Alfonso Romo de vivar.
Química, universo,
tierra y vida.
I. Átomos
y moléculas en el universo. La tabla periódica de los elementos.
Cuando la temperatura del
universo era alrededor de mil millones de grados, se comenzaron a formar los
núcleos de los elementos. Primero se formó los más 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.
Más tarde, el universo se
fue enfriando paulatinamente hasta llegar a una temperatura de 3°K, que es la
que tiene en la actualidad los espacios interestelares.
El hidrogeno se encuentra en
una proporción superior a 90% y el helio en alrededor de 8%. Estos elementos
son más abundantes en el sol y en las otras estrellas.
El átomo de hidrogeno (H),
como hemos dicho, el elemento más sencillo del universo, está formado por un núcleo,
llamado protón, que posee una carga positiva, la cual se encuentra neutralizada
por un electrón (carga negativa).
Cuando en un recipiente
cerrado se pone una unidad de peso de hidrogeno por 8 de oxígeno y se produce
en su interior una chispa eléctrica, se provoca una explosión con formación de
agua. A esto se le llama ley de las
proporciones constantes e indica que dos átomos de hidrogeno, 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
2H2
+ O2 → 2H2O + calor (fuego)
Hidrogeno
+ oxigeno → agua + fuego
El agua, en estado puro, es
un líquido incoloro, inodoro e insípido. Las propiedades físicas de tan importante sustancia a menudo se toman como
tipo: su punto de fusión es de 0°; su punto de ebullición a nivel del mar es de
100°; la mayor densidad del agua se alcanza a 4°, siendo de 1 g/ml, es decir
que cada mililitro pesara un gramo y por tanto un litro pesara un kilogramo.
El agua en estado sólido es
menos densa que en forma líquida.
El hecho de que el hielo sea
menos denso que el agua líquida tiene gran importancia en el mantenimiento de
la vida en las regiones frías del planeta: cuando un lago se congela, solo lo
hace en su superficie, ya que el hielo, por ser menos denso que el agua, flota
sobre ella y, por ser mal conductor del calor, aísla las capas más profundas
impidiendo su congelación.
Las
grandes reservas
de
agua como
reguladores
del clima.
El agua no solo es abúndate
en la tierra, también se ha detectado en otros cuerpos celestes. Por ejemplo,
en marte, aunque ha desaparecido de su superficie dejando vacíos los lechos de
lagos y ríos, ya que la escasa gravedad del planeta (40% de la terrestres) no
la pudo retener, existe agua congelada en los polos, donde se encuentra mezclada
con hilo seco (CO2 solido).
Agua
oxigenada,
peróxido
de hidrogeno,
H2O2.
El agua no es la única
combinación que puede obtenerse entre hidrogeno y oxigeno. Existe además un
compuesto que tiene un átomo de oxigeno mas que el agua. La sustancia si forma
es conocida como agua oxigenada, llamada con mas propiedad peróxido de hidrogeno,
cuya estructura es H2O2 o HO-OH. El agua oxigenada, por
su facultad de liberar oxigeno, mata a muchos microbios por lo que se emplea
como desinfectante de heridas, en cuyo contacto se puede ver al oxigeno
desprenderse en forma de burbujas.
El agua oxigenada que se
emplea como oxidante en laboratorios químicos es mas concentrada, pues contiene
30 parte de H2O2 por 70 de agua ordinaria.
El agua oxigenada se emplea
como decolorante, por lo que se utiliza, entre otras aplicaciones, para aclarar
el color del pelo.
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Preparación
de hidrogeno.
Como el agua está formada
por átomo de hidrogeno (H͘ ), cuyo único electrón
se pierde con cierta facilidad para dar iones positivos (H+) al pasar una
corriente eléctrica a través del agua, es de esperarse la generación de
protones que, por tener carga positiva, serán atraídos hacia el polo negativo
(cátodo), donde se descargara, liberando, por tanto, hidrogeno gaseoso (H2).
A estas
reacciones se le conocen como electrolisis, es decir, ruptura de una molécula
por medio de electricidad.
Los
iones metálicos (positivos) viajaran al cátodo en donde se descarga y se
depositan, pudiéndose de esta manera recubrir un metal con otro.
Obtención de hidrogeno
por descomposición
del agua con metales.
Cuando
se arroja un pequeño trozo de sodio metálico sobre agua se efectúa una reacción
violenta, se desprende hidrogeno y se genera calor. En ocasiones la reacción es
tan violenta, que el hidrogeno liberado se incendia.
2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2
Una
forma más moderada y fácil de controlar la reacción para preparar hidrogeno es
la descomposición de un ácido fuerte por medio de un metal como fierro o zinc.
La electrolisis
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 con las que se hacen los ladrillos, y el caulín con el que se
fabrica la porcelana y se recubren los utensilios de cocina para proteger al
hierro de la oxidación (peltre).
El
procedimiento descubierto por ambos jóvenes nacidos en 1863 fue idéntico; ambos
se hicieron ricos disfrutando de ello hasta el fin de sus vidas, que curiosamente
aconteció, también en ambos casos, en 1914.
El
helio, segundo elemento más abundante en el universo y en el sol, es también un
gas ligero que, a diferencia del hidrogeno, es inerte, es decir, no se combina
con otros elementos.
El
helio, primero de los gases nobles tiene en su núcleo dos patrones y su única
capa electrónica se encuentra saturada con dos electrones, razón por la que es
un elemento inerte.
Los
únicos elementos que no reaccionan y permanecen siempre como átomos solitarios
son los gases nobles.
La atmosfera primitiva
de la tierra
Cuando
en el planeta tierra aún no se iniciaba la vida, debió de existir una atmosfera
muy diferente a la cual el científico ruso Oparin supone que estaba compuesta
por vapor de agua (H2O), amoniaco (NH3) e hidrocarburos,
principal mente metano (CH4), conteniendo también ácido sulfhídrico
(H2S).
En
1953, el científico estadounidense Miller dio apoyo a la teoría de Oparin
mediante un experimento bastante sencillo: puso en un recipiente serrado vapor
de agua (H2O) metano (CH4), hidrogeno (H2) y
amónico (NH3). De esta manera oxido al amoniaco (NH3),
que abundaba en la atmosfera de la tierra joven, dando como producto agua y
nitrógeno.
La
atmosfera de la tierra así, poco a poco se fue acercando a la composición que
tiene actualmente y la que disfrutamos los habitantes de la tierra, compuesta
por 78% de nitrógeno (N2) 21% de oxigeno (O2), 0.9% de
argón (Ar), vapor de agua (H2O), bióxido de carbono (CO2),
además de otros elementos y moléculas en pequeñas proporciones.
