Preparación de Termómetro de Cristal Liquido de Cholestryl Ester

Traducido por Darlene Santiago y Carlos Rinaldi. Procedimiento de Elizabeth Boatman y George Lisensky, "Colors in Liquid Crystals," Journal of Chemical Education, 82, 1360A (2005).

Una de las ventajas principales del cristal líquido es su habilidad de mostrar visualmente regiones termales de diferentes temperaturas. Este experimento usa un bloque de calentamiento/enfriamiento tipo Peltier para hacer cambios mínimos en temperatura y un termómetro infrarrojo para hacer medidas aproximadas de temperatura.

Cristal líquido obtenido de derivados de colesterol contiene una mezcla de moléculas que se alinean en capas. Conjuntos de capas rotan una con respecto a la otra, formando escaleras de espiral similar al ADN. Un color será reflejado cuando la distancia entre capas con igual orientación sea igual a la longitud de onda de luz con ese color. Como esta distancia cambia con temperatura, el color cambiara con temperatura.

Clicking a thumbnail on this web page (http://chemistry.beloit.edu/edetc/nanolab/LC_therm/esp/index.html) shows a movie of that step.

Procedimiento

Usar protección visual

Obtenga dos piezas de papel transparente (contact paper), remueva el papel, y colóquelos con la pega hacia arriba.

Obtenga un envase con una mezcla de cholestryl ester. Use una espátula para transferir una pequeña cantidad del gel a uno de los papeles con la pega hacia arriba. Trate de tener una superficie uniforme en el centro del papel, dejando aproximadamente un centímetro de área cuadrada sin mezcla. Coloque el otro papel encima de este, de manera que los dos lados con pega tengan contacto. Asegurese de que no queden burbujas de aire.

Cortar los bordes no parejos.

Pase su dedo por la mezcla, Los colores cambian?

Obtenga un generador manual y conéctelo al bloque tipo Peltier. Actuando el generador en una dirección resulta en calentamiento del bloque y actuando el generador en la dirección opuesta resulta en enfriamiento del bloque.
Lentamente actúe el generador manual en una dirección. Usando el cristal liquido como guía, el bloque se ha enfriado o calentado? Actúe el generador manual en la dirección opuesta

Utilice el termómetro infrarrojo para determinar la temperatura. Observe el color que toma la mezcla. Aumente la temperatura y tome nota de las temperaturas con sus respectivos colores. Repita el mismo procedimiento para enfriar.

¿ Cuál fue el último color que observo cuando aumento la temperatura? ¿ Cuando disminuyo la temperatura? ¿ Cuál es la secuencia de colores que se observan enfriando y calentando?

Colocando una lámina de cristal líquido sobre seis aparatos termales, se puede observar como cambia el color del cristal líquido según cambia la temperatura.

Preguntas
Los colores, ¿ Corresponden a una secuencia de longitud de onda?
¿ Por qué los colores cambian en el orden observado?
¿ Cuál crees que seria mejor para detectar pequeños cambios en temperatura, el termómetro infrarrojo o el cristal liquido ?
Según el cristal liquido cambia de color, refleja algunos colores. ¿ Por qué es mejor observar estos colores en un fondo negro que en uno blanco?
Si tratas más de una composición, ¿ Qué pasaría a nivel molecular que causa un cambio en el punto de derretimiento según cambia la cantidad del carbonato de oleyl cholestryl en la mezcla.

Materiales
Use los materiales con las precauciones debidas de seguridad. Los sólidos no deben ser inhalados y no deben tener contacto con la piel, ojos, o ropa. Lávese bien luego de acabar.

Mezcla de cristal liquido de cholestryl ester
Clear contact paper
Infrared Thermometer (http://teachersource.com)
Genecon hand-crank generator (http://nadascientific.com)
Thermoelectric module (http://www.lairdtech.com, for example CP 1.0-127-08L)

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