Introducción
Las reacciones químicas ocurren en todo el universo, en
nuestro planeta ocurren de manera rápida y de manera compleja, como la
combustión, la fotosíntesis, la vida animal y la respiración de estos ya que
necesitan complejas reacciones químicas que van desde la fecundación, vida,
enfermedades y muerte.
En el ser humano la muerte ocurre cuando se deja de producir el proceso
de oxidación llamado respiración, después
el cuerpo se degrada volviéndose a incorporar a la tierra, reiniciándose así el
ciclo vida-muerte-vida. La complicada química del cerebro ha
permitido al hombre ser capaz de producir procesos químicos a voluntad, con
esto ha logrado prolongar el promedio de vida, también por el uso de
energéticos del planeta ha llevado al hombre a la exploración del universo. Con estos y muchos más éxitos la
humanidad ha sobrestimado su poder de dominio sobre el planeta y ha alterado la
naturaleza con su afán de uso y abuso de los recursos del planeta. El hombre también ha empleado su
potencialidad para provocar la muerte en guerras, así que se espera que la
humanidad cambie de mentalidad y se utilicen los recursos para una vida en el
planeta más justa, sin los grandes desequilibrios de poder.
1
Átomos y moléculas en el universo. La tabla
periódica de los elementos
Se ha postulado que el origen del universo fue una gran
explosión que a partir de un gas denso formo las galaxias, cuando la
temperatura del universo era alrededor de mil millones de grados, se comenzaron
a formar los elementos. Primero se formaron los más simples, el hidrogeno (H),
y el helio (He); posteriormente los demás elementos, estos se han ido
encontrando poco a poco y se clasifican en la tabla periódica de los
elementos. La temperatura se fue
enfriando a la que se tiene actualmente. Los
primeros elementos (H y He) son los principales constituyentes del universo.El átomo de hidrogeno
(H) es el elemento más sencillo del universo , formado por un núcleo , llamado
protón , que posee una carga positiva , la cual se encuentra neutralizada por
un electrón (carga negativa), se combina
con otros elementos formando moléculas. Cuando se mezcla con oxígeno y se le
agrega una chispa eléctrica produce agua, que si se pone una unidad de peso de
hidrogeno por ocho de oxígeno, reacciona sin exceso, a esto se le llama ley de las proporciones constantes.
Propiedades
del agua
El agua es el producto formado en la combustión del hidrogeno,
es la molécula más abundante en la tierra, donde se encuentra en sus tres estados:
liquido, sólido y gaseoso. Es la base de la vida: constituye más de la mitad
del peso de los seres vivos.
En
estado puro, es un líquido incoloro, inodoro e insípido, su punto de fusión es
de 0°, su punto de ebullición a nivel del mar es de 100°, la mayor densidad se
alcanza los 4°. Su calor específico de 1.0 caloría por grado, por gramo, es
decir, su temperatura en un grado centígrado se elevara cuando se le administre
una cantidad de energía equivalente a una caloría.
El agua en estado sólido es menos densa que en forma líquida, el hielo
flota sobre el agua, impidiendo que las capas más profundas se congelen.
Las
grandes reservas de agua como reguladoras del clima
El agua se calienta o se enfría más lentamente que el suelo, sirve para
regular la temperatura, El agua se ha detectado en marte, aunque ha
desaparecido por la escasa gravedad del planeta, así que también debe existir
debajo de la corteza marciana, ya sea como hielo en invierno o liquida en
verano
Agua
oxigenada, peróxido de hidrogeno
Este es un compuesto que tiene una átomo de oxigeno más
que el agua, denominada agua oxigenada o peróxido de hidrogeno, cuya estructura
es o HO-OH, esta sustancia es inestable, libera
oxigeno con facilidad, para quedar como agua común, mata muchos microbios, se
emplea como desinfectante de heridas, decolorante para el pelo
Preparación de hidrogeno
El hidrogeno se puede liberar de las moléculas del agua,
el agua pura es mala conductora de la corriente eléctrica, por lo que es
necesario disolver en ella una base o un ácido para que hagan una conductora,
por ejemplo el ácido nítrico, los protones (+) viajaran hacia el cátodo donde
se descargan generando dos volúmenes de gas hidrogeno, mientras el polo
positivo o ánodo desprenderá un volumen de oxigeno gaseoso. A
esto se le llama electrolisis, es decir, romper una molécula por medio de la
electricidad, también usada para liberar
los metales en sus sales (minerales). Los
iones metálicos (positivos) viajaran al cátodo (-), con este procedimiento se
pueden recubrir metales con otros metales, así se obtiene y purifica los
metales, como el cobre y se obtiene el aluminio.