Las
condiciones que existen en los planetas más cercanos al sol, mercurio y venus,
son impropias para la vida. El mercurio existe temperaturas superiores a los
300° en el día inferiores a 200° bajo 0 por la noche.
Componentes
del cuerpo humano.
Los
principales elementos de que está formado el cuerpo humano son carbono (C),
oxigeno (O), hidrogeno (H) y nitrógeno (N), elementos que son también los
principales componentes de otros seres vivos, desde los organismos unicelulares
hasta los enormes seres pluricelulares, como las ballenas y los grandes árboles.
La molécula
más abundante en los seres vivos es el agua. En el ser humano llega hacer más
de 70% de su peso. De manera que se un hombre de 100kg de peso fuese desecado,
su materia seca pasaría tan solo 30kg.
Referencias.
1. L. estrada, “la historia del universo”, en naturaleza 13
(5), 217 (1982)
2.
R. Carbo y a. Ginebreda, “interestellar chemistry”, en j.
of chem. Ed. 62
3.
R. H. Gammon, “Chemistry of interstellar space”, en chem.
And eng. News 556 (40), 21 (1978).
4.
R. D. Brown, “the new world of galactochemistry”, en
chem. In brit. 9, 450 (1973).
5.
B. Mason, “chemistry of the moon’s surface”, en chem. In
brit. 9, 456 (1973)
6.
R. dagani, 2te planets, chemistry in Exctic plece”, en
chem. And Eng. News, 10 de agosto de 1981, p.25.
II. El átomo de
carbón, 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 ( peso atómico =12) en el
interior de las estrellas mediante la colisión de tres átomos de helio (peso
atómico=4).
La
generación de carbono y de los átomos mas pesados se dio en el interior de las
estrellas antes de la formación de nuestro sistema solar, cuya nacimiento, a
partir de materiales cósmicos, polvo y gas provenientes de los restos de
estrellas que explotaron, se remonta a un pasado inimaginable: algo así como
4600 millones de años.
Rodeando
al sol, la materia fue siendo cada vez más fría y sus elementos constitutivos
mas ligeros. Con este material se formaron los planetas y sus lunas. Lo que los
planetas interiores, mercurio, venus, tierra, y marte, son rocosos, con gran
proporción de mátales, óxidos y silicatos.
Los
elementos 93 al 109, llamados transuránicos, han sido preparados
artificialmente por el hombre, mediante colisiones entre distintos átomos.
El
primero de ellos, el fosforo 30, fue preparado por Frederic e
Irene Joliot Curie en 1935.
Cualquier
elemento natural o sintético es identificado por su numero atómico Z, que
corresponde al numero de protones que lleva en su núcleo.
El
uranio, que tiene numero atómico 92, posee 92 protones en su nucleo. Si además
contiene 143 neutrones, estaremos en presencia del isotopo uranio 235
(143+92=235); cuando el número de neutrones es de 146, el isotopo de uranio
será el 238.
El carbono en estado libre
Alotropía
es una palabra griega que significa variedad. El diamante es, por tanto, uno de
los alótropos del carbono. Debido a las diferencias que existen en las uniones
entre los átomos del diamante y los del otro alótropos del carbono.
En el
diamante, cada átomo de carbono está rodeado por otros cuatro átomos acomodados
el los vértices de un tetraedro. En el grafito, en cambio, los átomos de
carbono están fuertemente unidos a tres átomos vecinos, formando capas de
hexágonos.
Por
otra parte a diferencia del diamante, el grafito es un buen conductor de la
energía eléctrica.
Compuestos del carbono
El átomo de carbono, por tener cuatro
electrones de valencia, tiende a rodearse por cuatro átomos, ya sean del propio
carbono, como en el diamante, o de
diferentes elementos, con los que comparte cuatro de sus electrones para así
completar su octeto, que es los máximo que puede contener en su capa exterior.
Primeros hidrocarburos
La
tierra, al igual que los demás planetas, tuvo en su primera época una atmosfera
rica en hidrogeno (H2 ), por
lo que el carbono (C), reacciono con el formando moléculas de hidrocarburos
(carbono hidrogenado)
Los
hidrocarburos lineales tendrán la formula CNH2N+2. Así, por ejemplo, el
hidrocarburo lineal de 5 átomos de carbono o pentano CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
será C5H(2X5) o sea C5H12. Si el
hidrocarburo es ramificado, como por ejemplo el isobutano, su fórmula es
también CNH2N+2.
Los
hidrocarburos con mayor número de átomos de carbono son líquidos de puto de
ebullición cada vez más elevados hasta llegar a 14 átomos de C, que es primer
hidrocarburo sólido. En el primer caso tendremos las moléculas llamadas
olefinas o alquenos, entre las que la más sencilla es el etileno. Estas
moléculas son muy útiles en química orgánica, ya que al existir la tendencia de
los átomos de carbono a quedar unidos entre si por una sola valencia, quedan
disponibles las valencias extras para unirse a un hidrogeno u otros átomos,
dando hidrocarburos saturados, o hidrocarburos sustituidos, como alcoholes,
éteres o aminas, etc.
El
acetileno se ha encontrado en meteoritos y muestras de la luna, en donde se
halla combinado con metales formando sustancias duras, llamadas carburos.
Los
carburos metálicos se forman por interacciones entre el átomo de carbono y un
oxido metálico a elevadas temperaturas. El mas conocido de los carburos es el
carburo de calcio, CaC2. Esta sustancia se prepara por reacción
entre cal (CaO) y carbón a alta temperatura.
El
acetileno se usa en combinaciones con el oxigeno en el soplete oxiacetiléno, el
cual sirve para soldar o cortar objetos de hierro.
Metano
El mas
simple de los hidrocarburos, es el resultado de la unión de un atomo de carbono
con cuatro hidrógenos. En este, como en el diamante, las cuatro valencias van
dirigidas hacia los vértices de un tetraedro.
El metano
y otros compuestos químicos
en los cuerpos celestes.
El
metano formo parte de la atmosfera primitiva de la tierra, donde se generó por
la acción reductora del hidrogeno sobre el carbono. Era el gas predominante en
la atmosfera terrestre de aquel entonces. Actualmente el metano forma parte de
la atmosfera de los planetas fríos que se encuentran más allá de marte en
nuestro sistema solar, es decir júpiter, Neptuno, Urano y Plutón.
