Ciencia: es un conjunto de conocimientos sistematizados, coherentes y verificables de los hechos y fenómenos que ocurren en el mundo externo. Las ciencias en general se clasifican en: naturales, sociales y filosóficas. En cada uno estos grupos se encuentran otras ciencias. Por ejemplo: dentro de las ciencias naturales encontramos: física, química y biología. LA QUIMICA Cuando se habla de los avances de la ciencia, muy a menudo aparece implicado el concepto de química. Su estudio data de mucho tiempo atrás y puede decirse que esta ciencia es contemporánea a la civilización, pues desde que el hombre en su proceso evolutivo empezó a desarrollar las etapas del proceso científico. Simultáneamente descubrió la utilidad de las sustancia naturales y posteriormente aprendió a manejar y controlar sus transformaciones. La química es una ciencia que estudia la materia, básicamente su composición, su estructura, sus propiedades y sus cambios o transformaciones que sufre a través de las reacciones químicas y las leyes que la rigen. La química evolucionó a lo largo del tiempo, es así que, en los tiempos antiguos la química se inicia con una series de observaciones sobre sustancias y fenómenos, los hechos eran presentados como especulaciones astrológicas, religiosas y aún mitológicas, en aquellos tiempos la relacionaban con la magia negra. Empédocles sostenía que el universo estaba formado por cuatro sustancias: tierra, aire, fuego y agua. Los peruanos no fueron ajenos a estos avances, pues emplearon sustancias químicas como colorantes que aplicaban a sus tejidos y cerámica. En la época de la alquimia, los alquimistas se dedicaron a lograr la piedra filosofal, entendida como una sustancia que con el contacto con los metales se convertían en oro; también buscaban el elixir de la viada, que se creía era una sustancia que al ingerirla el ser humano mantenía la eterna juventud. Entre los mas famosos tenemos: Robert Bacón, Santo Tomas de Aquino y san Alberto Magno, considerado el Aristóteles de la edad media. Obviamente los alquimistas no lograron su objetivo codiciado, pero en el intento, desarrollaron en gran medida los conocimientos químicos y así lograron obtener aleaciones diversas; conocían la acción del ácido nítrico y sulfúrico, el agua rejia, que es un disolvente energético, fue muy utilizado por los alquimistas. En la época de la Iatroquímica, la química se convierte en la ciencia auxiliar de la medicina, cabe destacar la acción del médico Paracelso (1493-1519) quien denunció la falsedad de los alquimistas y dignificó el campo de acción de la química, señalando que el verdadero objetivo de la química era la elaboración de medicinas. En esta época se sostenía que el cuerpo estaba formado por tres elementos: Azufre, mercurio y sal. Las boticas se convirtieron en centros dinámicos de experimentación, donde se buscan nuevos preparados químicos, que puedan ser utilizados como medicamentos. A principios del siglo XVII reinicia una renovación ideológica de las ciencias naturales, imponiéndose el método experimental, naciendo así la química moderna, como ciencia precisa y experimental por obra de Robert Boyle. Las investigaciones d e ésta época tuvieron como objetivo principal explicar el fenómeno de la combustión, constituyéndose la teoría de flogisto. Sostenían que todos los cuerpos poseen una parte común denominado flogisto, de esta manera la sustancia que contenía mas flogisto ardía más. Por consiguiente el carbón sería extremadamente rico en flogisto. Posteriormente, en la mitad del siglo XVIII, hubo un gran avance gracias al químico francés Antoine Laurent Lavoisier, que hizo comprender que la balanza es el instrumento más importante para el químico. Producto de sus investigaciones sale la primera ley que rige los fenómenos químicos: La ley de la conservación de la materia. Luego de diversos estudios se logra dividir la Química en Orgánica e Inorgánica. Destacándose Juan Jacobo Berzelius quien manifiesta que las sustancias orgánicas poseen una fuerza vital y que solamente pueden ser elaborados por los seres vivos. En 1828 el alemán Friedrich wöhler fabrica la úrea que es un compuesto orgánico a partir del cianato de amonio que es un compuesto inorgánico; en este periodo se sintetizan los hidrocarburos que son compuestos orgánicos sencillos, así como otros compuestos como el alcohol, éteres, ácidos, cetonas, etc. A partir del año 1987 se inicia la época de la química moderna, sobresaliendo muchos investigadores como: Gay Luzca quien descubre las leyes de las combinaciones de los volúmenes gaseosos, Amadeo abogadro planteando que bajo las mismas condiciones todos los gases tienen el mismo número de moléculas; Berzelius crea los símbolos químicos; Mendeleiev y Meyer establecen una tabla periódica de los elementos químicos; Henry Moseley sienta las bases de la tabla periódica basada en los números atómicos; Alfred Nobel inventa la dinamita; Niels bohr sienta las bases del modelo atómico perfeccionando la de Rutherford; Hans, Strassman, meitner y Frisch logran dividir un átomo de uranio, dando inicio a la era nuclear. Hasta hoy en día son innumerables los investigadores que aportaron a la evolución de la química, la cual actualmente es de mucha importancia en el desarrollo de la humanidad. El desarrollo científico y tecnológico a hecho posible que contemos