Obtención
de hidrogeno por descomposición del agua con metales
Cuando se arroja un pedazo de sodio sobre el agua se
genera una reacción violenta, se desprende el hidrogeno y genera calor.
Preparación
de H2 en el laboratorio
Para preparar el hidrogeno de una manera más controlada,
es la descomposición de un ácido fuerte por medio de un metal como el hierro o
zinc.
La
electrolisis en la obtención de metales
Aluminio
La bauxita es un oxido de aluminio muy abundante, de él
se obtiene el aluminio metálico a través de un proceso electrolítico, la
bauxita es purificada, y disuelta en un baño de criolita fundida. La bauxita 
es colocada en una tina de carbón, se insertan
en ellas barras de grafito y se hace pasar corriente eléctrica y el aluminio se
deposita al fondo de la tina, después de que el óxido se descompone.
es colocada en una tina de carbón, se insertan
en ellas barras de grafito y se hace pasar corriente eléctrica y el aluminio se
deposita al fondo de la tina, después de que el óxido se descompone.
Helio
El
helio es tan poco reactivo que no se combina ni consigo mismo, por lo que se
encuentra en átomo solitario, es el primero de los gases nobles, tiene en su núcleo
dos protones y en su única capa electrónica se encuentra saturada de dos electrones,
razón por la que es un elemento inerte.
La atmosfera primitiva de
la tierra
El planeta tierra tiene una atmosfera muy diferente a la actual,
se cree que estaba compuesta por vapor de agua H2O, amoniaco NH3,
e hidrocarburos como el metano CH4 y también ácido sulfúrico H2S,
debido a los rayos ultravioleta se generó el oxígeno, agua y nitrógeno, dando
lugar a la formación del ozono O3 la cual impidió la entrada de este tipo de
rayos. Por medio de la fotosíntesis se descompuso el bióxido de carbono,
liberando el oxígeno, hasta propiciar la vida animal. La atmosfera de la tierra
está compuesta un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 0,9 % de argón, vapor de agua,
bióxido de carbono, y otras moléculas y elementos en pequeña proporción.
Componentes
del cuerpo humano
Los principales elementos de que está formado el cuerpo
humano son carbono, oxigeno, hidrogeno y nitrógeno, la molécula más abundante
en los seres vivos es el agua, los componentes inorgánicos en el cuerpo humano
son el óxido de calcio, óxidos de sodio, potasio, hierro y fosforo.
Todos los elementos que fueron tomados de la tierra y de
la atmosfera para crear un ser vivo, regresan a su punto de origen, donde
quedan en disposición de ser reutilizados, estos elementos también son
importantes constituyentes de los espacios interestelares.
2
El átomo de carbono, los hidrocarburos, otras
moléculas orgánicas, su posible existencia en la tierra primitiva y en otros
cuerpos celestes
La formación del átomo de carbono (según la teoría de la
gran explosión) fue en el interior de una estrella mediante la colisión de tres
átomos de helio, (peso atómico del carbono =14, helio=4).
La generación de carbono y de los átomos más pesados se
dio en el interior de las estrellas antes de la formación de nuestro sistema solar,
cuyo nacimiento de materiales cósmicos, polvo y gas provenientes de los restos
de estrellas que explotaron se remonta a
4600 millones de años.
La composición química de la tierra depende a que es un
planeta interior que ha perdido la
concentración de helio e hidrogeno, también que no es tan caliente como
mercurio y venus, ni tan frio como los planetas exteriores, contiene agua en
abundancia y carbono en cantidades abundantes, y todos los elementos de la
tabla periódica (hasta el 92, uranio), los elementos transuránicos (93 al 109)
son preparados por el hombre, mediante colisiones de distintos átomos.
Cuando la colisión
se lleva a cabo entre átomos y neutrones se forma un isotopo, muchos de ellos
radioactivos, cualquier elemento natural o sintético es identificado por su número
atómico, que corresponde al número de protones que lleva en su núcleo, el
hidrogeno que posee un protón y un electrón, tiene un isotopo estable, cuyo núcleo
está formado por un protón y un neutrón, a este isotopo con peso atómico de dos
se le llama deuterio.
Los diferentes isotopos (del griego, mismo lugar) de un
elemento se llamaran, de la misma manera y ocuparan el mismo lugar en la tabla
periódica de los elementos, además tendrán idénticas propiedades químicas dado
que su configuración electrónica permanezca estable.
