∙∙∙H₂O∙∙∙H₂O∙∙∙H₂O∙∙∙ imprescindible componente de los seres vivos

El agua es el constituyente más importante de los seres vivos y del mundo en el que vivimos. Tiene una gran influencia en los procesos bioquímicos naturales y esto no solo se debe a sus propiedades fisicoquímicas como molécula bipolar sino también a los constituyentes orgánicos e inorgánicos que se encuentran en ella.

Entre un 70 y un 80 por 100 del material celular es agua. Cualquier célula muere si le falta el agua. O si por cualquier causa pierde una parte de la que entra en su constitución.

El agua se utiliza en varias funciones importantes en nuestro organismo. Las sales se ionizan y se tornan químicamente activas. Las moléculas orgánicas de gran tamaño permanecen en el agua en suspensión.

Por la propiedad de solvente universal (casí todo es disuelto por el agua) el organismo la utiliza como agente de transporte. Los nutrientes son llevados a las células y sus desechos pasan formando soluciones; por ejemplo la orina

El agua también funciona en el organismo como termorregulador, es decir tiene la habilidad de resistir cambios bruscos de temperatura que de otra manera serían fatales. Hidratarnos correctamente mantiene el buen funcionamiento del organismo. Tomar agua por ejemplo  sirve a manera de lubricante del cuerpo, no solo de los huesos, los ligamentos y los tendones, que por sus funciones constantemente se rozan sino también en los órganos internos, hay rozamiento del hígado con el diafragma cuando respiramos, el páncreas se roza constantemente con el estómago. Si la superficie de la nariz y de la lengua estuviesen totalmente secas sería imposible percibir olores o sabores. No podemos gustar u oler una sustancia mientras sus moléculas no se encuentran al menos parcialmente disueltas, solo así las terminaciones nerviosas pueden reaccionar químicamente ante su presencia. La presencia del agua en la sangre permite a los glóbulos rojos transportarse por todo el cuerpo para proveer de oxígeno a las demás células y recogiendo el dióxido de carbono.

Las moléculas de agua participan también como reactivos en la síntesis de innumerables compuestos orgánicos vitales

¿REACCIONES QUÍMICAS?

Para una gran mayoría existe la creencia de  que las reacciones químicas solo se ocurren en un laboratorio o en la industria y que solo los químicos las realizan. Esto es falso, las reacciones químicas ocurren a diario segundo a segundo; transformando lo que vemos y lo que no vemos. Por ejemplo;  cuando madura una fruta, todo el proceso de maduración está lleno de reacciones, las frutas, al ser recolectadas, quedan separadas de su fuente natural de nutrientes, pero sus tejidos todavía respiran y siguen activos. Los azúcares y otros componentes sufren importantes modificaciones, formándose dióxido de carbono (CO₂) y agua. Todos estos procesos tienen gran importancia porque influyen en los cambios que se producen durante el almacenamiento, transporte y comercialización de las frutas, afectando también en cierta medida a su valor nutritivo. La fermentación del pan a  través de la levadura, la descomposición de un pescado, la producción de aromas por parte de las flores, la cocción de un huevo son solo algunos ejemplos de las transformaciones que ocurren justo frente a nuestros ojos.

Las reacciones químicas son el principio de la transformación del universo.

La labor de los químicos es comprender como ocurren dichos cambios  para poder controlarlos, regularlos y modificarlos a voluntad en beneficio de la sociedad.

Los fenómenos químicos se representan mediante modelos;  para ellos utilizan símbolos químicos  por ejemplo;

2Fe + O₂ → 2FeO representa el fenómeno de la oxidación del fierro

Se puede alterar o modificar una reacción química, por ejemplo para proteger del herrumbre una herramienta de hierro, esta  se cubre con una buena pintura y así se retarda su oxidación. Un proceso semejante lo realizan las amas de casa, cuando quieren preservar el guacamole: la experiencia empírica de generaciones dicta que se le  agregue  jugo de limón o que se deje dentro de la salsa el hueso del aguacate; esto es porque el jugo de limón contiene ácidos antioxidantes (ascórbico y cítrico) y en la  cascarilla del hueso se encuentran antioxidantes naturales.

Se puede  modificar la velocidad de las reacciones haciéndolas más rápidas o lentas, para ello se utilizan sustancias llamadas catalizadores. Un catalizador es una sustancia que está presente en una reacción química en contacto físico con los reactivos, y acelera, induce o propicia dicha reacción sin actuar en la misma.

En nuestro cuerpo existen catalizadores que nos ayudan a una buena digestión. Por ejemplo; para los almidones existe la ptialina (la producen las glándulas salivales), para las proteínas la pepsina (se produce en el estómago), la lipasa ( se produce en el páncreas y en el intestino)puede desdoblar las grasas. Los catalizadores biológicos son llamados enzimas.

