I.
Átomos
y moléculas en el universo. La tabla periódica de los elementos
Se
ha postulado el origen del universo como una gran explosión, que a partir de un
gas denso se formaron las innumerables galaxias, una de ellas la vía láctea.
Cuando
la temperatura del universo era de alrededor de mil millones de grados, se
comenzaron a formar los núcleos de elementos, formándose primero los más
simples como son el H y el He, mientras que en el interior de las estrellas se
fueron formando núcleos de otros elementos.
Los
químicos los han ido descubriendo poco a poco, clasificándolas en la tabla
periódica de los elementos.
Los
principales constituyentes del universo son los primeros que se formaron o sea
el H en un 90% y el He en un 8%, siendo más abundantes en el sol que en las
otras estrellas.
El
hidrogeno es un gas más ligero que el aire, lo cual esta propiedad fue
aprovechada por el hombre para viajar a la atmosfera. Este está formado por un
núcleo llamado protón que posee una carga positiva, la cual se encuentra neutralizada
por un electrón; el hidrogeno puede combinarse con otros elementos formando
moléculas.
El
oxigeno y el agua se combinan produciendo agua, que se escapa en forma de
vapor, esto nos lo explica la ley de las proporciones constantes que nos indica
que dos átomos de hidrogeno, cada uno de peso atómico 1, reaccionan con un
átomo de oxigeno, con peso atómico de 16, produciendo una molécula de agua con
peso molecular de 18.
Es
la molécula más abundante en la tierra y es la base de vida. Se le encuentra en
sus tres estados físicos: Como líquido cubriendo ¾ partes del planeta, en
vapor, en grandes cantidades en la atmosfera y en su estado sólido (hielo).
Su
punto de fusión es de 0°; su punto de ebullición a nivel del mar es de 100°.
Cada mililitro pesara un gramo por lo que un litro de agua pesara un kilogramo.
Su
calor de específico es de 1.00 caloría por grado.
El
agua en estado sólido es menos densa que en forma líquida.
El
hecho de que el hielo sea menos denso que el agua líquida tiene gran
importancia en el mantenimiento de la vida en las regiones frías del planeta.
El
agua se calienta o enfría más lentamente que el suelo, sirve para regular la
temperatura a ello debemos que las regiones alejadas del mar se tienen climas
mas extremosos.
El
agua no solo es abundante en la tierra, también se ha detectado en otros
cuerpos celestes como Marte.
Otra
de las combinaciones que pueden obtenerse entre el hidrogeno y el oxigeno, es conocida como agua oxigenada o con
más propiedad conocida como peróxido de hidrogeno.
Esta
sustancia es inestable al tener un átomo de oxigeno extra lo que quiere decir
es que libera con facilidad para quedar como agua común.
Una
de sus funciones es el desinfectante de heridas ya que por su facultad de
liberar oxigeno mata a muchos microbios.
El
hidrogeno se puede liberar de las moléculas en las que se encuentra combinado
con otros elementos, el agua será la materia prima en que primero se piense
preparar hidrogeno por ser el compuesto más abundante y accesible.
El
agua pura es mala conductora de la corriente eléctrica, por lo que es necesario
disolver en ella una base o un ácido fuerte que la hagan conductora; una vez
siendo conductora, los protones por tener carga positiva, viajaran hacia el
cátodo o polo negativo, mientras que en el polo positivo o ánodo se desprenderá
un volumen de oxígeno gaseoso, a esto se le conoce como electrolisis es decir
la ruptura de una molécula por medio de electricidad.
Por
este procedimiento se pueden recubrir metales con otros metales que tengan el
aspecto o las propiedades físicas o químicas deseadas.
La
electrolisis tiene múltiples aplicaciones como la obtención y purificación de
metales como la purificación del cobre y se obtiene el aluminio.
El
aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, formando
parte de minerales tan comunes.