El carbono es elemento base para la vida , en la tierra
se encuentra libre en forma de diamantes o grafito, combinado formando parte de
diversas moléculas orgánicas como la madera , algodón , azúcar, mármol,
carbonato de calcio CaCO3 , bicarbonato de sodio NaHCO3 y Bióxido de carbono CO2
El
carbono en estado libre
El diamante es un cuerpo duro y transparente en los que
cada átomo se encuentra unido a otros en los vértices, el grafito es de otra
forma alotrópica del carbono. Alotropía es una palabra griega que significa
variedad, debido a las diferencias que existen en las uniones entre los átomos
de diamante y del otro alotropo tienen propiedades diferentes. Como la dureza,
la densidad, y todas las demás propiedades físicas.
En el diamante cada átomo está rodeado por otros
cuatro átomos acomodados en los vértices de un tetraedro, en cambio en el grafito,
los átomos de carbono están fuertemente unidos a tres átomos vecinos, formando
capas de hexágonos, siendo así un buen lubricante y conductor de la electricidad,
ya que según su estructura un electrón queda libre haciendo una propiedad rara
para un compuesto no metálico.
Compuestos
de carbono
Los hidrocarburos son compuestos formados porque el
carbono ya que tiene 4 electrones de valencia se une con 4 átomos de hidrogeno
formando el hidrocarburo más simple que es el metano CH4 que cumple con la regla del octeto, en este
los átomos de hidrogeno se encuentran alineados en los vértices del tetraedro,
el carbono tiene la propiedad de unirse entre sí formando cadenas lineales,
ramificadas o cíclicas
Los hidrocarburos lineales tendrán la formula CnH2n+2,
los cuatro primeros hidrocarburos se llaman: metano CH4, etano C2H6,
propano C3H8, butano C4H10 son
gases inflamables, el pentano C5H12, hexano C6H14
y heptano C7H16 Son líquidos inflamables con bajo
punto de fusión.
Dos átomos de carbono pueden unirse entre sí, usando no
sólo una valencia, sino dos y aun tres. Llamadas olefinas o alquenos, la más sencilla es el
etileno
Existe también la posibilidad de que dos átomos de carbono unan tres de sus cuatro valencias, formando así sustancias llamadas alquinos, entre las que la más sencilla es el acetileno
El acetileno se ha encontrado en meteoritos y muestras de
la Luna, los carburos metálicos se forman por interacción entre el átomo de
carbono y un óxido metálico a elevadas temperaturas.
El más 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 carburo de calcio es el hidrocarburo más simple en el
que cada átomo de carbono intercambia tres valencias formando lo que se conoce
como triple ligadura. El carbono de calcio reacciona con agua desprendiendo
acetileno.
El acetileno se usa en combinación con el oxígeno en el
soplete oxiacetilénico, también en lámparas de alumbrado.
Los átomos de carbono no solo se pueden combinar entre sí
y con el hidrógeno para dar hidrocarburos, sino que también pueden combinarse
con muchos elementos, principalmente con oxígeno y con nitrógeno, para
transformarse en los compuestos orgánicos que son la base de la vida.
Metano
El metano, el más simple de los hidrocarburos, es el
resultado de la unión de un átomo de carbono con cuatro hidrógenos
El metano es un gas volátil e inflamable que, Es el
principal componente del gas natural, en donde se encuentra junto con otros
hidrocarburos gaseosos como etano, propano y butano. Este gas, se forma debido
a la acción de microorganismos sobre la materia orgánica, también se produce en
el estómago de los mamíferos cuando éstos tienen una mala digestión.
EL
METANO Y OTROS COMPUESTOS QUÍMICOS EN LOS CUERPOS CELESTES.
El metano formó parte de la atmósfera primitiva de la Tierra,
era el gas predominante en la atmósfera terrestre de aquel entonces.
CH4
Actualmente el metano forma parte de la atmósfera 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, donde se
transforma químicamente con la ayuda de la radiación ultravioleta del Sol. Las
nuevas moléculas de hidrocarburos superiores más pesadas que el metano se
licuan y llegan a solidificar precipitándose en forma de lluvia o nieve durante
las tormentas eléctricas que se suceden con frecuencia en ese gigante del
Sistema Solar. Los hidrocarburos superiores, constituidos por cadenas de átomos
de carbono, al caer sobre el océano de hidrógeno líquido que cubre la
superficie de Júpiter, son reducidos nuevamente al hidrocarburo más simple y
más estable que es el metano, el que vuelve a incorporarse a la atmósfera.