El
metano se conserva en estado gaseoso, aun a 160° bajo cero, y solidifica solo a
-182°, se encuentra en forma de gas en la atmosfera de júpiter, donde se
transforma químicamente con la ayuda de la radiación ultravioleta del sol.
Saturno
El
viajero uno llego a Saturno en noviembre de 1980. Este planeta, que se
distingue de los demás por su bello e impresionante sistema de anillos, posee
una atmosfera en la que predomina el hidrogeno, aunque es rica también en
metano, etano y amoniaco. Debido a la baja temperatura del planeta, el etano y
el amoniaco se encuentran en estado solido, y el helio se condensa cayendo como
lluvia sobre la superficie del planeta.
Titán.
Con este nombre se conoce a la mayor luna de Saturno.
Química
del metano en las condiciones de titán, se convierte en un excelente
laboratorio químico extraterrestre donde se lleva a cabo reacciones químicas
por medio de las cuales se forman ácidos cianhídricos (HCN), ciano acetileno,
etanopropano, etileno y metil acetileno.
Urano y Neptuno
Son
gigantescos planetas de color verde azulado, más fríos y densos que Saturno. La
atmósfera de estos planetas contiene, además de hidrógeno, metano, identificado
por su espectro de infrarrojo.
Urano.
Es un
gran planeta de color verdoso, con 51 000 km de diámetro (4 veces el de la
Tierra), que circunda al Sol cada 84 años terrestres. Se encuentra a una
distancia del Sol de 2 868 600 000 km (dos mil ochocientos sesenta y ocho
millones seiscientos mil kilómetros), o sea 19 veces más alejado de lo que lo
está la Tierra. Por tanto, a diferencia de los ocho minutos que tarda en llegar
la luz solar a la superficie de la Tierra, a Urano llega después de poco más de
dos horas y media. Esta enorme distancia convierte a Urano en un planeta
difícil de estudiar.
Es
precisamente el metano el que da un aspecto verdoso al planeta, ya que las
ligaduras C-H absorben la luz roja. Las capas superiores de esta atmósfera se
encuentran a -213 °C. La duración del día es aproximadamente de 114 horas
terrestres.
Neptuno.
Es, como Urano, un gigante verdoso con aproximadamente las mismas dimensiones y con una composición química parecida.
Plutón
Además de ser el más lejano y más pequeño de los planetas del Sistema Solar, es también el menos denso. Su composición química, según las últimas observaciones, queda así: agua sólida 74%, metano 5% y roca 21%.
Plutón, a pesar de ser tan pequeño, tiene una luna. Sin embargo, la gran lejanía impide hacer deducciones de la química de este pequeño y apartado cuerpo celeste.
La posibilidad de reacciones químicas entre las moléculas que forman la atmósfera de estos planetas es, debido al frío, muy restringida. El hidrógeno, que forma 90% de las atmósferas de Urano y Neptuno, no puede arder por la falta de oxígeno. Tampoco el metano, que se asemeja al gas de nuestras estufas, puede arder, pues falta el oxígeno necesario para que se efectúe la reacción de oxidación que sucede cuando encendemos nuestra estufa o el calentador de nuestro baño.
Es, como Urano, un gigante verdoso con aproximadamente las mismas dimensiones y con una composición química parecida.
Plutón
Además de ser el más lejano y más pequeño de los planetas del Sistema Solar, es también el menos denso. Su composición química, según las últimas observaciones, queda así: agua sólida 74%, metano 5% y roca 21%.
Plutón, a pesar de ser tan pequeño, tiene una luna. Sin embargo, la gran lejanía impide hacer deducciones de la química de este pequeño y apartado cuerpo celeste.
La posibilidad de reacciones químicas entre las moléculas que forman la atmósfera de estos planetas es, debido al frío, muy restringida. El hidrógeno, que forma 90% de las atmósferas de Urano y Neptuno, no puede arder por la falta de oxígeno. Tampoco el metano, que se asemeja al gas de nuestras estufas, puede arder, pues falta el oxígeno necesario para que se efectúe la reacción de oxidación que sucede cuando encendemos nuestra estufa o el calentador de nuestro baño.
Los
cometas
En los helados confines del Sistema Solar existen congelados millones de pequeños cuerpos celestes formados de hielo, gas y polvo. Cuando alguno de ellos es perturbado por el paso de una estrella, se pone en movimiento y, al recibir el calor del Sol, cobra vida, libera gases y polvo e inicia un viaje describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol. Las órbitas de algunos de ellos son alteradas por influencia de los grandes planetas, convirtiéndose en cometas de periodo corto, como es el caso del cometa Halley, que pasa por las cercanías de la Tierra cada 76 años.
En los helados confines del Sistema Solar existen congelados millones de pequeños cuerpos celestes formados de hielo, gas y polvo. Cuando alguno de ellos es perturbado por el paso de una estrella, se pone en movimiento y, al recibir el calor del Sol, cobra vida, libera gases y polvo e inicia un viaje describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol. Las órbitas de algunos de ellos son alteradas por influencia de los grandes planetas, convirtiéndose en cometas de periodo corto, como es el caso del cometa Halley, que pasa por las cercanías de la Tierra cada 76 años.
El
cometa Halley
Las
naves espaciales enviadas para su exploración y estudio por japoneses,
soviéticos y europeos confirmaron muchos de los conceptos previamente
establecidos, pero además revelaron datos sorprendentes, muchos de los cuales
aún no han sido suficientemente estudiados.
De gran interés fue descubrir que su núcleo es alargado, con la forma de un cacahuate ennegrecido; que sus dimensiones son mayores de las que se habían supuesto. Tiene 15 kilómetros de largo por 10 de ancho en los lóbulos y siete en la parte más angosta, y que la superficie es intensamente oscura, una de las más oscuras que se conocen en cuerpos celestes, comparable a los anillos de Urano (tan solo refleja 4% de la luz solar que ilumina)
De gran interés fue descubrir que su núcleo es alargado, con la forma de un cacahuate ennegrecido; que sus dimensiones son mayores de las que se habían supuesto. Tiene 15 kilómetros de largo por 10 de ancho en los lóbulos y siete en la parte más angosta, y que la superficie es intensamente oscura, una de las más oscuras que se conocen en cuerpos celestes, comparable a los anillos de Urano (tan solo refleja 4% de la luz solar que ilumina)
Compuestos oxigenados del carbono
Conforme la atmósfera de la Tierra fue adquiriendo oxígeno, éste se fue consumiendo en la oxidación de los distintos elementos y moléculas que existían en ella.
