Universidad Rafael Landvar

Facultad de Ciencias Jurdicas y Sociales

Tcnico en Investigacin Criminal y Forense

Inga. Lisbeth Carranza

Webquest

Tema: El desastre del Hindenburg

Diana Laura Chacn Hernndez 1092713

Jos Fernando Navas Gonzlez 1175410

Yosselin Stephanie Del Cid Martinez 1162813

Rossana Escobar 1349413

Guatemala 10 de abril, 2015

Webquest

Tema: El desastre del Hindenburg

Traduccin libre y adaptacin, tomada de: http://www.chemheritage.org/EducationalServices/webquest/tg/blimp.htm

Por: Inga. Lisbeth Carranza

Introduccin: Los zepelines pueden volar porque son ms livianos que el aire, ellos flotan en

la atmsfera. Los artefactos areos son hechos de materiales livianos e histricamente han

sido llenados con hidrgeno o helio.

La historia de los vuelos areos involucra aspectos qumicos, pero tambin incluye algunos

errores que se cometen que terminan en accidentes trgicos.

Misin:

Su misin es encontrar las respuestas a las siguientes preguntas, cuando encuentren las

respuestas, deben preparar un reporte para entregar a su profesor.

Proceso y Recursos:

Para resolver las preguntas usted puede consultar su libro de texto o bien consultar recursos

en Internet.

1. El zepeln alemn Hindenburg fue llenado con gas hidrgeno. En 1973 el vuelo fue

destruido estallando violentamente en llamas.

a) Escriba la reaccin qumica balanceada de la reaccin de combustin del hidrgeno (4

puntos)

C(n)H(2n+2)+ (1.5n+0.5)O2 (n)CO2+ (n+1)H2O

b) Es esta reaccin exotrmica o endotrmica? (4 puntos)

La reaccin de combustin es una reaccin qumica exotrmica de una sustancia

llamada combustible, con el oxgeno. Cuando estas sustancias reaccionan forman una llama

la cual es una masa gaseosa que emite luz y calor.

Una reaccin qumica balanceada busca igualar los tomos de ambos lados de la ecuacin.

2 H2 + O2 + (c) --> 2 H2O + (C).

Es una reaccin exotrmica ya que en estas reacciones se desprende el calor y la energa de

los productos es menor que la energa de los reactivos, como lo es la reaccin de la

combustin.

2. Los vuelos modernos llenan los zepelines con helio. A diferencia del hidrgeno, el helio no

combustiona. Use el recurso de electrones de valencia y configuracin electrnica para

explicar porque el helio es ms seguro que el hidrgeno usado en viajes areos. (8 puntos)

Referencia:

Los gases nobles

El Helio

Helio: Es un gas noble e inerte, esto quiere decir que a pesar de que este en su nivel ms

completo de energa no reacciona. El helio posee 2 electrones de valencia y 1s^2 de

configuracin electrnica.

Hidrgeno: Es un elemento inflamable el cual posee 1 electrn de valencia y 1s^1 de

configuracin electrnica y posee la mitad de densidad del helio.

El helio es ms estable al momento de utilizarlo en viajes areos ya que no es inflamable

y su reactividad qumica es baja.

3. Use la ley de avogadro para explicar porque el hidrgeno es menos denso que el helio (esto

hace que un mismo volumen de hidrgeno tiene un peso mayor que un volumen equivalente

de helio). 8 puntos

Amadeo Avogadro

Helio

Elemento qumico gaseoso, smbolo He, nmero atmico 2 y peso atmico de 4.0026. El helio

es uno de los gases nobles del grupo O de la tabla peridica. Es el segundo elemento ms

ligero. La fuente principal de helio del mundo es un grupo de campos de gas natural en los