Saturno
Posee una atmósfera en la que predomina el hidrógeno,
aunque es rica también en metano, etano y amoniaco. Debido a la baja
temperatura del planeta, el etanol y el amoniaco se encuentran en estado
sólido, 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, un cuerpo celeste con tamaño
comparable al de la Tierra. La atmósfera de este cuerpo celeste está formada
por 80% de nitrógeno y por sustancias orgánicas como metano (CH4), etano (CH3 — CH3),
acetileno (H — C
C—H) y ácido cianhídrico (HC N).
C—H) y ácido cianhídrico (HC N).
El metano puede
existir en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. En las capas superiores
de Titán desciende la temperatura y el metano se congela formando pequeñas
partículas sólidas.
Química del
metano en las condiciones de Titán. Debido a que la atmósfera de
Titán contiene también sustancias orgánicas provenientes de la reacción entre
el metano y el nitrógeno, se llevan a cabo reacciones químicas por medio de las
cuales se forman ácido cianhídrico (HCN),
ciano acetileno, etanopropano, etileno y metil acetileno
La presencia de sustancias orgánicas nitrogenadas como el
ácido cianhídrico y el ciano acetileno ya que son los intermediarios clave en
la formación de los aminoácidos y ácidos nucléicos que son los precursores de
la vida en la Tierra. Las demás lunas de Saturno no tienen atmósfera.
Urano y Neptuno
Urano.
Cubierto de una capa de agua, amoniaco y metano (H20, NH3 y CH4) de unos ± 8
000 km de espesor. Sobre este vasto océano existe una atmósfera de hidrógeno y
de helio, con una considerable cantidad de metano.
Neptuno. Es,
como Urano, un gigante verdoso con aproximadamente las mismas dimensiones y con
una composición química parecida.
Plutón
Su composición química, según las últimas observaciones,
queda así: agua sólida 74%, metano 5% y roca 21%.
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 y tampoco el metano. El otro elemento que se encuentra
en la atmósfera de Urano y Neptuno es el helio, del que ya sabemos que es
inerte.
Su atmósfera es inerte. Por tanto, el metano en esas
condiciones no podrá arder dando bióxido de carbono, agua, luz y calor.
Los
cometas
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 el cometa libera más materia, átomos y
moléculas
Los cometas, se han descrito como pequeños cuerpos de
hielo que mientras brillan a la luz del Sol emiten gases y polvo, y cuyas
moléculas se descomponen en iones y radicales por acción del viento y radiación
ultravioleta solares.
El
cometa Halley
El cometa Halley pasa por las cercanías de la Tierra cada
76 años.
El cometa Halley pasó por las cercanías de nuestro
planeta en marzo de 1986, los científicos de todo el mundo unieron sus
esfuerzos para estudiarlo, tanto para poder confirmar o rectificar los
anteriores conceptos, como para desentrañar muchos de los misterios que aún lo
rodean.
Las naves espaciales enviadas confirmaron muchos de los conceptos previamente establecidos, pero además revelaron datos sorprendentes, muchos de los cuales aún no han sido suficientemente estudiados.
Las naves espaciales enviadas 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. El núcleo es una oscura bola de hielo y polvo
cubierta de una delgada capa de un material oscuro constituido probablemente
por derivados de carbono.
La costra tiene perforaciones por donde salen chorros de
gas y polvo que se proyectan al espacio.
Los chorros de gas y polvo están constituidos
principalmente por vapor de agua (80% en volumen), junto con el agua se
eliminan grandes cantidades de amoniaco (NH3,10%) y metano (CH4, 7%), así como bióxido de carbono (CO2, 3.5%),presencia
de una gran cantidad de partículas cargadas provenientes de la ruptura de
moléculas tales como H — O.,
H+, H — O-, H· También detectaron
la presencia de iones de carbono, oxígeno, sodio, azufre y fierro.
La reacción de oxidación en la que el hidrógeno se
combina con el oxígeno del aire produciendo su óxido, que es el agua. En esta
reacción violenta se produce, además, luz y calor.
Cuando prendemos fuego a un hidrocarburo el líquido desaparece totalmente. 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, las moléculas provenientes de estas oxidaciones parciales son de gran importancia para la vida.
Cuando se sustituye uno de los hidrógenos de un
hidrocarburo por un grupo oxhidrilo (OH)
se obtiene un nuevo grupo de sustancias a las que se llama alcoholes.