con la presencia de sustancias químicas de mucha utilidad, incluso muchas de ellas ha sido sintetizado por el hombre. Cabe destacar la amplia difusión de los polímeros sintéticos: plásticos, polietileno, teflón, dragón, nylon, caucho sintético, etc. La importancia de la química en las diversas esferas de la vida es evidente; en la agricultura preparación de insecticidas, fungicidas, abonos, etc. Que contribuyen a una mejor producción. En el campo de la energía, desarrollo de la energía nuclear, petróleo y derivados, nuevos combustibles como el biogás; en la Medicina, ha alcanzado un adelanto notable, como la síntesis de fármacos para combatir las enfermedades y proporcionando material para la fabricación de instrumentos. En otras áreas: Vajilla, vestido, material de construcción, placas y películas para la fotografía y la cinematografía, etc. ACTIVIDADES 1. Lee el siguiente enunciado y luego contesta las siguientes interrogantes: “Todos los metales se oxidan al contacto con el oxígeno”. 2. ¿Qué harías para demostrar la frase anterior? Anota cinco acciones y dibuja en tu cuaderno. 3. ¿Qué influye para que los cuerpos vuelvan a caer? 4. Busca en el diccionario que es oxidación, metal, oxígeno. 5. Lee el siguiente enunciado y luego contesta las interrogantes: “El ángel de la guarda te cuida cuando duermes”. 6. ¿Qué harías para de mostrar el enunciado anterior? 7. ¿Alguna vez has visto un ángel? 8. ¿Los ángeles existen? 9. Elabora un cuadro de doble entrada y anota las semejanzas y diferencia entre las dos frases. 10. Qué ciencia estudia la oxidación de los metales? 11. Entonces, ¿Qué es ciencia? 12. Elabora una línea de tiempo sobre la historia de la química. 13. elabora un cuadro de doble entrada y anota los beneficios y prejuicios de la química para la vida del hombre. 14. ¿Qué pasaría, hoy en día, si la química no hubiese sido desarrollada LOS MEDICAMENTOS Fármaco o Medicamento, producto químico, principio activo, dotado de propiedades para el tratamiento, diagnóstico, alivio, cura o prevención de enfermedades. La farmacología es la ciencia que estudia la preparación, propiedades, acción, distribución y eliminación de los fármacos en el cuerpo humano. Los medicamentos han sido utilizados desde la prehistoria. Las civilizaciones de la antigua India, China, el Mediterráneo y Oriente Próximo descubrieron y emplearon gran número de plantas medicinales y minerales, entre las que se cuentan algunas, como la ipecacuana, que se siguen utilizando hoy día. La primera relación de fármacos con instrucciones para su elaboración, o farmacopea, apareció en la actual ciudad alemana de Nuremberg en 1546. Sin embargo, el estudio de los fármacos, la farmacia, no cobró vigencia como profesión independiente hasta el siglo XVII. Gracias a las investigaciones realizadas durante el siglo XX se han descubierto gran número de fármacos que han supuesto una verdadera revolución en la práctica de la medicina. Clasificación: 1. Según el estatus legal: Los medicamentos se dividen en: Especialidad farmacéutica: Es el medicamento de composición e información definidas, de forma farmacéutica y dosificación determinadas, preparado para su uso medicinal inmediato, dispuesto y acondicionado para su dispensación al público, con denominación, embalaje, envase y etiquetado uniformes según lo dispongan las autoridades sanitarias. Fórmula magistral: Es el medicamento destinado a un paciente individualizado, preparado por el farmacéutico, o bajo su dirección, para cumplimentar expresamente una prescripción facultativa detallada de las sustancias medicinales que incluye, según las normas técnicas y científicas del arte farmacéutico, dispensado en su farmacia o servicio farmacéutico y con la debida información al usuario. Preparado o fórmula oficinal. Es aquel medicamento elaborado y garantizado por un farmacéutico o bajo su dirección, dispensado en su oficina de farmacia o servicio farmacéutico, enumerado y descrito por el Formulario, destinado a la entrega directa a los enfermos a los que abastece dicha farmacia o servicio farmacéutico. Medicamento prefabricado: Es el medicamento que no se ajusta a la definición de especialidad farmacéutica y que se comercializa en una forma farmacéutica que puede utilizarse sin necesidad de tratamiento industrial y al que la autoridad farmacéutica otorgue autorización e inscriba en el Registro correspondiente. Medicamento en Investigación: Forma farmacéutica de una sustancia activa o placebo, que se investiga o se utiliza como referencia en un ensayo clínico, incluidos los productos con autorización de comercialización cuando se utilicen o combinen, en la formulación o en el envase, de forma diferente a la autorizada, o cuando se utilicen para tratar una indicación no autorizada, o para obtener más información sobre un uso autorizado. 