"QUIMICA, UNIVERSO, TIERRA Y VIDA"
1.-ÁTOMO Y MOLÉCULAS EN EL UNIVERSO.LA TABLA PERIÓDICA.
1.-ÁTOMO Y MOLÉCULAS EN EL UNIVERSO.LA TABLA PERIÓDICA.
El origen del Universo es una suposición de una explosión, que a partir de un gas denso formó las innumerables galaxias que ahora pueblan el universo. Una de las dichas galaxias es la Vía láctea, formada por más de 100 mil millones de estrellas, entre las q se encuentra nuestro sol.
Primero se formaron los elementos mas simples, el “Hidrogeno” (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. Estos pueden ser clasificados, de acuerdo con sus propiedades físicas y químicas en lo que se ha nombrado la “tabla periódica de los elementos”.
Los primeros elementos formados, son los más ligeros, el hidrógeno y el helio, son los principales constituyentes del universo. El hidrógeno se encuentra en una proporción de el 90%y el helio en un alrededor de un 8%.
El hidrógeno es el elemento más sencillo y más abundante en el universo.
El átomo de hidrógeno, está formado por un núcleo, llamado protón, que posee una carga positiva, la cual se encuentra neutralizada por un electrón (carga negativa).
Un ejemplo, cuando se pone una unidad de peso de hidrógeno por 8 de oxígeno y se produce en su interior una chispa eléctrica, se provoca una explosión con la formación de agua sin gases sobrantes, pero si la cantidad de uno de los gases excede a las proporciones antes dichas, quedara el exceso sin reaccionar. A esto se le conoce como “ley de las proporciones constantes” e indica que dos átomos de hidrógeno, cada uno de peso atómico 1, reaccionan con un átomo de oxígeno, con peso atómico de 16, produciendo una molécula de agua, con peso molecular de 18.
“PROPIEDADES DEL AGUA.”
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 ¾ partes de la superficie del planeta.
Como vapor, en grandes cantidades en la atmósfera; y en su estado sólido (hielo), formando depósitos sobre las altas montañas y cubriendo las regiones polares.
Esta molécula tan singular y abundante es la base de la vida: constituye más de la mitad del peso de los seres vivos.
El agua, en su estado puro, es un líquido incoloro, inodoro e insípido. Las propiedades físicas: el punto de fusión es de 0º; su punto de ebullición a nivel del mar es de 100º.; su calor especifico es de 1.00. las propiedades físicas del agua son siempre la unidad.
“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. El agua no sólo es abundante en la tierra, también se ha detectado en otros cuerpos celestes.
“AGUA OXIGENADA, PERÓXIDOS DE HIDRÓGENO H2O2”
El agua no es la única combinación que puede obtenerse entre hidrógenos. Existe además un compuesto que tiene un átomo de oxigeno más que el agua. La sustancia así formada es conocida como agua oxigenada, llamada con mas propiedad peróxido de hidrógeno cuya estructura es “H2O2 o HO-OH”. Esta sustancia por tener un átomo más, es inestable, 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.
“PREPARACIÓN DE HIDRÓGENO”
El hidrógeno se puede liberar de 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 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 hacía el polo negativo (cátodo), donde se descargaran liberando hidrógeno gaseoso (H2).
El agua pura es mala conductora de energía eléctrica, por lo que es necesario disolver en ella una base o un ácido fuerte que la hagan conductora (por ejemplo ácido nítrico HNO3). Los protones por tener carga positiva, viajaran hacía el cátodo (polo negativo), en el polo positivo (ánodo).
A esta reacción se le conoce como electrólisis, que es la ruptura de una molécula por medio de electricidad.
“OBTEBCIÓN DE HIDRÓGENO POR DESCOMPOSICIÓN DEL AGUA CON METALES”
Cuando se arroja un pequeño trozo de sodio metálico sobre agua se efectúa una reacción violenta, se desprende hidrógeno y se genera calor. En ocasiones la reacción tan violenta que el hidrógeno liberado se incendia.
2 Na+ 2 H2Oà2 NaOH + H2
“PREPARACIÓN DE H2 EN EL LABORATORIO”
Una forma más moderada y fácil de controlar la reacción para preparar hidrógeno es la descomposición de un ácido fuerte por medio de un metal como fierro o zinc. 2 HCl+Zn àZnCl2 + H2
“LA ELECTRÓLISIS EN LA OBTENCIÓN DE METALES”
ALUMINIO:
El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre. Se le encuentra formando parte de minerales tan comunes como el granito y la mica, las arcillas.
La bauxita es un óxido de aluminio muy abundante. De él se obtiene el aluminio metálico mediante un proceso electrolítico muy ingenioso; para la obtención de aluminio la bauxita es previamente purificada, y disuelta posteriormente en un baño de criolita fundida. La solución caliente de bauxita (óxido de aluminio Al2O3) se inserta en barras de grafito y se le aplica corriente eléctrica pudiendo recuperarlo.
HELIO:
El helio, tiene en su núcleo dos protones y su única capa electrónica se encuentra saturada con dos electrones, razón por la que es un elemente inerte.
Los únicos que no reaccionan y permanecen siempre como átomos solitarios son los gases nobles. El helio es el elemento que encabeza la última columna de la tabla periódica, por lo que es un gas inerte por tener saturada su última capa electrónica, por lo tanto, ni recibe ni dan ni comparten electrones con otros átomos.
“LA ATMÓSFERA PRIMITIVA DE LA TIERRA”
EL CIENTÍFICO RUSO “Oparin” supone que la tierra estaba compuesta por vapor de agua (H2O)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, debieron dar origen a nuevas moléculas orgánicas, como los aminoácidos.
Una cierta cantidad del O2 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), una capa en la atmósfera superior, impidió la entrada de este tipo de rayos, lo que se facilitó de esta manera la aparición de la vida vegetal. 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 atmosfera hasta propiciar la vida animal. La atmosfera de la tierra esta compuesta por un 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.
“COMPONENTES DEL CUERPO HUMANO”
Los principales elementos de que está formado el cuerpo humano son carbono (C),oxígeno (O) hidrogeno (H) y nitrógeno (H), elementos que son también los principales componentes de otros seres vivos, desde los unicelulares hasta los organismos pluricelulares.
La molécula más abundante en los seres vivos es el agua. En el ser humano llega a ser más de 70% de su peso.
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.
IMPORTANCIA :
Este capítulo nos da a conocer las propiedades del agua, y el sentido de la antigua atmósfera. Y el inicio de la tabla periódica y un poco sobre el tema de la electrólisis.
2.- EL ÁTOMO DE CARBONO, LOS HIDROCARBUROS, OTRAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS, SU POSIBLE EXISTENCIA EN LA TIERRA PRIMITIVA Y EN OTROS CUERPOS CELESTES.
La teoría de la gran explosión como origen del universo concibe la formación del átomo de carbono en el interior de las estrellas mediante la colisión de tres átomos de helio.
La generación del carbono y de los átomos más pesados se dio en el interior de las estrellas entes de la formación de nuestro sistema solar.