Estados Unidos. Es un gas incoloro, inodoro e inspido. Tiene menor solubilidad en agua que

cualquier otro gas. Es el elemento menos reactivo y esencialmente no forma compuestos

qumicos. La densidad y la viscosidad del vapor de helio son muy bajas. La conductividad

trmica y el contenido calrico son excepcionalmente altos. El helio puede licuarse, pero su

temperatura de condensacin es la ms baja de cualquier sustancia conocida. Este fue el

primer gas de llenado de globos y dirigibles. Esta aplicacin contina en la investigacin de

alta altitud y para globos meteorolgicos. El uso principal del helio lo constituye el gas inerte

de proteccin en soldadura autgena. Su mayor potencial lo encontramos en aplicaciones a

temperaturas muy bajas. El helio es el nico refrigerante capaz de alcanzar temperaturas

menores que 14 K (-434F). El helio terrestre se forma por decaimiento radiactivo natural de

elementos ms pesados. La mayor parte de este helio migra a la superficie y entra en la

atmsfera. Cabra suponer que la concentracin atmosfrica del helio (5.25 partes por milln

al nivel del mar) fuese superior. Sin embargo, su peso molecular bajo le permite escapar al

espacio a una velocidad equivalente a la de su formacin. Los gases naturales lo contienen en

concentraciones superiores a la atmosfrica.

Hidrgeno

El hidrgeno es el primer elemento de la tabla peridica. Es el elemento qumico ms ligero

que existe, su tomo est formado por un protn y un electrn y es estable en forma de

molcula diatmica (H2). En condiciones normales se encuentra en estado gaseoso, y es

inspido, incoloro e inodoro. En la Tierra es muy abundante, constituye aproximadamente el

75 % de la materia del Universo, pero se encuentra combinado con otros elementos como el

oxgeno formando molculas de agua, o al carbono, formando compuestos orgnicos. Por

tanto, no es un combustible que pueda tomarse directamente de la naturaleza, sino que es un

vector energtico (como la electricidad) y por ello se tiene que fabricar.

Ley de Avogadro

La Ley de Avogadro dice que si dos gases de masas diferentes tienen el mismo volumen y la

misma presin, entonces contienen el mismo nmero de molculas, es decir:

A presin y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al

nmero de moles de ese gas.

Donde:

V es el volumen del gas medido en litros, k es una constante de proporcionalidad, n es el

nmero de moles del gas.

La relacin directa entre moles y volumen solamente es vlida cuando permanecen constantes

la presin y la temperatura.

La Ley de Avogadro puede tambin expresarse en trminos de condicin inicial y condicin

final:

La hiptesis y la ley de Avogadro describen la relacin entre los moles de un gas y el volumen

del mismo.

Resultados de la experimentacin han determinado que bajo condiciones normales de presin

y temperatura (273 K y 760 mm Hg), el volumen molar de un gas es k = 22.4 litros/mol.

POR QU EL HRIDRGENO ES MENOS DENSO QUE EL HELIO?

El helio es ms ligero que el aire y a diferencia del hidrgeno no es inflamable, siendo

adems su poder ascensional un 8% menor que el de este, por lo que se emplea como gas de

relleno en globos y zepelines publicitarios, de investigacin atmosfrica e incluso para realizar

reconocimientos militares.

La diferencia entre estos dos elementos, es la composicin qumica. Para la utilizacin de esto

dos se emplean otros qumicos. El hidrgeno es menos denso porque para su combustin se

desecha agua, el helio desecha carbono.

4. Los balones (globos) areos en la actualidad usualmente son llenados con aire caliente en

lugar de helio. Utilice la ley de gases ideales para explicar porque el aire caliente hace que los

globos floten. (8 puntos)

La ciencia de los balones

La ciencia de los balones

El comportamiento que representan aquellos gases cuyas molculas no interactan

entre s y se mueven aleatoriamente se les denomina gases ideales.

En la actualidad se utiliza aire caliente para inflar los globos areos, ya que el gas se expande.

El aire caliente es ms denso que el aire fro que est afuera, a la misma presin, la diferencia

de densidad hace que el globo descienda. Cuando el aire se enfra, hace que el globo se

encoja.

Estas teoras fueron dadas por la ley de Boyle y la ley de Charles, que juntos formaron El

volumen de una determinada cantidad de gas que se mantiene a presin constante, es

directamente proporcional a su temperatura absoluta.

