I. ÁTOMOS
Y MOLÉCULAS EN EL UNIVERSO. LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
ASTRÓNOMOS y físicos han postulado como origen del
Universo una gran explosión, que a partir de un gas denso formó las
innumerables galaxias que ahora pueblan el Universo. Una de dichas galaxias es
la Vía Láctea, formada por más de 100 mil millones de estrellas, entre las que
se encuentra nuestro Sol.
Cuando la temperatura del Universo era de alrededor
de mil millones de grados, se comenzaron a formar los núcleos de los elementos.
Primero se formaron los más simples, el hidrógeno (H) y el helio (He);
posteriormente, en el interior de las estrellas se fueron formando los núcleos
de otros elementos, hasta llegar a un número cercano a 100. Los químicos los
han ido descubriendo poco a poco y han encontrado que se pueden clasificar de
acuerdo con sus propiedades físicas y químicas en lo que se ha nombrado.
PROPIEDADES DEL AGUA
2H2 + O2 2H2O + calor (fuego)
Hidrógeno + oxígeno + agua + fuego
El agua, producto formado en la combustión del
hidrógeno, es la molécula más abundante en la Tierra, donde se le encuentra en
sus tres estados físicos: como líquido, cubriendo las 3/4 partes de la
superficie del planeta, constituyendo mares, ríos y lagos; como vapor, en
grandes cantidades en la atmósfera, de donde se precipita como lluvia o nieve,
y en su estado sólido (hielo), formando depósitos sobre las altas montañas y
cubriendo las regiones polares y en este caso en tal cantidad, que si este
hielo se fundiera, el nivel del océano subiría de tal manera que inundaría la
mayor parte de las ciudades costeras y gran parte de las tierras bajas,
incluyendo países enteros como Holanda, que quedaría totalmente bajo las aguas.
Esta molécula tan singular y abundante es la base
de la vida; constituye más de la mitad del peso de los seres vivos. En los
organismos marinos se le encuentra en una proporción de más de 90% en peso.
LAS
GRANDES RESERVAS DE AGUA COMO REGULADORAS DEL CLIMA
Como el agua se calienta o enfría más lentamente
que el suelo, sirve para regular la temperatura. Es por eso que en las regiones
alejadas del mar se tienen climas más extremosos que en las regiones marítimas.
El agua
no sólo es abundante en la Tierra, también se ha detectado en otros cuerpos
celestes. Por ejemplo, en Marte, aunque ha desaparecido de su superficie
dejando vacíos los lechos de lagos y ríos, ya que la escasa gravedad del
planeta (40% de la terrestre) no la pudo retener, existe agua congelada en los
polos, donde se encuentra mezclada con hielo seco (CO2 sólido).
También debe existir debajo de la corteza marciana, ya sea como hielo en
invierno o líquida en verano. El cometa Halley la contiene en forma de hielo,
como revelan los últimos informes.
AGUA
OXIGENADA, PERÓXIDO DE HIDRÓGENO H2O2
El agua no es la única combinación que puede
obtenerse entre hidrógeno y oxígeno. Existe además un compuesto que tiene un
átomo de oxígeno más que el agua. La sustancia así formada es conocida como
agua oxigenada, llamada con más propiedad peróxido de hidrógeno, cuya
estructura es H2O2 o HO-OH. Esta
sustancia, por tener un átomo de oxígeno extra, es inestable, es decir, libera
oxígeno con facilidad para quedar como agua común. El agua oxigenada, por su
facultad de liberar oxígeno, mata a muchos microbios por lo que se emplea como
desinfectante de heridas, en cuyo contacto se puede ver al oxígeno desprenderse
en forma de burbujas.
El agua
oxigenada que se consigue en la farmacia como agente desinfectante es muy
diluida, contiene sólo tres partes de agua oxigenada por 97 de agua común. El
agua oxigenada que se emplea como oxidante en laboratorios químicos es más
concentrada, pues contiene 30 partes de H2O2 por
70 de agua ordinaria. Esta solución tan concentrada es peligrosa, puesto que
causa quemaduras al ponerse en contacto con la piel.
El agua
oxigenada se emplea como decolorante, por lo que se utiliza, entre otras
aplicaciones, para aclarar el color del pelo.
2 H2O2 2 H2O + O2
PREPARACIÓN DE HIDRÓGENO
El
hidrógeno se puede liberar de las moléculas en las que se encuentra combinado
con otros elementos. Ya que el agua es el compuesto de hidrógeno más abundante
y accesible, será la materia prima en que primero se piense para preparar
hidrógeno. Como el agua está formada por átomos de hidrógeno (H.), cuyo único electrón se pierde
con cierta facilidad para dar iones positivos (H+) al pasar
una corriente eléctrica a través del agua, es de esperarse la generación de
protones que, por tener carga positiva, serán atraídos hacia el polo negativo
(cátodo), donde se descargarán, liberando, por tanto, hidrógeno gaseoso (H2)
Sin
embargo, existe el problema de que 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. Disolvamos, por ejemplo, ácido nítrico (HNO3),
cuyo protón se separa con facilidad (HNO3 H + NO3-) de los iones nitrato (NO3-).
En esta solución, que ahora es conductora, los protones, por tener carga
positiva, viajarán hacia el cátodo o polo negativo, donde se descargan
generando dos volúmenes de gas hidrógeno, mientras que en el polo positivo o
ánodo se desprenderá un volumen de oxígeno gaseoso (Figura 3).
A esta
reacción se le conoce como electrólisis, es decir, ruptura de una molécula por
medio de electricidad. Tan útil reacción no sólo se emplea para romper la
molécula de agua, sino que se usa también para liberar los metales de sus
sales.
Los iones
metálicos (positivos) viajarán al cátodo en donde se descargan y se depositan,
pudiéndose de esta manera recubrir un metal con otro. Por ejemplo, si la sal
utilizada es sulfato de níquel, el ion de este metal viajará hacia el cátodo, y
si éste es una pieza de hierro perfectamente limpio, se recubrirá con una capa
homogénea de níquel que le dará un bonito aspecto y lo protegerá de la
oxidación.
LA ATMÓSFERA
PRIMITIVA DE LA TIERRA
Cuando en
el planeta Tierra aún no se iniciaba la vida, debió de existir una atmósfera
muy diferente a la actual.
El
científico ruso Oparin supone que estaba compuesta por vapor de agua (H20),
amoniaco (NH3) e hidrocarburos, principalmente metano (CH4),
conteniendo también ácido sulfhídrico (H2S).
Tal
mezcla de gases, sometidos a las altas temperaturas y a la radiación
ultravioleta que llegaba del Sol sin obstáculos, debió dar origen a nuevas
moléculas orgánicas, como los aminoácidos.
En 1953,
el científico estadounidense Miller dio apoyo a la teoría de Oparin mediante un
experimento bastante sencillo: puso en un recipiente cerrado vapor de agua (H20),
metano (CH4), hidrógeno (H2) y
amoniaco (NH3), y sometió esta réplica de la atmósfera
primitiva a descargas eléctricas durante una semana; al cabo de ese tiempo se
habían formado en su interior ácidos orgánicos, distintos aminoácidos y urea.
Reacciones como la mencionada debieron realizarse continuamente en la atmósfera
de aquel entonces. Más aún, es muy probable que el vapor de agua contenido en
ella se disociara por acción de los rayos ultravioleta, dando lugar a la
generación de oxígeno. Éste, en ese momento, debido a su reactividad, no llegó
nunca a concentraciones apreciables, pues se combinaba con los elementos de la
corteza terrestre para dar óxidos. De esta manera oxidó al amoniaco (NH3),
que abundaba en la atmósfera de la Tierra joven, dando como producto agua y
nitrógeno. Con el tiempo, la cantidad de este último aumentó gradualmente hasta
llegar a predominar en la atmósfera. Por su parte, una cierta cantidad
del O2 que quedaba se combinó entre sí, debido a la
acción de la radiación ultravioleta que llegaba del Sol sin encontrar ningún
obstáculo, dando lugar a la formación del ozono (O3), el
cual, al formar una capa en la atmósfera superior, impidió posteriormente, en
gran medida, la entrada de este tipo de rayos, con lo que se facilitó de esta
manera la aparición de la vida vegetal. Ésta, a su vez, por medio de la fotosíntesis,
descompuso el CO2, con la consiguiente liberación de
oxígeno, el que gradualmente se fue acumulando en la atmósfera hasta propiciar
la vida animal. La atmósfera de la Tierra, así, poco a poco se fue acercando a
la composición que tiene actualmente y de la que disfrutamos los habitantes de
la Tierra, compuesta por 78% de nitrógeno (N2), 21% de
oxígeno (O2), 0.9% de argón (Ar), vapor de agua (H2O),
bióxido de carbono (CO2), además de otros elementos y
moléculas en pequeñas proporciones. En nuestros días el O2 ha
ido en aumento hasta llegar a ser el elemento más abundante de la corteza
terrestre: ±50 por ciento.
