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La
química es la Ciencia de la Naturaleza que se enfoca en el estudio de la
composición, estructura, propiedades y reacciones de la materia. La materia es
otra palabra para todas las sustancias que componen nuestro mundo. Quizás
imaginas que la química tiene lugar solo en un laboratorio en el que un químico
trabaja con bata blanca y gafas protectoras. En realidad, la química sucede a
tu alrededor todos los días y tiene un impacto en todo lo que usas y haces.
Estás haciendo química cuando cocinas alimentos, agregas lejía a la ropa o
enciendes un automóvil. Se ha producido una reacción química cuando la plata se
mancha o una pastilla antiácida emite chispas al caer al agua. Las plantas
crecen porque las reacciones químicas convierten el dióxido de carbono, el agua
y la energía en carbohidratos. Las reacciones químicas ocurren cuando digieres
los alimentos y los descompones en sustancias que necesitas para energía y
salud (Timberlake,
2015)
Figura 4‑1. Reacciones de luminol,
ácido sulfírico y azúcar, la reacción de termita, la reacción de
Briggs-Rausscher, reacción de pasta dental para elefantes, reacción de
desplazamiento, experimento de los osos de goma, lluvia dorada y la serpiente
del faraón.
La química
se preocupa particularmente por la forma en que las sustancias cambian, a
menudo dramáticamente, cuando interactúan entre sí en reacciones químicas. Al
comprender tales cambios en un nivel fundamental, los químicos han podido crear
materiales que nunca antes se habían encontrado en la tierra: materiales con
propiedades especialmente deseables que satisfacen las necesidades específicas
de la sociedad. Por ejemplo, los plásticos sintéticos, las cerámicas y las
aleaciones de metales ahora permiten a los ingenieros y arquitectos construir
estructuras que nunca hubieran sido posibles utilizando solo materiales
naturales. El conocimiento de los aspectos fundamentales de las reacciones
químicas también ha permitido a los biólogos desarrollar una comprensión fundamental
de muchos de los procesos que tienen lugar en los organismos vivos. Debido a su
amplio alcance, la química afecta a todas las ciencias, razón por la cual
algunos la han llamado la ciencia central. Aunque puede que no planees ser un
químico, cierto conocimiento de química seguramente será valioso para ti (Jespersen, Brady, & Hyslop, 2012).
La
química ocupa una posición intermedia en una jerarquía de las ciencias desde el
punto de vista reduccionista entre la física y la biología sgún el modelo de Comte
(Fanelli,
2010). A veces se la denomina ciencia
central porque proporciona una base para comprender las disciplinas científicas
básicas y aplicadas a un nivel fundamental (T.
L. Brown et al., 2015). Los ejemplos incluyen la
química de plantas (botánica), la formación de rocas ígneas (geología), cómo se
forma el ozono atmosférico y cómo se degradan los contaminantes ambientales
(ecología), las propiedades del suelo en la luna (astrofísica), cómo funcionan
los medicamentos (farmacología) y cómo recolectar evidencia de ADN en la escena
del crimen (análisis forense).
Figura 4‑2. Aunque actualmente
consideramos que el sistema de jerarquías de Comte demasiado simplista, si es
cierto que los químicos han asumido una visión
propia como la de una ciencia intermedia que conecta a todas las demás.
Una
sustancia química es una sustancia que siempre tiene la misma composición y
propiedades donde sea que se encuentre. Todas las cosas que ves a tu alrededor
están compuestas por una o más sustancias químicas. Los procesos químicos
tienen lugar en laboratorios de química, plantas de fabricación y laboratorios
de productos farmacéuticos, así como todos los días en la naturaleza y en
nuestros cuerpos. A menudo, los términos sustancia química y sustancia se usan
indistintamente para describir un tipo específico de materia. Todos los días,
utilizas productos que contienen sustancias que fueron desarrolladas y
preparadas por químicos. Los jabones y champús contienen productos químicos que
eliminan los aceites en la piel y el cuero cabelludo. Cuando se cepilla los
dientes, las sustancias en la pasta de dientes limpian sus dientes, previenen
la formación de placa y detienen la caries dental.
En
cosméticos y lociones, los productos químicos se utilizan para hidratar,
prevenir el deterioro del producto, combatir las bacterias y espesar el
producto. Su ropa puede estar hecha de materiales naturales como algodón o
sustancias sintéticas como nylon o poliéster. Tal vez lleves un anillo o un
reloj hecho de oro, plata o platino. Tu cereal de desayuno probablemente esté
fortificado con hierro, calcio y fósforo, mientras que la leche que bebe está
enriquecida con vitaminas A y D así como ácidos grasos poliinsaturados como el
DHA. Los antioxidantes son sustancias químicas que se agregan a los alimentos
para evitar que se echen a perder.
Figura 4‑3. Los bananos en general son
plantas domesticadas del género Musa, las cuales los humanos hemos despojado de
su capacidad de reproducción por semilla.
La
propia comida posee en si misma sustancias químicas, por ejemplo la fruta de la
banana comercial (Musa spp.,) contiene sustancias químicas tales como
agua 75%; glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa, almidón y fibra 12%; glutamato
aspartato, histidina, leucina, lisinam fenilalanina, arginina, valina, alanina,
serinam glicinam treonina, isoleucina, prolina menos del 1%; ácido palmítico,
omega-6, ácido linoleico, omega-3, ácido linoleico, ácido oleico, ácido
mirístico, ácido cáprico, cenizas, gitoesteroles, ácido oxálico, tiamina;
colorante amarillo-naranja E101 o riboflavina, colorante amarillo marrón E160A,
entre otros.
Figura 4‑4. La composición química de
alimentos perecederos como las frutas varía fuertemente a lo largo de su vida
útil.
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