2. Según la prescripción médica: En España y algunos países latinoamerticanos, los medicamentos se dispensan, distribuyen o venden exclusivamente en las farmacias. Existen dos tipos de medicamentos según la prescripción médica: Medicamento de venta libre: Son aquellos medicamentos que se distribuyen libremente en las farmacias, sin necesidad de receta o prescripción médica. Se dividen en dos categorías: o Las Especialidades farmacológicas publicitarias (EFP) se corresponden con medicamentos publicitados en los medios de comunicación de masas como, por ejemplo, la televisión. o Los productos OTC son fármacos destinados al alivio, tratamiento o prevención de afecciones menores, con los que se posee una amplia experiencia de uso y han sido expresamente autorizados como tales. Medicamento con receta médica: Son aquellos medicamentos recetados por un médico para el tratamiento de una enfermedad o síntoma en concreto. Producción de medicamentos Los medicamentos son producidos generalmente por la industria farmacéutica. Los nuevos medicamentos pueden ser patentados, cuando la empresa farmacéutica ha sido la que ha investigado y lanzado al mercado el nuevo fármaco. Los derechos de producción o licencia de cada nuevo medicamento están limitados a un lapso que oscila entre 10 y 20 años. Los medicamentos que no están patentados se llaman medicamentos copia; en cambio, aquellos que no están patentados pero tienen un estudio de bioequivalencia, aprobado por las autoridades locales, se llaman medicamentos genéricos. COMPOSICIÓN DE LOS MEDIAMENTOS: Los fármacos pueden elaborarse a partir de plantas, minerales, animales o mediante síntesis. Muchos medicamentos tradicionales se pueden extraer de las plantas, como el ácido acetilsalicílico que se obtiene a partir de la corteza del sauce, la digital de la planta digital común, la quinina de la corteza del árbol de la quina, o la reserpina que se obtiene de la raíz de la especie Rauwolfia serpentina. Entre los productos minerales que se utilizan como medicamentos están el ácido bórico, la sal de Epsom y el yodo. Algunas hormonas que se emplean en el tratamiento de ciertos procesos, como la ACTH y la insulina, se obtienen a menudo de los animales. Muchos analgésicos, sedantes, psicofármacos y anestésicos de reciente aparición, así como otros productos que antes se obtenían de los animales, se sintetizan de forma artificial en el laboratorio. 1. 2. 3. 4. ¿Qué es un medicamento?. ¿Qué ciencia ha hecho posible la industria de los medicamentos? ¿Qué composición tienen los medicamentos? ¿Qué pasaría si no se hubiera desarrollado la industria de los medicamentos?. 5. ¿Quiénes son las personas que pueden recetar medicamentos? Explique porqué. MOLECULAS BIOLOGICAS Son Compuestos de carbono que forman las diversa partes de la célula y llevan a cabo las reacciones químicas que le permiten crecer, alimentarse, reprodicirse, usar y almacenar energía. Estas sustancias son objeto de estudio de la bioquímica. El nombre de bioquímica fue introducido por Neuberg en 1903, como consecuencia del reconocimiento, de que el verdadero valor de la química orgánica estaba en el terreno de la Biología y la Medicina . La Bioquímica, estudia las sustancias presentes en los organismos vivos y de las reacciones químicas en las que se basan los procesos vitales. Esta ciencia es una rama de la Química y de la Biología. El prefijo bio- procede de bios, término griego que significa ‘vida’. Los elementos químicos que constituyen el organismo de los seres vivos son los mismos que constituyen los seres inanimados. Los elementos que intervienen en la composición química de la materia viva reciben el nombre de elementos biogenéticos o biogenésicos. Estos se agrupan en constantes y variables. Los elementos constantes intervienen en la composición química de todos los seres vivos, los de mayor porcentaje son: Carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno; otros elementos constantes tenemos: P, Ca, Mg, Na, K, S, Cl, B, Si, Mg, I, F. Los elementos variables, en cambio, se encuentran solo en algunos seres vivos, estos son: Zn, Ti, Va, Br, Li, Rb, Ag, Pb, etc. Al combinarse los elementos biogenésicos entre sí originan moléculas biológicas o compuestos químicos conocidos como Principios inmediatos. Estos se agrupan en orgánicos e inorgánicos; entre los inorgánicos tenemos el agua y las sales minerales y entre los orgánicos los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. La célula contiene un gran número de moléculas. La estructura de cada molécula determina la reacción química en la que interviene y, por tanto, el papel que desempeña en los procesos vitales celulares. Los tipos más importantes de moléculas biológicas son los ácidos nucleicos, las proteínas, los hidratos de carbono y los lípidos. Los ácidos nucleicos son responsables del almacenamiento y transferencia de la información genética. Son moléculas grandes formadas por cadenas largas de unas subunidades llamadas nucleótidos, que se disponen según una secuencia exacta. Cada nucleótido está formado por una molécula de azúcar, un grupo fosfato y uno de 4 posibles compuestos nitrogenados llamados bases. Estas subunidades, son "leídas" por otros componentes de las células y utilizadas como patrones para la fabricación de proteínas. Las proteínas son moléculas grandes formadas por pequeñas subunidades denominadas aminoácidos. Utilizando sólo 20 aminoácidos distintos, la célula elabora miles de proteínas diferentes, cada una de las cuales desempeña una función altamente especializada. Las proteínas más interesantes para los bioquímicos son las enzimas, moléculas "trabajadoras" de las células. Estas enzimas actúan como promotores o catalizadores de las reacciones químicas. Los hidratos de carbono son las moléculas energéticas básicas de la célula. Contienen proporciones aproximadamente