Los planetas exteriores contienen más gases, los planetas interiores han perdido alrededor de 98% de su peso original.
La colisión se efectúa entre átomos y neutrones se obtienen átomos con idéntico número atómico, pero diferente peso molecular, a los que se les llama isótopos.
“EL CARBONO EN ESTADO LIBRE”
El carbono en la tierra se encuentra en estado libre, en forma de diamante .
“COMPUESTOS DEL CARBONO”
El átomo de carbono por tener 4 electrones de valencia, tiende a rodearse por cuatro átomos, ya sean del propio carbono o de los demás elementos, para así completar su octeto que es lo máximo que puede tener en su última capa exterior.
“PRIMERO HIDROCARBUROS”
Como el hidrogeno 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 hidrogeno como del carbono, están saturadas, el primero formando un par como en helio y el segundo un octeto como en neón.
Los hidrocarburos lineales tendrán la fórmula CnH2n+2. Por ejemplo, el hidrocarburo lineal de 5 átomos de carbono o pentano CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 será C5H (2x5)+2 o sea C5H12.
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).
Los hidrocarburos con mayor número de átomos de carbono son liquidos de punto de ebullición elevado hasta llegar a 14 átomos de C. los hidrocarburos con más de 14 átomos de C serán sólidos a temperatura ambiente.
Las cuatro valencias de carbono pueden también ser satisfechas de manera diferente a las ya vistas: dos átomos de carbono pueden unirse entre sí, usando no sólo una valencia., sino dos y aun tres.
En el primer caso tendremos las moléculas llamadas olefinas o alquenos, entre las que la mas sencilla es el etileno.
Estas moléculas son muy útiles en química orgánica, al existir la tendencia de los átomos de carbono a quedar unidos entre sí por una valencia; dos átomos de carbono unan tres de sus cuatro valencias, formando así sustancias llamadas alquinos, entre las que la más sencilla es el acetileno.
Acetileno:
El acetileno se usa en combinación con el oxigeno en el soplete oxiacetilénico.
Metano:
Es el más simple de los hidrocarburos, es el resultado de la unión de un átomo de carbono con cuatro hidrógenos.
“EL METANO Y OTROS COMPUESTOS QUÍMICOS EN LOS CUERPOS CELESTES “
El metano formo 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.
C+2H2à CH4
Júpiter:
El metano se conserva en estado gaseoso, donde se transforma química mente con la ayuda de la radiación ultravioleta del sol.
Los hidrocarburos superiores, constituidos por cadenas de átomos de carbono, al caer sobre el océano de hidrogeno líquido que cubre la superficie de Júpiter, son reducidos nuevamente al hidrocarburo más simple y más estable que es el metano, el que vuelve a incorporarse a la atmosfera joviana.
Saturno:
En este planeta predomina el hidrogeno, debido a la baja temperatura del planeta, el etano y el amoniaco se encuentran en estado sólido y el helio se condensa cayendo como lluvia sobre la superficie del planeta.
La atmosfera de este cuerpo celeste está formada por 80% de nitrógeno y por sustancias orgánicas como metano, etano, acetileno y ácido cianhídrico.
Urano y Neptuno:
Son gigantescos planetas de color verde azulado, la atmosfera de estos planetas contiene, además de hidrogeno, metano, identificado por su espectro infrarrojo.
Urano, es un planeta gaseoso , cubierto con una capa de agua, amoniaco y metano. Es precisamente el metano el que le da el color verdoso al planeta.
Neptuno:un gigante verdoso con aproximadamente las mismas dimensiones y con una composición química parecida.
Pluton:
Su composición química, es que existe agua sólida 74%, metano 5% y roca 21%.
En la atmosfera de pluton se ha detectado metano, además de los gases nobles, argón y neon, razón por la cual su atmosfera es inerte. El metano en esas condiciones no podrán asder dando bióxido de carbono, agua, luz y calor.
Los cometas:
En los helados confines del sistema solar existen congelados millones de pequeños cuerpos celestes formados de hielo, gas y polvo. Los cometas se han descritos como pequeños cuerpos de hielo que mientras brillan a la luz del ol emiten gases y polvo, y cuyas moléculas se descomponen en iones y radicales por acción del viento y radiación ultravioleta solares.
“COMPUESTOS OXIGENADOS DEL CARBONO”
Conforme la atmosfera de la tierra fue adquiriendo oxigeno, éste se fue consumiendo en la oxidación de los distintos elementos y moléculas que existían en ella. Al no haber suficiente oxigeno atmosférico, no había posibilidad de combustión; tanto el hidrogeno como los hidrocarburos podían calentarse a elevadas temperaturas sin producir fuego.
Fueron necesarios millones de años para que la cantidad de oxigeno atmosférico se elevara lo suficiente para poder sustentar la combustión. Ésta es una reacción de oxidación en la que el hidrogeno se combina con el oxigeno del aire produciendo su oxido, que es el agua. Esta reacción violenta se produce , además, luz y calor.
2 H2+O2à 2H2o+calor
“METANOL, ALCOHOL METÍLICO O ALCOHOL DE MADERA.”
El alcohol metílico, el mas sencillo de los alcoholes, tiene un solo átomo de carbono, y su preparación difiere un poco de la correspondiente a los demás alcoholes. el alcohol metílico es venenoso.
“EL ALCOHOL ETÍLICO”
Es quizá el primer disolvente químico preparado por el hombre. Se produce en la fermentación de líquidos azucarados, es un disolvente y de igual manera se utiliza como desinfectante. Conforme aumenta el número de átomos de carbono en un alcohol sus propiedades se asemejan cada vez más a las de un hidrocarburo.
“ÉTERES”
No sólo existe la posibilidad de inserción de un átomo de oxígeno entre un carbono y un hidrógeno para dar un alcohol también existe la posibilidad de inserción de oxígeno entre dos átomos de carbono, logrando así laformación de las sustancias llamadas éteres. El más sencillo es el éter metílico CH3OCH3, siguiéndole el metil etil éter CH3OCH2CH3 y el éter etílico CH3CH2OCH2CH3.
“ÉTER ETÍLICO”
El éter etílico es una sustancia líquida de bajo punto de ebullición, es utilizado como anestésico y como disolvente volátil, es insoluble en el agua.
“OTROS COMPUESTOS OXIGENADOS DEL CARBONO: ALDEHÍDOS, CETONAS, ÁCIDOS”
Los alcoholes se dividen en tres clases:primarios, secundarios y terciarios.
Los alcoholes primarios pierden por oxidación dos átomos de hidrógeno dando en aldehído. Así, el alcohol metílico al perderlo dará el metanal o formo.
El formo es un gas de solución acuosa encontrado en los cadáveres.
“PREPARACIÓN DE UROTROPINA”
La urotropina es una sustancia sólida que se usa como desinfectante de las vías urinarias.se prepara mezclando formalina (solución acuosa de formo en agua al 37%)
Con una solución diluida de hidróxido de amonio.