Conforme la atmósfera de la Tierra fue adquiriendo oxígeno, éste se fue consumiendo en la oxidación de los distintos elementos y moléculas que existían en ella.
Cuando
prendemos fuego a un hidrocarburo líquido o mezcla de hidrocarburos como la
gasolina vemos que el líquido desaparece totalmente. Lo que sucede en realidad
es que, al combinarse con el oxígeno atmosférico, sus átomos de carbono
producen el gas bióxido de carbono, mientras que sus átomos de hidrógeno forman
vapor de agua, y ambos óxidos en que se transformó el hidrocarburo ascienden a
la atmósfera sin dejar huella del líquido combustible.
La
oxidación de un hidrocarburo no es siempre total; existen estados intermedios
con incorporación parcial de oxígeno. Las moléculas provenientes de estas
oxidaciones parciales son de gran importancia para la vida.
Por
ejemplo, el metano, CH2, es gas aún a 162 grados bajo cero, mientras
que su alcohol correspondiente, el metanol (CH3OH), es un líquido
con punto de ebullición de 64.5°, es decir los puntos de ebullición de ambas
sustancias difieren en 226.5°.
Metanol,
alcohol metílico o alcohol de madera.
El alcohol metílico, el más sencillo de los
alcoholes, tiene un solo átomo de carbono, y su preparación difiere un poco de
la correspondiente a los demás alcoholes. El método más antiguo consiste en una
destilación seca de la madera, por lo que se le conoce como alcohol de
madera.
El
alcohol metílico se usa ampliamente como disolvente en química orgánica, es decir
como medio en que se llevan a cabo muchas reacciones químicas.
Alcohol
etílico.
Es quizá el primer disolvente químico preparado por
el hombre. Se produce en la fermentación de líquidos azucarados. Es usado como
disolvente para pinturas, barnices, lacas y muchos otros materiales
industriales. También se utiliza ampliamente como desinfectante.
Al
alcohol así preparado se le llama alcohol desnaturalizado. El alcohol
industrial contiene normalmente 95% de alcohol y tiene un punto de ebullición
de 78°. La eliminación del 5% de agua restante para llegar a obtener el alcohol
absoluto es muy difícil.
Éteres
No sólo existe la posibilidad de inserción de un átomo de oxígeno entre un carbono y un hidrógeno para dar un alcohol, sino que también existe la posibilidad de inserción de oxígeno entre dos átomos de carbono, lográndose así la formación de las sustancias llamadas éteres.
No sólo existe la posibilidad de inserción de un átomo de oxígeno entre un carbono y un hidrógeno para dar un alcohol, sino que también existe la posibilidad de inserción de oxígeno entre dos átomos de carbono, lográndose así la formación de las sustancias llamadas éteres.
Éter
etílico.
El éter etílico es una sustancia líquida de bajo punto de ebullición de mucha importancia, ya que se usa en medicina como anestésico y en los laboratorios de química como disolvente volátil e inmiscible en el agua.
El éter etílico es una sustancia líquida de bajo punto de ebullición de mucha importancia, ya que se usa en medicina como anestésico y en los laboratorios de química como disolvente volátil e inmiscible en el agua.
Otros compuestos oxigenados del carbono: aldehído,
cetona, ácidos.
Los
alcoholes primarios pierden por oxidación dos átomos de hidrógeno dando un
aldehído. Así, por ejemplo, el alcohol metílico al perderlos dará el metanal o
formol.
A su
vez, el formol es susceptible de ser oxidado para dar el ácido fórmico, que es
el ácido que tienen las hormigas y que contribuye a causar la irritación que
provocan sus mordeduras.
Los aldehídos en la formación de un espejo de plata
Para la formación de un espejo de plata por deposición de plata sobre un vidrio limpio primero se prepara nitrato de plata amoniacal. Esto se hace agregando suficiente amoniaco disuelto en agua (NH4OH) a una solución de nitrato de plata hasta que el precipitado de hidróxido de plata que se forma al principio se disuelva.
Para la formación de un espejo de plata por deposición de plata sobre un vidrio limpio primero se prepara nitrato de plata amoniacal. Esto se hace agregando suficiente amoniaco disuelto en agua (NH4OH) a una solución de nitrato de plata hasta que el precipitado de hidróxido de plata que se forma al principio se disuelva.
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 formol en agua al 37%) con una solución diluida de hidróxido de amonio.
La mezcla se deja reposar por bastante tiempo y luego se evapora calentando a 100°. La urotropina se depositará como un sólido de sabor dulce.
La urotropina es una sustancia sólida que se usa como desinfectante de las vías urinarias. Se prepara mezclando formalina (solución acuosa de formol en agua al 37%) con una solución diluida de hidróxido de amonio.
La mezcla se deja reposar por bastante tiempo y luego se evapora calentando a 100°. La urotropina se depositará como un sólido de sabor dulce.
Polimerización
El
formaldehído forma dos tipos de polímeros (poli, muchos; meros, parte). Uno de
ellos es cuando 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 al polioximetileno, y los del segundo, a los azúcares.
Los polímeros del primer tipo incluyen al paraformaldehído y al 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.
El acetaldehído al ser tratado con cloro produce el aldehído dorado llamado cloral, que es materia prima para la preparación del insecticida DDT.
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.
El acetaldehído al ser tratado con cloro produce el aldehído dorado llamado cloral, que es materia prima para la preparación del insecticida DDT.
Preparación
del insecticida DDT
El
tricloroacetaldehído o cloral, obtenido por tratamientos de acetaldehído con
cloro, es la materia prima para la obtención del insecticida DDT.
Cuando el cloral se hace reaccionar con clorobenceno en presencia de ácido sulfúrico, el producto es la sustancia clorada DDT, cuyas propiedades insecticidas son ampliamente conocidas.
Cuando el cloral se hace reaccionar con clorobenceno en presencia de ácido sulfúrico, el producto es la sustancia clorada DDT, cuyas propiedades insecticidas son ampliamente conocidas.
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 da origen a sustancias llamadas cetonas.
Oxidación más avanzada
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.
Y así
seguiremos con los otros alcoholes. El siguiente paso después del ácido es la
formación de bióxido de carbono (CO2), representando el grado máximo
de oxidación de cualquier sustancia orgánica.
Referencias
1. S.
Mason, "Biomolecular handedness", en Chem. in Brit 21 (6) 538
(1985).
2. 2a).