iguales de carbono e hidrógeno y oxígeno. Las plantas verdes, algunas bacterias, protozoos y algas utilizan el proceso de la fotosíntesis para formar hidratos de carbono simples (azúcares) a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar. Los animales, sin embargo, obtienen sus hidratos de carbono de los alimentos. Una vez que la célula posee hidratos de carbono, puede romperlos para obtener energía química o utilizarlos como base para producir otras moléculas. Los lípidos son sustancias grasas que desempeñan diversos papeles en la célula. Algunos se almacenan para ser utilizados como combustible de alto valor energético, mientras que otros se emplean como componentes esenciales de la membrana celular. CH2OH + H-O-C-C17H33 CH2-O-C-C17H33 CH OH O + H-O-C-C17H33 O CH -O-C-C17H33 CH2OH O + H-O-C-C17H33 O CH2-O-C-C17H33 O + 3H2O O Glicerol ac. Esteáricos agua G. Triestearina agua Las células tienen también muchos otros tipos de moléculas. Estos compuestos desempeñan funciones muy diversas, como el transporte de energía desde una zona de la célula a otra, el aprovechamiento de la energía solar para conducir reacciones químicas, y como moléculas colaboradoras (cofactores) en las acciones enzimáticas. Todas éstas, y la misma célula, se hallan en un estado de variación constante. De hecho, una célula no puede mantenerse viva a menos que esté continuamente formando y rompiendo proteínas, hidratos de carbono y lípidos; reparando los ácidos nucleicos dañados y utilizando y almacenando energía. El conjunto de estos procesos activos y dependientes de la energía se denomina metabolismo. Uno de los objetivos principales de la bioquímica es conocer el metabolismo lo suficiente como para predecir y controlar los cambios celulares. Los estudios bioquímicos han permitido avances en el tratamiento de muchas enfermedades metabólicas, en el desarrollo de antibióticos para combatir las bacterias, y en métodos para incrementar la productividad industrial y agrícola. Estos logros han aumentado en los últimos años con el uso de técnicas de ingeniería genética. ALGARROBO Los algarrobos son árboles nativos de la republica de argentina, símbolo del río cuarto y la región, pero lo podemos encontrar en las costas peruanas como tenemos el algarrobal de moro. Poseen una manera dura, de notable calidad en la industria de la construcción. Debido a la excelencia del producto, los bosques han sido talados a un extremo de tan gravedad, que peligran de extinguirse para siempre. Nombre vulgar:Algarrobo Nombre científico: Prosopis pallida Familia: Fabaceae. Orden: Fabales. Clase: Magnoliopsida. Habitad: Suelos calcáreos subespontáneo en lugares secos y pedregosos cerca del mar. Existen varias especies del algarrobo, siendo los más comunes de la zona, el algarrobo blanco y negro. Los tallos son lisos con muchas protuberancias de calor grisáceo. El algarrobo blanco:Llegan a medir 12 metros de altura, muy ramificado, presenta dos espinas estipulares en la base de cada hoja y las flores amarillas. El fruto es una legumbre encorvada y aplastada, excelente nutria para el ganado. El algarrobo negro :Es un árbol de 8 a 10 metros de características semejantes a la del algarrobo blanco, pero difiere de este por que las hojas son biyugas o triyugas y los foliolos de 3 a 5 cm. de longitud con el raíz brillante, coriáceos y con corto. Los cursos de esta planta son iguales en general del algarrobo blanco. Las raíces del algarrobo tienen una serie de bacterias que son capaces de quitar el nitrógeno e incorporarlo a la planta es decir la bacteria aporta nitrógeno a la plata y le pide azucares o elementos para poder vivir crecer y reproducirse. Componentes activos :Tanino (hojas y corteza), galatana, pentosona (semillas), mucílagos, almidón. Propiedades medicinales: Uso intenso: Laxante: Las semillas, muy ricas en mucílagos y las vainas sobre todo cuando están verdes, son ideales en caso de estreñimiento. Estimulante de los riñones: El algarrobo, cuando se mezclan jugos de arandino estimula los riñones perezosos, incrementando el nivel de orina. Alimentación animal: Los algarrobos se utilizan en la alimentación del ganado. Sus legumbres secas son recorridas por el ganado equino y entran en la composición de la alimentación animal general. Exponentes alimenticios: La industria de la alimentación hace uso de este bruto, empleándose como es pesante a la confección de muchos alimentos. Tenemos: La algarrobina, es un extracto de algarrobo (vainas). Es un poderoso toxico vegetal constituyente a las personas débiles, fortalece los pulmones, nutren, vigorizan y fortalece el cuerpo humano y sirve para la elaboración de muchos compuestos alimenticios NICK.SHAKE KOLTL, jugo especiales además estimula la buena circulación de la sangre, aumenta la hemoglobina y entre otros bienes. Azucares Información Nutricional proteínas 40y50% 5% Minerales 5% Potasio 4% Yema del huevo de la pata. Tiacina 58 199 1.8 0.12 0.11 354 1.9 15.6 449 136 4.3 0.13 0.18 58 193 1.70 0.11 0.13 0.12 0.36 166 13.1 2.3 13.1 426 15.1 2.8 15.1 145 430 4.7 El Pescado Es un pez comestible sacado del agua, este es un alimento que ayuda a nuestro organismo de múltiples maneras, además es el alimento que se desarrollo desde la época de Cristo. Clases de pescado : Dentro de las clases de pescado se pueden distinguir: los selacios (de