Dos
jóvenes uno de Estados Unidos y otro de Francia descubren un proceso utilizando
la bauxita que es un oxido de aluminio muy abundante, donde de él se obtiene el
aluminio metálico mediante un proceso eléctrico muy ingenioso.
Los
principales elementos que está formado el cuerpo humano son el C, O, H y N,
compontes de la misma manera de otros seres vivos.
Los
elementos que forman parte de los seres vivos no solo son importantes
constituyentes de nuestro planeta, lo son incluso de otros cuerpos celestes,
encontrándolos incluso en los espacios interestelares.
II. El
átomo de carbono, los hidrocarburos, otras moléculas orgánicas, su posible
existencia en la tierra primitiva y en otros cuerpos celestes.
La
gran explosión como origen del universo concibe la formación del átomo de
carbono.
La
generación del carbono y de los átomos más pesados se dio en el interior de las
estrellas antes de la formación de nuestro Sistema Solar.
Cuando
la tenue nube de polvo y gas fue comprimida por la onda de choque producida por
la explosión de una estrella de las llamadas supernovas, se formó la nebulosa.
La
materia que rodeaba al sol fue siendo cada vez más fría y sus elementos
constitutivos más ligeros.
La
tierra, el tercer planeta del sistema solar tuvo la fortuna de no ser tan
caliente como lo es Mercurio y Venus, ni tampoco es tan frío como los planetas
que se encuentran muy alejados del sol.
El
hombre ha preparado isótopos de diferentes elementos, muchos de ellos radioactivos.
Cualquier
elemento natural o sintético es identificado por su número atómico Z, que
corresponde al número de protones que lleva en su núcleo.
El
hidrogeno que posee un protón y un electrón, tiene además un isótopo estable.
Los
diferentes isótopos de un elemento se llamarán de la misma manera y ocuparan el
mismo lugar en la tabla periódica de los elementos.
El
carbono se encuentra también en los demás planetas de nuestro sistema solar, ya
que todos fueron formados a partir de la misma nebulosa.
El
carbono en estado libre; el diamante es un cuerpo duro y transparente en el que
cada átomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro acomodados en los
vértices de un tetraedro.
La
alotropía es una palabra griega que significa variedad, lo que quiere decir que
el diamante es uno de los alótropos del carbono.
El
diamante es un buen conductor de energía eléctrica.
La
tierra tuvo una época una atmósfera rica en hidrogeno, por lo que el carbono
reacciono con el formando de esta manera moléculas de hidrocarburos.
En la quema de hidrocarburos ocurre
que se separan en dos elementos que quedan como residuos de la combustión del
hidrocarburo son el agua y el dióxido de carbono.
Los cuatro primeros hidrocarburos se
llaman: metano, etano, propano y butano y son gases inflamables. Los siguientes
tres son: butano, pentano y el hexano siendo estos líquidos inflamables.
El metano formo parte de la
atmosfera primitiva de tierra, donde se generó por la acción reductora del
hidrógeno sobre el carbono. Actualmente el metano forma parte de la atmosfera
de los planetas Júpiter, Neptuno, Urano y Plutón.
El alcohol etílico es el primer
disolvente químico preparado por el hombre. Se produce en la fermentación de
líquidos azucarados. Es usado como disolvente para pinturas, barnices,
lacas y muchos otros materiales
industriales. También se utiliza como desinfectante.
El insecticida DDT que es
tricloroacetaldehido es dañino para el ambiente ya que hace que los huevos de
las gallinas sean más débiles.
Los éteres son sustancias, es
inmiscible con el agua y puede separar una sustancia que se encuentra disuelta
en ella, también es utilizado como
analgésico además tiene un punto de ebullición muy bajo.
III.
Radiación solar, aplicaciones de la radiación, capa
protectora de ozono, fotosíntesis, atmósfera oxidante, condiciones apropiadas
para la vida animal.
En el sol se están generando
constantemente grandes cantidades de energía mediante reacciones
termonucleares.
