Capítulo 6, versión 3. QUÍMICA...
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Capítulo 6
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La fecha de caducidad de los yogures
Un yogur, sin aditivos de proteínas, almidones u otras historias puede mantenerse comestible durante meses sin necesidad de refrigeración (siempre que no se abra).
En efecto, conforme pasa el tiempo, la fermentación del yogur aumenta, con lo que la cantidad de ácido producida en ella aumenta. La fecha de caducidad representa, a efectos prácticos, la fecha en la cual el yogur se ha vuelto lo suficientemente ácido como para que el consumidor lo rechace. Con la fecha de caducidad, el fabricante intenta evitar que asocien su marca con yogures ácidos (son poco comerciales).
Pero el hecho de que el yogur se haya vuelto ácido no quiere decir, ni mucho menos, que sea perjudicial para la salud. Más bien al contrario. En general la capacidad de crecimiento de un posible microorganismo contaminante decrece con el aumento de la acidez del medio, por lo que cuanto más ácido se vuelve el yogur más seguro es (siempre que permanezca cerrado). De esta forma, un yogur sin aditivos puede mantenerse perfectamente comestible durante meses (si la acidez no te molesta), incluso fuera del refrigerador.
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El hombre primitivo ya hacía una química que no comprendía, misteriosa, pero que le resultaba fascinante. Luego de dominar el fuego pudo controlar su acción y observar sus resultados. Veía que la leña seca desaparecía al quemarla, algo salía con el fuego hacia arriba, (vapor de agua y otros gases a temperaturas altas) y en el suelo quedaban una cenizas, muy diferentes a la leña. No podía entender que la luz del fuego se debe a partículas con carbono incandecente ¿Que había pasado en realidad?, -se preguntaba.
Su curiosidad y la casualidad lo llevo a calentar piedras. Algunas pocas hasta hacerlas líquidas. Desde el 3.000 al 1000 a de C. se va desarrollando la tecnología del cobre y del bronce y más tardíamente del hierro. Tanto que existe una edad de bronce (buscar). Comienza una tecnología que nos diferencia claramente de los animales
6.1.2-La edad del bronce y del hierro se superponen.
El desarrollo de las tecnologías es distinta en diferentes regiones geográficas. El hierro se obtenía por reducción del óxido de hierro calentando los minarales con leña. No fué fácil obtener las temperaturas requeridas, ni dominar los procesos de separación. Hubo muchos siglos de pruebas y más pruebas, hasta que controlaron el proceso. Cada región de una forma diferente . El bronce y luego el hierro, fue usado para armas, para utensillos y hasta para el arte.
6.1.3-¿Como obtenían el Hierro?
Primero de los meteoritos que lo traen puro. En la naturaleza hay varios compuestos de hierro, entre ellos varios óxidos. Estos en presencia de productos vegetales, a alta temperatura ceden el oxígeno al carbono, desprendiendo el famoso CO2 (proceso de reducción contrario a oxidación) y otros residuos. Hicieron grandes esfuerzos por conseguir altas temperaturas para fundirlo y purificarlo. Lograron vertir al hierro puro, en estado líquido en moldes hechos en la misma tierra, para darles forma.
Sin tener mucha idea química de lo que estaban haciendo, lograron herramientas poderosas y duraderas. Descubrieron que adicionando un poco de carbono el hiero mejoraba su calidad. Existen varios óxidos de hierro y varios compuestos en base al hierro, que es uno de los elementos más abundantes de la naturaleza.
6.1.4-Antes de la química fue la alquimia.
Mucho tiempo trabajaron casi al azar sin tener ninguna teoría que los respaldara. La experiencia era todo. Una práctica con substancia de la naturaleza y el fuego. Como no tenían idea de la química científica inventaban teorías (creencias) raras que hoy nos parecerían absurdas. A la vez los alquimistas invocaban elementos espirituales y mágicos para que las reacciones ocurrieran. Recibían una preparación espiritual sin la cual no podían ejercer sus funciones. todo rodeado de un gran misterio. Estas prácticas consistían en preparar sustancias o pócimas para curar o a veces para hacer daño a terceros, o para fines diversos. Buscaban transformar metales en oro, encontrar substancias que den vida eterna, y remedios generales para todas las enfermedades. Y en general se la creían y lo hacían creer a la sociedad. En esto se ve cómo la creencia es hija o consecuencia de la ignorancia. Sólo el estudio serio y sistemático puede hacer teorías científicas
6.1.5-La alquimia fue el inicio de la ciencia química.
