¿Hacer química bajo el agua?

Creo que estás en el camino correcto y esta es una pregunta muy divertida. Creo que los problemas que mencionaste con cosas como generar calor son obstáculos mucho más grandes de lo que sería hacer química en un medio fluido. Para una raza nativa acuática, de todos modos. Me centraré principalmente en la última parte de su pregunta, "¿Cómo sería su camino de desarrollo?"

Creo que su primera química estaría relacionada con los alimentos. Sin poder salar y secar cosas para procesos de conservación como la fermentación, podría ser una forma temprana de almacenar y envejecer los alimentos. También es una alternativa libre de calor para cocinar. Algo que produce una mucosidad espesa como un huevo de rana o una alga marina con savia gomosa no soluble probablemente haría una barrera lo suficientemente gruesa para que prospere el kimchi bajo el agua. Luego comienzas a perforar agujeros en el coral o la roca para proteger tu comida mientras envejece. Si va a hacer que la cerámica funcione bajo el agua sin calor, probablemente comience a buscar una reacción química para endurecerla / curarla en ese momento.

Este es un buen lugar para mencionar que si este es un mundo extraño, la flora y la fauna proporcionarán mucha inspiración a los científicos allí. Por ejemplo, los exoesqueletos transparentes y resistentes a la presión de los grandes animales acuáticos podrían ayudarlo a superar la cristalería antigua. También es un buen lugar para mencionar que la raza acuática que mencionaste probablemente tendrá tolerancias físicas muy diferentes a las de los humanos. ¿Qué tan cerca pueden nadar de los respiraderos geotérmicos? Tal vez el calor no sea un problema tan grande para ellos después de todo...

Comprender y manipular la presión, especialmente la presión del agua, sería un desarrollo temprano Al "estar completamente envuelto en una solución acuosa", estamos descartando la superficie por completo, así que continuaré y asumiré que estamos hablando de una luna con superficie helada o algo donde simplemente no hay un arriba después de cierto punto. Así que hacia abajo es el único camino a seguir para nuestra gente del mar cuando quieren explorar nuevos territorios o seguir presas migratorias. Es posible que no tengan que lidiar con la respiración bajo el agua, pero aún tendrán que soportar la presión y posiblemente los cambios de temperatura. Querrán tecnologías que les ayuden con eso.

Si fuera yo, haría trampa y les daría un pez globo que funciona con una reacción química. Come conchas o algo y lo combina con ácido en un órgano para inflarse súper rápido, incluso en profundidad. Comienza a flotar como un cohete también. Eso les da inspiración para desarrollar tecnología de producción de burbujas de gas, incluso a bajas temperaturas, el gas podría recolectarse lentamente con el tiempo. Dado que todo lo que necesita es una contención de recipientes al revés, sería relativamente fácil, por lo que no necesitaría mucha tecnología complicada para hacer un análogo de guantera como muestra la respuesta de Dutch.

Incluso sin el elegante pez burbuja, saldrían chorros de burbujas de sus primitivos bombonas y fermentadores. Podrían atraparlos. Ser capaz de cosechar y capturar gas sería un GRAN salto en el control de la flotabilidad. Ser capaz de hacer que la carga sea ingrávida probablemente sería tan importante para ellos como lo fue la rueda para nosotros.

Con los recursos naturales adecuados, una sociedad de cazadores descubriría la toxicología pronto. Me imagino serpientes marinas altamente venenosas que nuestros tritones capturan y ordeñan al clavar sus colmillos en la carne de los caracoles y luego sellar el caparazón del caracol con arcilla. La toxina se extraería más tarde para facilitar la caza de un juego más formidable. La difusión y la concentración, el almacenamiento y la manipulación seguros serían estudios necesarios no solo para producir y utilizar este tipo de herramientas, sino también para la exploración. ¿Hay lagos submarinos o corrientes saturadas de sales pesadas? ¿Hay oxígeno en ellos o son zonas muertas? Necesitarían formas de detectar estas cosas, idealmente antes de nadar en ellas.

Esperaría algún tipo de adhesivo epoxi o termoestable como un desarrollo bastante temprano. Una vez que comienzan a despegar y son confiables, se llega a los materiales compuestos (como la micarta). Si puede obtener esos compuestos lo suficientemente sofisticados, encontrará soluciones alternativas para la mayoría de nuestros productos de metal sin necesidad de calor. La idea es tratar de encontrar una solución para llevar a nuestros amigos salobres a los plásticos sin necesidad de metalurgia. Supongo que potencialmente tienen acceso a presión libre ilimitada... Podrían hacer que sus plásticos se fijen/fusionen hundiéndolos muy profundo y luego volviéndolos a enrollar. También podrían usar este mismo proceso para la cerámica.

Hablando de porcelana, el saneamiento probablemente sería una locura para una sociedad acuática. Diviértete descubriendo cómo funcionan los baños. Aquí está mi voto: creo que hay una habitación grande en el sótano de su complejo de apartamentos submarino lleno de cualquier alga productora de gas que estén usando. Es similar a una torre de agua en la tierra, el gas fluye por un tubo central y se conecta para darte "gas corriente" en lugar de "agua del grifo". También genera un vacío a medida que avanza, si lo sella lo suficientemente bien y configura las válvulas correctas. Entonces, para usar el inodoro que volteas, te sientas en la burbuja, haces tus necesidades y luego lo tiras por el techo. Se llevaría a cabo fuera del edificio en un aeroducto de suave pendiente para unirse a las alcantarillas muy por encima de la ciudad.