esqueleto cartilaginoso; como el tiburón, raya, etc.), los telostos (de esqueleto óseo; como la caballa, salmón, etc.)y otros provistos de braqueas y pulmones, se pescan muchos peces de por carne, muy nutritivos por su aceite que pueden proporcionar a la industria y a la alimentación. TOYO Vitaminas(Mg) tiacina niacina hierro fósforo calcio agua Minerales (Mg) Carbohidratos Vitaminas (Mg) Niacina Hierro Fósforo Minerales (Mg) calcio Agua Proteínas 152 12.1 1.7 12.1 Yema del huevo 15.6 de gallina Huevo de pata Carbohidratos de gallina Componentes mayores (gr.) Calorías H U E V O S Bonito Componentes mayores (gr.) proteínas Tipos de huevos: P E S C A D O calcio Huevo El huevo es un alimento indispensable en nuestra alimentación. Es un cuerpo esférico que sirve para la reproducción de la especie; pesa aproximadamente 60 gramos. Su clara contiene albuminoides; su yema contiene grasas y es mucho mas saludable que la clara, además gran cantidad de fósforo. Dos huevos proporcionan 140 calorías, este equivale a unos 300 gramos de leche y 50 gramos de carne. 138 23.4 __ 796 28 258 0.7 12.80 0.01 83 18.7 __ 77.7 21 229 0.7 4.50 0.04 Caña de azúcar Es una planta proveniente del sur asiático. Es de la familia de los pastos y en su tallo almacena energía de forma sacarosa disuelta en la sima. De esta extrae el azúcar evaporar el agua . El jugo de su tallo es la principal fuente de energía de azúcar ( el azúcar de remedada es la misma de sacarosa). Se obtiene exprimiendo caña por medio de un trepide, una vez cosechada la caña. Este jugo se clasifica para remover impurezas, y se evapora hasta formar cristales. Se obtiene así el pan de azúcar y la panela. Para el azúcar comercial se hace una centrifugación para separar los cristales de azúcar de la melaza. Las proporciones de los componentes varían de acuerdo con la variedad (familia) de la caña, edad, madurez, clima, suelo, método de cultivo, abonos, lluvias, riegos, etc. Sin embargo, unos valores de referencia general pueden ser: Agua 73-76% Sacarosa 8-15% Fibra 11-16% La sacarosa del jugo es cristalizada en el proceso como azúcar y la fibra constituye el bagazo una vez molida la caña. Otros constituyentes de la caña presentes en el jugo son: Glucosa Fructosa Sales Ácidos Orgánicos Otros 2,2-0,6% 0,2-0,6% 0,3-0,8% 0,1-0,8% 0.3-0,8% HOJA DE TRABAJO I. Desarrolla en tu cuaderno las siguientes tareas. 1. Elabora un organizador visual de las moléculas biologícas. 2. Elabora un cuadro comparativo de la composición química del algarrobo, huevo, pescado y caña de azúcar. 3. Elabora un listado de moléculas biológicas presentes en los alimentos anteriores. 4. Investiga y anota las fórmulas de algunas moléculas biológicas o unidades estructurales de dichas moléculas. 5. Elabora un listado de los elementos químicos que forman las moléculas biológicas. 6. Elabora un esquema de división de la materia. II. Coloca una “C” si al proposición es correcta o una “I” si la proposición es incorrecta, en tal caso, escríbelo en forma correcta. 1. El nombre de Bioquímica fue introducido por primera vez por Aristóteles…………………………………………………………………………..( ) …………………………………………………………………………………………………………. 2. Los elementos químicos que conforman los seres vivos son los mismos que conforman los seres inanimados…………………..( ) ……………………………………………………………………………………………………….. 3. Carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno son elementos constantes. Estos a su vez pertenecen a los elementos biogenésicos……………………………………………………………………….( ) ………………………………………………………………………………………………………… 4. El cinz y el plomo son elementos variables, porque se encuentran solo en algunos seres vivos…………………………..( ) ……………………………………………………………………………………………………….. 5. Los carbohidratos, proteínas son denominados principios inmediatos inorgánicos…………………………………………………..( ) ……………………………………………………………………………………………………….. III. Encierra dentro de un círculo la respuesta correcta: 1. La bioquímica es una ciencia que estudia: a. La vida. b. La estructura de las sustancias presentes en los seres vivos. c. Las reacciones en que se basan los procesos metabólicos. d. b y c. e. a y b. 2. La bioquímica es importante por las siguientes razones: a. Tratamiento de enfermedades metabólicas. b. Elaboración de antibióticos. c. Metodología para incrementar la producción agrícola. d. metodología para incrementar la producción industrial e. Todas las anteriores. 3. Los elementos químicos presentes en lo seres vivos son: a. Carbono. b. Hidrógeno c. Fósforo. d. Calcio. e. Todas las anteriores. 4. El elemento químico más abundante en los compuestos biológicos es: a. Carbono. b. Hidrogeno. c. Oxigeno. d. Nitrógeno. 5. El principio inmediato que nos proporciona mayor energía diariamente se llama: a. Carbohidratos. b. Lípidos. c. Proteínas. d. Agua. IV. Responde en forma clara las siguientes interrogantes. 1. Será posible elaborar compuestos orgánicos, en el laboratorio, a partir de sustancias inorgánicas. 2. De los productos alimenticios citados en la lectura, cual de ellos, te parece que es mas completo para una dieta alimenticia. 3. Investiga que ventajas y desventajas nos proporciona conocer la composición química de los productos alimenticios. EL ATOMO En física y química, átomo (del latín atomus, y éste del griego άτομος, indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia del universo ya fue postulado por la escuela atomista en la Antigua Grecia. Sin embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo XIX. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas. Estructura Atómica La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa. El Núcleo Atómico El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases: Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,6726 × 10–19 kg. y una masa 1837 veces mayor que la del electron Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del proton El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un protón. El núcleo del siguiente elemento en la tabla periódica, el helio, se encuentra formado por dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidas en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 (1H), y el del helio, 2 (2He). La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1(1H), y el del helio, 4(4He). Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio (1H), el deuterio (2H) y el tritio (3H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas. Otros términos menos utilizados relacionados con la estructura nuclear son los isótonos, que son átomos con el mismo número de neutrones. Los isóbaros son átomos que tienen el mismo número másico. Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte. Interacciones eléctricas entre protones y electrones La estabilidad del átomo se debe a la acción de dos fuerzas opuestas que hacen mantenerse a distancia a los electrones del núcleo. Los protones están fuertemente cargados de electricidad positiva y los electrones negativamente. La interacción entre estas partículas hace que los electrones se sientan poderosamente atraídos por la carga eléctrica contraria de los protones, dando como resultado una centrípeta que tiende a atraer a los electrones hacia el núcleo. La existencia de una fuerza antagónica (fuerza centrífuga), la cual es debida a la increíble velocidad a la que gira el electrón sobre el núcleo, contrarresta a la fuerza de atracción y hace posible que los electrones se mantengan siempre a determinadas distancias del núcleo. El famoso físico danés Niels Bohr, calculó la velocidad a la cual gira el electrón alrededor del núcleo en ¡no menos de siete mil billones de revoluciones por segundo (7 × 1015)! Lo más maravilloso e increíble del átomo es el hecho de que algo tan sólido y aparentemente estático como una roca esté íntegramente formado por partículas en contínuo movimiento. Nube electrónica Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elemental y con una masa de 9,10 × 10–31 kg. La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0. A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química, transformándose en un ion, una partícula con carga neta diferente de cero. El concepto de que los electrones se encuentran en órbitas satelitales alrededor del núcleo se ha abandonado en favor de la concepción de una nube de electrones deslocalizados o difusos en el espacio, el cual representa mejor el comportamiento de los electrones descrito por la mecánica cuántica únicamente como funciones de densidad de probabilidad de encontrar un electrón en una región finita de espacio alrededor del núcleo. Dimensiones Atómicas La mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, formado por los protones y los neutrones, ambos conocidos como nucleones, los cuales son 1836 y 1838 veces más pesados que el electrón respectivamente. El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10–10 m, el doble del radio de Bohr para el átomo de hidrógeno. Si esto se compara con el tamaño de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, que es aproximadamente 1 × 10–15 se ve que el núcleo de un átomo es cerca de 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa. Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, y los electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos. Historia de la Teoría Atómica El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos rodean. El siguiente avance significativo se realizó hasta en 1773 el químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: "La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma."; demostrado más tarde por los experimentos del químico inglés John Dalton quien en 1804, luego de medir la masa de los reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las sustancias están compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento, pero diferentes de un elemento a otro. Luego en 1811 Amedeo Avogadro, físico italiano, postuló que a una temperatura, presión y volumen dados, un gas contiene siempre el mismo número de partículas, sean átomos o moléculas, independientemente de la naturaleza del gas, haciendo al mismo tiempo la hipótesis de que los gases son moléculas poliatómicas con lo que se comenzó a distinguir entre átomos y moléculas. El químico ruso Dmítri Ivánovich Mendeléyev creó en 1869 una clasificación de los elementos químicos en orden creciente de su masa atómica, remarcando que existía una periodicidad en las propiedades químicas. Este trabajo fue el precursor de la tabla periódica de los elementos como la conocemos actualmente. La visión moderna de su estructura interna tuvo que esperar hasta el experimento de Rutherford en 1911 y el modelo atómico de Bohr. Posteriores descubrimientos científicos, como la teoría cuántica, y avances tecnológicos, como el microscopio electrónico, han permitido conocer con mayor detalle las propiedades físicas y químicas de los átomos. Evolución del Modelo Atómico La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. A continuación se hará una exposición de los modelos atómicos propuestos por los científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica. Modelo de Dalton Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton. Este primer modelo atómico postulaba: La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas. Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos. Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la precencia de los electrones (e-) o protones(p+). Modelo de Thompson Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés plumpudding model). Detalles del modelo atómico Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas. Una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva. En el caso de que el átomo perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva; y si ganaba, la carga final sería negativa. De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones. Modelo de Rutherford Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no científico. Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año 1920, por esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste. Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en orbitas estables. Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe un cuanto de energia (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada orbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz). El mayor éxito de Bohr fue dar la explicación al espectro de emisión del hidrogeno. Pero solo la luz de este elemento. Proporciona una base para el carácter cuántico de la luz, el fotón es emitido cuando un electrón cae de una orbita a otra, siendo un pulso de energía radiada. Bohr no puede explicar la existencia de orbitas estables y para la condición de cuantización. Bohr encontró que el momento angular del electrón es h/2π por un método que no puede justificar. Modelo de Schrödinger: Modelo Actual Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias: Contradecía las leyes del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, las cuales estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería emitir energía constantemente en forma de radiación y llegaría un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría. Todo ocurriría muy brevemente. No explicaba los espectros atómicos. Modelo de Bohr Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el fenómeno del efecto fotoeléctrico observado por Albert Einstein. “El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en orbitas bien definidas.” Las orbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas orbitas) Cada orbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía. Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles de energía. Después de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo. En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno y oxígeno. limitado a detonarse de esta manera (por descarga eléctrica). El proceso para hacerlo explosivo es como sigue: El Bromato de Potasio es una sustancia inorgánica compuesta por un átomo de potasio y tres de oxígeno , Materiales: Clorato de Potasio (9 partes por volumen) patentada como mejorador de pan en 1914, de los estudios de una investigación realizada en ese año en la Universidad de Pitsburgh. A partir de entonces el bromato de potasio se convirtió enAlguna gelatina derivada del petroleo (Vaselina un elemento esencial del pan nuestro de cada día . Después de varios años de uso el (1 parte por volumen)) bromato comenzó a cuestionarse por tres razones : Equipamiento: Plato hondo c/cuchara, ambos de barro o madera Bolsa de plástico con posibilidad de cerrarse Procedimiento: a. b. c. Su manipulación física es extremadamente peligrosa , debido a su capacidad para producir combustión espontánea y exposición Su gran parecido con el azúcar y sal que favorece una intoxicación accidental La sobredosis de éste produce vómitos, diarrea, metahemoglobinemia, depresión del sistema nervioso, efectos mutagénicos, destrucción de la vitamina B1 y niacina, inhibición de disponibilidad del Fe y degradación del ácido fólico . A pesar de éste serio cuestionamiento éste compuesto siguió siendo utilizado sin ninguna restricción por todos los panaderos de todo el mundo hasta 1982. 1. 2. 3. 4. En 1982 el científico japonés Yuki KuroKawa demostró que está sustancia producía cáncer en ratas en un periodo corto de tiempo y con cantidades cercanas a las empleadas en el pan y en la harina . En 1983 éste compuesto fue reconocido por la agencia Internacional de Investigación contra el Cáncer, ése mismo año la FAO y la OMS propusieron no permitir concentraciones mayores de 75 mg por kilogramo de harina. Dos años después la Health and Welfare Agency de los Estados Unidos bajó el límite máximo a 50 mg por kilogramo de harina e incluyó al bromato de potasio en las sustancias prohibidas para el consumo humano. En 1989 la Comisión de la Comunidad Europea prohibió totalmente su uso en los alimentos, decisión aceptada en 1982 y recomendada a todos los países miembros incluído Costa Rica en 1994, indicando que el Bromato de Potasio también produce cáncer en las celúlas renales, peritoneales, células de las tiroides.El bromato de potasio continúa empleándose en nuestro país y en nuestra región , salvo algunas excepciones a pesar de las recomendaciones internacionales en su contra. 