Siempre estaba el componente espiritual y misterioso. Los alquimistas eran, durante la edad media, señores respetables muchas veces ligados a la iglesia dominante. Hacían lo que hacían probando cosas nuevas. Jugaban con los 4 elementos aristotélicos: tierra, aire, fuego y agua casi sin metodologías. Sólo basados en sus creencias. Y muchas veces obtenían resultados. Fue una práctica mundial. Hay rastros en China, India y no solo en Europa. Encontraron muchos productos puros, homogéneos, que hoy conocemos como substancias químicas. Compuestos con azufre, carbono, nitratos, metales, sales y muchos más como la pólvora o colorantes y otros. Los procedimientos solían registrarlo secretamente y con registros encripatados. SIN EMBARGO, cuando repetían los procedimientos se repetían los resultados: Puede decirse que la alquimia es, de alguna manera, precursora del pensamiento científico,
6.1.6-Los alquimistas pretendían convertir el plomo en oro.
Ellos probaban mezclando todo tipo de substancias y sometiéndolas al fuego. Con diversos metales obtenían aleaciones creyéndolos productos nuevos. No es de extrañar que creyeran que era posible obtener oro en algunas de sus pruebas. No nos sorprende que mezclaran todo, incluyendo las creencias y prácticas religiosas asociadas. Incluian cábalas y magias. Hacían pruebas al azar, tratando de evitar las sustancias peligrosas. Pero de tanta mezclas siempre encontraban algo útil de pura casualidad. Por ejemplo la alquimia china descubrió la pólvora. Sus prácticas fueron menguando de a poco a medida que la ciencia progresaba. Pero aun hoy día algunas de sus prácticas y creencias acientíficas está en vigencia. Sepamos distinguirlas.
6.1.7-De la alquimia podemos concluir varias cosas:
-El hecho de poder repetir las experiencias en el “laboratorio” desarrolla el método científico experimental.
-Pronto advirtieron que debían ser muy cuidadosos en repetir las condiciones y las proporciones de las substancias intervinientes en sus experiencias, para obtener los mismos resultados
-Que aun haciendo pruebas sin sentido pueden salir elementos útiles. Muchos descubrimientos fueron y son casuales.
-Que el estudio sistemático, científico, bien registrado, de los fenómenos repetitivos, nos permite ir por caminos mucho más seguros y productivos.
-Que buscar una teoría general detrás de los comportamientos particulares es construir ciencia: útil, verdadera, universal y reproducible. La QUIMICA lo consiguó.
-Creo que el progreso y la racionalidad también están relacionados con la respuesta social al trabajo científico.
La aparición de la era industrial, tecnológica y científica en los siglos 18 y 19 fue contagiando los métodos a los antiguos alquimistas. Muchos científicos, estimulados por los resultados de la incipiente ciencia, se involucraron dentro de la alquimia y comenzaron a desprenderla del misticismo y la magia. El estudio, el registro y los procedimientos se hicieron más exactos, y de a poco pudieron valorar mejor los resultados. Las mediciones de las cantidades de substancias dieron pautas fundamentales de las reacciones químicas y muchos (buscar) comenzaron con la sistemática científica. Recién entonces se elaboraron teorías que sometieron a la metodologia de falsación, logrando las bases de la química moderna: la teoría de la valencia y la afinidad.
6.2.2-El calor favorece la actividad química.
Desde el nacimiento de la tierra hace unos 4,5 Ma (millones de años) la actividad química natural fue siempre en incremento. El calor del sol, los vientos y las lluvias disgregaron las rocas. La vida está altamente relacionada con la actividad química del planeta. Cada vez más la tierra se convirtió en un laboratorio químico en el que se formaban substancia cada vez más complejas. Y el desarrollo de la vida contribuyó decisivamente a esto. Las substancias más simples se unían gracias al calor del sol, cuya energía quedaba encerrada en las sustancias complejas en las hojas de los vejetales y otas sustancias biológicas. De tanto en tanto, esa enorme cantidad de energía acumulada en forma de biomasa, podía arder en una sequía. Otras grandes biomasas quedaban sepultadas por los cataclismos naturales, formando en muchos años los combustibles fósiles.
6.2.3-El agua y la trituración:
Casi toda la actividad química natural se desarrolló en el agua. La tituración hace poner a las substandias y a los elementos en contacto directo e intimo. cuanto más cerca de las dimensiones moleculares mejor. Muchas substancia en un caldo con movimientos al azar aumenta la probabilidad de reacciones químicas. No es casual que nuestra boca tenga un aparato dental que triture los alimentos y que la saliba contibuya a la trituración. Esos alimentos van a ser digeridos. Un proceso químico para obtener esas substancia que habrán de pasar al torrente sanguíneo para incorporarse a las funciones celulares. Aprovechemos a señalar que la buena masticación en calma es lo indicado.
6.2.4-La química ha descifrado la estructura de las substancias.