J. D. Wilson y 1 K. Hamilton, "Wood cellulose as a chemical feedstock for
the cellulose esters industry", en J. Chem. Ed. 63, 49 (1986).
2b). R. Gray y R. A. Parham, "Wood Chemistry", en Chem. Tech. 232 (1982).
3. C. Gay García, "Atmósferas planetarias", en Naturaleza 12, 353 (1981)
4. J. Pfeifer "From Galaxies to Man", en Random House, Nueva York 1959.
5. N. Henbest "Halley's Comet, more dirt than snow" New Scientist, marzo de 1986, p. 37.
6. R. Dagani "Studies of Halley's comet yield a huge scientific bonanza": Chem. and Eng. News, agosto, 25, p. 7 (1986).
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5. N. Henbest "Halley's Comet, more dirt than snow" New Scientist, marzo de 1986, p. 37.
6. R. Dagani "Studies of Halley's comet yield a huge scientific bonanza": Chem. and Eng. News, agosto, 25, p. 7 (1986).
III. Radiación solar, aplicación de la radiación, capa protectora de ozono, fotosíntesis, atmosfera oxidante, condiciones apropiadas para la vida animas
En el
sol se están generando constantemente grandes cantidades de energía mediante
reacciones termonucleares. La energía radiante se propaga por el espacio
viajando a razón de 300 000 km por segundo (velocidad de la luz, c). A esta
velocidad, las radiaciones llegan a la Tierra ocho minutos después de ser
generadas.
Debido
a que las radiaciones viajan como ondas a la velocidad de la luz (c), tendrán como característica la
longitud de onda (λ), que es la distancia entre dos máximos.
Las
radiaciones de mayor frecuencia tendrán también mayor energía, ya que la
energía (E) es igual a la frecuencia y multiplicada por la constante de Plank
(h), siendo h = 6.626x10-34 J.s. La energía será, por lo tanto, E =
hv.
Antes
del violeta, es decir a longitudes de onda menores de 400 nm, existen
radiaciones de alta energía que el ojo humano no puede percibir, llamadas
ultravioleta.
Las
moléculas de agua eran descompuestas en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2)
por la alta energía del ultravioleta, el cual tiene una corta longitud de onda.
Por
medio de este procedimiento la atmósfera se iba enriqueciendo en nitrógeno y
oxígeno.
Parte del oxígeno que ingresaba en la atmósfera era activado por la radiación ultravioleta y transformado en su alótropo, una forma de oxígeno de alta energía llamado ozono (03).
Parte del oxígeno que ingresaba en la atmósfera era activado por la radiación ultravioleta y transformado en su alótropo, una forma de oxígeno de alta energía llamado ozono (03).
Otras
radiaciones con mayor energía que la luz visible, como los rayos X, son también
peligrosas para la vida. En cambio, cuando la luz visible incide sobre un átomo
excitará sus electrones haciendo que avancen a un estado mayor de energía, del
cual regresarán inmediatamente liberando la energía que habían absorbido en
forma de luz con la misma frecuencia que tenía la que los excitó.
Reacciones fotoquímicas
Un
tercer camino para relajarla es cuando la molécula excitada da como resultado
una reacción química o fotoquímica como, por ejemplo, en la reacción
fotoquímica que se lleva a cabo en el proceso de la visión.
Vitamina
D2
Otro ejemplo importante de reacción química provocada por la luz es la formación de vitamina D2 o antirraquítica.
Otro ejemplo importante de reacción química provocada por la luz es la formación de vitamina D2 o antirraquítica.
Los
niños que sufren de raquitismo (crecimiento deficiente de los huesos) se curan
por exposición prolongada a la luz solar. Los alimentos al ser asoleados adquieren
propiedades antirraquíticas.
Celdas
fotovoltaicas
Las celdas fotovoltaicas se han usado en el espacio desde 1958 para suministrar energía eléctrica a los satélites artificiales. Y esto debido a que son muy eficientes en la conversión de energía solar a energía eléctrica (ą 20%), aunque, debe aclararse, tienen el inconveniente de ser muy caras.
El procedimiento está basado en la propiedad que tiene la energía luminosa de excitar los electrones de los átomos. Si sobre un cristal de silicio, cuyos átomos tienen cuatro electrones de valencia, se hace incidir la luz, éstos serán excitados y podrán abandonar el átomo, dejando un hueco que equivale a una carga positiva, el cual atraerá a un electrón de un átomo vecino, generando en él un nuevo hueco. De esta manera las cargas negativas (electrón) y las positivas (hueco) viajarán libremente por el cristal y al final quedarán balanceadas.
Si la impureza en la otra mitad del cristal en vez de ser arsénico es un elemento como el boro, es decir con sólo tres electrones de valencia, dará la posibilidad de crear huecos con facilidad.
Las celdas fotovoltaicas se han usado en el espacio desde 1958 para suministrar energía eléctrica a los satélites artificiales. Y esto debido a que son muy eficientes en la conversión de energía solar a energía eléctrica (ą 20%), aunque, debe aclararse, tienen el inconveniente de ser muy caras.
El procedimiento está basado en la propiedad que tiene la energía luminosa de excitar los electrones de los átomos. Si sobre un cristal de silicio, cuyos átomos tienen cuatro electrones de valencia, se hace incidir la luz, éstos serán excitados y podrán abandonar el átomo, dejando un hueco que equivale a una carga positiva, el cual atraerá a un electrón de un átomo vecino, generando en él un nuevo hueco. De esta manera las cargas negativas (electrón) y las positivas (hueco) viajarán libremente por el cristal y al final quedarán balanceadas.
Si la impureza en la otra mitad del cristal en vez de ser arsénico es un elemento como el boro, es decir con sólo tres electrones de valencia, dará la posibilidad de crear huecos con facilidad.
Fotosíntesis
En la fotosíntesis ocurre un proceso similar al descrito para las celdas fotovoltaicas. Aunque en aquélla no se produce una corriente eléctrica, es sin embargo más eficiente que el realizado en una celda fotovoltaica artificial.
La clave para tan alta eficiencia reside en la arquitectura molecular y en su asociación a membranas. Las membranas biológicas consisten en un fluido bicapa de lípidos anfipáticos especialmente fosfolípidos. La naturaleza anfipática de estos lípidos se debe a que presentan hacia el exterior la parte polar (cargada) de los fosfolípidos, la que es atraída hacia el medio acuoso. La parte interior de la membrana está constituida por las colas (no polares) de los fosfolípidos que forman una barrera entre los medios acuosos.