5. El qumico francs Gay-Lussac es famoso por describir la ley de los volmenes combinados.

a) Por qu Gay Lussac uso balones para estudiar qumica en 1800? (4 puntos)

Debido a la falta de material de laboratorio y decidi usar balones como instrumentos

para almacenamiento y experimentacin.

b) Qu aprendi Gay Lussac de las investigaciones que el condujo usando aire caliente en

un baln? (4 puntos)

Joseph Luis Gay Lussac (biografia)

A formular la ley segn la cual dice que un gas se expande proporcionalmente a su

temperatura (absoluta) si se mantiene constante la presin

Joseph Luis Gay Lussac (biografa)

Naci en Saint Leonard, cerca de Limoges, el 6 de diciembre de 1778, fue un fsico y

qumico francs, hijo de un magistrado de los tribunales, ingreso en 1797 en la prestigiosa

cole Polytechnique, donde fue alumno de Berthollet, quien le nombr ayudante de laboratorio

al completar sus estudios. Fue adems alumno de la cole Nationale des Ponts et Chausses.

En 1802 dio a conocer la ley que lleva su nombre sobre la dilatacin trmica de los gases y de

los vapores no saturados, cuya constante calcul con bastante aproximacin.

En 1804, a peticin del Instituto de Francia, realiz una ascensin aerosttica en compaa de

Biot en la que super por primera vez los 4000 m de altura. Tres semanas ms tarde, en

solitario, alcanz los 7.016 m de altura y aterriz a unos 130 km de distancia desde el punto

de salida, la mayor longitud recorrida en globo hasta entonces. Los experimentos que realizaba

durante estos viajes le permitieron comprobar que la altitud apenas afecta a la composicin

qumica del aire y al magnetismo terrestre. Ese mismo ao conoci a Humboldt al regreso de

ste de Amrica del Sur, y juntos redactaron una interesante memoria sobre eudiometra.

Posteriormente emprendieron un viaje a Italia y Alemania para estudiar el campo magntico

terrestre. Gay-Lussac regres en 1806 para ser elegido miembro de la Academia de Ciencias.

En 1808 descubri la llamada Ley de Gay-Lussac de las relaciones entre los volmenes de los

gases que reaccionan para formar un compuesto, cuya influencia sobre la teora atmica de la

materia fue considerable

En 1809 fue nombrado profesor de Qumica en la Escuela Politcnica y de Fsica en la

Universidad de La Sorbonne, ctedra esta ltima que cambiara en 1832 por la de Qumica en

el Jardn de Plantas. En 1815 descubri el ciangeno e invent el barmetro de sifn, un

alcoholmetro, un clormetro y un alcalmetro. Estudi los cambios de estado de la materia, la

capilaridad, el magnetismo terrestre, la densidad de los gases y diversas cuestiones

meteorolgicas. Invent adems una serie de tcnicas qumicas industriales, como las torres

para la recuperacin de los gases resultantes de la fabricacin del cido sulfrico que llevan

su nombre.

La mayor parte de sus trabajos fueron publicados en los Annales de chimie, revista de la que

fue su editor junto con Arago, en las Mmoires d'Arcueil y en Journal de Physique, y abarcaron

todos los campos de la Qumica y sentaron las bases para su ulterior desarrollo.

Ley de Gay-Lussac.

Gay Lussac tena 24 aos cuando realiz su primer trabajo importante: el estudio de la

dilatacin de los gases que haba iniciado Charles en 1787. ste haba llegado a la conclusin

de que si se mantiene la presin constante, la variacin de volumen de un gas es proporcional

al volumen ocupado por el gas inicialmente y a la variacin de la temperatura. Gay-Lussac

midi ese coeficiente de proporcionalidad a en gases diferentes, y en 1802 lleg a la conclusin

de que era aproximadamente igual para todos los gases. Sus medidas dieron como resultado

a=1/266,6, valor aceptable para los medios experimentales de la poca y concordante con el

valor real 1/273,16. Cabe sealar que esta ley de dilatacin de los gases slo tiene validez en

condiciones ideales.