Los alcoholes, cuyo grupo característico es el oxhidrilo
(OH), poseen propiedades
parecidas a las del agua (HOH),
sobre todo en los de más bajo peso molecular. Son miscibles con agua y tienen
alto punto de ebullición, que con frecuencia es varios cientos de grados
superior al del hidrocarburo del que derivan.
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°.
El alcohol etílico (CH3CH2 OH), A medida que aumenta el
peso molecular de los alcoholes, las diferencias de punto de ebullición con
respecto a sus hidrocarburos van siendo menores. Puesto que al aumentar el
número de átomos de carbono, la molécula va teniendo cada vez más
características de hidrocarburo y diferenciándose cada vez más del agua.
Los átomos de oxígeno de una molécula de alcohol atraen a
los hidrógenos de una segunda molécula de alcohol.
Metanol,
alcohol metílico o alcohol de madera
Es el más sencillo
de los alcoholes, tiene un solo átomo de carbono, es
venenoso. Si se ingiere, se respiran sus vapores o se expone la piel a su
contacto por un periodo prolongado, puede provocar ceguera y la muerte, por lo
que es necesario ser muy cuidadosos para no confundirlo con el alcohol etílico.
El alcohol metílico se usa como disolvente en química
orgánica, es decir como medio en que se llevan a cabo muchas reacciones
químicas.
Alcohol
etílico
Es usado como disolvente para pinturas, barnices, lacas y
muchos otros materiales industriales. También se utiliza ampliamente como desinfectante,
en bebidas alcohólicas. El alcohol industrial contiene normalmente 95% de
alcohol y tiene un punto de ebullición de 78°. Conforme aumenta el número de
átomos de carbono en un alcohol sus propiedades se asemejan cada vez más a las
de un hidrocarburo.
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. El más sencillo
de ellos es el éter metílico CH3OCH3,
siguiéndole el metal útil éter CH3OCH2CH3 y
el éter etílico CH3CH2OCH2CH3.
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, se
emplea para extraer sustancias que se encuentran disueltas o suspendidas en
agua
Los alcoholes primarios pierden por oxidación dos átomos
de hidrógeno dando un aldehído. Así, por ejemplo, el alcohol metílico al
perderlos dará el metanol 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.
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.
6HCH=O+4NH3 >>(CH2)6+6H2O
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.
El acetaldehído al ser tratado con cloro produce el
aldehído dorado llamado cloral, que es materia prima para la 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.
Efectos
contaminantes.
La inhibición de la enzima anhidraza carbónica, que es la
que controla la participación del calcio en la formación del cascarón de los
huevos de las aves. Debido a esta inhibición, los cascarones son débiles y se
rompen con facilidad, disminuyendo por lo tanto la reproducción de muchas aves.
Cuando el alcohol no es primario, es decir cuando el OH
no se encuentra al final de la cadena como sucede en el etanol, la oxidación da
origen a sustancias llamadas cetonas. Así, por ejemplo, la oxidación del
isopropanol o alcohol isopropílico,
Esta sustancia es un disolvente en los laboratorios de
química y para eliminar el colorante de sus uñas.
Oxidaciones
más avanzadas
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.
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.
En el caso del etanol, los pasos serán, primero, la obtención
de acetaldehído, y después, por medio de una oxidación más avanzada, ácido
acético.
CH3CH2OH+ CH3CHO >>CH3COOH
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. El CO2 liberado en esta oxidación total se incorpora a la atmósfera, de donde será utilizado por organismos terrestres y acuáticos para la formación de nuevos compuestos orgánicos.
3
RADIACIÓN SOLAR,
APLICACIONES DE LA RADIACIÓN, CAPA PROTECTORA DE OZONO, FOTOSÍNTESIS, ATMÓSFERA
OXIDANTE, CONDICIONES APROPIADAS PARA LA VIDA ANIMAL
En el Sol se están generando constantemente reacciones
termonucleares. La energía radiante se propaga por el espacio viajando a razón
de 300 000 km por segundo (velocidad de la luz). A esta velocidad, las
radiaciones llegan a la Tierra ocho minutos después de ser generadas.
Las distintas radiaciones solares, viajan por el espacio
en todas las direcciones, como los radios de un círculo, de donde proviene su
nombre.
Debido a que las radiaciones viajan como ondas a la
velocidad de la luz, tendrán como característica la longitud de onda, que es la
distancia entre dos máximos.