Esta bicapa fosfolípida constituye una membrana y actúa como barrera semipermeable separando dos compartimientos acuosos.
En los organismos fotosintéticos existen proteínas, colorantes y moléculas sensibilizadoras embebidas en la membrana de las células especializadas en la fotosíntesis.
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. La intensidad de absorción en las distintas l del espectro visible varían. Como en ella se ve, la clorofila absorbe en el azul y en el rojo y no en el verde, el cual es reflejado, razón por la que las hojas se ven verdes.
El aparato fotosintético consta de clorofila y una serie de pigmentos como carotenos y xantofilas, todos ellos unidos a una proteína embebida en una membrana, lo que permite una buena transmisión de energía.
Los pigmentos diferentes a la clorofila ayudan a absorber en las ls entre 450 y 650 nm, punto en que la clorofila es deficiente. 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.
En la fotosíntesis ocurre un proceso similar al descrito para las celdas fotovoltaicas. Aunque en aquélla no se produce una corriente eléctrica, es sin embargo más eficiente que el realizado en una celda fotovoltaica artificial.
La clave para tan alta eficiencia reside en la arquitectura molecular y en su asociación a membranas. Las membranas biológicas consisten en un fluido bicapa de lípidos anfipáticos especialmente fosfolípidos. La naturaleza anfipática de estos lípidos se debe a que presentan hacia el exterior la parte polar (cargada) de los fosfolípidos, la que es atraída hacia el medio acuoso. La parte interior de la membrana está constituida por las colas (no polares) de los fosfolípidos que forman una barrera entre los medios acuosos.
Esta bicapa fosfolípida constituye una membrana y actúa como barrera semipermeable separando dos compartimientos acuosos.
En los organismos fotosintéticos existen proteínas, colorantes y moléculas sensibilizadoras embebidas en la membrana de las células especializadas en la fotosíntesis.
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. La intensidad de absorción en las distintas l del espectro visible varían. Como en ella se ve, la clorofila absorbe en el azul y en el rojo y no en el verde, el cual es reflejado, razón por la que las hojas se ven verdes.
El aparato fotosintético consta de clorofila y una serie de pigmentos como carotenos y xantofilas, todos ellos unidos a una proteína embebida en una membrana, lo que permite una buena transmisión de energía.
Los pigmentos diferentes a la clorofila ayudan a absorber en las ls entre 450 y 650 nm, punto en que la clorofila es deficiente. 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.
Formación de azucares y otros compuestos organicos
Los organismos fotosintéticos producen glucosa y otros azúcares a partir del CO2 atmosférico 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.
Referencias
1. A. 1. Oparin, The Origin of Life on the Earth, 3a edición, Academic Press Inc., editores, Nueva York, 1957.
2. M. Harvath, L. Bilitzki y J. Hüttner, Ozone, Elsevier, Amsterdam Oxford, Nueva York, 1957.
3. K. Zweibel, "Photovoltaic cells", en Chem. and Eng. News,7 de julio, p. 34 (1986).
4. Ch. L. Bering, "Energy interconvertions in photosynthesis", en J. Chem. Ed. 62, 659 (1985).
5. Zelitch 1., "Photosynthesis and plant productivity", en Chem. and Eng. News, 5 de febrero, p. 28 (1979).
6. A. L. Lehninger, Principies of biochemistry, Worth publishers, Inc., Nueva York, 1982.
7. Magdalena Rius de Riepen y C. Mauricio Castro Acuńa, La química hacia la conquista del Sol, SEP-FCE-CONACYT (La ciencia desde México, 10), México, 1986.
IV. Vida animal, hemoglobina, energía de compuestos orgánicos, dominio del fuego.
Los organismos fotosintéticos producen glucosa y otros azúcares a partir del CO2 atmosférico 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.
Referencias
1. A. 1. Oparin, The Origin of Life on the Earth, 3a edición, Academic Press Inc., editores, Nueva York, 1957.
2. M. Harvath, L. Bilitzki y J. Hüttner, Ozone, Elsevier, Amsterdam Oxford, Nueva York, 1957.
3. K. Zweibel, "Photovoltaic cells", en Chem. and Eng. News,7 de julio, p. 34 (1986).
4. Ch. L. Bering, "Energy interconvertions in photosynthesis", en J. Chem. Ed. 62, 659 (1985).
5. Zelitch 1., "Photosynthesis and plant productivity", en Chem. and Eng. News, 5 de febrero, p. 28 (1979).
6. A. L. Lehninger, Principies of biochemistry, Worth publishers, Inc., Nueva York, 1982.
7. Magdalena Rius de Riepen y C. Mauricio Castro Acuńa, La química hacia la conquista del Sol, SEP-FCE-CONACYT (La ciencia desde México, 10), México, 1986.
IV. Vida animal, hemoglobina, energía de compuestos orgánicos, dominio del fuego.
LA CAPA
de ozono formada por la acción de la luz ultravioleta dio a la Tierra una
protección contra la alta energía de esta misma radiación, creándose así las
condiciones apropiadas para la aparición de la vida. Las algas verde-azules y
los vegetales perfeccionaron el procedimiento para combinar el CO2
atmosférico con el agua y los minerales del suelo con producción de materia
orgánica y liberación de oxígeno que transformaría, en forma lenta pero segura,
a la atmósfera terrestre de reductora en oxidante.
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.
Como se vio en el capítulo anterior, los vegetales usan el pigmento verde llamado clorofila como catalizador indispensable en la reacción de fotosíntesis. Por medio de esta reacción los vegetales acumulan 686 kilocalorías en cada molécula de glucosa.
Los organismos animales, para realizar la reacción de oxidación y liberar las 686 kilocalorías contenidas en la molécula de glucosa, utilizan como transportador de oxígeno un pigmento asociado con proteína conocido como hemoglobina.
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.
Como se vio en el capítulo anterior, los vegetales usan el pigmento verde llamado clorofila como catalizador indispensable en la reacción de fotosíntesis. Por medio de esta reacción los vegetales acumulan 686 kilocalorías en cada molécula de glucosa.
Los organismos animales, para realizar la reacción de oxidación y liberar las 686 kilocalorías contenidas en la molécula de glucosa, utilizan como transportador de oxígeno un pigmento asociado con proteína conocido como hemoglobina.
La hemoglobina toma oxígeno del aire y lo transporta a los tejidos, que es donde se realiza la reacción contraria a la fotosíntesis.