Continuando con estas investigaciones, en 1808 public lo que eventualmente lleg a ser la

base para el establecimiento de las frmulas moleculares. Una investigacin de las reacciones

gaseosas demostr que los volmenes de combinacin, medidos bajo condiciones de

temperatura y presin constantes, quedaban aproximadamente en razones de nmeros

enteros y pequeos.

La ley de Gay-Lussac puede enunciarse as: el volumen ocupado por una cierta masa de gas

a presin constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta y la constante de

proporcionalidad depende de la masa del gas. Matemticamente se expresa como

V/T =V0/T0 = constante

Donde T0 es 0 C, V0 el volumen del gas a esa temperatura y T y V la temperatura y el volumen

que ocupa el gas en un estado cualquiera

Mezclas de gases, composicin qumica del aire

Est Compuesto en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrgeno

(78%), Oxgeno (21%), Vapor de Agua (variable entre 0-7%), Ozono, Dixido de Carbono,

Hidrgeno y algunos gases nobles como el criptn o el argn.

6. El Hindenburg fue llenado con hidrgeno inflamable, pero las investigaciones recientes

sugieren que el hidrogeno no fue el nico material peligroso involucrado en esta tragedia.

a) Cmo puede una pintura hecha de polvo de aluminio contribuir al desastre? ( 8 puntos)

El aluminio es un gran conductor elctrico. Durante el viaje, el Hindenburg haba pasado

por lugares donde haba tormentas elctricas, lo cual hizo que la aeronave se cargara con

voltaje.

b) Escriba la reaccin qumica del aluminio que sucedi durante el desastre (8 puntos)

Al juntar xido de Hierro II + Aluminio crea una reaccin qumica llamada: Termita o

Aluminotermia.

Fe2O3 + 2 Al Al2O3 + 2Fe

c) Cmo se utiliza el aluminio en los vuelos espaciales? (8 puntos)

El aluminio es utilizado gracias a su gran reactividad como combustible y como

potenciador de explosivos.

d) Es esta reaccin endotrmica o exotrmica? (4 puntos)

Es una reaccin exotrmica, libera calor.

e) Use la regla del octeto para explicar porque el aluminio en polvo puede comportarse como

se supone que sucedi en la tragedia del Hindenburg? (8 puntos)

La regla del octeto trata que un tomo diferente del hidrgeno tiende a formar enlaces

hasta que rodea de ocho electrones de valencia.

Como el aluminio en polvo solo tiene tres electrones en su parte final, pierde esos electrones

para formar un octeto, pero no se puede ya que el otro metal que se encuentra entre la mezcla

de la pintura del dirigible no tena los electrones suficientes para formar un octeto junto con los

del aluminio.

f) Piensa usted que el aluminio puede comportarse en la misma forma que el aluminio en

polvo? Porque si o porque no? (8 puntos)

S, porque an conserva sus propiedades, es decir que sigue siendo un conductor

trmico. Adems la aeronave contena una gran concentracin de aluminio el polvo en su

superficie lo cual hizo que una sola chispa incendiara todo el dirigible en 39 segundos.

g) Describa los experimentos realizados por Addison Bain (8puntos)

El doctor Addison Bain plante una teora: Incendiary Paint Theory (IPT), en donde

expone que la causa del desastre de Hindenburg fue por un material inflamable usado para

sellar y aislar la cubierta de tela del dirigible. El Hindenburg estaba revestido por una mezcla

de componentes, habitualmente utilizados para fabricar bombas incendiarias. La mezcla de

pintura estaba constituida por: xido de Hierro II (Fe2O3), Aluminio (Al) y Acetato de celulosa.

Bain parti de dos puntos:

1. El hidrgeno

2. La cubierta que revesta la aeronave

Con respecto al hidrgeno, Bain expuso que la llama amarilla que se pudo observar el

da del desastre no se poda acreditar al hidrgeno, ya que este arde con llama invisible por lo

que hubo otro elemento responsable en el incidente. As que estudi la cubierta del Hindenburg.