6.4.- Clorato de Potasio El clorato de potasio no puede ser echo en casa por si mismo, pero puede ser obtenido de un laboratorio. Si el clorato de potasio se mezcla con una pequeña cantidad de vaselina, o algún otro derivado del petróleo, y se le da una descarga eléctrica, el material detonará con mas poder que la pólvora negra. Este debe de ser Muele el clorato de potasio en el plato hondo, cuidadosa y lentamente, hasta que el clorato de potasio sea un polvo muy fino. Coloca el polvo en la bolsa de plástico. Pon el derivado de petróleo en este caso la vaselina en la bolsa de plástico, manteniéndolos en los lados de la bolsa. Cierra la bolsa, y pon los materiales juntos hasta que ninguna parte del clorato de potasio quede sin estar húmeda por la vaselina. Si es necesario, agrega un poco mas de vaselina a la bolsa. El material deberá ser usado en las próximas 24 horas, o la mezcla reaccionará reduciendo considerablemente la efectividad de la explosión. Esta reacción es inofensiva y no libera calor ni productos peligrosos. CLORURO DE SODIO : Importancia biológica Esta sal es esencial para la vida en la Tierra. La mayoría de los tejidos biológicos y fluidos corporales contienen variadas concentraciones de cloruro de sodio. La cantidad de iones de sodio en la sangre está directamente relacionada con la regulación de los níveles de fluidos corporales. La propagación de los impulsos nerviosos mediante una transducción de señales es mediada por estos iones. La llamada soluisiológica, que es una solución del 0.9% de cloruro de sodio, recibe su nombre porque es isotónica con el plasma sanguíneo. Esta solución fisiológica es el sostén principal de terapias médicas de reemplazo de fluidos, para la deshidratación o para prevenir shocks hipovolémicos (bajo volumen sanguíneo). Los humanos presentan la particularidad entre los primates de eliminar grandes cantidades de sal cuando sudan. El Bicarbonato Sódico (NaHCO3), o hidrogenocarbonato de sodio, es un compuesto sólido cristalino de color blanco muy soluble en agua, con un ligero sabor alcalino parecido al del carbonato sódico. Se puede encotrar como mineral en la naturaleza o se puede producir artificialmente. Más adelante este método fue substituido por el de Ernest Solvay, químico belga. Éste utilizó como materias primas, el cloruro sódico (sal común), el amoníaco y el carbonato cálcico (piedra caliza), consiguió abaratar aún más el proceso y eliminar algunos de los problemas que presentaba el método Leblanc. En 1915 se cerró la última fábrica de sosa Leblanc. Tiene aplicación como antiácido para aliviar la acidez de estómago. La forma anhidra se usa para absorber humedad y olores; puede dejarse en una caja dentro de la nevera para este propósito. Carbonato de Calcio Fórmula: CaCO3 PM 100.09 g/mol Cuando es expuesto a un ácido moderadamente fuerte se descompone en dióxido de carbono y agua. La reacción es la siguiente: Abundancia: es el más abundante de las sales de calcio se encuentra en la tiza, piedra caliza y mármol y es uno de los principales constituyentes de corazas como la cáscara de huevos y de los moluscos y corales. NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 (gas) NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2 (gas) Debido a la capacidad del bicarbonato sódico de liberar dióxido de carbono se usa junto con compuestos acídicos como aditivo leudante en panadería y en la producción de gaseosas. Algunas levaduras panarias contienen bicarbonato sódico. Antiguamente se usaba como fuente de dióxido de carbono para la soda.Es el componente fundamental de los polvos extintores de incendios o polvo BC. Carbonato sódico Sal blanca y translúcida de fórmula química Na2CO3, usada entre otras cosas en la fabricación de jabón, vidrio y tintes. El Carbonato Sódico es conocido comúnmente como barrilla, natrón y sosa (no confundir con la sosa caústica). Puede hallarse en la naturaleza u obtenerse artificialmente, gracias a un proceso ideado y patentado en 1791 por el médico y químico francés Nicolás Leblanc. Su método implicaba las siguientes reacciones químicas: 1. Reacción de la sal común con el ácido sulfúrico: 2 NaCl + H2SO4 --> Na2SO4 + 2 HCl 2. Reacción de calcinación del Na2SO4 con caliza y carbón: Na2SO4 + CaCO3 + 2 C --> Na2CO3 + CaS + 2 CO2 Propiedades Físicas: El carbonato de calcio precipitado es un polvo blanco microcristalino y fino, es inodoro e insaboro y es estable en el aire. Es casi insoluble en agua 0.065gr en un litro de agua a 200C Propiedades Químicas: La principal propiedad química es la de neutralizar ácidos, es una propiedad común de todos los carbonatos. Un ejemplo típico es la reacción con HCl CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O El CaCO3 precipitado cuando es secado a 2000C por 4 horas contiene calcio equivalente a no menos de 98% de CaCO3, esta preparación es utilizada como abrasivo suave debido a su estructura microcristalina, se usa internamente como antiácido por su capacidad para neutralizar ácidos y su insolubilidad en agua evita que halla una alcalosis sistémica, aunque tiende a causar constipación