Ya hace varios siglos se descubrió que existen del orden de 100 átomos diferentes (elementos), que se fueron encontrando de a poco. Es importante verlos como ladrillos básicos para construir moléculas. Como esos juegos de los chicos pero mucho más rico, variado y en 3 dimensiones. Algunos átomos tienen afinidad para unirse entre si y formar moléculas. Algunas moléculas tienen muchos más átomos que un rompecabezas de los más grandes y mucho más complejo, y en tres dimensiones. El agua es una de las molécula más sencillas (H2O). Se conocen más de un millon de moléculas diferentes, la gran mayoría, productos que contienen carbono, o sea producido por los seres vivientes, vegetales o animales.
6.3.1-Los elementos químicos.
Mirá la tabla de Mendeleiev, allí los tenés a todos bien ordenados. Fijáte que el primero se llama hidrógeno y el segundo helio. Todos tienen un nucleo central compuesto por N protones y la misma cantidad de neutrones o bien algunos neutrones más. Al número N se le llamana "número atómico". Para el hidrógeno, N=1. Cada átomo tiene también N electrones, igual a la cantidad e protones. Como la cantidad de protones (cargas unitarias positivas) es igual a la cantidad de electrones, cada átomo en si mismo, neutro porque las cargas + y - son iguales. Los electrones son mucho más livianos que el protón, unas 2000 y pico veces. Cada nucleo tiene generalmente algunos neutrones más que protones. Por ejemplo el Uranio, N=92, puede tener entre 142 y 146 neutrones. Entonces existen 6 variedades isotópicas del Uranio. Sólo 3 se encuentran en el Uranio natural. Los isótopos no pueden distinguirse quimicamente pues todos tienen la misma distribución electrónica. Para separarlos es un verdadero problema y hay que acudir a métodos de la física como la centrifugación.
6.3.2-Los electrones externos o de valencia.
Hay dos interpretaciones de la afinidad química. Las moléculas pueden presentarse como iones positivos cuando les faltan uno o varios electrones. Los iones pueden ser negativos cuando tienen electrones sobrantes. Cuando están en un medio acuoso u otros líquidos, los iones de distinto signo se atraen o se pegan unos con otros y forman una nueva molécula neutra, mucho más estable. La otra interpretación es algo así como que algunos electrones de la capa exterior son compartidos por ambos núcleos para cumplir la norma de los 8 electrones de la capa experior. O más complicado, para cumplir con las ecuaciones generales que requiere el movimiento electrónico y cumplir los postulados de la mecánica cuántica. O sea que toda la actividad química se debe a los electrones más externos, que son los más sueltos, los que tienen menos energía respecto al nucleo.
6.3.3-Número atómico y peso atómico
Ya te debés acordar que los átomos van desde el Hidrógeno, que es el más liviano a los más pesados, uno de cuyos exponetes es el conocido Uranio de número atómico 92. ¿te acordás? ¿no? (buscá la tabla de Mendeleiev). El número atómico N está dado por el número de protones en su núcleo. Y sabés también que es el peso molecular de cada elemento. Como los núcleos también tienen neutrones (que pesan casi igual que los protones), tantos como protones o más, el peso molecular es la suma de los protones más los neutrones. Es un número un poco mayor que el doble de su número atómico. Luego me vas a contar que son las variedades isotópicas de un elemento (buscar).
6.3.4-La tabla de Mendeleiev
Es unos de los grandes logros que ciencia química fue construyendo de a poco. Ordenar los elementos por su peso atómico, y por otras propiedades. La tabla fue muy útil para estudiar tales propiedades de los átomos y una gran ayuda para desenmarañar sus propiedades atómicas, como así también entender mejor las hipótesis de la mecánica cuántica.
6.3.5-El número de Abogadro
El peso atómico de un átomo es el peso promedio medido en cantidad de protones y neutrones (Buscá variedades isotópicas). Los electrones entran muy poco en cuanto al peso porque son mucho más livianos. Aunque nos sorprendamos, hace unos 200 años, un tal Abogadro descubrió cuanto pesa un protón, o, lo que es lo mismo, cuantas unidades sumadas de protones y neutrones hay en una cantidad de cualquier substancia. Por ejemplo en 12 gramos de Carbono 12 hay 602.200.000.000.000.000.000.000 moléculas. Ni los cuentes: es un 6 seguido de 23 ceros (aprox) 6,02x(10potencia23=10^23). Este número es otro de los grandes descubrimientos de la ciencia. ¿Cómo lo descubrieron? Buscalo si te interesa porque aquí se excede el objetivo, y es algo complejo.
6.3.6-¿Que es un mol de una substancia?