COMPONENTES
DEL CUERPO HUMANO
Los
principales elementos de que está formado el cuerpo humano son carbono (C),
oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N), elementos que son también los
principales componentes de otros seres vivos, desde los organismos unicelulares
hasta los enormes seres pluricelulares, como las ballenas y los grandes
árboles, ejemplo de los cuales tenemos el gran ahuehuete de Santa María del
Tule, cuyo tronco mide más de 50 metros de circunferencia.
La
molécula más abundante en los seres vivos es el agua. En el ser humano llega a
ser más de 70% de su peso. De manera que si un hombre de 100 kg de peso fuese
desecado, su materia seca pesaría tan solo 30kg. Ahora bien, si esta materia
restante fuese incinerada, la mayor parte se convertiría en bióxido de carbono
que regresaría a la atmósfera. Lo mismo sucede con el nitrógeno de sus
proteínas, las que al ser convertidas en óxidos de nitrógeno pasarían a la
atmósfera. Como material sólido quedarían las cenizas, que son óxidos
provenientes de los componentes inorgánicos del cuerpo, entre los que
encontraríamos el óxido de calcio o cal viva, además de óxidos de sodio,
potasio, hierro y fósforo.
De esta
manera, todos los elementos que fueron tomados de la Tierra y de la atmósfera
para crear un ser vivo, regresan a su punto de origen, donde quedan en
disposición de ser reutilizados.
Los
elementos que forman parte de los seres vivos no sólo son importantes
constituyentes de nuestro planeta, lo son también de otros cuerpos celestes,
encontrándose incluso en los espacios interestelares.
OPINION
La parte de este capítulo que más me gusto es el
cómo se formó la capa de ozono, ya que la tierra se adaptó y evoluciono de una
forma que permitió que se formaran organismos vivíos que esos a su vez poco a
poco fueron evolucionando poblando el planta con formas de vida increíbles,
gracias a las condiciones que a la tierra existen se logró lo anterior, los
demás planetas no tuvieron la misma suerte porque eran muy calientes o muy
fríos, el agua en marte, por ejemplo, se fue de ahí ya que la gravedad no la
contuvo y se sabe que hay agua debajo, en el subsuelo.
Una parte muy importante del capítulo es el saber
con qué elementos estamos formados, Carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno. Son
las principales sustancias de las cueles estamos conformados estas crean
compuestos como el agua, y la mayor parte de los seres vivos es agua.
Otra parte también interesante es la electrolisis
medio por el cual se pueden obtener elementos a partir de compuestos, por
ejemplo, el agua, ya que se obtiene hidrógeno.
Este primer capítulo me enseño muchas respuestas
que yo me preguntaba, el porqué de muchas cosas de las cueles no tenía
conocimiento, este capítulo despertó mucho mi interés por investigar por mi
cuenta más cosas sobre los elementos químicos. Es muy interesante el saber cómo
se creó el universo, como se obtienen los elementos por medio de la
electrolisis, o la composición ion química de los seres vivos.
II. EL
ÁTOMO DE CARBONO, LOS HIDROCARBUROS, OTRAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS, SU POSIBLE
EXISTENCIA EN LA TIERRA PRIMITIVA
Y EN OTROS CUERPOS CELESTES
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, cuyo nacimiento, a partir de materiales cósmicos, polvo y gas
provenientes de los restos de estrellas que explotaron, se remonta a un pasado
inimaginable: algo así como 4 600 millones de años.
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 en cuyo centro la materia se
concentró y calentó hasta producir nuestro Sol.
Rodeando al Sol, la materia fue siendo cada vez más
fría y sus elementos constitutivos más ligeros. Con este material se formaron
los planetas y sus lunas.
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, localizados en los vértices de un tetraedro. El
grafito es otra forma alotrópica del carbono.
Alotropía es una palabra griega que significa
variedad. El diamante es, por tanto, uno de los isótropos del carbono. Debido a
las diferencias que existen en las uniones entre los átomos del diamante y los
del otro isótropo del carbono, el grafito, ambos tienen propiedades
completamente diferentes. Así, mientras el primero es el más duro de los
materiales conocidos, el segundo es un material blando que se usa como
lubricante y para escribir o dibujar, es decir, es el material de que está
hecho el corazón de los lápices.
De la misma forma, el diamante es más pesado que el
grafito, pues la densidad del primero es de 3.5 g/cm3 y
la del segundo de 2.3 g/cm3.
Como ambas sustancias están formadas tan sólo por
átomos de carbono, como antes veíamos, la diferencia en propiedades físicas se
debe al modo de unión entre sus átomos.
OMPUESTOS DEL CARBONO
Como hemos
visto, el átomo de carbono, por tener cuatro electrones de valencia, tiende a
rodearse por cuatro átomos, ya sean del propio carbono, como en el diamante, o
de diferentes elementos, con los que comparte cuatro de sus electrones para así
completar su octeto, que es lo máximo que puede contener en su capa exterior.
La Tierra,
al igual que los demás planetas, tuvo en su primera época una atmósfera rica en
hidrógeno (H2), por lo que el carbono (C) reaccionó
con él formando moléculas de hidrocarburos (carbono hidrogenado). Como el
hidrógeno contiene un solo electrón de valencia, cada átomo de carbono se une a
cuatro de hidrógeno formando el más sencillo de los hidrocarburos, el metano (CH4).
El metano es una molécula estable en la que las capas electrónicas de valencia,
tanto del hidrógeno como del carbono, están saturadas, el primero formando un
par como en el helio y el segundo un octeto como en el neón.
En el metano, los cuatro átomos de hidrógeno se
encuentran acomodados en los vértices de un tetraedro (Figura 6), arreglo
similar al ya mencionado para el diamante.
Debido a que el carbono tiene la propiedad de
unirse entre sí formando cadenas lineales, ramificadas o cíclicas, sus
compuestos forman una serie muy grande de sustancias con fórmulas precisas
(Figura 7), de las que se conocen ya más de dos millones de diferentes
sustancias orgánicas y cada año se suman muchos nuevos compuestos orgánicos de
origen natural o sintético.
Los hidrocarburos lineales tendrán la fórmula CnH2n +2.
Así, por ejemplo, el hidrocarburo lineal de 5 átomos de carbono o pentano CH3 -
CH2 - CH2 - CH2 - CH3 será C5H (2
X 5)+2 o sea C5H12. Si el
hidrocarburo es ramificado, como por ejemplo el isobutano, su fórmula es
también
No así en los hidrocarburos cíclicos como en el
ciclopentano en que se pierden dos hidrógenos para poder usar la valencia
vacante en la unión C—C que cierra el ciclo. Los hidrocarburos
cíclicos se representan esquemáticamente por medio de polígonos: el
ciclopentano por medio de un pentágono, y el ciclohexano por un hexágono, y
cada ángulo representa un CH2.
Los cuatro primeros hidrocarburos lineales se
llaman: metano (CH4), etano (C2H6),
propano (C3H8) y butano (C4H10),
y son gases inflamables. Los siguientes tres: el pentano (C5H12),
el hexano (C6H14) y el heptano (C7H16)
son líquidos inflamables con bajo punto de ebullición. Los hidrocarburos
gaseosos mencionados forman parte del gas doméstico, mientras que los líquidos
constituyen las gasolinas.
EL METANO Y OTROS COMPUESTOS QUÍMICOS EN LOS
CUERPOS CELESTES.
El metano formó parte de la atmósfera primitiva de la Tierra, donde se
generó por la acción reductora del hidrógeno sobre el carbono. Era el gas
predominante en la atmósfera terrestre de aquel entonces.
Actualmente el metano forma parte de la atmósfera de los planetas fríos
que se encuentran más allá de Marte en nuestro Sistema Solar, es decir Júpiter,
Neptuno, Urano y Plutón.
LOS COMETAS
En los
helados confines del Sistema Solar existen congelados millones de pequeños
cuerpos celestes formados de hielo, gas y polvo. Cuando alguno de ellos es
perturbado por el paso de una estrella, se pone en movimiento y, al recibir el
calor del Sol, cobra vida, libera gases y polvo e inicia un viaje describiendo
una órbita elíptica alrededor del Sol. A veces invierte miles de años en
terminar este viaje. Mientras más se acerca al Sol en su recorrido, el cometa
libera más materia, átomos y moléculas que, arrastradas por el viento solar,
constituyen su cauda, la que, debido a dicho impulso, siempre se verá opuesta al
Sol. Si en un camino alguno de los cometas se acerca demasiado al Sol, toda su
materia se evapora, dando un espectáculo de luz antes de que sus átomos y
moléculas pasen a formar parte de la materia invisible del Universo.