La urotropina o hexametilentetramina se forma con la siguiente ecuación:
6HCH=O+4NH3 à (CH2)6+6H2O
“POLIMERIZACIÓN”
El formaldehido forma dos tipos de polímeros. Uno de ellos es cuando los átomos de carbono de una molécula se unen con los átomos de carbono de una molécula se unen con los átomos de oxígeno de otra; el segundo tipo, cuando las moléculas se unen por medio de los átomos de carbono.
Los polímeros del primer tipo incluyen al paraformaldehído y la polioximetileno y los del segundo a los azúcares.
“ETANAL O ACETALDEHÍDO”
El etanal o acetaldehído es el producto de la oxidación suave del etanol. Es un líquido que hierve a 20.2%, incoloro y soluble en agua.
“CETONAS”
Cuando el alcohol no es primario, es decir cuando el OH no se encuentra al final de la cadena como sucede en el etanol, sino que se encuentra sobre un átomo central, la oxidación de origen da sustancias llamadas cetonas. Así, la oxidación del isopropanol o alcohol isopropílico, da origen a la dimetil-acetona, más conocida como acetona.
“OXIDACIONES MÁS AVANZADAS”
Cuando la oxidación de un aldehído continúa, se llega a un ácido carboxílico. De esta manera del metanol se pasa a formaldehído y de éste a ácido fórmico.
En el caso del etanol, los pasosserán primero, la obtención de acetaldehído y después, por medio de una oxidación más avanzada, ácido acétatico.
IMPORTANCIA:
En general o la mayoría data sobre el carbono, los hidrocarburos y algunos derivados como los alcoholes, la creación de distintas sustancias, y algunos de los derivados y sus diferencias…
3.-“RADICACIÓN 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 distintas radiaciones solares, de las cuales la luz visible es sólo una pequeña parte, viajan por el espacio en todas direcciones, como los radios de círculo, de donde proviene su nombre.
Debido a que 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 a una velocidad constante pasan por un determinado punto cada segundo se le llama frecuencia. mientras menor sea la longitud de onda, más ondas pasarán cada segundo, siendo por lo tanto mayor la frecuencia, y cuando la longitud de onda es mayor, menos ondas pasarán y por lo tanto la frecuencia será menor, por lo que, a la velocidad de la luz, la frecuencia será inversamente proporcional a la longitud de onda.
La pequeña porción del espectro electromagnético que percibe el ojo humano es llamada luz visible y esta compuesta por radiaciones de poca energía, con longitudes de onda que van de 400 a 800 nm. La luz de menor longitud de onda es de color violeta; le sigue la de color azul; después tenemos la luz verde, seguida la de luz amarilla y la naranjada, por último a 800 nm, la luz roja con la que termina el espectro visible.
Antes del violeta es decir longitudes 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 rayos X y las radiaciones gamma.a longitudes de onda mayores que la de la luz roja existen radiaciones de baja energía, llamadas infrarrojo, microondas y ondas de radio.
El vapor de agua existente en la atmosfera primitiva de la tierra estuvo expuesto a la radiación ultravioleta. Las moléculas de agua eran descompuestas en hidrogeno y oxigeno por la alta energía del ultravioleta, el cual tiene una longitud de onda.
La capa de ozono protege a la tierra de las radiaciones ultravioleta que, debido a su alta energía, son dañinas para la vida, ya que excitan a átomos y moléculas a tal grado, que pueden hacer que un electrón abandone el átomo.
“REACCIONES FOTOQUÍMICAS”
Cuando la luz llega a la retina, el retinal que forma parte de la rodopsina sufre una reacción fotoquímica por medio de la cual cambia su geometría a trans geometría que al no ser apropiada para unirse a la opsina provocará su separación y el color cambiará del rojo púrpura al amarillo.
El trans retinal enseguida se reduce enzimáticamente a vitamina A decolorándose totalmente.
Otra reacción química provocada por la luz es la formación de vitamina D2 o antirraquítica.
La vitamina D2 se obtuvo al irradiar al ergosterol, una sustancia inactiva aislada de levadura.
Las reacciones fotoquímicas, se pueden aplicar a la transformación de diversas sustancias, lo que resulta de gran utilidad en síntesis orgánicas.
“CELDAS FOTOVOLTAICAS”
Las celdas fotovoltaicas se han usado para suministrar energía eléctrica a los satélites artificiales.
Las celdas fotovoltaicas se han usado para suministrar energía eléctrica a los satélites artificiales.
En la fotosíntesis ocurre un proceso similar al descrito para las celdas fotovoltaicas. En aquélla no se produce una corriente eléctrica, es 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.
La molécula sensibilizadora en la fotosíntesis es la clorofila, molécula parecida a la del heme de la hemoglobina, que consiste en un anillo tetrapirrólico que contiene un átomo de Mg en el centro del anillo en vez del átomo de Fe que contiene el heme. La clorofila absorbe luz para iniciar la reacción de 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.
Las cantidades y proporciones de pigmentos secundarios varía de planta a planta, siendo precisamente éstos los que le dan el color característico a las hojas.
Los pigmentos que absorben la luz, situados en la membrana, se hallan dispuestos en conjuntos. Estos fotosistemas contienen alrededor de 200 moléculas de clorofila y algunas 50 de carotenoides. Todas las moléculas del conjunto pueden absorber luz, pero sólo una molécula de clorofila, combinada con una proteína específica, transforma la energía luminosa en energía química, por lo que recibe el nombre de centro de reacción fotoquímica.
Los organismos fotosintéticos producen glucosa y otros azúcares a partir del CO2atmosférico y el agua del suelo, usando la energía solar acumulada en el ATP y el NADPH.
El azúcar de cinco átomos de carbono se combina con CO2, catalizado por la enzima carbonílica 1,5-difosfato de ribulosa, produciendo dos moléculas de ácido fosfoglicérico, el que se combina entre sí para dar el azúcar de fruta o glucosa.
IMPORTANCIA:
Nos da una idea acerca de las radiaciones solares, de la formación de la capa de ozono y la utilidad de esta. Al mismo tiempo la importancia de la fotosíntesis y la formación de sus azúcares.
4.-VIDA ANIMAL, HEMOGLOBINA, ENERGÍA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS, DOMINIO DEL FUEGO.
L
A 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.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.
Por medio de la reacción anterior por una parte se acumuló en el planeta una gran cantidad de energía en forma de materia orgánica, y por otra la atmósfera se enriqueció en oxígeno, dándose así las condiciones para el nacimiento de un nuevo tipo de vida.
Los vegetales usan el pigmento verde llamado clorofila como catalizador indispensable en la reacción de fotosíntesis. Los vegetales acumulan 686 kilocalorías en cada molécula de glucosa.
Los organismos animales, para realizar la reacción de oxidación, utilizan como transportador de oxígeno un pigmento asociado con proteína conocido como hemoglobina. Y 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 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.
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.
Otro mineral que el organismo humano requiere en cantidades apreciables es el muy común metal alcalino térreo llamado calcio.
El fósforo es otro de los elementos indispensables para el funcionamiento del organismo humano por lo que requiere ingerir diariamente en los alimentos alrededor de 1 gramo.