El número de ondas que a una velocidad constante pasan
por un determinado punto cada segundo se le llama frecuencia. Mientras menor
sea la longitud de onda, más ondas pasarán cada segundo, siendo por lo tanto
mayor la frecuencia, y cuando l es mayor, menos ondas pasarán y por tanto la
frecuencia será menor, por lo que, a la velocidad de la luz, la frecuencia será
inversamente proporcional a l.
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.
La pequeña porción del espectro electromagnético que
percibe el ojo humano es llamada "luz visible" y está compuesta por
radiaciones de poca energía, con longitudes de onda que van de 400 a 800 nm (nm
= nanómetro = 10-7 cm). La luz de menor longitud de onda (l = 400 nm) es de
color violeta; le sigue la de color azul; después tenemos la luz verde, seguida
de la luz amarilla y la anaranjada y, por último, a 800 nm, la luz roja con la
que termina el espectro visible.
Reacciones
fotoquímicas
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. Otro ejemplo importante de
reacción química provocada por la luz es la formación de vitamina D2 o
antirraquítica. La sustancia más activa para combatir el raquitismo es la
vitamina D2 que se obtuvo al irradiar al ergosterol, una sustancia inactiva
aislada de levadura. La transformación fotoquímica del ergosterol en vitamina
D2 es la que se muestra enseguida.
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 (± 20%), aunque, debe aclararse, tiene el inconveniente de ser muy
caras.
La energía luminosa es también la base de las celdas
fotovoltaicas que producen electricidad por excitación en el estado sólido.
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.
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.
En los organismos fotosintéticos existen proteínas,
colorantes y moléculas sensibilizadoras embebidas en la membrana de las células
especializadas en la fotosíntesis.
Todas las moléculas del conjunto pueden absorber luz,
pero sólo una molécula de clorofila, combinada con una proteína específica,
transforma la energía luminosa en energía química, por lo que recibe el nombre
de centro de reacción fotoquímica. Todas las demás moléculas son colectoras o
moléculas antena.
Formación de azúcares y
otros compuestos orgánicos
Los organismos fotosintéticos producen glucosa y otros
azúcares a partir del CO2 atmosférico y el agua del suelo, usando la energía
solar acumulada.
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.
4
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.
La química, que antes de la aparición de la vida se
efectuaba en el planeta espontánea pero lentamente, ahora se acelera en forma
notable. 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.
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. Este
tipo de vida realiza la operación contraria a los vegetales: toma la materia
orgánica que elaboran los vegetales y por medio de una muy eficiente reacción
de oxidación, libera y utiliza la energía contenida en esas sustancias para
realizar sus funciones. Posteriormente el bióxido de carbono formado en esa reacción
regresa a la atmósfera y continuar el eterno ciclo.
Los vegetales usan el pigmento verde llamado clorofila
como catalizador indispensable en la reacción de fotosíntesis. Los organismos
animales, utilizan como transportador de oxígeno un pigmento asociado con
proteína conocido como hemoglobina. Este pigmento tiene el mismo esqueleto
básico de la clorofila, pero difiere esencialmente en el metal que contiene,
pues mientras que la clorofila contiene magnesio, la hemoglobina contiene hierro.
La hemoglobina toma oxígeno del aire y lo transporta a
los tejidos, que es donde se realiza la reacción contraria a la fotosíntesis.
La hemoglobina es una cromoproteína compuesta por una
proteína, la globina, contiene fierro; el oxígeno se le une en forma
reversible. Cuando la hemoglobina está unida a oxígeno se llama oxihemoglobina
y cuando lo ha soltado deoxihemoglobina.
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.
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 llamadas macrófagos (devoradoras de objetos
grandes), se encuentran principalmente en el bazo, el hígado y la médula ósea. El
hierro se elimina al igual que la proteína para dar biliverdina, la que es
luego reducida para dar origen a la bilirrubina. El hierro libre se combina con
proteína del plasma y es transportado a depósitos en la médula ósea, donde se
vuelve a usar para formar nueva hemoglobina.
Los
animales y 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.
El cerebro gobierna las emociones y el dolor por medio de
reacciones químicas. La química del cerebro es muy complicada y no es bien
conocida todavía; sin embargo, es muy interesante la relación que existe entre
los efectos del alcaloide morfina, el alivio del dolor y las sustancias
naturales del cerebro llamadas endorfinas y encefalinas.
Opio,
morfina y sustancias opiáceas del cerebro
El comportamiento de la morfina como analgésico es
impresionante, ya que además de calmar el dolor, causa euforia, regula la
respiración y es antidiarreico. Es un analgésico tan poderoso que se usa en las
últimas fases del cáncer.