COMPUESTOS OXIGENADOS DEL CARBONO
Conforme la atmósfera de la Tierra fue adquiriendo oxígeno, éste se fue
consumiendo en la oxidación de los distintos elementos y moléculas que existían
en ella. Al no haber suficiente oxígeno atmosférico, no había posibilidad de
combustión; tanto el hidrógeno como los hidrocarburos podían calentarse a
elevadas temperaturas sin producción de fuego.
Fueron necesarios muchos millones de años para que la cantidad de
oxígeno atmosférico se elevara lo suficiente para poder sustentar la
combustión. Ésta es una reacción de oxidación en la que el hidrógeno se combina
con el oxígeno del aire produciendo su óxido, que es el agua. En esta reacción
violenta se produce, además, luz y calor.
Cuando prendemos fuego a un hidrocarburo líquido o
mezcla de hidrocarburos como la gasolina vemos que el líquido desaparece
totalmente. Lo que sucede en realidad es que, al combinarse con el oxígeno
atmosférico, sus átomos de carbono producen el gas bióxido de carbono, mientras
que sus átomos de hidrógeno forman vapor de agua, y ambos óxidos en que se
transformó el hidrocarburo ascienden a la atmósfera sin dejar huella del
líquido combustible.
ALCOHOL ETÍLICO
Es quizá
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
ampliamente como desinfectante.
Debido a que también se emplea ampliamente como ingrediente de bebidas
alcohólicas, cuando se vende para usos industriales se le agrega una sustancia
que le comunica mal olor o mal sabor. Al alcohol así preparado se le llama
alcohol desnaturalizado. El alcohol industrial contiene normalmente 95% de
alcohol y tiene un punto de ebullición de 78°. La eliminación del 5% de agua
restante para llegar a obtener el alcohol absoluto es muy difícil.
CUADRO 1. Propiedades físicas de hidrocarburos y de sus correspondientes
alcoholes.
|
|
Hidrocarburo
|
P.eb.
|
Alcohol
|
P.eb.
|
Diferencia en. p.eb.
|
|
metano
|
CH4
|
-162°
|
metílico
|
+64.5
|
226.5°
|
|
etano
|
CH3-CH3
|
-88
|
etílico
|
+78.3
|
166
|
|
propano
|
CH3CH2CH3
|
-42
|
propílico
|
+97
|
139
|
|
butano
|
CH3(CH2)CH3
|
0
|
n-butílico
|
+118
|
-118
|
|
pentano
|
CH3(CH2)3CH3
|
36
|
n-penílico
|
+138
|
102
|
|
hexano
|
CH3(CH2)4CH3
|
69
|
n-hexílico
|
+156
|
87
|
|
heptano
|
CH3(CH2)5CH3
|
98
|
n-heptílico
|
+176
|
78
|
|
octano
|
CH3(CH2)6CH3
|
126
|
n-octiílico
|
+195
|
69
|
|
n-decano
|
CH3(CH2)8CH3
|
174
|
n-decílico
|
+228
|
54
|
OPINION.
En el segundo capítulo se me hizo muy interesante
los hidrocarburos ya que sin estas no podríamos tener una vida como la que
llevamos hoy en día, con los automóviles por ejemplo que ocupan gasolina, que
es un hidrocarburo, en la fabricas o aviones que también se ocupan.
Existen muchos tipos de hidrocarburos,
o gases como el metano que tiene su nombre debido al número de carbonos que
tengan, metano, butano, propano pentano, hexano, heptano.
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. La energía
radiante se propaga por el espacio viajando a razón de 300 000 km por segundo
(velocidad de la luz, c). A esta velocidad, las radiaciones
llegan a la Tierra ocho minutos después de ser generadas.
Las distintas radiaciones solares, de
las cuales la luz visible es sólo una pequeña parte, viajan por el espacio en
todas las direcciones, como los radios de un círculo, de donde proviene su
nombre.
Debido a que las radiaciones viajan
como ondas a la velocidad de la luz (c), tendrán como
característica la longitud de onda (l), 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 (v). Mientras menor sea la
longitud de onda, más ondas pasarán cada segundo, siendo por lo tanto mayor la
frecuencia, y cuando l es mayor, menos ondas
pasarán y por tanto la frecuencia será menor, por lo que, a la velocidad de la
luz (c), la frecuencia será inversamente proporcional a l.
Las radiaciones de mayor frecuencia tendrán también
mayor energía, ya que la energía(E) es igual a la frecuencia
y multiplicada por la constante de Plank (h), siendo h =6.626x10-34 J.s. La
energía será, por lo tanto, E = hv.
La pequeña porción del espectro electromagnético
que percibe el ojo humano es llamada "luz visible" y está compuesta
por radiaciones de poca energía, con longitudes de onda (l)que
van de 400 a 800 nm (nm = nanómetro = 10-7 cm).
La luz de menor longitud de onda (l = 400 nm) es de
color violeta; le sigue la de color azul; después tenemos la luz verde, seguida
de la luz amarilla y la anaranjada y, por último, a 800 nm, la luz roja con la
que termina el espectro visible.
Antes del violeta, es decir a longitudes de onda
menores de 400 nm, existen radiaciones de alta energía que el ojo humano no
puede percibir, llamadas ultravioleta. Otras radiaciones de alta energía, y por
lo tanto peligrosas para la vida, son los llamados rayosX y las
radiaciones gamma. Por su parte, a longitudes de onda mayores que la de la luz
roja (800 nm) existen radiaciones de baja energía, llamadas infrarrojo,
microondas y ondas de radio.
CELDAS FOTOVOLTAICAS
Las celdas fotovoltaicas se han usado en el espacio desde 1958 para
suministrar energía eléctrica a los satélites artificiales. Y esto debido a que
son muy eficientes en la conversión de energía solar a energía eléctrica (±
20%), aunque, debe aclararse, tienen el inconveniente de ser muy caras.
La solución, desde luego, radica en
abaratar el procedimiento para poder utilizarlo en la Tierra en forma
competitiva.
El procedimiento está basado en la
propiedad que tiene la energía luminosa de excitar los electrones de los
átomos. Si sobre un cristal de silicio, cuyos átomos tienen cuatro electrones
de valencia, se hace incidir la luz, éstos serán excitados y podrán abandonar
el átomo, dejando un hueco que equivale a una carga positiva, el cual atraerá a
un electrón de un átomo vecino, generando en él un nuevo hueco. De esta manera
las cargas negativas (electrón) y las positivas (hueco) viajarán libremente por
el cristal y al final quedarán balanceadas.
Si la mitad del cristal contiene como
impureza un elemento que, como el arsénico, contiene cinco electrones de
valencia, a cada átomo le sobrará un electrón que se moverá por el cristal,
aunque los electrones extra se encuentren neutralizados por los protones del
núcleo del arsénico.
FOTOSÍNTESIS
En la fotosíntesis ocurre un proceso similar al descrito para las celdas
fotovoltaicas. Aunque en aquélla no se produce una corriente eléctrica, es sin
embargo más eficiente que el realizado en una celda fotovoltaica artificial.
La clave para tan alta eficiencia
reside en la arquitectura molecular y en su asociación a membranas. Las
membranas biológicas consisten en un fluido bicapa de lípidos anfipáticos
especialmente fosfolípidos. La naturaleza anfipática de estos lípidos se debe a
que presentan hacia el exterior la parte polar (cargada) de los fosfolípidos,
la que es atraída hacia el medio acuoso. La parte interior de la membrana está
constituida por las colas (no polares) de los fosfolípidos que forman una
barrera entre los medios acuosos.
OPINION
Este capítulo es muy interesante, lo
que más me gusto es que por que no se absorbe la luz verde esta es la que se
refleja dando a sus plantas el color verde,
Me intereso mucho como se hacen las
celdas fotovoltaicas,
Como es que lo electrones por los rayos
ultravioleta se excitan produciendo una corriente eléctrica que es conducida
por medio de conductores y provoca energía eléctrica, esto se usa en los
cohetes espaciales y de ello se alimentan.
Con la celda fotovoltaica se está
aprovechando la energía solar y se dejarían de quemar tantos hidrocarburos como
el petróleo alcohol gasolina etc. Y dejar de contaminar la atmosfera con CO2
CO, que afecta mucho en el planeta.
Gracias a las plantas con su clorofila
transforman el CO2 en oxígeno.