 Las enzimas son extraordinariamente eficientes y pueden acelerar las reacciones hasta varios miles de veces, lo que es fundamental para un buen funcionamiento de los seres vivos.

¿Cuál es la importancia del sistema de medida de la acidez?

Siendo la diferencia entre un ácido y una base o menor capacidad para liberar iones hidrógeno, la unidad de medida del grado de acidez o alcalinidad es el pH, es decir el poder o potencial para liberar iones hidrógeno.

La escala de medida del pH va de 0 a 14. La cifra 7 indica el equilibrio entre los ácidos y las bases. Cuanto mayor es el potencial de liberación de iones hidrógeno más pequeña es la cifra del pH, siendo 0 la acide absoluta. Por lo contrario, cuanto más básico es el pH mayor es la cifra, de 8 a 14, siendo la alcalinidad 14 la mayor cifra (una liberación nula de iones hidrógeno).

Cuando nuestro organismo funciona mejor es cuando el medio interior, tomando en su conjunto, posee un pH de 7.39, que es ligeramente alcalino. Las variaciones normales del pH son muy débiles: hasta 7.36 por el lado de la acidificación y hasta 7.42 por el lado de la alcalinización. Más allá de estas dos cifras, nos encontramos en acidosis (7.36 a 7) o en alcalosis ( de 7.42 a 7.8). Si se sobrepasas estos límites el cuerpo no es ya capaz de funcionar y sobreviene la muerte.

El pH controla la velocidad de nuestras reacciones bioquímicas controlando la velocidad de actividad/trabajo de las enzimas, cuanto mayor es la alcalinidad de una sustancia o solución, mayor la resistencia eléctrica, es decir la electricidad viaja más lentamente con pH alto o viceversa. Todas las reacciones bioquímicas y la electricidad (energía vital) están bajo el control del pH.

 Nuestro cuerpo regula el pH a través de soluciones amortiguadoras o tampón. Los sistemas amortiguadores son tan vitales que la amenaza más inmediata a la supervivencia de una persona con un daño grave o quemadura es el cambio en el pH sanguíneo. Uno de los primeros pasos de los paramédicos es administrar líquidos intravenosos.

Si el pH aumenta por encima del rango normal, la alteración se llama alcalosis y si disminuye se llama acidosis. Cualquier alteración en los rangos normales del pH son señales de alarma y es necesario identificar la causa y tratarla.

El cuerpo mantiene el pH de la sangre mediante otros dos mecanismos: la respiración y la excreción.

La concentración de ácido carbónico se controla a medida que exhalamos el dióxido de carbono, esto eleva el pH. La concentración del ion hidrogenocarbonato (anteriormente llamado bicarbonato) está controlada por la excreción de orina.

En una alteración del pH el primer mecanismo de amortiguador actúa de inmediato, el segundo en cuestión de minutos y el tercero a partir de algunas horas.

En algunas situaciones anormales, por ejemplo cuando se quema grasa en exceso; diabetes mellitus, hipertermia o diarreas continuas en niños, se producen ácidos orgánicos en cantidades altas que el sistema amortiguador se agota y el pH desciende en algunas décimas, esto es una acidosis metabólica. Para contrarrestar esto los pulmones ventilan con profundidad y rapidez (hiperpnea), a fin de eliminar todo el gas carbónico posible. Si la acidosis no se controla, el sistema excretor tratará de eliminar el exceso de iones hidrógeno disminuyendo el pH de la orina.

En el caso contrario, cuando hay vómitos repetidos, se pierde ácido clorhídrico gástrico se puede producir una alcalosis metabólica, esto se compensa con una menor ventilación, esto retiene más ácido carbónico y a nivel renal alcalinizando la orina.

PLATINO

Parece plata pero no lo es. Los europeos lo conocieron hasta el siglo XVIII. En América precolombina ya era considerado un tesoro. Hoy es un considerado un metal codiciado para usarse en la joyería y en la industria. Todo esto lo hace extremadamente codiciado, pero ni los ladrones de joyas osan tocarlo ¿Por qué?

Cuando los amantes de lo ajeno buscan joyas, buscan más el oro o la plata, pero el platino aun cuando es más valioso no es parte del botín. Los ladrones acostumbran desmontar las alhajas y joyas para poder venderlas fundiendo los metales preciosos para evitar a la policía. Sin embargo cuando se trata de platino ningún fundidor accedería a fundirlo si el cliente no comprueba su procedencia. Hay un control estricto sobre este noble metal.

El platino tiene un mayor uso en la industria química y eléctrica. Debido a su inercia química(poca reactividad) el platino es utilizado como catalizador en innumerables reacciones de gran importancia económica. ¿Qué sería de la producción de amoniaco sin este metal?. El platino en forma esponjosa se utiliza para producir los principales ácidos inorgánicos; nítrico y sulfúrico, el metal blanco se emplea en la fabricación de discos duros y cables de fibra óptica y su utilización se extiende hasta dispositivos de temperatura infrarrojos.