Las radiaciones llegan a la tierra
cada ocho minutos después de ser generadas.
Las distintas radiaciones solares,
de las cuales la luz visible es sólo una pequeña parte.
Las radiaciones viajan como ondas a
la velocidad de la luz, tendrán como característica la longitud de onda, que es
la distancia entre dos máximos.
El número de ondas que a una
velocidad constante pasan por un determinado punto cada segundo se le llama
frecuencia.
Las radiaciones de mayor frecuencia
tendrán también mayor energía, debido a que la energía es igual a la frecuencia
multiplicada por la constante de Plank.
La luz de menor longitud de onda es
de color violeta, le sigue la de color azul y luego la verde, seguida de la luz
amarillo y anaranjada y por último la luz roja.
La reacción fotoquímica se lleva a
cabo en el proceso de la visión, al llegar la luz a la retina, el retinal sufre
una reacción fotoquímica por medio de la cual cambia su geometría a trans.
Las celdas fotovoltaicas son usadas
para suministrar energía eléctrica los satélites artificiales, el procedimiento
está basado en la propiedad que tiene la energía luminosa de excitar los
electrones de los átomos. En un cristal, cuyos átomos tienen cuatro electrones
de valencia, se hace incidir la luz, estos serán excitados y podrán abandonar
el átomo nuevo generando en el nuevo hueco. Las cargas negativas que es el
electrón y las positivas que es el hueco viajaran libremente por el cristal y
quedaran balanceadas.
Para realizar la fotosíntesis ocurre
un proceso similar al de las celdas fotovoltaicas.
En los organismos fotosintéticos
existen proteínas, colorantes y moléculas sensibilizadas embebidas en la
membrana de las células especializadas en la fotosíntesis.
El aparato fotosintético consta de
clorofila y una serie de pigmentos como carotenos y xantofilas, todos ellos
unidos a una proteína embebida en una membrana, lo que permite una buena
transmisión de energía.
Los organismos fotosintéticos
producen glucosa y otros azucares a partir de CO2 atmosférico y agua del suelo, usando la energía solar
acumulada en el ATP y el NADPH.
IV.
Vida animal, hemoglobina, energía de compuestos
orgánicos, dominio del fuego.
La luz ultravioleta dio a la tierra
una protección contra la alta energía.
La química antes de la aparición de
la vida efectuaba en el planeta espontánea pero lentamente, ahora se acelera en
forma notable. Por su parte el oxígeno se libera eficientemente mediante la
fotosíntesis.
La atmósfera se enriqueció en
oxígeno, dándose así las condiciones para el nacimiento de un nuevo tipo de
vida, realizando la operación contraria que efectúan los vegetales.
Los organismos animales, para
realizar la reacción de oxidación y liberar las calorías contenidas en la
molécula glucosa, utilizan como transportador de oxígeno un pigmento conocido
como hemoglobina este asociado con las proteínas.
La hemoglobina toma oxígeno del aire
y lo transporta a los tejidos, que es donde se realiza la operación contraria a
la fotosíntesis.
El fierro es necesario para la
formación de hemeglobina el ser humano lo toma en su dieta a razón de 1
miligramo por día.
Otro mineral que el organismo humano
requiere en cantidades apreciables es el muy común metal, calcio.
El monóxido de carbono, gas que se
desprende del escape de los automóviles y en combustión incompletas como la del
carbón vegetal, se combina con la hemoglobina desplazando al oxígeno para dar
un compuesto más estable.
De todos los animales que poblaron
el planeta hubo uno que destacó por tener un cerebro mayor que los demás: el
hombre, tiendo en su cerebro muchas funciones siendo este uno de los órganos
más importantes.
El cerebro está compuesto por
células especializadas que están interconectadas entre si y estas conexiones se
encuentran allí para las funciones de todo el cuerpo las neuronas que son
células que conforman el cerebro se comunican de forma química.