Pero volvamos al fierro. Una vez que éste ha sido asimilado, cada átomo permanecerá en el organismo por un tiempo aproximado de 10 años, durante los cuales pasará por muy diversos estados metabólicos, combinándose con diferentes sustancias y realizará muchos procesos, entre los cuales está uno sumamente importante para el organismo humano: el de transportar oxígeno a los tejidos.
El monóxido de carbono (CO), se combina con la hemoglobina desplazando al oxígeno para dar un compuesto más estable. En esta forma el CO evita que se lleve a cabo la función del organismo, la cual puede provocar la muerte cuando la cantidad de este gas que se ha fijado es grande.
La hemoglobina se encuentra dentro de las células rojas o eritrocitos. Éstos son devorados posteriormente por células del sistema retículo endotelial. Estas células, llamadas macrófagos, se encuentran principalmente en el bazo, el hígado y la médula ósea.
“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.
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.
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.
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.La química del cerebro es muy complicada y no es bien conocida todavía.
“OPIO, MORFINA Y SUSTANCIAS OPIÁCEAS DEL CEREBRO”
Uno de los principales constituyentes del opio, la morfina. El comportamiento de la morfina como analgésico es impresionante, ya que además de calmar el dolor, causa euforia, regula la respiración y es antidiarreico. Es un analgésico tan poderoso que se usa en las últimas fases del cáncer. Como contrapartida de las maravillosas propiedades de la morfina, se tiene la de crear dependencia; cuando esta necesidad no se satisface, el sujeto sufre de los síntomas que la morfina alivió: dolor abdominal, diarrea, respiración agitada, taquicardia, náuseas, sudor y otros dolores.
¿Por qué un producto vegetal tiene tan notables efectos en el sistema nervioso?... las propiedades de la morfina deben derivar de su estructura y configuración; cualquier alteración de ésta hace cambiar drásticamente sus propiedades; es decir, se requiere precisamente la configuración natural para que encaje en receptores de las neuronas cerebrales.
“DESCUBRIMIENTO DEL FUEGO”
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.
Una vez controlado el fuego, el hombre lo pudo aplicar, primero, al cocimiento de alimentos, y más tarde a la fabricación de utensilios de arcilla, endurecidos por el fuego.
El fuego condujo al conocimiento de los primeros elementos químicos: el oro, el plomo, el cobre, el estaño, el azufre y el carbón.
De esta manera se inició la química de productos naturales, hace ya varios miles de años.
“ENVEJECIMIENTO”
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.
Los radicales libres están implicados en el proceso del envejecimiento del ser humano. Un intermediario clave es el superóxido O-O, formado por reducción del 02 molecular por varios reductores in vivo. El envejecimiento biológico puede ser debido al ataque de radicales hidroxilo H O. sobre las células no regenerables del cuerpo.
IMPORTANCIA:
En este capítulo nos da referencias sobre el funcionamiento del cuerpo humano (el cerebro). Y sobre los daños y beneficios de la morfina.
5.-IMPORTANCIA DE LAS PLANTAS EN LA VIDA DEL HOMBRE: USOS MÁGICOS Y MEDICINALES.
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.
Los pueblos americanos tenían a la llegada de los españoles un amplio conocimiento de las plantas y sus propiedades, especialmente medicinales.
El rey de España, Felipe II, al tener noticias de que en la Nueva España existían más plantas y semillas medicinales que en ninguna otra parte del mundo, envió a Francisco Hernández, "protomédico e historiador general de las Indias, Islas y tierra firme del mar océano", para que emprendiera una investigación médico-botánica. Francisco Hernández llega al Nuevo Mundo con las instrucciones de identificar todas las yerbas, árboles y plantas medicinales que hubiere en la provincia donde se encontrase y de averiguar qué enfermedades curaban y la manera de hacerlo.
Este estudio culminó con la descripción de 3 076 plantas y sus usos medicinales.
“DROGAS ESTIMULANTES CON FINES MÁGICOS Y RITUALES”
PEYOTE:
El peyote, 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.
OLOLIUQUI:
La planta mexicana llamada ololiuqui, corresponde, según los estudios botánicos recientes, a la enredadera Turbina corymbosa, de la familia Convolvulácea.
La semilla molida era usada, mezclada con otros vegetales, para ungir a sacerdotes indígenas, quienes pretendían adquirir la facultad de comunicarse con sus dioses.
Las propiedades medicinales del ololiuqui han sido mencionadas por Francisco Hernández, quien dice que es útil contra la gota. Por su parte, Acosta dice que la planta untada alivia las partes enfermas, por lo que se le llamó medicina divina.
PRINCIPIOS ACTIVOS:
Albert Hoffmann encontró en 1960 alcaloides del tipo del ácido lisérgico. Entre ellos obtuvo, en forma cristalina, la amida del ácido lisérgico y su epímero, la amida del ácido isolisérgico, ambos con fórmula C16H17ON3. Hoffmann ensayó las amidas del ácido lisérgico y del ácido isolisérgico, pero no encontró en ellos propiedades alucinógenas, pues sólo le produjeron cansancio, apatía y somnolencia.
Los glucósidos encontrados en la planta también tuvieron actividad relajante.
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.
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.
Entre las plantas venenosas que con mucha frecuencia se emplean en la preparación del curare se encuentran diversas especies de Strychnos. Estas plantas son muy venenosas debido a que contienen, entre otros alcaloides, la estricnina. Cuando un ser humano u otro mamífero es envenenado con curare, comienza por perder el habla, después se le paralizan los miembros y los músculos faciales, hasta que, finalmente, le llega la muerte.
Lavoisier demostró que el aire está constituido por nitrógeno y oxígeno, y que en la combustión el oxígeno se combina con el carbono de las sustancias orgánicas para dar bióxido de carbono y agua.
Basado en este descubrimiento, Lavoisier elaboró un método para analizar los compuestos orgánicos. Para saber cuántos átomos de carbono tenía una molécula, bastaba medir cuidadosamente el CO2 producido, y de la cantidad de agua obtenida, se calcularía el número de hidrógenos en la molécula.
Han pasado ya cerca de 200 años desde que se inició la química de productos naturalesy, sin embargo, sólo alrededor del 10% de las ± 500 000 especies de plantas que viven sobre la Tierra han sido estudiadas en busca de principios activos.
ZOAPATLE, CIHUAPALLI (MEDICINA DE LA 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 (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.
De otras especies de Montanoa conocidas también como zoapatle, y usadas con el mismo fin, se han aislado diterpenos con esqueleto de kaurano, tales como el ácido kaurénico, al que se le han encontrado propiedades relajantes de la actividad uterina.
IMPORTANCIA:
Nos acerca un poco a darnos cuenta de las propiedades de las plantas, las cuales nos pueden ser muy útiles en diversos aspectos, y los distintos usos que se les dan.
6.-FERMENTACIONES, PULQUE, COLONCHE, TESGUINO, POZOL, MODIFICACIONES QUÍMICAS.
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. Esta reacción, que ocurre en forma espontánea, provocada por microorganismos que ya existían o que cayeron del aire.