Como se usa mucho, conviene que tengas una idea. Un mol es el número de Abogadro de moléculas de una substancia. Entonces 12 gramos de carbono es un mol, es una medida de la contidad de substancia, de la masa (ojo, no del peso)(ver). se usa mucho porque para obtener un mol de una substancia necesitamos una cantidad entera en moles de sus componentes o fracciones simples. o sea que para formar ClNa (sal común) o cualquier substancia) debemos unir 1 mol de cloro con 1 mol de sodio para obtener un mol de ClNa (o sus múltiplos o submúltiplos) (¿Se entiende el motivo?)
6.3.7-Más sobre los iones;
Los elementos químicos o sustancias compuestas tienen tendencia a ganar electrones o perderlos. Depende de la estructura de electrones de la capa exterior de que sea más o menos fácil convertirse en un ion + (cationes) o ion - (aniones). En estado iónico las substancias ionizadas de signos opuestos tienen tendencia a unirse formando otras substancias. La capacidad de formar iones simples, o dobles, o triples (depende de la carga) está relacionado con las valencias de las substancias. Entonces, los iones tienen alta tendencia a producir reacciones químicas.
6.3.8-El agua pura es neutra.
En ese caso se dice que su pH es 7 (buscar). Pero si se le disuelen ciertas subsatancias que aumentan la abundancia de iones positivos, entonces su pH es menos que 7 (ácido), y si la sustancia favorece a los iones negativos su pH va desde 7 a 14 (alcalino o básico) Entonces el Ph indica el grado de acidez o alcalinidad de las sustancias. Hay aparatos que permiten medirlo, pero lo más práctico es el papel de tornasol u otras sustancias indicadoras.
6.3.9- Oxidación reducción
-Una sustancia quimica reductora cede electrones al medio y aumenta su estado de oxidación. Por ejemplo el óxido de hierro se reduce para obtener el hierro
-Un oxidante capta electrones del medio y disminuye su estado de oxidación. por ejemplo el cloruro de sodio, ClNa, (sal) se oxida para dejar libre al Cl.
-Los minerales de los metales (generalmente óxidos y también sales) son reducidos para obtenerlos en estado puros
Los polímeros naturales están estructurados con el carbono. Son moléculas muy grandes pero formadas en una larga línea con sus eslabones iguales o similares. La celulosa o el famoso ADN son polímeros naturales. A los eslabones de la cadena que forma el polímero se lo llama monómero.
La industria ha logrado una inmensa variedad de polímeros, con propiedades muy diversas. Los materiales llamados plásticos son polímeros. A tal punto se saben los comportamientos de los polímeros y monómeros que es posible en muchos casos diseñar productos que tengan determinadas propiedades.
La química biológica genera polímeros que son enormes moléculas formadas por substancia iguales o parecidas químicamente unidas entre si en cadenas muy largas. Por ejemplo las proteínas y el DNA. También la química industrial, no hace muchos años, aprendió a producir polímeros de propiedades muy variadas y relativamente controlables y predecibles. Es la industria del plástico que revolucionó la producción de materiales.
6.4.2 El carbono.
Antes de los años 1930 se pensaba que los compuestos orgánicos no podían fabricarse debido a que se requería algo así como una “fuerza vital” que sólo podían otorgarla los seres vivos. Pero el mito se fue rompiendo de a poco al comprobar que más y más substancias con Carbono e hidrógeno podían sintetizarse. También suelen contener elementos como el azufre, el nitrógeno, el oxígeno y los halógenos.
El Carbono tiene 4 electrones en su capa exterior (llamada de valencia) y de allí su habilidad para formar mútiples compuestos. El Carbono comparte los electrones de su capa exterior (enlaces covalentes) Por ejemplo 4 átomos de hidrógeno, que tienen un solo electrón comparten con el Carbono, formando el metano: CH4. El C busca completar 8 electrones y eso lo lleva a compartir electrones, mientras que el hidrógeno tiene un sólo electrón y requiere dos según la teoría.
6.4.3-La química biológica
estudia los hidratos de carbono, los lípidos (grasas) y fundamentalmente las proteínas. Todos estas substancias que ingerimos son metabolizadas por otros productos químicos para cumplir con su función biológica, Función sumamente compleja que consiste en la fabricación de innumerables otras substancias biológicas que hacen al funcionamiento de los mecanismos vitales. Los organismos vivos se controlan y regulan en base a substancias que activan o inhiben ciertas funciones biológicas. La identificación y reconocimiento de tales substancias es uno de sus más importantes objetivos. Una de las actividades muy importantes de esta química es el estudio de las proteínas, y su función biológica.
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Capítulo 6
QUÍMICA
Curiosidades; tomado de Internet.“
La fecha de caducidad de los yogures
Un yogur, sin aditivos de proteínas, almidones u otras historias puede mantenerse comestible durante meses sin necesidad de refrigeración (siempre que no se abra).
