Etxean nagoelarik, garbigailuak noiz bukatuko zai, gaur amaitu dugun abentura kontatuko dizuet. Gaur Xabik eta nik, ikasleekin batera, laborategiko praktikak bukatu ditugu. Sinistu ala ez, hamalau urte pasata ziren laborategi batean saltseatzen ibili nintzen azkenekoz! Horregatik izan da guretzat abentura! Badakit harriduraz irakurriko duzuela hau. Nola da posible laborategietan lan egiten ez duten kimikariak egotea? Pentsatuko duzue honek izenburuarekin zerikusirik ez duela, baina oker zaudete. Zer erlazio dute laborategi batean egindako praktikek planeta baten atmosferaren konposizioarekin? Honi buruz gehiago jakiteko irrikaz bazaude...
Gogoratu gu, kimiko kuantikook, ordenadore bitarteko simulazioak egiten ditugula, eta, beste sarreretan ikusi dugun moduan (ikusi hemen eta hemen) kimikaren esparru askotan egiten dugu lan ordenadoreak erabilita (Kimika Teorikoko Taldean egiten duguna, hemen ikusten ahal duzue). Hortaz, harira itzuliaz, hamar egun hauetan arrisku bizian egon da Donostiako Kimika Fakultatea. Zergatik? Teorikook laborategian arrisku handia dugulako! Baina ez kezkatu, dena kontrolpean zegoen eta. Erabili beharreko substantziak arriskutsuak ez ziren, eta, gainera, esperimentuak ikasleek egin behar zituzten, eta ez gu! Ikasleek bere trebezia erakutsi dute, matrazeekin malabareak egiten zituzten ia ia! Irudian, gure ikaslerik trebeena ikusten ahal duzue. Bromaz aparte, esan beharra dago zur eta lur utzi gaituztela.
Baina, zer egin dugu laborategian? Bi esperimentu mota egin ditugu. Kasu batean, molekula baten trantsizio elektronikoak neurtu ditugu: azetona (ikusi irudia). Azetonak hiru karbono atomo ditu, erdikoa oxigeno bati lotuta (karbonilo taldea), eta albokoak, bakoitza hiru hidrogeno atomori lotuta (metilo taldea). Alde batetik, molekula hau hainbat disolbatzaile desberdinetan disolbatu dugu, eta bestetik, disolbatzaile berdina erabiliz, metilo taldea beste hainbat talde kimikoz ordezkatu ditugu. Horrela, trantsizio elektroniko hauek disolbatzaile eta ordezkatzailearen funtzioan neurtu ditugu. Ultramore aparatu bat (UM espektrometroa) erabilita. Orohar, trantsizio elektroniko hauek espektro elektromagnetikoaren eremu ultramorean gertatzen dira. Baina, aurreko sarrera batzuetan ikusi genuen bezala, eremu ikuskorrean ere gertatzen ahal dira, molekularen arabera. Honen ondorioz, gure begiek ikusten dute, eta hostoek fotosintesia egiten dute. Beno, jada pentsatuko duzue sarreraren izenburua iruzurra dela, ez? Lasai, izan pazientzia. Gazteleraz erraten den moduan: “La paciencia es la madre de la ciencia”.
Bigarren praktika motan, airean dagoen karbono monoxidoaren (CO) espektro errotobibrazionala egin, eta analizatu dugu. Errotobibrazionala: a zer nolako hitza, ez??? Espektroa zergatik deitzen dioten jakiteko, irudia ikusi besterik ez duzue. Izutzeko modukoa ez? Lasai, irudia ez dugu azalduko!
Ondoren ikusiko dugu zer esan nahi duen errotobibrazional hitzak, baina lehenago, fija zaitezte “airean” dagoen CO aztertu dugula. Airea zer da azken finean? Lurraren atmosfera. Hortaz, izenburuan esandakora gerturatzen ari gara! Tira, dagoeneko bide erdia eginda daukagu, eta jarraitu aurretik atsedentxo bat egin behar dugu. Atseden honetan aprobetxatuko dugu mikrouhin labearen sarreran ikusitako kontzeptu pare bat gogoratzeko. Bertan, ikusi genuen molekulen nukleoek hiru mugimendu zituztela, eta hauen artean, bi kuantizatuta zeudela: mugimendu errotazionala eta bibrazionala, alegia. Ikusi genuen ere bi mugimendu hauek akoplatuta daudela. Hau da, molekula batek ez du bibratzen ala errotatzen, biak baizik.
Mugimendu hauek kuantizatuak egotea zer esan nahi du? Molekula batek ezin duela nahi duen energiarekin errotatu ala bibratu, baizik eta “baimenduta” dauden energia konkretu batzuekin baizik. Hau ulertzeko, eraikin bat imajinatu. Adibidez, irudikoa. Imajinatu pisuen artean derrigorrez igogailua hartu behar dugula, eskailerak ez daudelako. Eraikin barruan mugitzeko, derrigorrez, pisu konkretu batean egon behar dugu, ezin gara egon 11.5 garren pisuan! Molekulek berdin, maila errotazional eta bibrazional konkretu batean egon behar dute.
Mugimendu hauek kuantizatuak egotea zer esan nahi du? Molekula batek ezin duela nahi duen energiarekin errotatu ala bibratu, baizik eta “baimenduta” dauden energia konkretu batzuekin baizik. Hau ulertzeko, eraikin bat imajinatu. Adibidez, irudikoa. Imajinatu pisuen artean derrigorrez igogailua hartu behar dugula, eskailerak ez daudelako. Eraikin barruan mugitzeko, derrigorrez, pisu konkretu batean egon behar dugu, ezin gara egon 11.5 garren pisuan! Molekulek berdin, maila errotazional eta bibrazional konkretu batean egon behar dute.