IV. VIDA ANIMAL, HEMOGLOBINA,
ENERGÍA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, DOMINIO DEL FUEGO
LA CAPA de ozono formada por la
acción de la luz ultravioleta dio a la Tierra una protección contra la alta
energía de esta misma radiación, creándose así las condiciones apropiadas para
la aparición de la vida. Las algas verde-azules y los vegetales perfeccionaron
el procedimiento para combinar el CO2 atmosférico
con el agua y los minerales del suelo con producción de materia orgánica y
liberación de oxígeno que transformaría, en forma lenta pero segura, a la atmósfera
terrestre de reductora en oxidante.
La química, que antes de la aparición
de la vida se efectuaba en el planeta espontánea pero lentamente, ahora se
acelera en forma notable. El oxígeno que se generaba por fotólisis del agua,
ahora se libera de ésta en forma eficiente mediante la reacción de
fotosíntesis, usando la luz solar como fuente de energía.
Los organismos animales, para realizar
la reacción de oxidación y liberar las 686 kilocalorías contenidas en la
molécula de glucosa, utilizan como transportador de oxígeno un pigmento
asociado con proteína conocido como hemoglobina. Este pigmento tiene el mismo
esqueleto básico de la clorofila, pero difiere esencialmente en el metal que
contiene, pues mientras que la clorofila
Contiene magnesio, la hemoglobina
(figura 14(b)) contiene fierro.
La hemoglobina toma oxígeno del aire y
lo transporta a los tejidos, que es donde se realiza la reacción contraria a la
fotosíntesis.
C6H12O6 +
O2 6 CO2 + H2O + energía
De esta manera, el CO2 que
los vegetales toman de la atmósfera regresa a ella. En estas condiciones, los
diferentes tipos de animales, incluyendo al hombre que llegó un poco más tarde,
vivían en perfecto equilibrio con la naturaleza, pues éste sólo consumía
alrededor de 2 000 kilocalorías por día, es decir sólo la energía necesaria
para mantener su cuerpo saludable.
La hemoglobina es una cromoproteína
compuesta por una proteína, la globina, unida a una molécula muy parecida a la
clorofila, pero que, en vez de magnesio, contiene fierro; el oxígeno se le une
en forma reversible. Cuando la hemoglobina está unida a oxígeno se llama
oxihemoglobina y cuando lo ha soltado deoxihemoglobina.
LOS ANIMALES Y EL HOMBRE
De todos los animales que poblaron el planeta hubo uno que destacó por
tener un cerebro mayor que los demás: el hombre. Aunque más débil que otros
animales de su mismo peso, que competían con él por alimentos y espacio, fue
poco a poco dominando su entorno vital gracias a su cerebro superior, que le
permitía aprender y asimilar experiencia.
El cerebro es un órgano maravilloso que
distingue al hombre de los demás animales y lo ha llevado a dominar el planeta
y, más aún, a conocer otros mundos.
Siendo el cerebro un órgano tan
importante, es lógico que sea alimentado en forma privilegiada en relación con
los demás órganos del cuerpo. El cerebro recibe glucosa pura como fuente de
energía, y para su oxidación usa casi el 20% del oxígeno total que consume un
ser humano adulto.
El cerebro de un adulto requiere más de
120 gramos de glucosa por día, misma que puede provenir de precursores tales
como el piruvato y los aminoácidos.
La glucosa es aprovechada por el
cerebro vía secuencia glicolítica y ciclo del ácido cítrico, y el suministro
de ATP es generado por catabolismo de glucosa. La energía
de ATP se requiere para mantener la capacidad de las células
nerviosas (neuronas) manteniendo así el potencial eléctrico de las membranas
del plasma, en particular de aquellas que rodean el largo proceso en que
intervienen axones y dendritas, que son las que forman la línea de transmisión
del sistema nervioso
DESCUBRIMIENTO DEL FUEGO
El cerebro del hombre crece, piensa, memoriza, aprende nuevas cosas
hasta que un día, cuando menos se lo espera, descubre el fuego, aprende a
dominarlo y transmite el conocimiento de generación en generación.
Precisamente un paso fundamental en el
dominio de la naturaleza lo dio el hombre primitivo cuando aprendió a dominar
el fuego; en ese momento encontró la manera de liberar a voluntad la energía
que los vegetales habían tomado de la radiación solar y acumulado en forma de
materia orgánica. Ahora el hombre tenía la luz y el calor y su vida era más
fácil, ya que dominaba la oscuridad y el frío de la noche y al mismo tiempo
ahuyentaba a los animales peligrosos.
El fuego es la primera reacción química
que el hombre domina a voluntad; en esta importante reacción exotérmica se
libera, en forma rápida, la energía que el organismo animal liberaba de los
alimentos en forma lenta e involuntaria. El hombre aprendió a iniciar la
reacción o a avivarla aumentando el oxígeno al soplar sobre las brasas en
contacto con leña seca, y más tarde supo iniciarlo con chispas y por fricción.
ENVEJECIMIENTO
Indudablemente, mientras más tiempo ha durado un objeto inanimado, su
aspecto más se deteriora. Así, por ejemplo, los objetos de hierro que fueron
bellos y brillantes, pronto pierden su brillo y tarde o temprano se cubren de
la herrumbre que los corroe; los objetos de hule se vuelven quebradizos; lo
mismo pasa con los bellos objetos de piel, que con el tiempo se deterioran
volviéndose quebradizos porque se avejentan. Procesos todos ellos en que mucho
tiene que ver el oxígeno: el hierro se oxida con el tiempo, al igual que el
hule y el cuero que lo fueron en su proceso de envejecimiento. El aspecto de
los seres vivos cambia también con el tiempo: se hacen viejos. El tiempo que se
mide por el número de días, meses y años transcurridos, bien podría medirse por
el número de respiraciones o por el volumen de oxígeno que ha usado el cuerpo
desde su nacimiento hasta su muerte.
OPINION
En este capítulo donde se muestra cómo
es que el hombre se distingue entre los demás animales me fascino porque
gracias a algo que tenemos dentro de la cabeza, el cerebro, podemos pensar
razonar y usarlo para crear, imaginar entre miles cosas más, cuando el hombre aprendió
a controlar el fuego, una reacción química, se volvió muy poderoso ya que con
el ahuyentaba a bestias más grandes, en la noche podía ver y desplazarse, cocer
sus alimentos y con el tiempo crear y endurecer herramientas con el fuego.
Los seres vivos y todo lo que existe
con el tiempo se va deteriorando debido al oxigeno ya que nos oxida y esto se
puede ver en las arrugas de los ancianos, y por ello existen productos que lo
hacen más lento y reparan la piel, al igual que las rocas o barcos que se ven
en mal estado, esto por la misma oxidación.
V. IMPORTANCIA DE LAS PLANTAS EN LA
VIDA DEL HOMBRE: USOS MÁGICOS Y MEDICINALES
UNA vez que el hombre aprendió a
dominar el fuego, estuvo en condiciones de fabricar recipientes de arcilla, los
que, endurecidos por el fuego, le servirán para calentar agua, cocinar
alimentos y hacer infusiones mágicas y medicinales. De esta manera los aceites
esenciales arrastrados por el vapor de agua aromatizaban la caverna y se
condensaban en el techo, con lo que se separaban las sustancias químicas
contenidas en las plantas. El químico primitivo 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; sin embargo, los chinos han dejado constancias escritas desde hace
más de 4 000 años acerca del uso animalario de la droga chaáng shan que
corresponde a la planta Dichroa febrifuga, Lour. Los estudios
modernos han demostrado la existencia en esa planta del alcaloide antimalárico
llamado febrifugina.
Los pueblos americanos tenían a la llegada de los españoles un amplio
conocimiento de las plantas y sus propiedades, especialmente medicinales. Tan
impresionante era la variedad de plantas que crecían en el nuevo mundo y tan
notable el conocimiento que de ellas tenían los pueblos nativos que lograron
interesar vivamente al rey de España.
La primera obra que se conoce al
respecto es debida al médico indígena Martín de la Cruz, quien la escribe en
lengua náhuatl durante el año de 1552. La traducción al latín hecha por Juan
Badiano, denominada Libellus de medicinalibus indorum herbis, se
conoce gracias a que Charles Upson Clark la encontró en la Biblioteca Barberini
durante los estudios que realizó en Roma de 1916 a 1919.
DROGAS ESTIMULANTES CON FINES MÁGICOS Y RITUALES
Muchas plantas fueron utilizadas en ritos mágico-religioso y muchas de
ellas continúan en uso hasta nuestros días.
El peyote, empleado por los pueblos del
Noroeste, se sigue usando en la actualidad y se le considera una planta divina.
Cuando este cactus es comido, da resistencia contra la fatiga y calma el hambre
y la sed, además de hacer entrar al individuo a un mundo de fantasías, que lo
hace sentir la facultad de predecir el porvenir. En busca de tan maravillosa
planta los huicholes hacen peregrinaciones anuales, desde sus hogares en el
norte de Jalisco y Nayarit, hasta la región desértica de Real de Catorce en San
Luis Potosí, que es donde crece este cactus. Los efectos del peyote duran de
seis a ocho horas y terminan de manera progresiva hasta su cese total.