En efecto, conforme pasa el tiempo, la fermentación del yogur aumenta, con lo que la cantidad de ácido producida en ella aumenta. La fecha de caducidad representa, a efectos prácticos, la fecha en la cual el yogur se ha vuelto lo suficientemente ácido como para que el consumidor lo rechace. Con la fecha de caducidad, el fabricante intenta evitar que asocien su marca con yogures ácidos (son poco comerciales).
Pero el hecho de que el yogur se haya vuelto ácido no quiere decir, ni mucho menos, que sea perjudicial para la salud. Más bien al contrario. En general la capacidad de crecimiento de un posible microorganismo contaminante decrece con el aumento de la acidez del medio, por lo que cuanto más ácido se vuelve el yogur más seguro es (siempre que permanezca cerrado). De esta forma, un yogur sin aditivos puede mantenerse perfectamente comestible durante meses (si la acidez no te molesta), incluso fuera del refrigerador.
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6.1-LA HISTORIA DE LA QUÍMICA
6.1.1-Las primeras acciones químicas del hombreEl hombre primitivo ya hacía una química que no comprendía, misteriosa, pero que le resultaba fascinante. Luego de dominar el fuego pudo controlar su acción y observar sus resultados. Veía que la leña seca desaparecía al quemarla, algo salía con el fuego hacia arriba, (vapor de agua y otros gases a temperaturas altas) y en el suelo quedaban una cenizas, muy diferentes a la leña. No podía entender que la luz del fuego se debe a partículas con carbono incandecente ¿Que había pasado en realidad?, -se preguntaba.
Su curiosidad y la casualidad lo llevo a calentar piedras. Algunas pocas hasta hacerlas líquidas. Desde el 3.000 al 1000 a de C. se va desarrollando la tecnología del cobre y del bronce y más tardíamente del hierro. Tanto que existe una edad de bronce (buscar). Comienza una tecnología que nos diferencia claramente de los animales
6.1.2-La edad del bronce y del hierro se superponen.
El desarrollo de las tecnologías es distinta en diferentes regiones geográficas. El hierro se obtenía por reducción del óxido de hierro calentando los minarales con leña. No fué fácil obtener las temperaturas requeridas, ni dominar los procesos de separación. Hubo muchos siglos de pruebas y más pruebas, hasta que controlaron el proceso. Cada región de una forma diferente . El bronce y luego el hierro, fue usado para armas, para utensillos y hasta para el arte.
6.1.3-¿Como obtenían el Hierro?
Primero de los meteoritos que lo traen puro. En la naturaleza hay varios compuestos de hierro, entre ellos varios óxidos. Estos en presencia de productos vegetales, a alta temperatura ceden el oxígeno al carbono, desprendiendo el famoso CO2 (proceso de reducción contrario a oxidación) y otros residuos. Hicieron grandes esfuerzos por conseguir altas temperaturas para fundirlo y purificarlo. Lograron vertir al hierro puro, en estado líquido en moldes hechos en la misma tierra, para darles forma.
Sin tener mucha idea química de lo que estaban haciendo, lograron herramientas poderosas y duraderas. Descubrieron que adicionando un poco de carbono el hiero mejoraba su calidad. Existen varios óxidos de hierro y varios compuestos en base al hierro, que es uno de los elementos más abundantes de la naturaleza.
6.1.4-Antes de la química fue la alquimia.
Mucho tiempo trabajaron casi al azar sin tener ninguna teoría que los respaldara. La experiencia era todo. Una práctica con substancia de la naturaleza y el fuego. Como no tenían idea de la química científica inventaban teorías (creencias) raras que hoy nos parecerían absurdas. A la vez los alquimistas invocaban elementos espirituales y mágicos para que las reacciones ocurrieran. Recibían una preparación espiritual sin la cual no podían ejercer sus funciones. todo rodeado de un gran misterio. Estas prácticas consistían en preparar sustancias o pócimas para curar o a veces para hacer daño a terceros, o para fines diversos. Buscaban transformar metales en oro, encontrar substancias que den vida eterna, y remedios generales para todas las enfermedades. Y en general se la creían y lo hacían creer a la sociedad. En esto se ve cómo la creencia es hija o consecuencia de la ignorancia. Sólo el estudio serio y sistemático puede hacer teorías científicas
6.1.5-La alquimia fue el inicio de la ciencia química.