“PULQUE”
El pulque fue una bebida ritual para los mexicas, 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.
El aguamiel se consume directamente, siendo una bebida de sabor agradable que contiene alrededor de 9% de azúcares.
Esta bebida, llamada octli, tuvo una gran importancia a juzgar por los testimonios pintados en diversos códices.
A la llegada de los españoles, este vino blanco perdió, junto con su nombre (octli), su categoría y pasó, con el nombre de pulque, a ser la bebida de los pobres, quienes han mantenido su afición a él hasta nuestros días.
El nombre pulque se deriva de poliuqui, que significa descompuesto.
El procedimiento consiste en recoger el aguamiel y colocarlo en un recipiente de cuero, donde se lleva a cabo la fermentación provocada por la flora natural del aguamiel. Conforme la fermentación avanza, es controlada por catadores que vigilan la viscosidad y sabor para determinar el momento en que se debe suspender. El pulque es una bebida blanca con un contenido alcohólico promedio de 4.26%. Entre los principales microorganismos que intervienen en la fermentación se cuentan el Lactobacillos sp. y el Leuconostoc, que son los que provocan la viscosidad, y la Saccharomyces carbajali, que es la levadura responsable de la fermentación alcohólica.
El pulque es elaborado con la savia del Agave atrovirens.
“OTRAS BEBIDAS MEXICANAS OBTEBIDAS POR FERMENTACIÓN”
Colonche
Se conoce como colonche a la bebida alcohólica roja de sabor dulce obtenida por fermentación espontánea del jugo de tuna, especialmente de la tuna Cardona. 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 conoce como colonche a la bebida alcohólica roja de sabor dulce obtenida por fermentación espontánea del jugo de tuna, especialmente de la tuna Cardona. 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.
El colonche recién preparado es una bebida gaseosa de sabor agradable que con el tiempo adquiere sabor agrio.
Los estudios de Ulloa y Herrera señalan que la fermentación del jugo de tuna se debe, entre otros microorganismos, a una bacteria y a la levadura Torulopsis taboadae, que es la primera levadura aislada del colonche.
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; 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:
El pozol es maíz molido y fermentado que al ser diluido con agua produce una suspensión blanca que se consume como bebida refrescante y nutritiva.
El pozol es maíz molido y fermentado que al ser diluido con agua produce una suspensión blanca que se consume como bebida refrescante y nutritiva.
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. 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.
El pozol es un mejor alimento que el maíz sin fermentar, ya que entre los microorganismos responsables de la fermentación existen algunos fijadores del nitrógeno atmosférico, como el Agrobacterium azotophilum, y otros que le dan aroma y sabor, tales como los Saccharomyces cerevisae, que son los que producen alcohol.
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.
Al mezclarse la levadura con la masa de harina se lleva a cabo una fermentación por medio de la cual algunas moléculas de almidón se rompen para dar glucosa, la que se sigue fermentando hasta dar alcohol y bióxido de carbono (CO2).
“OTROS PRODUCTOS OBTENIDOS DE POR FERMENTACIÓN”
FERMENTACIÓN LÁCTICA:
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.
Las fermentaciones pueden ser provocadas por muy diversos microorganismos, por lo tanto, obtenerse diferentes productos, tales como ácido butírico, butanol, acetona, isopropanol, ácido propiónico y muchos otros más.
Las fermentaciones se han utilizado también para obtener corticoides.
IMPORTANCIA:
Este capítulo es importante, porque nos demuestra los diversos productos que se pueden obtener a través de la fermentación.
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.
El proceso de fabricación de jabón es, a grandes rasgos, el siguiente: se coloca el aceite o grasa en un recipiente de acero inoxidable, llamado paila, que puede ser calentado mediante un serpentín perforado por el que se hace circular vapor. Cuando la grasa se ha fundido ±8Oº, o el aceite se ha calentado, se agrega lentamente y con agitación una solución acuosa de sosa. La agitación se continúa hasta obtener la saponificación total. Se agrega una solución de sal común (NaCl) para que el jabón se separe y quede flotando sobre la solución acuosa.
Cuando el agua que se usa para lavar ropa o para el baño contiene sales de calcio u otros metales, como magnesio o fierro, se le llama agua dura.
Este tipo de agua ni cuece bien las verduras ni disuelve el jabón. Esto último sucede así, porque el jabón reacciona con las sales disueltas en el agua y, como consecuencia, produce jabones insolubles. Cuando se utilizan aguas duras, la cantidad de jabón que se necesita usar es mucho mayor, ya que gran cantidad de éste se gasta en la formación de sales insolubles. Como consecuencia, el jabón no produce espuma.
De la misma forma, cuando el agua dura se usa en calderas, la sal de estos metales se adhiere a los tubos dificultando el intercambio de calor y, por lo tanto, disminuyendo su eficiencia.
“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.
Los detergentes han resultado ser tan útiles, pero, contradictoriamente, han creado un gran problema de contaminación, ya que muchos de ellos no son desagradables.
Para evitar esto, se han hecho esfuerzos por sustituir la cadena lateral (R) ramificada por una cadena lineal, la que sí sería biodegradable.
“ENZIMAS”
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.
El problema con los obreros se debió principalmente a que los detergentes producen polvo que, al ser aspirado, pasa a los pulmones.
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.
Una sustancia con esas propiedades es la carboxi-metilcelulosa, que es eficiente en algodón y otras telas celulósicas, pero falla con telas sintéticas.
Los ácidos carboxílicos secuestran la dureza del agua reaccionando con las sales metálicas presentes en esas aguas.
El tripolifosfato de sodio es un excelente secuestrante; se empezaron a observar efectos de eutrofisación de las aguas, por lo que su uso está siendo severamente restringido.
“SAPONIÑAS”
Las saponinas se han usado también como veneno de peces, macerando en agua un poco del órgano vegetal que lo contiene. 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.
Entre las saponinas de naturaleza esteroidal son muy importantes los glicósidos cardiacos, obtenidos de la semilla de la dedalera.
Los glucósidos cardiacos se encuentran no sólo en la dedalera, sino que hay otras plantas que también las contienen, tales como las distintas especies de la familia Asclepidacea.
Esta familia de plantas es rica en ellos, y su principal característica es la producción de un jugo lechoso cuando se le cortan hojas o tallos.
Entre las asclepidáceas que han interesado a los investigadores se encuentra la Calotropis procera que crece en Asia y en África. Es una planta venenosa que ha sido utilizada para la medicina popular y como veneno de flechas, las sustancias que contiene esta planta son una serie de lactonas, entre las que se han podido caracterizar las llamadas calactina, calotropina y las sustancias que contienen nitrógeno y azufre en su molécula, como la voluscharina y la uscharina.
Los glicósidos cardiacos son saponinas producidas también por otras plantas venenosas, entre ellas las del género Strophantus.
IMPORTANCIA:
Nos demuestra el origen de los jabones y su composición, para un uso en común.
8.-HORMONAS VEGETALES Y ANIMALES, FEROMONAS, SÍNTESIS DE HORMONAS A PARTIR DE SUSTANCIAS VEGETALES.