HONGOS
Ciertos hongos fueron usados con fines rituales en varias regiones del
territorio mexicano y la práctica continúa también hasta nuestros días. El
escrito más antiguo al que se tiene acceso se debe a André Thevet, L'histoire
du Mechique (1973), basada en la obra perdida de Andrés Olmos
(1543), Antigüedades mexicanas.
Un testimonio del uso que se daba a los
hongos en diferentes regiones de México y de la determinación que tenían las
autoridades civiles y religiosas de eliminar tales prácticas ha llegado clara y
precisa hasta nosotros gracias a la historia narrada por Jacinto de la Serna en
su Manual de Indias para el conocimiento de su idolatría y extirpación
de ella, capítulo IV, 1556.
CURARE
La palabra curare es una adaptación al español de una frase que en la
lengua de una de las tribus sudamericanas significa "matar aves".
Es un extracto acuoso de varias
plantas, entre las que se encuentran generalmente especies de Chondodendron
cissampelos y Strychnos.
Para su preparación, el brujo de la
tribu hace hervir por varias horas en una olla de barro los diferentes
vegetales; el agua que se pierde por evaporación es sustituida por adición de
más agua; mientras se mantiene la ebullición se agita la mezcla y se agregan
otras sustancias venenosas como hormigas y colmillos de serpiente. Cuando el
extracto adquiere cierta consistencia y color, el brujo considera que ya está
listo; lo hace saber a los asistentes a la ceremonia, y cesan la música y el
baile que había acompañado todo el proceso de preparación del curare. Se
reparte a los allí presentes un poco de la sustancia recién preparada para su
uso en la cacería.
ZOAPATLE, CIHUAPALLI (MEDICINA DE MUJER)
Otra planta con una larga historia en su uso medicinal es el zoapatle.
Esta planta era utilizada por las mujeres indígenas para inducir al parto o
para corregir irregularidades en el ciclo menstrual. En la actualidad, su
empleo sigue siendo bastante extendido con el objeto de facilitar el parto,
aumentar la secreción de la leche y de la orina y para estimular la
menstruación.
El estudio de esta planta es un ejemplo
típico de las dificultades con que se encuentran quienes emprenden un estudio
químico de una planta medicinal.
Los estudios químicos del zoapatle se
comenzaron a realizar desde fines del siglo pasado, aunque el aislamiento de
sus productos puros no se efectuó sino hasta 1970, cuando se obtuvieron de la
raíz varios derivados del ácido kaurénico. En 1971 se aislaron lactonas
sesquiterpénicas y a partir de 1972 se inician estudios que culminan con el
aislamiento de los diterpenos activos llamados zoapatanol y montanol. Las
patentes para la obtención de estos productos fueron adquiridos por la compañía
farmacéutica estadounidense Ortho Corporation. La síntesis de zoapatanol fue
llevada a cabo en 1980.
OPINION
me parece muy ignorante lo que hicieron los españoles, pudieron haberse
cultivado más y aprendido cosas de los expertos en plantas medicinales,
imaginarse cuantas cosas perdidas en conocimientos y no solo químicos o botánicos
sino en arquitectura lenguaje u mucha cultura.
medicina prehispánica es usada aun hoy en día como en los temazcales, yo
he asistido solo a uno pero me da una experiencia muy muy agradable, y estar ahí
te hace imaginar cómo era en cientos de años atrás, existía el balance con el
hombre y la naturaleza, cosa que hoy en día está muy muy mal.
VI. FERMENTACIONES, PULQUE, COLONCHE, TESGÜINO, POZOL, MODIFICACIONES
QUÍMICAS
MUCHOS microorganismos son capaces
de provocar cambios químicos en diferentes sustancias, especialmente en
carbohidratos. Es de todos conocido el hecho de que al dejar alimentos a la
intemperie en poco tiempo han alterado su sabor y, si se dejan algún tiempo
más, la fermentación se hace evidente comenzando a desprender burbujas como si
estuviesen hirviendo. Esta observación hizo que el proceso fuese denominado
fermentación (de fervore, hervir). Esta reacción, que ocurre en
forma espontánea, provocada por microorganismos que ya existían o que cayeron
del aire, hacen que la leche se agrie, que los frijoles se aceden y otros
alimentos se descompongan, y que el jugo de piña adquiera sabor agrio y llegue
a transformarse en vinagre.
Estos hechos fueron conocidos desde las
épocas más remotas, siendo quizá la fermentación el proceso químico más antiguo
que el hombre pudo controlar. Éste observó que las uvas con el tiempo adquirían
un cierto sabor al que llegó a aficionarse; así, el vino llegó a producirse en
la región del Tigris y en Egipto desde hace ya varios miles de años. Los
mercaderes griegos llevaron la uva y su cultivo a Marsella desde 600 años a.C.
y su cultivo se extendió hasta el Rin desde 200 años a. C.
El vino se convirtió en la bebida
preferida de los pueblos mediterráneos, quienes la conservan hasta hoy y la han
extendido a todo el mundo.
PULQUE
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.
Para recogerlo se utiliza el acocote,
que es una calabaza alargada que sirve como pipeta de grandes proporciones.
OTRAS
BEBIDAS MEXICANAS OBTENIDAS POR FERMENTACIÓN
Colonche
El colonche se prepara para el consumo
local de los estados donde es abundante el nopal silvestre, como son
Aguascalientes, San Luis Potosí y Zacatecas.
El procedimiento que se sigue para su
elaboración no ha cambiado, aparentemente, desde hace miles de años. Las tunas
se recolectan en el monte, se pelan y enseguida se exprimen y cuelan a través
de un cedazo de ixtle o paja para eliminar las semillas. El jugo se hierve y se
deja reposar para que sufra la fermentación espontánea. En ocasiones se agrega
un poco de colonche para acelerar la fermentación. Se pueden agregar al jugo también
algunas de las cáscaras de la tuna, ya que son éstas las que contienen los
microorganismos que provocan la fermentación.
El tesgüino, bebida típica de los
pueblos del norte y noroeste de México
El tesgüino es una bebida consumida en
las comunidades indígenas y por la población mestiza de varios estados del
norte y noroeste de México.
Entre los pueblos indígenas el tesgüino
tiene un importante uso ceremonial, puesto que se consume en celebraciones
religiosas, en funerales y durante sus juegos deportivos.
Los mestizos, por su parte, lo toman
como refresco de bajo contenido alcohólico.
Para su preparación, el maíz se remoja
durante varios días, se escurre y luego se deja reposar en la oscuridad para
que al germinar produzca plántulas blancas de sabor dulce. El maíz germinado,
preparado de esta manera, se muele en un metate; enseguida se hierve hasta que
adquiere color amarillo, se coloca en un recipiente de barro cocido y se deja
fermentar. Para lograr la fermentación, se agregan varias plantas y cortezas, dejando
la mezcla en reposo por varios días antes de servirla para su consumo.
Pozol
Preparación: Para la obtención del pozol se prepara una
masa de maíz, siguiendo el mismo procedimiento que se utiliza para la
preparación de las tortillas. Veamos en que consiste éste.
El maíz se hierve en agua de cal
aproximadamente al 10%. El maíz cocido, llamado nixtamal, se escurre y se lava
con agua limpia. El nixtamal limpio se muele en metate o en un molino hasta
obtener una masa con la que se hacen bolas que se envuelven en hojas de plátano
para mantener la humedad. En esta forma se deja reposar por varios días para
que la fermentación se lleve a cabo. Dependiendo del tiempo en que ésta se
realice, variará el gusto del producto final.
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
La fermentación alcohólica producida por levaduras ha sido utilizada por
todos los diferentes pueblos de la Tierra.
En la obtención industrial de etanol se
usan diversos sustratos; entre ellos, uno de los principales son las mieles
incristalizables que quedan como residuo después de la cristalización del
azúcar en los ingenios.
Muchos sustratos con alto contenido de
azúcares y almidones se utilizan en la preparación de bebidas alcohólicas como
la cerveza, que tiene muy amplio consumo en el ámbito mundial. Pero no sólo
para la producción de alcohol o vino se emplea la levadura, un empleo muy
antiguo y actualmente generalizado en el mundo entero es la fabricación de pan.
El uso de la levadura en la fabricación
del pan fue descubierto por los egipcios varios siglos antes de Cristo. El
historiador griego Heródoto menciona su empleo en las panaderías egipcias desde
500 años antes de Cristo.