Siempre estaba el componente espiritual y misterioso. Los alquimistas eran, durante la edad media, señores respetables muchas veces ligados a la iglesia dominante. Hacían lo que hacían probando cosas nuevas. Jugaban con los 4 elementos aristotélicos: tierra, aire, fuego y agua casi sin metodologías. Sólo basados en sus creencias. Y muchas veces obtenían resultados. Fue una práctica mundial. Hay rastros en China, India y no solo en Europa. Encontraron muchos productos puros, homogéneos, que hoy conocemos como substancias químicas. Compuestos con azufre, carbono, nitratos, metales, sales y muchos más como la pólvora o colorantes y otros. Los procedimientos solían registrarlo secretamente y con registros encripatados. SIN EMBARGO, cuando repetían los procedimientos se repetían los resultados: Puede decirse que la alquimia es, de alguna manera, precursora del pensamiento científico,
6.1.6-Los alquimistas pretendían convertir el plomo en oro.
Ellos probaban mezclando todo tipo de substancias y sometiéndolas al fuego. Con diversos metales obtenían aleaciones creyéndolos productos nuevos. No es de extrañar que creyeran que era posible obtener oro en algunas de sus pruebas. No nos sorprende que mezclaran todo, incluyendo las creencias y prácticas religiosas asociadas. Incluian cábalas y magias. Hacían pruebas al azar, tratando de evitar las sustancias peligrosas. Pero de tanta mezclas siempre encontraban algo útil de pura casualidad. Por ejemplo la alquimia china descubrió la pólvora. Sus prácticas fueron menguando de a poco a medida que la ciencia progresaba. Pero aun hoy día algunas de sus prácticas y creencias acientíficas está en vigencia. Sepamos distinguirlas.
6.1.7-De la alquimia podemos concluir varias cosas:
-El hecho de poder repetir las experiencias en el “laboratorio” desarrolla el método científico experimental.
-Pronto advirtieron que debían ser muy cuidadosos en repetir las condiciones y las proporciones de las substancias intervinientes en sus experiencias, para obtener los mismos resultados
-Que aun haciendo pruebas sin sentido pueden salir elementos útiles. Muchos descubrimientos fueron y son casuales.
-Que el estudio sistemático, científico, bien registrado, de los fenómenos repetitivos, nos permite ir por caminos mucho más seguros y productivos.
-Que buscar una teoría general detrás de los comportamientos particulares es construir ciencia: útil, verdadera, universal y reproducible. La QUIMICA lo consiguó.
-Creo que el progreso y la racionalidad también están relacionados con la respuesta social al trabajo científico.
6.2-LA QUIMICA COMIENZA EN EL SIGLO 18
6.2.1-La alquimia se va transformando en química.La aparición de la era industrial, tecnológica y científica en los siglos 18 y 19 fue contagiando los métodos a los antiguos alquimistas. Muchos científicos, estimulados por los resultados de la incipiente ciencia, se involucraron dentro de la alquimia y comenzaron a desprenderla del misticismo y la magia. El estudio, el registro y los procedimientos se hicieron más exactos, y de a poco pudieron valorar mejor los resultados. Las mediciones de las cantidades de substancias dieron pautas fundamentales de las reacciones químicas y muchos (buscar) comenzaron con la sistemática científica. Recién entonces se elaboraron teorías que sometieron a la metodologia de falsación, logrando las bases de la química moderna: la teoría de la valencia y la afinidad.
6.2.2-El calor favorece la actividad química.
Desde el nacimiento de la tierra hace unos 4,5 Ma (millones de años) la actividad química natural fue siempre en incremento. El calor del sol, los vientos y las lluvias disgregaron las rocas. La vida está altamente relacionada con la actividad química del planeta. Cada vez más la tierra se convirtió en un laboratorio químico en el que se formaban substancia cada vez más complejas. Y el desarrollo de la vida contribuyó decisivamente a esto. Las substancias más simples se unían gracias al calor del sol, cuya energía quedaba encerrada en las sustancias complejas en las hojas de los vejetales y otas sustancias biológicas. De tanto en tanto, esa enorme cantidad de energía acumulada en forma de biomasa, podía arder en una sequía. Otras grandes biomasas quedaban sepultadas por los cataclismos naturales, formando en muchos años los combustibles fósiles.
6.2.3-El agua y la trituración:
Casi toda la actividad química natural se desarrolló en el agua. La tituración hace poner a las substandias y a los elementos en contacto directo e intimo. cuanto más cerca de las dimensiones moleculares mejor. Muchas substancia en un caldo con movimientos al azar aumenta la probabilidad de reacciones químicas. No es casual que nuestra boca tenga un aparato dental que triture los alimentos y que la saliba contibuya a la trituración. Esos alimentos van a ser digeridos. Un proceso químico para obtener esas substancia que habrán de pasar al torrente sanguíneo para incorporarse a las funciones celulares. Aprovechemos a señalar que la buena masticación en calma es lo indicado.
6.2.4-La química ha descifrado la estructura de las substancias.
