comportamiento de la materia, debemos tener en cuenta las posibles interacciones y la reactividad de cada material que se emplean en el laboratorio. No hay material totalmente inerte o no reactivo bajo todas las condiciones, sin embargo, para muchas aplicaciones el material de laboratorio disponible en la mayoría de los lugares es lo suficientemente resistente para asegurar un trabajo seguro y sin interferencias en los resultados.

Cuando se enfrentan condiciones de trabajo extremas y con sustancias altamente reactivas se pueden emplear materiales con características especiales como el tantalio (no es tan químicamente activo), además de protocolos de manejo y rotación que permita reducir el impacto de la degradación de los materiales por reactivos agresivos y condiciones de temperatura y presiones elevadas.

Traducido y adaptado por quimicafacil.net de How Nonreactive can a Material Really Be?