Al examinar la cubierta que revesta el dirigible, Bain determin que ste fue la causa tanto del

comienzo como la propagacin del fuego debido a los componentes de la pintura (xido de

Hierro II + Aluminio).

h) Explique cmo estos resultados y otra evidencia permiti llegar a la conclusin que la

cobertura del Hindenburg fue la principal causa del fuego que destruyo el zepeln? (8 puntos)

Por qu y cmo se incendi el Hindenburg? por Addison Bain

El Hindenburg (secretos de la muerte)

Propelentes para lanzar cohetes al espacio

El dirigible de Hindenburg, la aeronave ms grande del mundo que se consumi en tan

solo 39 segundos. La aeronave meda 244 metros de largo y tena 41 metros de dimetro. El

armazn de la nave era de aluminio y toda la nave pesaba apenas 100 toneladas. En su primer

viaje (resultando el ltimo) el dirigible llevaba 97 personas entre ellas la tripulacin. Se dice

que el dirigible fue utilizado para propaganda Nazi.

Despus de casi tres das de viaje, el dirigible llega a su destino: Lakehurst, Nueva

Jersey. Durante el viaje, el dirigible haba pasado por una tormenta elctrica por lo que la piel

estaba cargada de voltaje.

En el momento de aterrizar la aeronave no cuenta con el cambio de direccin del viento, por

lo que el capitn gira bruscamente y se rompe la palanca de direcciones produciendo un

escape de hidrgeno.

Al bajar las cuerdas para el amarre, estas se encontraban mojadas debido al tiempo en que el

dirigible haba viajado; la carga elctrica se transmite desde las piezas de metal hasta el suelo.

El Dr. Adisson Bain en 1997 expone su teora Incendiary Paint Theory (IPT). La

investigacin de Bain concluye que, los componentes de la pintura fue el causante del desastre.

El material para revestir el dirigible era altamente inflamable, ya que los componentes de la

mezcla habitualmente se usan para fabricar bombas incendiarias.

Para llegar a esta conclusin Bain tuvo que partir de dos puntos:

1. El Hidrgeno

2. La cubierta que revesta al dirigible

La mezcla de la pintura contena: xido de Hierro II (Fe2O3), Aluminio (Al) y Acetato de

celulosa. Al combinar el xido de Hierro + Aluminio, crea una reaccin qumica llamada Termita

o Aluminotermia que es utilizado para bombas incendiarias.

Brain cree que la tormenta cre una acumulacin de carga elctrica en la superficie del

Hindenburg, generando una chispa con la energa suficiente para encender el compuesto de

cola de la aeronave.

Sin embargo, Dessler refuta la teora de Bain. En cambio sostiene, una descarga

elctrica, posiblemente generada por una acumulacin de electricidad esttica de una tormenta,

si tiene suficiente energa para provocar la ignicin del hidrgeno.

Dado que los compuestos de la mezcla de pintura eran inflamables y que el dirigible estaba

cargado con voltaje debido a los viajes y a las condiciones atmosfricas, una carga de la

tormenta pudo producir una chispa que haya provocado el incendio. Adems, debido a la

maniobra del capitn, haba una fuga de hidrgeno que al combinarlo con la carga del dirigible

y su cobertura y una tormenta elctrica pudo haber causado una chispa haciendo que todos

los elementos hayas provocado el desastre de Hindenburg.

Evaluacin

Sern evaluados en la forma de que tan efectivamente llegan a las conclusiones en sus

respuestas y del fundamento encontrado en la bsqueda bibliogrfica.

Deben colocar las referencias bibliogrficas utilizadas (fuentes confiables) tanto de libros como

de Internet.

CONCEPTOS A EVALUAR EN ESTA WEB-QUEST

Pregunta Concepto involucrado

1 Reacciones qumicas y conservacin de la masa

2 Regla del octeto, gases nobles, reacciones qumicas

3 Hiptesis de Avogadro, moles, comportamiento de los gases

4 Ley del gas ideal

5 Mezclas de gases, composicin qumica del aire 6 Reacciones qumicas

y reactividad, rea superficial, regla del octeto, mtodo cientfico,

naturaleza del conocimiento cientfico.

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