Ya hace varios siglos se descubrió que existen del orden de 100 átomos diferentes (elementos), que se fueron encontrando de a poco. Es importante verlos como ladrillos básicos para construir moléculas. Como esos juegos de los chicos pero mucho más rico, variado y en 3 dimensiones. Algunos átomos tienen afinidad para unirse entre si y formar moléculas. Algunas moléculas tienen muchos más átomos que un rompecabezas de los más grandes y mucho más complejo, y en tres dimensiones. El agua es una de las molécula más sencillas (H2O). Se conocen más de un millon de moléculas diferentes, la gran mayoría, productos que contienen carbono, o sea producido por los seres vivientes, vegetales o animales.
6.3-TEORÍA, ELECTRONES, VALENCIA
6.3.1-Los elementos químicos.
Mirá la tabla de Mendeleiev, allí los tenés a todos bien ordenados. Fijáte que el primero se llama hidrógeno y el segundo helio. Todos tienen un nucleo central compuesto por N protones y la misma cantidad de neutrones o bien algunos neutrones más. Al número N se le llamana "número atómico". Para el hidrógeno, N=1. Cada átomo tiene también N electrones, igual a la cantidad e protones. Como la cantidad de protones (cargas unitarias positivas) es igual a la cantidad de electrones, cada átomo en si mismo, neutro porque las cargas + y - son iguales. Los electrones son mucho más livianos que el protón, unas 2000 y pico veces. Cada nucleo tiene generalmente algunos neutrones más que protones. Por ejemplo el Uranio, N=92, puede tener entre 142 y 146 neutrones. Entonces existen 6 variedades isotópicas del Uranio. Sólo 3 se encuentran en el Uranio natural. Los isótopos no pueden distinguirse quimicamente pues todos tienen la misma distribución electrónica. Para separarlos es un verdadero problema y hay que acudir a métodos de la física como la centrifugación.
6.3.2-Los electrones externos o de valencia.
Hay dos interpretaciones de la afinidad química. Las moléculas pueden presentarse como iones positivos cuando les faltan uno o varios electrones. Los iones pueden ser negativos cuando tienen electrones sobrantes. Cuando están en un medio acuoso u otros líquidos, los iones de distinto signo se atraen o se pegan unos con otros y forman una nueva molécula neutra, mucho más estable. La otra interpretación es algo así como que algunos electrones de la capa exterior son compartidos por ambos núcleos para cumplir la norma de los 8 electrones de la capa experior. O más complicado, para cumplir con las ecuaciones generales que requiere el movimiento electrónico y cumplir los postulados de la mecánica cuántica. O sea que toda la actividad química se debe a los electrones más externos, que son los más sueltos, los que tienen menos energía respecto al nucleo.
6.3.3-Número atómico y peso atómico
Ya te debés acordar que los átomos van desde el Hidrógeno, que es el más liviano a los más pesados, uno de cuyos exponetes es el conocido Uranio de número atómico 92. ¿te acordás? ¿no? (buscá la tabla de Mendeleiev). El número atómico N está dado por el número de protones en su núcleo. Y sabés también que es el peso molecular de cada elemento. Como los núcleos también tienen neutrones (que pesan casi igual que los protones), tantos como protones o más, el peso molecular es la suma de los protones más los neutrones. Es un número un poco mayor que el doble de su número atómico. Luego me vas a contar que son las variedades isotópicas de un elemento (buscar).
6.3.4-La tabla de Mendeleiev
Es unos de los grandes logros que ciencia química fue construyendo de a poco. Ordenar los elementos por su peso atómico, y por otras propiedades. La tabla fue muy útil para estudiar tales propiedades de los átomos y una gran ayuda para desenmarañar sus propiedades atómicas, como así también entender mejor las hipótesis de la mecánica cuántica.
6.3.5-El número de Abogadro
El peso atómico de un átomo es el peso promedio medido en cantidad de protones y neutrones (Buscá variedades isotópicas). Los electrones entran muy poco en cuanto al peso porque son mucho más livianos. Aunque nos sorprendamos, hace unos 200 años, un tal Abogadro descubrió cuanto pesa un protón, o, lo que es lo mismo, cuantas unidades sumadas de protones y neutrones hay en una cantidad de cualquier substancia. Por ejemplo en 12 gramos de Carbono 12 hay 602.200.000.000.000.000.000.000 moléculas. Ni los cuentes: es un 6 seguido de 23 ceros (aprox) 6,02x(10potencia23=10^23). Este número es otro de los grandes descubrimientos de la ciencia. ¿Cómo lo descubrieron? Buscalo si te interesa porque aquí se excede el objetivo, y es algo complejo.
6.3.6-¿Que es un mol de una substancia?