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 repetición de
la inyección crea necesidad y cuando esta necesidad no se satisface, el sujeto
sufre de los síntomas que la morfina alivió: dolor abdominal, diarrea,
respiración agitada, taquicardia, náuseas, sudor y otros dolores.
Descubrimiento
del fuego
El fuego es la primera reacción química que el hombre
domina a voluntad; en esta importante reacción exotérmica se libera, en forma
rápida, la energía que el organismo animal liberaba de los alimentos en forma
lenta e involuntaria. 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.
(C6H12O6)n+O2
→CO2+H2O+ energía
Envejecimiento
El aspecto de los seres vivos cambia también con el
tiempo: se hacen viejos. El envejecimiento biológico puede ser debido al ataque
de radicales hidroxilo H O. sobre las células no regenerables del cuerpo. Estos
radicales pueden provenir de generación indeseable en la cadena alimenticia o
por irradiación ultravioleta u otra radiación de alta energía.
5
IMPORTANCIA DE LAS PLANTAS EN LA VIDA DEL
HOMBRE: USOS MÁGICOS Y MEDICINALES
las plantas y sus propiedades se usan como alimentos,
combustible y material de construcción, perfume, medicinas y para obtener
colorantes.
Es evidente que la necesidad de alimentación era
primordial y que los testimonios del uso medicinal de las plantas son menos
frecuentes,sin embargo los chinos han dejado constancias escritas del uso
antimalárico de la droga chaáng shan que corresponde a la planta Dichroa
febrifuga, Lour.
Drogas
estimulantes con fines mágicos y rituales
Muchas plantas fueron utilizadas en ritos
mágico-religiosos y muchas de ellas continúan en uso hasta nuestros días.
El peyote, empleado por los pueblos del Noroeste,Cuando
este cactus es comido, da resistencia contra la fatiga y calma el hambre y la
sed, además de hacer entrar al individuo a un mundo de fantasías. Los efectos
del peyote duran de seis a ocho horas y terminan de manera progresiva hasta su
cese total.
Ololiuqui
La planta mexicana llamada ololiuqui por los mexicas
corresponde, según los estudios botánicos recientes, a la enredadera Turbina
corymbosa, de la familia Convolvulácea. El ololiuqui tenía un amplio uso
mágico-religioso en el México prehispánico. la semilla molida era usada,
mezclada con otros vegetales, para quienes pretendían adquirir la facultad de
comunicarse con sus dioses.
Las propiedades medicinales del ololiuqui dicen que es
útil contra la gota. Y la planta untada alivia las partes enfermas, por lo que
se le llamó medicina divina.
Principios
activos
La amida del ácido isolisérgico, ambos con
fórmula C16H17ON3, además del alcaloide de hongos, la chanoclavina. Los
mismos alcaloides se encontraron en otra convolvulácea, la Ipomea tricolor.
Los glucósidos encontrados en la planta también tuvieron actividad relajante.
Hongos
Ciertos hongos fueron usados con fines rituales en varias
regiones del territorio mexicano y la práctica continúa también hasta nuestros
días.
La flora sudamericana no se queda atrás de la
mesoamericana y como ejemplo bastará mencionar el caso del llamado curare, un
preparado obtenido a partir de diversas plantas y usado como veneno de flechas.
Curare
Es un extracto acuoso de varias plantas, entre las que se
encuentran generalmente especies de Chondodendron
cissampelos y Strychnos.
Para su preparación, el brujo de la tribu hace hervir por
varias horas en una olla de barro los diferentes vegetales; el agua que se
pierde por evaporación es sustituida por adición de más agua; mientras se
mantiene la ebullición se agita la mezcla y se agregan otras sustancias
venenosas como hormigas y colmillos de serpiente. Cuando el extracto adquiere
cierta consistencia y color, el brujo considera que ya está listo; lo hace
saber a los asistentes a la ceremonia, y cesan la música y el baile que había
acompañado todo el proceso de preparación del curare. Se reparte a los allí
presentes un poco de la sustancia recién preparada para su uso en la cacería.
Con este material impregnarán las puntas de flecha y
dardos de cerbatanas para cazar animales pequeños; cuando éstos son heridos,
aunque sea ligeramente, morirán por efecto del veneno. La carne de estos
animales se puede consumir sin peligro de intoxicación, como lo demuestra la
experiencia de siglos.