El descubrimiento del fuego fue un
avance muy importante para el hombre ya que con él fue donde comenzó un proceso
de avance por ejemplo que el fuego les dio ventaja sobre los demás animales.
Tuvo que pasar mucho tiempo antes de
que el hombre lograra hacer fuego por medio de la fricción y por otros medios
como ejemplo la chispa.
El envejecimiento es ocasionado por
la oxidación en el cuerpo. Los antioxidantes son importantes en el tejido
canceroso en donde la concentración de tocoferol es mayor que en tejido normal.
Se puede pensar que los
antioxidantes detendrán el envejecimiento aunque pueden producir reacciones
secundarias indeseables en el organismo.
V.
Importancia de las plantas en la vida del hombre: usos
mágicos y medicinales.
El químico primitivo tras aprender a
dominar el fuego, fabrico recipientes de arcilla para calentar agua, cocinar
alimentos y hacer infusiones mágicas y medicinales; encontró que los aceites
esenciales no solo tenían olor agradable, sino que muchos de ellos tenían
además propiedades muy útiles, como eran las de ahuyentar a los insectos y de
curar algunas enfermedades.
El conocimiento de las plantas y sus
propiedades seguía avanzando: ya no sólo las usaba el hombre como alimentos,
combustible y material de construcción, sino también como perfume, medicinas y
para obtener colorantes, que empleaba tanto para decorar su propio cuerpo y sus
vestiduras, como para decorar techo y paredes de su cueva. El arte pictórico
floreció en ese entonces en muchas partes del mundo y actualmente nos asombran
sus manifestaciones conservadas en oscuras cavernas, donde con frecuencia se
ven escenas de cacería. Es evidente que la necesidad de alimentación era
primordial y que los testimonios del uso medicinal de las plantas son menos
frecuentes.
Comenzó a investigar plantas como la
oluliuqui, es una planta mexicana, el peyote, entre muchas otras. Muchas
plantas fueron utilizadas en ritos mágicos-religiosos.
VI.
Fermentaciones, pulque, colonche, tesgüino, pozol,
modificaciones químicas.
La fermentación es un proceso en el
que algunos microorganismos provocan un cambio químico en ciertos tipos de
sustancias para formar nuevas. Los procesos de fermentación son como lo que
ocurre cuando los alimentos se descompones y se amargan, se vuelven ácidos,
entre otras.
Un ejemplo de fermentación es la
creación del pulque esto acurre con un largo proceso: Lo primero que se hace en
la fabricación del pulque es, sacar el aguamiel del maguey que es una planta
común en México, para obtener el aguamiel se raspa un hueco en el corazón de la
planta, después el aguamiel es puesto en recipientes grandes y se dejan pasar
unos días para que inicie el proceso de fermentación. El pulque no es
precisamente una bebida alcohólica fuerte puesto que solo pose 4% de alcohol.
El
pulque es el producto de la fermentación de la savia azucarada o aguamiel, que
se obtiene al eliminar el quiote o brote floral y hacer una cavidad en donde se
acumula el aguamiel en cantidades que pueden llegar a seis litros diarios
durante tres meses. Siendo el pulque una bebida ritual para los mexicas y otros
pueblos mesoamericanos.
La fermentación es utilizada en la
fabricación de bebidas alcohólicas y acidas como el tequila que se obtiene de
la fermentación del jugo de la piña, la fermentación es utilizada también en la
panadería puesto que cuando se deja fermentar la masa para hacer la mayoría de
los panes para que la masa crezca se comienzan a liberar gases producidos por
la levadura y eso es lo que hace que la masa crezca.
El yogurt y el queso son también un
ejemplo de la fermentación ya que son obtenidos de la fermentación de la leche
y sabemos que son creados principalmente por lactobacillus.
VII.
Jabones, saponinas y detergentes.