L
AS 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.La existencia de auxinas fue demostrada por F. W. Went en 1928 mediante un sencillo e ingenioso experimento, que consiste: a varias plántulas de avena recién brotadas del suelo se les cortaba la punta, que contiene una vainita llamada coleóptilo; después del corte, la planta interrumpía su crecimiento. Si a alguna planta decapitada se le volvía a colocar la puntita, se notaba que reanudaba su crecimiento, indicando que en la punta de las plántulas de avena existía una sustancia que la hacía crecer.
Una sustancia estimulante del crecimiento de avena fue aislada de orina en 1934 por Kögl y Haagen-Smit. La sustancia activa fue identificada como ácido indol acético.
La manera en que las auxinas hacen crecer a la planta es por medio del aumento del volumen celular provocado por absorción de agua.
El ácido ribonucleico contenido en un frasco almacenado por largo tiempo en el laboratorio, se observó notable actividad hormonal. Cuando el contenido del viejo frasco se terminó se probaron ácidos ribonucleicos recientemente preparados, aunque con resultados decepcionantes, ya que el ácido ribonucleico nuevo no tenía actividad hormonal.
Los resultados anteriores fueron explicados pensando en que la sustancia responsable de la actividad hormonal no fuese el
ARN, sino un producto de su descomposición. Y efectivamente esta hipótesis fue probada al poder separar de ARN viejo una sustancia con actividad multiplicadora de células, a la que se llamó cinetina.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.
Todos hemos observado que en invierno las plantas dejan caer sus hojas, Las sustancias responsables de la caída de las hojas y frutos se llama ácido abscísico.
Con el descubrimiento del inhibidor del crecimiento, el ácido abscísico, se tiene un buen panorama de la regulación del crecimiento de las plantas; sin embargo todavía estamos muy lejos de conocer las funciones de muchas de las sustancias químicas que elaboran los vegetales.
Algunas otras plantas despiden sustancias tóxicas, ya sea por su follaje, cuando están vivas, o como producto de degradación, al descomponerse en el suelo. Estas sustancias que impregnan el suelo evitan la germinación y, en caso de que nazcan otras plantas, retardan su crecimiento, evitando así la competencia por el agua.
“EL MOVIMIENTO DE LAS PLANTAS”
Todos estos movimientos de las plantas son provocados por sustancias químicas.
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 nocturno se debe a la sustancia fotoinestable PPLMF-l, Posiblemente esta sustancia inestable a la luz solar se forme sólo de noche y provoque el doblado de las hojas, y que por la acción de la luz del día, la sustancia forme un equilibriocis trans que no es suficientemente activo, dejando por lo tanto que la hoja, ya sin peligro de helarse, tome su posición normal, apropiada para efectuar su fotosíntesis.
“MENSAJEROS QUÍMICOS EN INSECTOS Y PLANTAS”
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.
Las kairomonas son sustancias que denuncian a los insectos herbívoros ante sus parásitos, a los que atraen. Sobre ellos depositan sus huevecillos para que, cuando nazcan, las larvas se alimenten de ellos.
Las kairomonas probablemente sean producidas por la planta de la que se alimenta el insecto herbívoro, el cual, al comerlas, las concentra en su cuerpo atrayendo a su parásito. De esta manera la planta se defiende de forma indirecta, ya que el insecto que la devora concentra la sustancia que lo delatará.
“FEROMONAS DE MAMÍFEROS”
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.
“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.
La hormona responsable de estas características en la mujer se llama estradiol.
Existen dos sustancias sintéticas que, 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 (ANTICONCEPTOS)”
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.
“ESTEROIDES CON ACTIVIDAD ANABÓLIGA”
USO EN 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.
“EFECTOS SECUNDARIOS”
El uso de esteroides anabólicos ayuda al desarrollo muscular, pero por desgracia existen efectos secundarios que pueden ir desde mal carácter y acné, hasta tumores mortales; aunque de ello no existen datos precisos.
Los daños al hígado están perfectamente documentados en personas que abusan de los esteroides. Algunos atletas han muerto por desarrollar tumores cancerosos en el hígado. Otros efectos laterales están relacionados con el efecto hormonal: algunos sufren de acné, calvicie y alteración del deseo sexual. Peor todavía, algunos atletas del sexo masculino han sufrido agrandamiento del busto.
Si los efectos secundarios en el hombre son molestos, en la mujer son más preocupantes: aumento de vello en la cara, caída del pelo, voz más grave, crecimiento del clítoris e irregularidades en el ciclo menstrual, son sólo algunos de los trastornos reportados en mujeres que toman drogas anabólicas.
“HORMONAS HUMANAS A PARTIR DE SUSTANCIAS VEGETALES”
Ciertamente, el metabolismo animal transforma sustancias vegetales en hormonas animales. El hombre, ha hecho posible la transformación química de sustancias vegetales en hormonas sexuales y otras sustancias útiles para corregir ciertos desarreglos de la salud.
Sustancias químicas con el esqueleto básico de las hormonas sexuales y de otras sustancias indispensables para el buen funcionamiento del organismo humano existen en los vegetales en forma natural. Estas sustancias, llamadas saponinas, por tener una molécula básicamente semejante son importante materia prima para la elaboración de drogas esteroides de gran utilidad.
“ESTEROIDES ÚTILES ACTIVOS”
La sarsasapogenina es enseguida sometida a la degradación descubierta por R. Marker, y modificada en 1959 por Wall y Serota, que consiste esencialmente en un tratamiento a alta temperatura y presión con anhídrido acético. La sustancia obtenida de esta degradación es materia prima apropiada para ser transformada en esteroides de tipos muy variados.
IMPORTANCIA:
no solo demuestra la importancia de hormonas del ser humano, sino que de igual manera el de las plantas y animales, y la manera en que son indispensables para el crecimiento y el poder dar diferencia entre géneros.
9.- GUERRAS QUÍMICAS, ACCIDENTES QUÍMICOS
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.
Muchos insectos poseen glándulas en donde se acumula el veneno, teniendo cada uno una manera propia de inyectarlo. Las arañas, por ejemplo, tienen sus glándulas venenosas en el cefalotórax y le inyectan veneno a su presa.
Los mamíferos también poseen armas químicas. Es bien conocido por todos el arma tan poderosa que posee el zorrillo. Cuando este animal es atacado por un depredador, ya sea el hombre u otro animal, utiliza su arma química: lanza con fuerza un líquido irritante con un olor desagradable que persiste por horas y aun por días en los objetos que tocó. Entre los componentes del olor a zorrillo se encuentra el butil mercaptano.
“EL HOMBRE USA LA QUÍMICA PARA LA GUERRA”
Posiblemente la primera reacción química que el hombre aprovechó para destruir a su enemigo fue el fuego.
Al pasar el tiempo el hombre inventa un explosivo, la mezcla de salitre, azufre y carbón, que es usada en un principio para hacer cohetes que alegraron fiestas y celebraciones. Pero el hombre no se ha conformado con fabricar armas basadas en en reacciones químicas, sino que ha manipulado el átomo para crear la bomba atómica.