Baimendutako errotazio mailen artean dagoen energia tartea (pisuen arteko altuera, goiko adibideari jarraiki) askoz ere txikiagoa da maila bibrazionalen arteko tartea baino, eta horrela, maila bibrazional bakoitzari hainbat maila errotazional asoziatuta topatzen ditugu. Beste modura esanda, gure eraikinaren pisu bakoitza maila bibrazional bat bada, pisu bakoitzean eraikin oso bat (tamaina txikiagokoa noski) sartuko litzaiguke. Eraikin txiki hauen pisuak maila errotazionalak lirateke, eta eraikin handikoak, maila bibrazionalak.
Energia maila hauek nukleoen mugimenduari dagokion kuantikaren ekuazioak askatuta lortzen dira. Guk, esperimentua egiterakoan, mailen artean dauden tarteak neurtzen ditugu. Aztertzen ari garen molekula infragorri tarteko uhin-luzera duten fotoiekin irradiatzen dira, eta molekulak zehazki bi energia mailen artean dagoen energia diferentzia duen fotoiak absorbatzen ahal ditu. Beste moduan esanda, lehenengo pisutik bigarrenera igotzeko behar dugun energia exaktoa duen fotoia behar dugu, igogailua martxan jartzeko. Hau da esperimentalki neurtzen dena, eta goian irudikatu dugun espektro motak ematen dizkigu. Molekula bakoitzak espektro berezia du, hau da, ez daude bi molekula espektro berdinarekin. Honek, zerbaitetarako balio al digu?
Beno, duela gutxi gure eguzki sistematik kanpo dagoen planeta bat aurkitu zuten astronomoek. Planeta honen erreprodukzio artistikoa irudian ikusten ahal duzue. Planeta hau Lurratik oso urruti dago, nola demontre posible da jakitea zein gas mota dagoen bere atmosferan? Unibertsoan, espektro osoko erradiazio elektromagnetikoak sortzen dituzten osagaiak daude: izarrak. Planetatik gertu dagoen izarraren argia teleskopioz detektatu daiteke, eta teleskopioek duten osagaietako bat, espektroskopio infragorria da. Teleskopio famatuenetako bat Hubble da (ikusi irudia), Lurraren orbitan bueltaka dabilelarik. Hubble-en osagaietako bat espektroskopio infragorria da (ikusi hemen). Aparatu hauek kapazak dira detektatzeko ea planetatik pasatzean, argi infragorriari dagokion seinaleren bat falta den ala ez ikusteko. Falta bada, planetako atmosferak absorbatu du. Goian esan bezala, molekula bakoitzak fotoi konkretu batzuk bakarrik absorbatzen dituenez, gure teleskopio potenteen espektroskopioek detekta dezakete. Hortaz, gure laborategian egin dugun espektroa (CO molekularena) eta, kasu honetan, Hawaii-ko Keck behatokian lortu dutena oso antzekoa da, eta horregatik badakite planeta honen atmosfera CO molekulaz osatuta dagoela. Exoplaneta honen inguruan gehiago jakin nahi baduzue, irakurri hemen.
Beno, bukatzeko ordua da. Garbigailuak bukatu du (egia esan, atzo gauean bukatu zuen) eta bada garaia sarrera honekin bukatzeko. Galdera bat bukatzeko: ezagutzen al duzue espektroskopio infragorria akoplatuta daukan animaliarik?
Beno, duela gutxi gure eguzki sistematik kanpo dagoen planeta bat aurkitu zuten astronomoek. Planeta honen erreprodukzio artistikoa irudian ikusten ahal duzue. Planeta hau Lurratik oso urruti dago, nola demontre posible da jakitea zein gas mota dagoen bere atmosferan? Unibertsoan, espektro osoko erradiazio elektromagnetikoak sortzen dituzten osagaiak daude: izarrak. Planetatik gertu dagoen izarraren argia teleskopioz detektatu daiteke, eta teleskopioek duten osagaietako bat, espektroskopio infragorria da. Teleskopio famatuenetako bat Hubble da (ikusi irudia), Lurraren orbitan bueltaka dabilelarik. Hubble-en osagaietako bat espektroskopio infragorria da (ikusi hemen). Aparatu hauek kapazak dira detektatzeko ea planetatik pasatzean, argi infragorriari dagokion seinaleren bat falta den ala ez ikusteko. Falta bada, planetako atmosferak absorbatu du. Goian esan bezala, molekula bakoitzak fotoi konkretu batzuk bakarrik absorbatzen dituenez, gure teleskopio potenteen espektroskopioek detekta dezakete. Hortaz, gure laborategian egin dugun espektroa (CO molekularena) eta, kasu honetan, Hawaii-ko Keck behatokian lortu dutena oso antzekoa da, eta horregatik badakite planeta honen atmosfera CO molekulaz osatuta dagoela. Exoplaneta honen inguruan gehiago jakin nahi baduzue, irakurri hemen.Beno, bukatzeko ordua da. Garbigailuak bukatu du (egia esan, atzo gauean bukatu zuen) eta bada garaia sarrera honekin bukatzeko. Galdera bat bukatzeko: ezagutzen al duzue espektroskopio infragorria akoplatuta daukan animaliarik?
Descargo de responsabilidad: He utilizado las imágenes sin ánimo de lucro, con un objetivo de investigación y estudio, en el marco del principio de uso razonable - sin embargo, estoy dispuesto a retirarlas en caso de cualquier infracción de las leyes de copyright.Disclaimer: I have used the images in a non for profit, scholarly interest, under the fair use principle - however, I am willing to remove them if there is any infringement of copyright laws.
iruzkinik ez:
Argitaratu iruzkina