El platino tiene una propiedad muy importante; absorbe y retiene gases. Un centímetro cúbico de platino es capaz de absorber hasta cien centímetros cúbicos de hidrógeno. Esto es aprovechado por ejemplo en los convertidores catalíticos de los escapes de los automóviles para atrapar al dañino plomo.

La mayor mina de platino del mundo se ubica en Merensky Riff. Sudáfrica en donde se trabaja a 3000 m bajo tierra.

Desde que se conoce el platino se han extraído más de 2000 toneladas. Un dato curioso es que 85 toneladas ocuparían la superficie de una mesa, esto se debe a que tiene una gran densidad 21.5 g/cm3. (el mercurio tiene 13.6). Si construyéramos un cubo con las 85 toneladas, este tendría no más de metro y medio de lado.

ISÓTOPOS.

¿Qué son los isótopos?

Cuando en el siglo XIX John Dalton propuso sus postulados sobre el átomo, no existía la posibilidad de ver uno de cerca, solo se podía intuir su presencia por sus propiedades o sus características; un átomo de oro es diferente al átomo de cobre  o al del oxígeno pero todos los átomos de oro deberían ser exactamente iguales, como sus clones. Los postulados fueron válidos hasta que se pudo descubrir la manera de desentrañar que la materia se puede dividir en subpartículas mucho más pequeñas. ¿Cómo, si el átomo no se puede ver? ¿De qué manera se puede subdividir lo invisible al ojo humano? La respuesta está en la habilidad científica de ver a través de la investigación  lo invisible; por ejemplo:

En 1897  J.J. Thomson usando un abuelo del televisor analógico pudo descubrir a los electrones; partículas más pequeñas que el átomo con masa y carga eléctrica negativa. (La base de todo aparato electrónico moderno).

 Un teléfono celular ultramoderno no podría funcionar sin estas maravillosas subpartículas

En 1911 el físico neozelandes Ernest Rutherford junto con su equipo de trabajo demostraron que existe un núcleo atómico muy masivo y que este estaba formado por partículas a las que denominó protones (protón  que significa en griego el primero). El equipo estaba convencido que deberían existir otras subpartículas que permitieran la existencia de varios protones sin la aversión de cargas (positivo y positivo igual a repulsión)

James Chadwick alumno de Rutherford descubriría en 1932 la existencia de una nueva subpartícula nuclear de carga neutra a la que llamó neutrón. La masa de un neutrón resulta parecida a la de un protón.

Neutrones y protones se mantienen unidos formando núcleos atómicos debido a una fuerza de atracción denominada interacción fuerte.

Los protones y neutrones forman un solo ente denominado núcleo atómico. La suma de estas partículas resulta el número de masa (A)

Curiosamente el concepto de isótopo es más antiguo que el del neutrón. En 1913  el químico inglés Frederick Soddy, alumno de Ruherford presentó pruebas de que la existencia de átomos de un mismo elemento que eran diferentes entre sí a los que llamó isótopos.

Los isótopos son átomos de un mismo elemento con diferente número de masa.

 A los isótopos se les designa con el número de masa, por ejemplo el uranio 238, el uranio 235; el elemento carbono está formado por isótopos 12, 13 y el muy conocido carbono 14 ( con él se descubre la edad de los fósiles con bastante exactitud)

Un átomo neutro debe poseer la misma cantidad de cargas positivas que negativas, es decir el número de protones debe ser igual al de los electrones.

Para obtener el número de neutrones bastará con restarle al número de masa el número de protones

¿Qué hizo Dimitri Mendeleiev?
¿Por qué es llamado "El profeta químico"
¿Por qué no ganó el Premio Nobel?
Estas y otras interrogantes surgen al recordar a este gran científico ruso del siglo XIX.
Si revisamos su biografía encontraremos que fue un ilustre hombre que nació en Siberia y que tuvo nadaa menos que ¡dieciseis hermanos! el fué el menor. En sus origenes tuvo grandes dificultades qu epusieron en riesgo su deseo de estudiar. La madre de Dimitri enviudó cuando este tenía solo trece años y tuvo que vender los pocos bienes que tenía la familia para sobrevivir, emigrando más de 1500 km de su lugar natal.

La tabla periódica actual es resultado de los resultados de Mendeleiev. Cuando todavía no existía un verdadero sistema periódico. Dimitri tuvo un sueño "En un sueño, ví una tabla en la que todos los elementos encajaban en su lugar. Al despertar, tomé nota de todo en un papel"

Imagina una biblioteca sin un orden o un supermercado con muchos productos pero sin ningún orden.

¡el caos! de ahí la importancia de contar con un ordenamiento sistemático de los elementos. Te recomiendo leer más acerca de Dimitri Mendeleiev a 182 años de su nacimiento.