“USOS DE SUSTANCIAS TÓXICAS EN LA GUERRA”
Las sustancias de alta toxicidad fueron utilizadas como armas químicas en la primera Guerra Mundial.
os 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.
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.
“GASES NEUROTÓXICOS”
Los alemanes desarrollaron a finales de la segunda Guerra Mundial los gases neurotóxicos sarina o GB y tabun.
Estos gases son más letales que las armas químicas usadas en la primera Guerra Mundial. Son inodoros, por lo que es muy difícil detectarlos antes de que hayan hecho daño mortal.
“ESPIONAJE QUÍMICO. EL POLVO DE LOS ESPÍAS”
El aldehído aromático 5(4-nitrofenilo)-2,4-pentadien -1-al ha sido usado para marcar el camino seguido diariamente por personas sometidas a investigación. El aldehído, que es un polvo amarillo, se coloca sobre objetos que normalmente se tocan, tales como el volante del automóvil, el pasamanos de la escalera y la cerradura de la puerta. La sustancia, colocada en pequeñas cantidades, se adhiere a la mano y luego puede ser detectada en los objetos que el individuo tocó posteriormente.
Para detectar el aldehído se desarrolló un procedimiento analítico que consiste en pasar un algodón humedecido con alcohol sobre el objeto tocado.
“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.
“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.
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.
“LLUVIA AMARILLA, POSIBLE USO DE MICOTOXINAS COMO ARMAS DE GUERRA”
Se pensó en la posibilidad de que la lluvia amarilla tuviese que ver con alguno de los productos químicos usados en la guerra, tales como gases neurotóxicos. A pesar de que las víctimas presentaban síntomas como irritación de la piel, vómitos, diarrea, temblores y muertes frecuentes, los primeros análisis no encontraron en las víctimas evidencias de gases lacrimógenos, gas mostaza o gases neurotóxicos.
Las micotoxinas que se cree que se encuentran en la lluvia amarilla son las llamadas tricotecenos y son producidos por un hongo del género Fusarium. Una de estas toxinas es la llamada deoxynivolenol (DON) o vomitoxina.
EL metileno, este gas, altamente tóxico, se emplea en la fabricación del insecticida carbaril (1-naftil-metil carbamato), el que a su vez se prepara con metil amina y con el también gas muy tóxico fosgeno.
Las consecuencias de dicho accidente son de imaginarse.
IMPORTANCIA:
Nos da a conocer una de las muchas formas de defensa y ataque de las plantas y animales, y la inconsciencia del ser humano en el empleo de las sustancias químicas.
RESEÑA GENERAL DEL LIBRO:
En este libro, puede ser de gran utilidad para cualquier tipo de lector, ya que en su contenido tiene datos interesantes sobre el uso de la química en distintos aspectos de la vida. Desde la creación del universo hasta el uso de ella en armas letales. La química un fundamento de la vida.
Después de la dicha de la creación del universo, existieron una serie de descubrimientos, como los elementos, los cuales un tiempo después fueron clasificados en un instrumento indispensable “La Tabla Periodica de los Elementos”.
Data sobre la importancia acerca del agua y muchos de sus usos, y el tratar de dar una pequeña idea de la tierra primitiva, sin la total evolución del ser humano.
Derivado de esto algo de igual o mayor importancia es el carbono, el cual es utilizado en diversas formas para el ser humano, obteniendo sus derivados tales como el grafito y el diamante (con sus diferentes propiedades cada uno).
Pero debido a la gran inteligencia del hombre, su intelecto, de igual manera en este libro nos da brinda unos conocimientos acerca de algunos descubrimientos a través del tiempo acerca del universo y los planetas cercanos a la tierra. Hablando un poco en general de nuestro planeta, el libro habla sobre información de la capa de ozono y como esta nos protege de varias causas seberas para nuestra salud, tales como: los rayos ultravioleta que el ojo humano no puede percibir a simple vista. La explicación acerca de la luz que puede ser y no ser percibida por el ojo, las longitudes de onda etc…
El libro también da una pequeña introducción de el hombre primitivo y el descubrimiento de una de las herramientas mas grandes en la actualidad, el fuego. La importancia de este en sus alimentos y formas de vida, y el seguir descubriendo nuevas cosas tales como fundición de piedras, etc… hasta la edad de los metales.
La distinción del ser humano entre los de mas animales por la capacidad de poder pensar, a su cerebro y el gran desarrollo del mismo.
Un factor muy importante fue el uso de las plantas, en distintos aspectos, medicinales o cualquier otro uso. Fue algo muy importante para el ser humano, ya que se descubrió que podría tener un muy buen uso medicinal, por lo que se logro un gran avance en el conocimiento de la estructura de las plantas. Asi mismo, estas fueron utilizadas para las distintas necesidades humanas.
Las sustancias fermentadas y los diferentes productos que pueden ser obtenidos de esta, la creación del jabon y las funciones que este emplea en la vida cotidiana, al igual que su composición y forma de ser creado.
Uno de los factores a destacar es la importancia de las hormonas que existen en todos los seres vivos, desde plantas hasta humanos. Sin estas los seres humanos no podrían llevar su desarrollo, en las plantas ayudando a su crecimiento y en los animales en la distinción entre hembras y machos, en los seres humanos es un factor importante tanto para hombres como mujeres. El uso de esteroides y la sobre dosis de las hormonas para beneficios fuera de lo común.
Para llegar al finalizar con un tema en donde la química tiene una importancia relevante ante la mayoría de las cosas y en el uso de las armas químicas en las guerras.
Comenzando desde el factor de alimentación de las plantas y los animales, el desarrollo de sus defensas, y en el ser humano hasta la llegada de armas mortales para la vida.
Este libro, en general nos habla de la manera en que es indispensable la química en cualquier proceso de la vida, desde el crecimiento hasta llegar a cosas sin aun, una explicación más coherente….
Nomenclatura UIQPA:
La Nomenclatura IUPAC es un sistema de nomenclatura de compuestos químicos y de descripción de la ciencia y de la química en general.
La función principal de la nomenclatura química es asegurar que la persona que oiga o lea un nombre químico no albergue ninguna duda sobre el compuesto químico en cuestión, es decir, cada nombre debería referirse a una sola sustancia. Se considera menos importante asegurar que cada sustancia tenga un solo nombre, aunque el número de nombres aceptables es limitado
Las reglas de la UIQPA para nombrar un alcano complejo o ramificado son las siguientes.
·
El nombre genérico corresponde al hidrocarburo o a la respectiva función.
· Se elige la cadena continua más larga de átomos de carbono. Esta cadena determina el nombre base del compuesto.
· Cada ramificación de la cadena principal se considera como sustituyente que se deriva de otro hidrocarburo, para este sustituyente se cambia el sufijo ano por il.
· Se enumeran los carbonos de la cadena base continua, de modo que los sustituyentes queden ubicados en los números más bajos.
