Plasma, el quart estadi de la matèria
Written by Eva Pellicerdivendres, 15 setembre 2006 15:06
Quan es parla dels estats d'agregació de la matèria, gairebé tothom pensa només en sòlids, líquids i gasos. Però resulta que aquests tres estats només constitueixen l'1% del total de la matèria que, de moment, sabem que conté l'Univers. Algú hauria dit que a l'Univers gairebé tota la matèria és quelcom anomenat plasma, que no és ni sòlid, ni líquid, ni gas? Però què és exactament el plasma?
Un batibull de partícules
El plasma està constituït per cations (és a dir, àtoms amb càrrega elèctrica positiva perquè han perdut alguns dels seus electrons), electrons i neutrons. Es tracta, doncs, d’un grapat de partícules que es mouen sense ordre aparent. Per tal de confinar un plasma en un espai determinat s’apliquen camps magnètics. El plasma és l’estat en què es troba la matèria que constitueix els cossos més massius de l’Univers: les estrelles.
Sense anar més lluny, el Sol és, en si mateix, un plasma gegantí, farcit d’àtoms d’hidrogen i heli que han perdut totalment o parcial els seus electrons com a conseqüència de les elevadíssimes temperatures que s’hi generen (de fins a 15 milions de graus centígrads). Per aconseguir un plasma, però, no és necessari aplicar temperatures tan elevades. De fet, amb una espelma i un llumí en tenim prou. La corona ataronjada que de vegades s’observa en la flama d’una espelma és producte de la dissociació i ionització de les molècules de l’aire i constitueix un plasma de baixa densitat i temperatura.
Plasmes quotidians
Els plasmes condueixen el corrent elèctric, característica que l’home ha aprofitat per desenvolupar aplicacions relaciones amb la producció d’energia elèctrica. Les làmpades o tubs fluorescents contenen una petita quantitat de vapor de mercuri i un gas inert (que no reacciona amb res) que acostuma a ser argó. En encendre un fluorescent, l’argó s’ionitza (perd electrons) tot formant un plasma que excita els àtoms de mercuri. Com a conseqüència d’aquesta excitació, els àtoms de mercuri emeten llum visible i ultraviolada. Dins del tub fluorescent existeix un revestiment que s’encarrega de filtrar la llum ultraviolada, de manera que només rebem la radiació del visible. Les làmpades fluorescents presenten una eficiència energètica considerablement superior al d’una bombeta estàndard. Els cartells de neó i l’enllumenat urbà usen un principi similar.
No fóra agosarat dir que si alguna cosa ha fet famós el plasma arreu, però, no són ni els tubs fluorescents ni els cartells de neó, sinó les anomenades televisions de plasma que lluen en els aparadors de les botigues d’electrònica i en un bon grapat de llars. A l’interior d’una televisió de plasma s’hi troben gasos inerts (xenó i neó) en forma de plasma que reaccionen amb el fòsfor de cada subpíxel de la pantalla a fi de produir llum acolorida. Les televisions de plasma presenten una resolució superior a les televisions convencionals, per bé que cal recordar que la duració d’una pantalla de plasma no és indefinida i oscil•laria entre dotze i disset anys.Aplicacions en química
L’espectroscòpia d’emissió òptica i l’espectrometria de masses de plasma acoblat inductivament són tècniques d’anàlisi elemental que, malgrat el seu nom espantós, són molt emprades en química ja que permeten la determinació dels elements que formen una mostra de naturalesa desconeguda o bé la proporció en què es troben en cas que se’n conegui la naturalesa. Els equips que s’empren per dur a terme aquestes mesures són capaços de generar plasma en el seu interior. El plasma produït permet evaporar, dissociar, ionitzar i excitar cadascun dels elements de la mostra. Els cations produïts emeten radiació en desexcitar-se. Aquesta radiació és característica de cada element, la qual cosa en permet la seva identificació. Aquestes tècniques són molt sensibles, de manera que és possible detectar elements de la taula periòdica que es troben en molta baixa proporció (que es coneixen, en argot científic, com a traces i ultratraces).
El plasma es fa servir en tècniques molt fines d’anàlisi de la composició d’una mostra
Treball a classe