De esta manera, el CO2 que los vegetales toman de la atmósfera regresa a ella. En estas condiciones, los diferentes tipos de animales, incluyendo al hombre que llegó un poco más tarde, vivían en perfecto equilibrio con la naturaleza, pues éste sólo consumía alrededor de 2 000 kilocalorías por día, es decir sólo la energía necesaria para mantener su cuerpo saludable.
El fierro necesario para la formación de hemoglobina el ser humano lo toma en su dieta a razón de 1 miligramo por día, acumulándose normalmente 4 gramos de él en los adultos. Es decir, un ser humano adulto tendría fierro suficiente como para elaborar un clavo de 4 centímetros de largo.
La cantidad de calcio que un adulto necesita ingerir diariamente en su dieta es de alrededor de 1 gramo, es decir, la cantidad que corresponde al contenido de calcio en un trozo de mármol de 2.5 gramos.
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. Un gramo de hemoglobina se combina con 1.35 mililitros de oxígeno.
El monóxido de carbono (CO), gas que se desprende del escape de los automóviles y en combustiones incompletas como la del carbón vegetal, 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, que tienen una vida media de 120 a 180 días. Éstos son devorados posteriormente por células del sistema retículo endotelial. Estas células, llamadas macrófagos (devoradoras de objetos grandes), se encuentran principalmente en el bazo, el hígado y la médula ósea.
De esta manera, el Fe completa su ciclo en su importante misión de ser el elemento clave en el transporte de oxígeno para realizar la reacción de oxidación de los alimentos, de la que se deriva la energía necesaria para el mantenimiento de la vida animal saludable.
Los animales y los hombres
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 de un adulto requiere más de 120 gramos de glucosa por día, misma que puede provenir de precursores tales como el piruvato y los aminoácidos.
La glucosa es aprovechada por el cerebro vía secuencia glicolítica y ciclo del ácido cítrico, y el suministro de ATP es generado por catabolismo de glucosa. La energía de ATP se requiere para mantener la capacidad de las células nerviosas (neuronas) manteniendo así el potencial eléctrico de las membranas del plasma, en particular de aquellas que rodean el largo proceso en que intervienen axones y dendritas, que son las que forman la línea de transmisión del sistema nervioso.
Opio, morfina y sustancias opiáceas del cerebro
El uso del opio como sustancia analgésica es conocido desde tiempos muy remotos; los griegos la usaron varios siglos antes de Cristo.
Uno de los principales constituyentes del opio, la morfina, fue aislado en 1803 por el farmacéutico alemán Sertürner.
Como contrapartida de las maravillosas propiedades de la morfina, se tiene la de crear dependencia. La persona que fue tratada con ella desea volver a tener la experiencia obtenida con la inyección.
La existencia de receptores de morfina fue demostrada en varios laboratorios en 1973.
Existe un gran número de receptores de morfina en partes del sistema nervioso involucrados en la transmisión del dolor y en la parte responsable de las emociones.
Numerosas investigaciones culminaron con la demostración de que en el cerebro existen sustancias con estructura parecida a la de la morfina, a las que denominaron encefalinas. Éstas eran péptidos compuestos de cinco aminoácidos tyr-gly, gly-phe-met (met = metionina encefalina) y tyr-gly-gly-fe-leu (leu = leucina encefalina).
Estas dos encefalinas se sintetizaron en el laboratorio y tuvieron los mismos efectos en el cerebro.
La morfina y la encefalina tienen pues la misma configuración, por lo que pueden unirse a receptores de la misma manera.
Descubrimiento del fuego
El cerebro del hombre crece, piensa, memoriza, aprende nuevas cosas hasta que un día, cuando menos se lo espera, descubre el fuego, aprende a dominarlo y transmite el conocimiento de generación en generación.
Precisamente un paso fundamental en el dominio de la naturaleza lo dio el hombre primitivo cuando aprendió a dominar el fuego; en ese momento encontró la manera de liberar a voluntad la energía que los vegetales habían tomado de la radiación solar y acumulado en forma de materia orgánica.
El uso del opio como sustancia analgésica es conocido desde tiempos muy remotos; los griegos la usaron varios siglos antes de Cristo.
Uno de los principales constituyentes del opio, la morfina, fue aislado en 1803 por el farmacéutico alemán Sertürner.
Como contrapartida de las maravillosas propiedades de la morfina, se tiene la de crear dependencia. La persona que fue tratada con ella desea volver a tener la experiencia obtenida con la inyección.
La existencia de receptores de morfina fue demostrada en varios laboratorios en 1973.
Existe un gran número de receptores de morfina en partes del sistema nervioso involucrados en la transmisión del dolor y en la parte responsable de las emociones.
Numerosas investigaciones culminaron con la demostración de que en el cerebro existen sustancias con estructura parecida a la de la morfina, a las que denominaron encefalinas. Éstas eran péptidos compuestos de cinco aminoácidos tyr-gly, gly-phe-met (met = metionina encefalina) y tyr-gly-gly-fe-leu (leu = leucina encefalina).
Estas dos encefalinas se sintetizaron en el laboratorio y tuvieron los mismos efectos en el cerebro.
La morfina y la encefalina tienen pues la misma configuración, por lo que pueden unirse a receptores de la misma manera.
Descubrimiento del fuego
El cerebro del hombre crece, piensa, memoriza, aprende nuevas cosas hasta que un día, cuando menos se lo espera, descubre el fuego, aprende a dominarlo y transmite el conocimiento de generación en generación.
Precisamente un paso fundamental en el dominio de la naturaleza lo dio el hombre primitivo cuando aprendió a dominar el fuego; en ese momento encontró la manera de liberar a voluntad la energía que los vegetales habían tomado de la radiación solar y acumulado en forma de materia orgánica.
El
hombre aprendió a iniciar la reacción o a avivarla aumentando el oxígeno al
soplar sobre las brasas en contacto con leña seca, y más tarde supo iniciarlo
con chispas y por fricción.
celulosa oxígeno bióxido de carbono agua luz y calor
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.
La cadena de descubrimientos a raíz del dominio del fuego ha sido constante hasta nuestros días, en que el consumo de combustible es sinónimo de riqueza de un país.
Quizá el arte surgió poco después del dominio del fuego, pues el carbón que queda al apagarse las fogatas es un material apropiado para el dibujo; si éste se mezcla con la grasa de animales se hace más versátil.
En lugares aislados de la Tierra se fueron sucediendo descubrimientos importantes al usar las piedras para soportar objetos junto al fuego: algunas de ellas se fundieron y liberaron metales. Así, el hombre fue avanzando de la Edad de la Piedra a la Edad de los Metales (Edad del Bronce). El fuego condujo al conocimiento de los primeros elementos químicos: el oro, el plomo, el cobre, el estańo, el azufre y el carbón.