Cuando
la ropa u otros objetos se manchan con grasa y tratamos de lavarlos con agua;
el agua no moja a la mancha de aceite. El agua, por lo tanto, no sirve para
limpiar objetos sucios con aceites o grasas; sin embargo, con la ayuda de jabón
o detergente sí podemos eliminar la mancha de grasa. El efecto limpiador de
jabones y detergentes se debe a que en su molécula existe una parte lipofílica
por medio de la cual se unen a la grasa o aceite, mientras que la otra parte de
la molécula es hidrofílica, tiene afinidad por el agua, por lo que se une con ella;
así, el jabón toma la grasa y la lleva al agua formando una emulsión.
Cuando el agua se usa para lavar
ropa o pata el baño contiene sales de calcio u otros metales, como magnesio o
fierro mejor conocidos como agua dura, sucede asi porque el jabón reacciona con
las sales disueltas en el agua, como consecuencia produciendo jabones
insolubles.
Entre las sustancias que se agregan
a los detergentes para mejorar sus características se encuentran ciertas
sustancias que protegen a las telas contra la fijación del polvo del suelo o el
atmosférico. Estas sustancias, que mantienen a las telas limpias por más tiempo
al evitar la reimplantación del polvo, son sin duda de gran utilidad, pues
evitan trabajo y deterioro de la tela.
Las saponinas producen hemolisis a
grandes diluciones y están constituidas por grandes moléculas orgánicas, como
esteroides o triterpenos, unidas a una o varias azúcares, por lo que contienen
los elementos necesarios para emulsionar la grasa.
VIII.
Hormonas
vegetales y animales, feromonas, síntesis de hormonas a partir de sustancias
vegetales.
Las
plantas como otros seres vivos necesitan de hormonas para poder tener un
crecimiento armonico, cuando la planta germina es cuando comienzan a acatuar
algunas sustancias hormonales regulando de esa manera su crecimiento.
No
son las auxinas las únicas fitohormonas que requiere una planta para su
crecimiento; requieren también de otro tipo de ellas que favorezca la
multiplicación de las células. El primero en demostrar la existencia de estas
sustancias, que se conocen como citocininas, fue Carlos O. Miller, quien
observó que, al poner cubitos de zanahoria o papa en agua de coco, éstos
crecían con proliferación de células.La existencia de auxinas que hacen crecer
a la planta por agrandamiento de sus células y la presencia de citocininas que
favorecen la división celular, tendríamos la posibilidad de lograr plantas con
crecimiento ilimitado, pero esto no sucede así, la planta contiene también
inhibidores, sustancias que actúan cuando las condiciones dejan de ser
favorables para el crecimiento ya sea por escasez de agua o por frío.
Explica
de igual manera el porque se da el movimiento de las plantas como el caso del
girasol se mueve ya que se contrae en el sitio donde incide la luz solar
formándose inhibidores de crecimiento.
En
este capítulo al hablar de las hormonas habla desde las hormonas sexuales que
al igual que otro ser vivo el humano también las produce, el hombre produciendo
hormonas mejor conocidas como andrógenos responsables del comportamiento y las
características masculinas del hombre y las femeninas son las estrógenos,
producidas en el ovario.
IX.
Guerras
químicas, accidentes químicos.
Antes
de la existencia del hombre, los que luchaban entre si eran los vegetales por
luz y por agua utilizando de armas sustancias químicas que inhiben la
germinación y el crecimiento del rival, esto es a lo que este capítulo se
refiere con la guerra química.
También
en esta guerra química entraban las abejas que toman néctar y polen de flores
pero a cambio estas ayudan a la fructificación y a la reproducción de la planta
al ser polinizada.
Al
hablar de la guerra entre insectos y de insectos contra animales mayores se
refiere a los muchos insectos que poseen aguijones conectados a glándulas
productoras de sustancias tóxicas con lo que ellos pueden defenderse contra los
“intrusos”, muchas veces causando dolor y alergias.