· Cada sustituyente recibe un nombre y un número. Para grupos sustituyentes iguales se utilizan los prefijos di, tri, tetra, etc., y se repiten los números en la escritura.
· Los números se separan entre sí por comas y las letras por guiones.
· El nombre de los grupos sustituyentes se escribe en orden de complejidad, o sea, de acuerdo al número de carbonos, así: metil, etil, propil, butil, etc. y antes del nombre base del compuesto.
· En compuestos donde uno de los sustituyentes sea un derivado halogenado, éste se escribe en primer lugar. Si hay más de uno, se escribe en orden alfabético, indicando la posición con números la posición. Ejemplo: Bromo, Cloro, Yodo.
· Cuando hay dos cadenas de igual longitud que puedan seleccionarse como principales, se escoge la que tenga mayor número de sustituyentes.
· Cuando la primera ramificación se encuentra a igual distancia de cualquier extremo de la cadena más larga, se escoge la numeración que dé el número más bajo a los radicales y cuya suma sea la menor.
· Cuando sean hidrocarburos insaturados, se determina la cadena que presente el mayor número de carbonos, pero en ella deben quedar incluidos el doble y el triple enlace.
· Los carbonos en este caso se enumeran empezando por el extremo más cercano al enlace múltiple y se indica su posición anteponiendo al nombre, el número en el cual se encuentra el enlace.
· Si es un hidrocarburo alicíclico se antepone el prefijo ciclo al nombre del hidrocarburo normal de igual número de carbonos. Si hay ramificaciones, el anillo se enumera de tal manera que la posición de ellas quede indicada por los números más pequeños.
Escritura de fórmulas
ESCRITURA DE FÓRMULAS QUÍMICAS.
1. Escribir, primero, el símbolo del elemento con carga positiva.
(Número de Oxidación Positivo)
2. Escribir, en 2º lugar el símbolo con carga negativa.
(Número de Oxidación Negativo)
3. Colocar, en la parte superior los números de oxidación de cada elemento, sin carga es decir sin símbolo.
4. Intercambiar, los números de oxidación.
5. Checar que la carga eléctrica sea neutra o igual a cero.
FÓRMULA QUÍMICA DE LOS HIDRUROS.
1. Escribir primero el símbolo químico del metal.
2. Escribir el símbolo químico del hidrógeno.
3. Escribir la valencia (Números de Oxidación) de cada uno de los elementos químicos (sin signo).
4. Intercambiar los números de oxidación participantes.
5. Comprobar que el compuesto este neutro.
NOMENCLATURA PARA LOS HIDRUROS.
1. Escribir ,la palabra "hidruro".
2. Escribir, el, nombre del metal.
3. Si el metal trabaja con varias valencias, escribir entre paréntesis con número romano su valencia (Número de oxidación).
4. El nombre común de los hidruros se obtiene con ayuda de las terminaciones "oso" e "ico". Estas terminaciones se utilizan cuando los elementos participantes trabajan con varias valencias, cuando se emplea la valencia menor se hace uso de la primera terminación cuando se utiliza la valencia mayor se hace uso de la segunda terminación.
NOMENCLATURA DE HIDRÁCIDOS.
1. Anteponer la palabra ácido.
2. Colocar el nombre del no metal.
3. Añadir la terminación "hídrico".
NOMENCLATURA OXIDOS METALICOS.
1. Colocar la palabra óxido.
2. Colocar la preposición "de".
3. Colocar el nombre del metal.
4. Colocar entre paréntesis con un número romano el número de oxidación del metal.
5. Para el nombre común se hace uso de la terminación oso para la (valencia menor) e ico para la (valencia mayor), si el metal trabaja con varias valencias.
NOMENCLATURA DE LOS HIDRÓXIDOS.
1. Se antepone la palabra hidróxido.
2. Se coloca el nombre del metal.
3. Indicar con un número romano que se encierra en un paréntesis el número de oxidación del metal.
4. El nombre común se escribe con ayuda de las terminaciones: oso e ico, la primera se emplea cuando el metal trabaja con la menor valencia y la segunda cuando el metal trabaja con la mayor valencia.
NOMENCLATURA DE OXIÁCIDOS.
1. Anteponer la palabra ácido.
2. Colocar el nombre del radical.
3. Anexar la terminación "oso" al radical cuando este trabaje con su menor número de oxidación e "ico" cuando éste trabaje con su mayor número de oxidación.
NOMENCLATURA DE SALES BINARIAS
1. Colocar el nombre del no metal.
2. Agregar la terminación uro al no metal.
3.
Colocar, el nombre del metal.
4.
Escribir entre paréntesis con un número romano el número de oxidación del metal.
5.
Para escribir el nombre común se utilizan las terminaciones: "oso" e "ico", cuando los metales trabajen con dos o más valencias. Se asigna la primera terminación cuando el metal trabaja con su menor número de oxidación y la segunda cuando trabaja con su mayor número de oxidación.
NOMENCLATURA DE OXISALES.
1. Colocar, el nombre del radical.
2. Agregar, la terminación ito (menor valencia) y ato (mayor valencia) al radical.
3. Agregar, el nombre del metal correspondiente.
NOMENCLATURA PARA SALES ÁCIDAS
1. Escribir el nombre del radical con el prefijo "bi".
2. Anotar el nombre del metal.
Tipos de fertilizantes:
Fertilizantes inorgánicos:
Pueden ser de origen natural, es decir los q son extraidos de la tierra, o los sinteticos elaborados por el hombre.
Generalmente los de este tipo son de acción rápida y estimulan el crecimiento de las plantas.
Fertilizantes organicos:
Estos pueden ser de origen animal o vegetal, la mayoría son de acción lenta, ya que proporcionan nitrógeno organico que debe ser transformado en inorgánico por las bacterias del suelo. Como estos organismos no actúan en sueleos frios, acidos o empapados, su fertilidad y rapidez dependen del terreno.
Estos fertilizantes efectúan un suministro continuo de alimento a las plantas.
COMPOSICION:
Fertilizantes simples: están formados por un solo ingrediente activo. Generalmente contiene un solo alimento vegetal básico o pequeñas cantidades de otros.
Fertilizantes compuestos: están contituidos por mezclas de ingredientes activos y generalmente contienen los 3 nutrientes vegetales principales.
CARACTERISTICAS:
Solidos:
Existe distintos tipos de abonos solidos:
Polvo, granulados, en pastillas.
Fertilizantes liquidos q se aplican directamente a las plantas.
También existen los abonos foliares, pueden ser solos o mezclados con pesticida, son muy utiles especialmente para aplicar en rosas y plantas enfermas.
Obtención de sales:
Existen variadas formas de obtener sales, las más comunes son de la reacción de un acido y una base.
Generalmente se clasifican los métodos de obtención de acuerdo al mismo tipo de sal (sal binaria, terciaria, cuaternaria)
Los 3 metodos son:
1) ACIDO + METAL PUROà SAL+HIDROGENO DIATOMICO
2)ACIDO + OXIDO BASICOà SAL + AGUA
3)ACIDO + HIDROXIDOà SAL+ AGUA.