Porque seamos realistas, para estas personas tratamiento de aguas residuales > incendio. El olor y el sabor bajo el agua son efectivamente el mismo sentido. Si puedes probar la contaminación y las aguas residuales de tu ciudad... bueno, supongo que su juego de perfumes estaría en lo cierto y los aceites esenciales realmente serían esenciales.

Durante mis años de doctorado tuve que trabajar con algunos materiales que eran bastante reactivos: tan pronto como se exponían al oxígeno o al agua reaccionaban muy vigorosamente con ellos, dejando al pobre estudiante con una muestra dañada o, peor aún, con una muestra que se incendió espontáneamente.

Una solución para manejar estos materiales y mantener con vida a los estudiantes fue utilizar cajas de guantes.

Estas cajas están selladas y suministradas con nitrógeno seco, lo que permite manipular materiales que de otro modo serían imposibles de manipular al aire libre. Existen conceptos similares para el manejo de materiales altamente radiactivos.

Usando un concepto similar, es posible llevar a cabo la química bajo el agua.

Pero una guantera es algo relativamente reciente, Lavoisier y todos los químicos antes que él no la tenían.

Sin embargo, hay ejemplos de reacciones que suceden aunque el ambiente no parezca el adecuado, por ejemplo, la digestión de grasas/aceites que se lleva a cabo en una solución de agua (esencialmente química de gotas), o la existencia de células biológicas y todas las reacciones químicas que provocan. ejecutar, que son soluciones a base de agua en una solución a base de agua diferente, con una membrana lipídica que las mantiene separadas (nuevamente química de gotas).

Por lo tanto, sí, si puede crear y controlar las gotas, está en el camino correcto para ejecutar la química en un entorno submarino, hasta que pueda construir algo como cajas de guantes.

La facilidad con la que se podría obtener información dependería de los detalles del entorno y podría verse seriamente limitada. La situación “más fácil” sería una civilización basada en un mar poco profundo con acceso a los materiales de la costa y acceso a la superficie. Más difícil sería una civilización basada en un mar profundo lejos de la tierra. Y lo más difícil sería una civilización operando a gran profundidad sin acceso a la superficie o al fondo del mar.

La cuestión sería la disponibilidad de sustancias materiales con las que experimentar, estructuras de soporte adecuadas y acceso a un límite de fase (sólido líquido: el lecho marino o gas líquido: la superficie).

Una gran incógnita es el nivel de tecnología. Dado que el desarrollo de la química y la tecnología están íntimamente relacionados, es difícil saber por dónde empezar. Pero ese punto de partida probablemente no sería similar al nuestro. Una de las primeras tecnologías humanas fue el fuego que no sería el caso de una civilización acuática.

Dada la tecnología, como botellas de vidrio, bombas eléctricas y similares, sería relativamente fácil realizar todo tipo de experimentos bajo el agua. Pero el problema es que las botellas de vidrio y las bombas eléctricas serían difíciles de inventar bajo el agua sin acceso a altos niveles de calor. Y los altos niveles de calor disponibles bajo el agua, como el del vulcanismo, probablemente cocinarían cualquier cosa que se acercara demasiado.

Es posible que aprendan mucho de la química física a partir de la forma en que se comportan los gases en las vejigas a diferentes profundidades, pero sin los recipientes de contención apropiados sería extremadamente difícil. Si se asume la tecnología, entonces es posible, pero eso sería en cierto modo hacer trampa, ya que no tendrían esa tecnología.

OK, responda ligeramente a la izquierda a esta. Asumiendo que estás en un océano equivalente al de la Tierra, nunca necesitarás hacer tu química bajo el agua.

Tiene una superficie de agua, respiraderos submarinos, los peces tienen vejigas natatorias, etc. Si tiene cuidado, puede "cosecharlos" con cualquier cosa impermeable (intestinos, etc.). Incluso puede encontrar cuevas " llenas de gas ", aunque es posible que tenga dificultades para mantener las proporciones de gas sin un poco de trabajo.

Sobre la superficie, contenemos líquidos y sólidos en recipientes cóncavos, las aberturas apuntan hacia arriba y los inclinamos para verter el contenido.

Debajo de la superficie, puede contener gases en recipientes cóncavos, con aberturas hacia abajo e inclinarlos para verter el contenido (al menos para gases no solubles en agua; no funcionaría bien para amoníaco, haluros de hidrógeno o sulfuro de hidrógeno). óxidos de azufre).

Pero también puede expulsar el agua de un recipiente de este tipo desplazándolo con gas. Mantener un entorno lleno de gas como ese es probablemente más fácil que mantener un entorno de vacío en la superficie de la Tierra, porque no hay luchas diferenciales de presión para superarlo.

Sin embargo, el gran problema será el calor. Casi todas las partes de la química implican agregar calor a las sustancias o quitarles el calor, y dado que el agua transfiere el calor de manera mucho más efectiva que el aire (por conducción, convección e incluso vaporización/condensación), la gestión térmica requerirá mucho más trabajo de lo que es. para nosotros los habitantes de la superficie. Además, el fuego es una fuente de calor súper conveniente y esencialmente no está disponible bajo el agua. ¿Quizás la clase de alquimistas construye sus laboratorios alrededor de respiraderos térmicos en el fondo del océano...?