Pero
al hablar de guerras podemos hablar de que el hombre a utilizado a la química
para sus conflictos, como en el uso de sustancias tóxicas, o como otro ejemplo
con la bomba de Hiroshima, ya que siendo el hombre agresivo termino por emplear
el poder explosivo de la pólvora para hacer armas de guerra y poder ganarles a
su enemigo más fácil.
Análisis
y opinión del libro
Antes
que nada quisiera empezar mi análisis resaltando lo que es para mí la química;
la química es todo aquello que nos rodea desde lo más pequeño, hasta lo más
grande, todo tiene algo de química y a pesar de que esto ya lo sabía lo pude
reafirmar en el libro “QUIMICA, UNIVERSO, TIERRA Y VIDA”.
En
mi opinión este libro es muy interesante e importante, ya que nos explica desde
la creación de la química, hasta nuestros días es decir para que la utilizamos,
y de esa manera darnos cuenta que todo lo que tenemos es gracias a la química y
sus avances.
Este
libro nos hace reafirmar o comprender, que la química ha existido desde hace
miles de años, incluso desde la formación de nuestro planeta, en nuestros antepasados
al ser ellos los que descubrieran el fuego y de esa manera tener un progreso ya
que sin este no hubiéramos podido de alguna manera sobrevivir, sin este no se
hubiera descubierto muchas plantas medicinales entre otras cosas. Vale la pena
mencionar que este elemento es igual de importante que los demás como por
ejemplo el agua, que también nos es mencionada mucho en el libro ya que
constituye ¾ partes de nuestro planeta.
Pienso,
que la intención del autor al publicar este libro es demostrar la química con
bastantes argumentos, iniciando desde algo donde todavía no existían los
humanos, ya que muchas personas piensan que la ciencia empieza a partir del
origen del hombre y esto es un completo error y lo pude comprobar en este libro
al entender cuáles fueron los primeros elementos que se formaron que fueron el
H y el He, aunque cabe la pena mencionar que por el hombre también se dieron
varias cosas, gracias a su cerebro como lo es el descubrimiento del fuego, como
ya se había mencionado anteriormente por este se da origen a muchas otras cosas
como lo son las medicinas, las fragancias, etc.
La
química a pesar de ser extraordinaria, no siempre la utilizamos para bien,
claro es el ejemplo del último capítulo que nos habla de las guerras, si nos
ponemos a razonar la química siempre estuvo presente en estas guerras, en la fabricación
de las armas, en las bombas, en el uso de sustancias tóxicas dañinas, todo esto
¿Paraqué? Para hacer derrotar a sus enemigos, y muchas veces este tipo de cosas
es lo que nos hace no confiar en la ciencia; pero este libro demuestra todo lo
contrario, todo lo bueno de la ciencia, todo lo bueno que nos ha aportado,
aporta y estoy segura que nos seguirá aportando la química.
En
mi opinión, puedo decir que es un libro que nos ayuda mucho para la comprensión
de la química, pude reafirmar y sobre todo aprender nuevas cosas como por
ejemplo de las propiedades curativas y masivas de las plantas, sobre los
jabones, los detergentes, incluso lo de las armas de la guerra ya que sabía que
la química estaba en todo, pero nunca me había puesto a pensar si también contribuía
en las guerras y ahora puedo notar que sí, también sobre las hormonas, o lo que
me pareció más sorprendente ya que nunca me había puesto a razonar en el porqué
el girasol se mueve y como lo hace, me pareció muy interesante.
En
conclusión este libro es muy bueno, no solo abarca lo bueno de la química si no
también lo malo de esta.
Pude
llegar a la conclusión que así como nosotros necesitamos de la química, la
química también necesita de nosotros.
Referencias:
Romo
de Vivar Alfonso. Química, universo,
tierra y vida. Fondo de cultura económica. México. 3ª edición. 164
paguinas.
Tema que elegí: Guerras químicas, accidentes químicos.