OTROS PRODUCTOS OBTENIDOS POR FERMENTACIÓN
Fermentación láctica
La leche es fermentada por varios microorganismos tales como Lactobacillus
casei, o por cocos como el Streptococcus cremoris, transformándose
en alimentos duraderos como yogur y la gran variedad de quesos tan preciados en
la mesa.
La acidez de la leche fermentada se
debe al ácido láctico que se forma por la transformación de los azúcares de la
leche (de la lactosa). Este mismo tipo de fermentación es el que sufre la col
en la preparación del sauerkraut de tan amplio consumo en la mesa de los
pueblos europeos.
OPINION
este capítulo me intereso muchísimo
pues no conocía la mayoría de las fermentaciones que tiene nuestro país, es
triste que no se exploten como deberían los recursos y cultura ancestral de México,
muchas bebidas riquísimas como el tesguino no son conocidas fuera o incluso
dentro de nuestro país, a diferencia del vino, la cerveza, coñac, entre otras
bebidas.
La fermentación se da un muchas cosas
que nosotros consumimos a diario como el pan, que gracias a la levadura se hace
esponjoso, o el rico queso, algunos son carísimos y todo es leche fermentada.
Todo esto por microorganismos que
tienen la capacidad de alterar las cosas.
VII. JABONES, SAPONINAS Y DETERGENTES
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 Los jabones se preparan por medio de una de las reacciones
químicas más conocidas: la llamada saponificación de aceites y grasas.
Los aceites vegetales, como el aceite
de coco o de olivo, y las grasas animales, como el sebo, son ésteres de
glicerina con ácidos grasos. Por eso cuando son tratados con una base fuerte
como sosa o potasa se saponifican, es decir producen la sal del ácido graso
conocida como jabón y liberan glicerina. En el caso de que la saponificación se
efectúe con sosa, se obtendrán los jabones de sodio, que son sólidos y
ampliamente usados en el hogar. En caso de hacerlo con potasa, se obtendrán
jabones de potasio, que tienen consistencia líquida.
DETERGENTES
Los primeros detergentes sintéticos fueron descubiertos en Alemania en
1936, en lugares donde el agua es muy dura y por lo tanto el jabón formaba
natas y no daba espuma. Los primeros detergentes fueron sulfatos de alcoholes y
después alquilbencenos sulfonados, más tarde sustituidos por una larga cadena
alifática, generalmente muy ramificada.
Los resultados fueron positivos, pues
al usarse en agua muy dura siguieron dando abundante espuma por no formar sales
insolubles con calcio y otros constituyentes de las aguas duras.
Dado que los detergentes han resultado
ser tan útiles por emulsionar grasas con mayor eficiencia que los jabones, su
uso se ha popularizado, pero, contradictoriamente, han creado un gran problema
de contaminación, ya que muchos de ellos no son degradables. Basta con ver los
ríos rápidos que llevan las aguas municipales para darse cuenta de cómo se
elevan en ellos verdaderas montañas de espuma. Para evitar esto, se han hecho
esfuerzos por sustituir la cadena lateral (R) ramificada por
una cadena lineal, la que sí sería biodegradable. Los detergentes son muy
variados, y los hay para muy diversos usos; simplemente, para ser efectivos en
las condiciones de temperatura que se acostumbran en el lavado industrial de
los distintos pueblos de la Tierra, tiene que variar su formulación.
ENZIMAS
Estos materiales adquirieron gran popularidad en Estados Unidos y Europa
en la década de los sesenta debido a su facultad de eliminar manchas proteicas
o carbohidratos, aun en el remojo. Los detergentes con esta formulación son
capaces de eliminar manchas de sangre, huevo, frutas, etcétera.
Con todo, estos detergentes han
producido problemas de salud en los obreros que trabajan en su elaboración. Por
suerte, hasta ahora no los han provocado en las amas de casa.
El problema con los obreros se debió
principalmente a que los detergentes producen polvo que, al ser aspirado, pasa
a los pulmones. Esto se ha resuelto fabricando detergentes con gránulos
mayores, para que no produzcan polvo.
Los fabricantes de detergentes de
Europa y Japón están poniendo enzimas en la mayor parte de sus productos.
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.
SAPONINAS
Antes de que el hombre creara la gran industria del jabón se usaban
jabones naturales llamados saponinas (nombre derivado del latín sapo, jabón)
y conocidos por los mexicanos como amole. Muchas raíces y
follaje de plantas tienen la propiedad de hacer espuma con el agua, por lo que
se han utilizado desde la Antigüedad para lavar ropa. Los pueblos prehispánicos
del centro de México llamaban amole a estas plantas y eran sus
jabones. Aun en la actualidad en muchas comunidades rurales se emplea el amole tanto
para lavar ropa fina, como para evitar que se deteriore, ya que es un
detergente neutro perfectamente degradable.
Las saponinas se han usado también como
veneno de peces, macerando en agua un poco del órgano vegetal que lo contiene,
con la ventaja de que los peces muertos por este procedimiento no son tóxicos.
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: una parte lipofílica, que es
el esteroide o triterpeno, por medio del cual se unirá a la grasa, y una parte
hidrofílica, que es el azúcar, por medio de la cual se unirá al agua.
OPINION
Este capítulo es corto pero interesante porque los jabones y detergentes
que usamos diario no sabíamos que sustancias tenían y la diferencia de los
jabones y detergentes, los detergentes es para ropa por que pueden despegar la
grasa de la ropa porque con el agua es imposible ya que estos dos líquidos son
insolubles por ello necesitamos de detergentes o jabón
.
VIII. HORMONAS VEGETALES Y ANIMALES,
FEROMONAS, SÍNTESIS DE HORMONAS A PARTIR DE SUSTANCIAS VEGETALES
LAS PLANTAS no sólo necesitan para
crecer agua y nutrientes del suelo, luz solar y bióxido de carbono atmosférico.
Ellas, como otros seres vivos, necesitan hormonas para lograr un crecimiento
armónico, esto es, pequeñas cantidades de sustancias que se desplazan a través
de sus fluidos regulando su crecimiento, adecuándolos a las circunstancias.
Cuando la planta germina, comienzan a actuar algunas sustancias hormonales que
regulan su crecimiento desde esa temprana fase: las fitohormonas, llamadas gibelinas,
son las que gobiernan varios aspectos de la germinación; cuando la planta surge
a la superficie, se forman las hormonas llamadas auxinas, las que aceleran su
crecimiento vertical, y, más tarde, comienzan a aparecer las citosinas,
encargadas de la multiplicación de las células y que a su vez ayudan a la
ramificación de la planta.
EL MOVIMIENTO DE LAS PLANTAS
Es perfectamente conocido por todos el que las flores del girasol ven
hacia el Oriente por la mañana y que voltean hacia el Poniente por la tarde,
siguiendo los últimos rayos del Sol. Es también interesante observar cómo los
colorines y otras leguminosas, cuando se ha ocultado el Sol, doblan sus hojas
como si durmieran y cómo se enderezan a la mañana siguiente para recibir la luz
del Sol. Más impresionante todavía quizá es el caso de la vergonzosa (Mimosa
púdica). Esta bella, aunque pequeña planta, que tiene hojas pinnadas,
al más pequeño roce contrae sus hojas, aparentando tenerlas marchitas.
Todos estos movimientos de las plantas
son provocados por sustancias químicas.
Las células del girasol se contraen en
el sitio en donde incide la luz solar formándose inhibidores de crecimiento en
ese punto. El resultado es el de doblar el tallo formando una curva que apunta
hacia el Sol.
Los movimientos en la Mimosa
pudica y en las hojas que duermen han sido estudiados por H.
Schildknecht, quien encontró que se deben a sustancias químicas de naturaleza
ácida, algunas de las cuales fueron aisladas de Mimosa pudica, como
la llamada PMLF-l y la M-LMF-5.
El movimiento observado en las hojas
del frijol soya (Glicina maxima) es muy interesante y ya ha
sido estudiado. Al llegar la noche sus hojas se doblan y toman la posición de
dormidas, apropiada para su protección contra el frío nocturno. En la mañana,
cuando llega la luz del día, se enderezan de nuevo. El movimiento nocturno sMENSAJEROS QUÍMICOS EN INSECTOS Y PLANTAS
Existen tres clases principales de mensajeros químicos: alomonas,
kairomonas y feromonas
Las alomonas son
sustancias que los insectos toman de las plantas y que posteriormente usan como
arma defensiva; las kairomonas son sustancias químicas que al
ser emitidas por un insecto atraen a ciertos parásitos que lo atacarán, y
las feromonas son sustancias químicas por medio de las cuales
se envían mensajes como atracción sexual, alarma, etcétera.