Como se usa mucho, conviene que tengas una idea. Un mol es el número de Abogadro de moléculas de una substancia. Entonces 12 gramos de carbono es un mol, es una medida de la contidad de substancia, de la masa (ojo, no del peso)(ver). se usa mucho porque para obtener un mol de una substancia necesitamos una cantidad entera en moles de sus componentes o fracciones simples. o sea que para formar ClNa (sal común) o cualquier substancia) debemos unir 1 mol de cloro con 1 mol de sodio para obtener un mol de ClNa (o sus múltiplos o submúltiplos) (¿Se entiende el motivo?)
6.3.7-Más sobre los iones;
Los elementos químicos o sustancias compuestas tienen tendencia a ganar electrones o perderlos. Depende de la estructura de electrones de la capa exterior de que sea más o menos fácil convertirse en un ion + (cationes) o ion - (aniones). En estado iónico las substancias ionizadas de signos opuestos tienen tendencia a unirse formando otras substancias. La capacidad de formar iones simples, o dobles, o triples (depende de la carga) está relacionado con las valencias de las substancias. Entonces, los iones tienen alta tendencia a producir reacciones químicas.
6.3.8-El agua pura es neutra.
En ese caso se dice que su pH es 7 (buscar). Pero si se le disuelen ciertas subsatancias que aumentan la abundancia de iones positivos, entonces su pH es menos que 7 (ácido), y si la sustancia favorece a los iones negativos su pH va desde 7 a 14 (alcalino o básico) Entonces el Ph indica el grado de acidez o alcalinidad de las sustancias. Hay aparatos que permiten medirlo, pero lo más práctico es el papel de tornasol u otras sustancias indicadoras.
6.3.9- Oxidación reducción
-Una sustancia quimica reductora cede electrones al medio y aumenta su estado de oxidación. Por ejemplo el óxido de hierro se reduce para obtener el hierro
-Un oxidante capta electrones del medio y disminuye su estado de oxidación. por ejemplo el cloruro de sodio, ClNa, (sal) se oxida para dejar libre al Cl.
-Los minerales de los metales (generalmente óxidos y también sales) son reducidos para obtenerlos en estado puros
6.4-QUÍMICA DEL CARBONO
6.4.1-Los polímerosLos polímeros naturales están estructurados con el carbono. Son moléculas muy grandes pero formadas en una larga línea con sus eslabones iguales o similares. La celulosa o el famoso ADN son polímeros naturales. A los eslabones de la cadena que forma el polímero se lo llama monómero.
La industria ha logrado una inmensa variedad de polímeros, con propiedades muy diversas. Los materiales llamados plásticos son polímeros. A tal punto se saben los comportamientos de los polímeros y monómeros que es posible en muchos casos diseñar productos que tengan determinadas propiedades.
La química biológica genera polímeros que son enormes moléculas formadas por substancia iguales o parecidas químicamente unidas entre si en cadenas muy largas. Por ejemplo las proteínas y el DNA. También la química industrial, no hace muchos años, aprendió a producir polímeros de propiedades muy variadas y relativamente controlables y predecibles. Es la industria del plástico que revolucionó la producción de materiales.
6.4.2 El carbono.
Antes de los años 1930 se pensaba que los compuestos orgánicos no podían fabricarse debido a que se requería algo así como una “fuerza vital” que sólo podían otorgarla los seres vivos. Pero el mito se fue rompiendo de a poco al comprobar que más y más substancias con Carbono e hidrógeno podían sintetizarse. También suelen contener elementos como el azufre, el nitrógeno, el oxígeno y los halógenos.
El Carbono tiene 4 electrones en su capa exterior (llamada de valencia) y de allí su habilidad para formar mútiples compuestos. El Carbono comparte los electrones de su capa exterior (enlaces covalentes) Por ejemplo 4 átomos de hidrógeno, que tienen un solo electrón comparten con el Carbono, formando el metano: CH4. El C busca completar 8 electrones y eso lo lleva a compartir electrones, mientras que el hidrógeno tiene un sólo electrón y requiere dos según la teoría.
6.4.3-La química biológica
estudia los hidratos de carbono, los lípidos (grasas) y fundamentalmente las proteínas. Todos estas substancias que ingerimos son metabolizadas por otros productos químicos para cumplir con su función biológica, Función sumamente compleja que consiste en la fabricación de innumerables otras substancias biológicas que hacen al funcionamiento de los mecanismos vitales. Los organismos vivos se controlan y regulan en base a substancias que activan o inhiben ciertas funciones biológicas. La identificación y reconocimiento de tales substancias es uno de sus más importantes objetivos. Una de las actividades muy importantes de esta química es el estudio de las proteínas, y su función biológica.
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