Con el dominio del fuego los ritos mágicos fueron más impresionantes: el hombre quemó hierbas aromáticas cuyos componentes químicos muchas veces tuvieron propiedades curativas. Más tarde, al disponer de recipientes de arcilla pudo hacer infusiones de plantas, obteniendo así algunas sustancias curativas.
ENVEJECIMIENTO
Indudablemente, mientras más tiempo ha durado un objeto inanimado, su aspecto más se deteriora. Así, por ejemplo, los objetos de hierro que fueron bellos y brillantes, pronto pierden su brillo y tarde o temprano se cubren de la herrumbre que los corroe; los objetos de hule se vuelven quebradizos; lo mismo pasa con los bellos objetos de piel, que con el tiempo se deterioran volviéndose quebradizos porque se avejentan. Procesos todos ellos en que mucho tiene que ver el oxígeno: el hierro se oxida con el tiempo, al igual que el hule y el cuero que lo fueron en su proceso de envejecimiento. El aspecto de los seres vivos cambia también con el tiempo: se hacen viejos. El tiempo que se mide por el número de días, meses y ańos 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.
El hule de las llantas envejece, lo que se retarda con la vulcanización y adición de antioxidantes; los aceites y grasas se hacen rancios por efecto del oxígeno del aire, proceso que se logra detener por adición de antioxidantes como el tocoferol (vitamina E) y el ácido ascórbico o vitamina C, entre los de origen natural, que son muy importantes.
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,
Los antioxidantes son importantes en el tejido canceroso en donde la concentración de tocoferol es mayor que en tejido normal. Son también importantes en la prevención de oxidación de lípidos en los tejidos.
Se puede entonces pensar que los antioxidantes detendrán el envejecimiento; el problema es que muchos antioxidantes sintéticos, aunque más eficaces in vitro que los biológicos, producen reacciones secundarias indeseables en el organismo.
celulosa oxígeno bióxido de carbono agua luz y calor
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.
La cadena de descubrimientos a raíz del dominio del fuego ha sido constante hasta nuestros días, en que el consumo de combustible es sinónimo de riqueza de un país.
Quizá el arte surgió poco después del dominio del fuego, pues el carbón que queda al apagarse las fogatas es un material apropiado para el dibujo; si éste se mezcla con la grasa de animales se hace más versátil.
En lugares aislados de la Tierra se fueron sucediendo descubrimientos importantes al usar las piedras para soportar objetos junto al fuego: algunas de ellas se fundieron y liberaron metales. Así, el hombre fue avanzando de la Edad de la Piedra a la Edad de los Metales (Edad del Bronce). El fuego condujo al conocimiento de los primeros elementos químicos: el oro, el plomo, el cobre, el estańo, el azufre y el carbón.
Con el dominio del fuego los ritos mágicos fueron más impresionantes: el hombre quemó hierbas aromáticas cuyos componentes químicos muchas veces tuvieron propiedades curativas. Más tarde, al disponer de recipientes de arcilla pudo hacer infusiones de plantas, obteniendo así algunas sustancias curativas.
ENVEJECIMIENTO
Indudablemente, mientras más tiempo ha durado un objeto inanimado, su aspecto más se deteriora. Así, por ejemplo, los objetos de hierro que fueron bellos y brillantes, pronto pierden su brillo y tarde o temprano se cubren de la herrumbre que los corroe; los objetos de hule se vuelven quebradizos; lo mismo pasa con los bellos objetos de piel, que con el tiempo se deterioran volviéndose quebradizos porque se avejentan. Procesos todos ellos en que mucho tiene que ver el oxígeno: el hierro se oxida con el tiempo, al igual que el hule y el cuero que lo fueron en su proceso de envejecimiento. El aspecto de los seres vivos cambia también con el tiempo: se hacen viejos. El tiempo que se mide por el número de días, meses y ańos 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.
El hule de las llantas envejece, lo que se retarda con la vulcanización y adición de antioxidantes; los aceites y grasas se hacen rancios por efecto del oxígeno del aire, proceso que se logra detener por adición de antioxidantes como el tocoferol (vitamina E) y el ácido ascórbico o vitamina C, entre los de origen natural, que son muy importantes.
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,
Los antioxidantes son importantes en el tejido canceroso en donde la concentración de tocoferol es mayor que en tejido normal. Son también importantes en la prevención de oxidación de lípidos en los tejidos.
Se puede entonces pensar que los antioxidantes detendrán el envejecimiento; el problema es que muchos antioxidantes sintéticos, aunque más eficaces in vitro que los biológicos, producen reacciones secundarias indeseables en el organismo.
Refencias
1. A. 1. Oparin, The Origin of Life on the Earth, traducción de Ann Synge, Academic Press Inc., Editores, Nueva York, 1957.
2. J. D. Bernal, La ciencia en nuestro tiempo, traducción de Eli de Gortari, Universidad Nacional Autónoma de México, México, 1960.
3. A. Jacobs y M. Worwood, Iron in biochemistry and medicine, capítulo 5, p. 145, Academic Press, Londres y Nueva York, 1974.
4. G. Scott "Antioxidants in vitro and in vivo", en Chem. in Brit. 21, 648 (1985).
5. J. Rossier y G. Chaponthier "Brain opiates", en Endea vour 6, 168 (1982).
6. Morton Rothstein "Biochemical study of aging", en Chem. and Eng. News 11, 1986, p. 26.
1. A. 1. Oparin, The Origin of Life on the Earth, traducción de Ann Synge, Academic Press Inc., Editores, Nueva York, 1957.
2. J. D. Bernal, La ciencia en nuestro tiempo, traducción de Eli de Gortari, Universidad Nacional Autónoma de México, México, 1960.
3. A. Jacobs y M. Worwood, Iron in biochemistry and medicine, capítulo 5, p. 145, Academic Press, Londres y Nueva York, 1974.
4. G. Scott "Antioxidants in vitro and in vivo", en Chem. in Brit. 21, 648 (1985).
5. J. Rossier y G. Chaponthier "Brain opiates", en Endea vour 6, 168 (1982).
6. Morton Rothstein "Biochemical study of aging", en Chem. and Eng. News 11, 1986, p. 26.
PROFESORA ESTA ES LA PRIMERA PARTE.
ES QUE NO PUDE SUBIR TODA COMPLETA
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