Un ejemplo de alomona es la sustancia
que la larva de la mosca de los pinos (Neodiprion sertifer) toma
de los pinos en donde vive. Cuando ésta es atacada, se endereza y escupe una
sustancia que contiene repelentes. Si el atacante persiste en su intento,
recibe suficiente sustancia que, por su naturaleza viscosa, lo inmoviliza.
Las sustancias que la larva lanza son
una mezcla de a y b pinenos con ácidos
resínicos, es decir brea disuelta en aguarrás. Es interesante notar que los
terpenos a y b pineno, así como los ácidos
diterpénicos de la brea, son usados por la planta como defensa contra insectos.
En este caso, el insecto se ha adaptado a vivir en presencia de estas armas del
árbol, las toma, las hace suyas y las usa contra sus enemigos.
FEROMONAS DE MAMÍFEROS
El que los animales respondan a señales químicas se sabe desde la
Antigüedad: los perros entrenados siguen a su presa por el olor.
Las sustancias químicas son a veces
características de un individuo que las usa para demarcar su territorio. Más
aún, ciertas sustancias le sirven para atraer miembros del sexo opuesto.
El marcar su territorio le ahorra
muchas veces el tener que pelear, ya que el territorio marcado será respetado
por otros congéneres y habrá pelea sólo cuando el territorio marcado sea
invadido.
HORMONAS SEXUALES
El ser humano, al igual que otros seres vivos, produce hormonas que
ayudan a regular sus funciones. Entre las diversas hormonas que aquél produce
se encuentran las hormonas sexuales. Éstas son sustancias químicas
pertenecientes al grupo de los esteroides, pertenecientes al mismo grupo que el
de los ácidos biliares y el colesterol.
Las hormonas sexuales son producidas y
secretadas por los órganos sexuales, bajo el estímulo de sustancias proteicas
que llegan, por medio de la corriente sanguínea, desde el lóbulo anterior de la
pituitaria en donde estas últimas se producen.
HORMONAS MASCULINAS (ANDRÓGENOS)
Las hormonas masculinas son las responsables del comportamiento y las
características masculinas del hombre y otros similares.
Los caracteres sexuales secundarios que
en el hombre son, entre otros, el crecimiento de barba y bigote, en el gallo
son muy notables y han servido para evaluar sustancias con actividad de hormona
masculina.
Cuando un gallo es castrado, su cresta
y espolones disminuyen en tamaño hasta casi desaparecer. Si a este gallo se le
administra una hormona masculina como testosterona o androsterona, la cresta y
espolones vuelven a crecer.
En un método de valoración se inyecta a
varios gallos preparados, cantidades cuidadosamente pesadas de sustancias con
actividad de hormona masculina (androgénica) y se mide el crecimiento de su
cresta. Mientras más activa sea la sustancia, menor cantidad se necesitará para
lograr un determinado crecimiento.
HORMONAS FEMENINAS (ESTRÓGENOS)
Las hormonas femeninas son sustancias esteroidales producidas en el
ovario. Estas sustancias dan a la mujer sus características formas redondeadas
y su falta de vello en el rostro.
ESTRÓGENOS SINTÉTICOS (NO NATURALES)
Existen dos sustancias sintéticas que, aunque no poseen estructura de
esteroide, tienen fuerte actividad hormonal (estrogénica). Estas son las drogas
llamadas estilbestrol y hexestrol.
Estas sustancias, aunque poseen una
potente actividad de hormona femenina, no son aplicables a personas dada su
alta toxicidad. Sin embargo, encuentran su campo de aplicación en la rama
veterinaria.
LA PROGESTERONA (ANTICONCEPTIVOS)
Desde principios del siglo (1911), L. Loeb demostró que el cuerpo
amarillo del ovario inhibía la ovulación. L. Haberland, en 1921, al trasplantar
ovarios de animales preñados a otros animales observó en estos últimos una
esterilidad temporal. Los hechos anteriores indicaban que en el ovario y
especialmente en el llamado cuerpo amarillo que se desarrolla en el ovario,
después de la fecundación, existía una sustancia que produce esterilidad al
evitar la ovulación.
La sustancia producida por el cuerpo
amarillo y que evita que haya ovulación mientras dura el embarazo fue aislada
en 1931 y se llamó progesterona
ANTICONCEPTIVOS
La acción de la progesterona aislada en 1934 es muy específica. Ningún
otro producto natural la posee y, como era muy escasa, se intentó su síntesis.
En 1935 el colesterol pudo ser degradado oxidativamente a dehidro
espiandrosterona (DHA).
Contando
con DHA como materia prima, Imhoffen intentó transformarlo en progesterona
por adición de los dos carbones faltantes mediante aceliluro de potasio. El
producto obtenido no fue progesterona, pero, sin embargo, la esterona, que fue
la que se produjo, tuvo actividad progestacional, y aunque ésta posee tan sólo
una tercera parte de la actividad de la progesterona cuando es inyectada, es
más activa que ella por vía oral.
Este descubrimiento inició la era de
los anticonceptivos artificiales, la era de la píldora anticonceptiva. Imhoffen
y Hohlweg aplicaron la reacción de etinilación a la hormona femenina estrona y
obtuvieron etinilestradiol, el primero y uno de los más importantes estrógenos
sintéticos activos por vía oral.
ESTEROIDES CON ACTIVIDAD ANABÓLICA
Su uso por los atletas
La testosterona, la verdadera hormona sexual masculina, tiene además la
propiedad de favorecer el desarrollo muscular. Los cuerpos de los adolescentes
aumentan de peso al favorecerse la fijación de proteínas por efecto de la
testosterona. A esta propiedad se le llama actividad anabólica y es muy
importante tanto en el tratamiento de muchas enfermedades como en
convalecientes de operaciones que necesitan recuperar fuerza y musculatura. La
testosterona es útil, pero tiene el inconveniente de su efecto masculinizante.
Se necesitan, pues, otras sustancias que tengan la propiedad anabólica de la
testosterona, pero que no tengan el efecto estimulante de la hormona sexual.
QUÍMICA DE LAS SEMILLAS
Cuando las semillas de esta planta son molidas y extraídas con un
disolvente como éter de petróleo, se obtiene, después de evaporado el
disolvente, un aceite abundante, cuyo análisis elemental mostró una composición
característica de los aceites para cocinar, ya que tiene un alto contenido de
ácido linoleico.
Una vez eliminado este aceite, queda un residuo que por extracción con
alcohol proporciona un alto rendimiento de una mezcla de saponinas esteroides (±15%)
a las que se llamó filiferinas. Las filiferinas A y B, contenidas en la
semilla, son susceptibles de ser transformadas por procedimientos químicos en una
serie de sustancias de gran utilidad en la industria farmacéutica, tales como
hormonas sexuales y corticoides.
Ahora bien, para obtener esteroides con aplicación en la industria
farmacéutica es necesario, en primer lugar, separar el aceite, que constituye
un poco más del 20% del peso de la semilla.
Una vez desengrasada la semilla, puede
extraerse la saponina con alcohol y someterse posteriormente a hidrólisis con
HC1 (ácido clorhídrico).
Otro procedimiento consiste en cubrir
la semilla molida y desengrasada con HCl acuoso al 18%, y después de cinco
horas de calentamiento, filtrar, lavar con agua hasta neutralidad, secar la
semilla y extraerla con hexano, obteniéndose así la sarsasapogenina en un
rendimiento de alrededor del 8% con respecto a la semilla.
OPINION
algo verdaderamente interesante es la quimica de las plantas, como se
mueven ya que estos movimientos son provocados por sustancias quimicas, como el
girasol, en el libro nos dice que esta planta gira hacia donde sale el sol.
las hormanos en los mamiferos dan muchas señales como de miedo, para
huir o escapar, para la reproduccion,
aprendi lo que sucede con nosotros los humanos y por qué es que los
hombres tenemos tendencia a desarrollar músculos vello etc., y las mujeres
tienen características propias de ellas debido a sus propias hormonas.
con las semillas tienen saponina, este se utiliza para jabones con los
cueles eliminamos grasas.
IX.GUERRAS QUÍMICAS, ACCIDENTES
QUÍMICOS
GUERRA QUÍMICA
ANTES de que el hombre apareciera sobre la Tierra ya existía la
guerra. Los vegetales luchaban entre sí por la luz y por el agua y sus armas
eran sustancias químicas que inhiben la germinación y el crecimiento del rival.
La lucha contra insectos devoradores ha sido constante durante millones de
años. Las plantas mal armadas sucumben y son sustituidas por las que, al
evolucionar, han elaborado nuevas y más eficaces sustancias que las defienden.
Los insectos también responden, adaptándose hasta tolerar las nuevas
sustancias; muchos perecen y algunas especies se extinguen, pero otras llegan a
un acuerdo y logran lo que se llama simbiosis, brindándose ayuda mutua, como el
caso de laYucca y la Tegeticula mexicana. En
esta vida en simbiosis, la Yucca proporciona alimento y
materia prima hormonal a la mariposa nocturna. Ésta, en cambio, se encarga de
polinizar las flores de la planta asegurándole así su fructificación y
reproducción.
GUERRA ENTRE INSECTOS Y DE INSECTOS CONTRA ANIMALES
MAYORES
Muchos insectos poseen aguijones conectados a glándulas productoras de
sustancias tóxicas con los que se defienden de los intrusos. Las avispas y las
abejas son insectos bien conocidos por inyectar sustancias que causan dolor y
alergias. El hombre conoce bien estas cualidades, pues muchas veces por
perturbar la tranquilidad del enjambre ha sido inyectado con dopamina o
histamina, sustancias entre otras que son responsables del dolor, comezón e
hinchazón de la parte atacada.
Las hormigas, por su parte, incluyen entre sus armas, además del ácido
fórmico u ácido de hormiga, los alcaloides monomorina I, II y III, que, además
de sustancias de defensa, le sirven para marcar sus caminos.
Algunos insectos escupen sustancias
tóxicas sobre el enemigo, como lo hace el escarabajo bombardero.
USO DE SUSTANCIAS TÓXICAS EN LA GUERRA
Las sustancias de alta toxicidad fueron utilizadas como armas químicas
en la primera Guerra Mundial. Los alemanes lanzaron, en abril de 1915, una nube
de cloro sobre los soldados franceses quienes, al no estar protegidos, tuvieron
que retirarse varios kilómetros. Pocos días después los alemanes repitieron el
ataque contra las tropas canadienses con los mismos resultados.
Las fuerzas aliadas pronto fueron
protegidas con máscaras que, aunque rudimentarias, evitaron un desastre que
parecía inminente.
Un poco más tarde los alemanes
continuaron con la guerra química lanzando granadas con gases lacrimógenos. Sin
embargo, la más poderosa arma química usada en la primera Guerra Mundial fue el
gas mostaza. Empleado por primera vez en julio de 1917 por los alemanes en la
batalla de Ypres, Bélgica, causó terribles daños a las tropas francesas.
El gas mostaza se llamó de esta manera
por tener un olor parecido al de la mostaza. No es realmente un gas, sino un
líquido irritante que hierve a alta temperatura, el cual debido a su baja tensión
superficial produce vapores, los que, por su alta toxicidad, basta con que
exista una muy baja concentración en el aire para causar molestias a la gente o
incluso causarles la muerte.
LOS HERBICIDAS COMO ARMA QUÍMICA. SU USO EN VIETNAM
Las auxinas sintéticas usadas para matar las malezas de los cultivos y
así obtener mejores cosechas fueron desarrolladas en Inglaterra desde los años
treinta, poco después del descubrimiento del ácido indol acético como regulador
natural del crecimiento de las plantas.
Estas sustancias fueron preparadas en
una gran variedad dependiendo de la planta que se pretende matar. El ácido
2,4,D fue un herbicida selectivo que mata a plantas de hojas anchas sin dañar a
los cereales, por lo que protege en forma eficiente a cultivos de trigo, avena,
cebada y otros granos. En cambio, existen herbicidas tan potentes, como el
ácido 3,4-diclorofenoxiacético, que mata a todo tipo de plantas, por lo que en
vez de proteger los cultivos los aniquila.
Ya en 1947 fue reconocido por algunas autoridades
británicas el potencial que pueden tener los herbicidas en la guerra química,
ya que podrían ser usados contra algunas naciones con efectos más rápidos que
un bloqueo y menos repugnantes que el uso de la bomba atómica.
EL AGENTE NARANJA
El agente naranja es una combinación de dos herbicidas que, en pruebas
hechas en selvas tropicales africanas, mostró ser muy eficiente como defoliador
de árboles. El agente naranja contiene dos herbicidas, el ácido 2,4,D y el
2,4,5,T. Al ser aplicado a los campos de cultivo, hace que las plantas crezcan
demasiado rápido y mueran antes de producir sus frutos.
En la guerra de Vietnam fue utilizado
para hacer que los árboles perdieran sus hojas y que de esta manera no se
pudiese esconder el enemigo, aunque sin tener en cuenta el daño que se pudiera
causar a largo plazo al ambiente y a las personas.
Años después se ha visto el daño, pues
grandes extensiones del territorio vietnamita se volvieron áridos, la población
ha desarrollado cáncer y se han dado malformaciones en los recién nacidos.
Los excombatientes estadounidenses que
estuvieron en contacto con estos herbicidas en Vietnam han pedido una
indemnización de 180 millones de dólares por el deterioro de su salud. El uso
del 2,4,5,T ha sido prohibido en los Estados Unidos y en algunos otros países.
EFECTOS DEL AGENTE NARANJA
El agente naranja que se aplicó sobre los bosques de Vietnam venía
contaminado con dioxina, una sustancia altamente tóxica que provocó trastornos
en la salud de los veteranos de la guerra de Vietnam.
Las compañías químicas que
proporcionaron el agente naranja contaminado con dioxina fueron condenadas a
pagar 180 millones de dólares a los afectados. Así, unos 15 000 veteranos y los
que de ellos dependen, además de alrededor de 40 000 miembros del personal que
pudieron demostrar que estuvieron en contacto con el herbicida, fueron
indemnizados.
Si más de 50 000 excombatientes de
Vietnam pudieron demostrar que fueron dañados por el agente naranja, ¿cuántos
vietnamitas habrán sido dañados? Esto no se sabe, pero deben ser indudablemente
muchos más de 50 000.
OPINION.
En este capítulo se muestra que el
hombre a pesar del conocimiento que tiene le falta mucha evolución para usar
correctamente sus conocimientos, porque los está usando para fines malévolos,
como lo es la guerra y esto por los países imperialistas que quieren tener todo
el poder sobre el mundo hablando económica y militarmente, en la guerra los químicos
utilizados altamente tóxicos dañaron mucho a las tropas francesas las cuales
tuvieron efectos terribles hasta la muerte, fueran las armas quimicas las
cuales causaron cientos de bajas como el gas mostaza, el agente naranja etc.
el hombre está encima de la cadena
alimenticia por su cerebro, pero la maldad en el hombre lo lleva a hacer cosas
terribles.
los animales a diferencia del hombre
usan sus armas quimica solo para defenderse, supervivencia y alimentación.
algunas plantas secretan sustancias quimicas para que la tierra no sea fértil
para otras plantas cerca de ella, esto para eliminar la competencia por agua,
las hormigas por ejemplo se comunican por químicos que secretan generando un
camino o advirtiendo para defenderse de animales más grandes o atacando para
comer a su presa.
OPINIÓN DEL LIBRO:
Pues este libro me pareció muy interesante debido a que me dio a conocer
muchos datos de los que talvez había escuchado antes pero no sabía por qué o
como pasaba eso ni si quiera me daba cuenta de que todo eso tenía que ver con
un tema en común me ayudó mucho para aprender cosas nuevas & me pareció muy
importante cuando hablaba sobre los planetas sobre los elemento que muchos
tienen & por lo cual no puede existir vida humana en ellos también sobre cómo
se crean muchas de las cosas que usamos comúnmente como el agua (ahí pones más
cosas que se
este es el primer libro de química que
leo, y me pareció muy
bueno, excelente puesto que todo lo que se leí aquí tenía un conocimiento
previo y lo que no conocía ahora
lo sé y para comprender más me adentrare en libros de texto etc.
es muy interesante como te explica a
detalle por cronología desde cómo se formó el universo, me impresiono que el
hidrogeno es el elemento más abundante del universo junto con el helio, pero el
hidrogeno en cantidad neta de 90 porciento,
por otra parte es interesante
como es que se formaron las galaxias las estrellas
lo que más me gusto es la parte de la fermentación alcohólica
y no porque yo tome.. sino que no conocía las bebidas antiguas que se conservan
hasta hoy, amo mi país y creo que no es justo que pocas personas conozcan
todo lo que puede dar nuestro país,
por otro lado, es increíble lo que paso la tierra para llegar
hasta donde está ahora, su clima su vegetación, su vida ya que antes solo habían
gases que no permitían la vida hasta que llego la capa de ozono debido a
reacciones químicas.
también es interesante lo de las hormigas que por medio de
sustancias quimicas se comunican para distintos mensajes como atacar defender,
seguir un camino, esto también sucede con las serpientes.
algo que es triste y aterrador son las guerras quimicas que no solo
afectan en el momento si no que traen consecuencias terribles a futuro.
algo que no entena muy bien fueron los alcoholes porque sus fórmulas son
algo difíciles pero aprenderé todos.
I
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