Entre las plantas venenosas que con mucha frecuencia se
emplean en la preparación del curare se encuentran diversas especies de Strychnos. Estas plantas son muy
venenosas debido a que contienen, entre otros alcaloides, la estricnina,
sustancia tóxica que se usa para exterminar roedores y para matar animales de
pieles finas. Cuando un ser humano u otro mamífero es envenenado con curare,
comienza por perder el habla, después se le paralizan los miembros y los
músculos faciales, hasta que, finalmente, le llega la muerte.
Zoapatle,
cihuapalli (medicina de mujer)
Otra planta con una larga historia en su uso medicinal es
el zoapatle. Esta planta era utilizada por las mujeres indígenas para inducir
al parto o para corregir irregularidades en el ciclo menstrual. En la
actualidad, su empleo sigue siendo bastante extendido con el objeto de
facilitar el parto, aumentar la secreción de la leche y de la orina y para
estimular la menstruación.
El estudio de esta planta es un ejemplo típico de las
dificultades con que se encuentran quienes emprenden un estudio químico de una
planta medicinal.
Los estudios químicos del zoapatle se comenzaron a
realizar desde fines del siglo pasado, aunque el aislamiento de sus productos
puros no se efectuó sino hasta 1970, cuando se obtuvieron de la raíz varios
derivados del ácido kaurénico. En 1971 se aislaron lactonas sesquiterpénicas y
a partir de 1972 se inician estudios que culminan con el aislamiento de los
diterpenos activos llamados zoapatanol y montanol. Las patentes para la
obtención de estos productos fueron adquiridos por la compañía farmacéutica
estadounidense Ortho Corporation. La síntesis de zoapatanol fue llevada a cabo
en 1980.
De otras especies de Montanoa conocidas también como
zoapatle, y usadas con el mismo fin, se han aislado diterpenos con esqueleto de
kaurano, tales como el ácido kaurénico, al que se le han encontrado propiedades
relajantes de la actividad uterina.
Hoy en día en los mercados de plantas medicinales se
venden como Zoapatle varias especies de Montanoa: M. tomentosa, M. frutescens y
M. floribunda.
Los estudios de plantas usadas desde la época precortesiana
son ya muchos, pero la tarea es aún larga, puesto que el legado de nuestros
antepasados es muy grande.
6
Fermentaciones, pulque, colonche, tesgüino, pozol,
modificaciones químicas
Muchos microorganismos son capaces de provocar cambios
químicos en diferentes sustancias, especialmente en carbohidratos. Es de todos
conocido el hecho de que al dejar alimentos a la intemperie en poco tiempo han
alterado su sabor y, si se dejan algún tiempo más, la fermentación se hace
evidente comenzando a desprender burbujas como si estuviesen hirviendo. Esta
observación hizo que el proceso fuese denominado fermentación (de fervere,
hervir). Esta reacción, que ocurre en forma espontánea, provocada por
microorganismos que ya existían o que cayeron del aire, hacen que la leche se
agrie, que los frijoles se aceden y otros alimentos se descompongan, y que el
jugo de piña adquiera sabor agrio y llegue a transformarse en vinagre.
Pulque
El pulque es el producto de la fermentación de la
savia azucarada o aguamiel, que se obtiene al eliminar el quiote o brote floral
y hacer una cavidad en donde se acumula el aguamiel en cantidades que pueden
llegar a seis litros diarios durante tres meses.
Para recogerlo se utiliza el acocote, que es una
calabaza alargada que sirve como pipeta de grandes proporciones.
El aguamiel se consume directamente, siendo una
bebida de sabor agradable que contiene alrededor de 9% de azúcares (sacarosa).
Se puede beber cruda o hervida. Cuando se consume cruda existe el peligro de
que las saponinas que contiene, al tocar la piel junto a la boca, la irriten
produciendo ronchas.
Manufactura del pulque
Consiste en recoger el aguamiel y colocarlo en un
recipiente de cuero, donde se lleva a cabo la fermentación provocada por la
flora natural del aguamiel. Esto constituye la semilla con la que se inocularán
las tinas de fermentación, también de cuero, con capacidad de aproximadamente
700 litros.
El pulque es una bebida blanca con un contenido
alcohólico promedio de 4.26%. Entre los principales microorganismos que
intervienen en la fermentación se cuentan el Lactobacillos sp. Y el
Leuconostoc, que son los que provocan la viscosidad, y la Saccharomyces
carbajali, que es la levadura responsable de la fermentación alcohólica.
El pulque es elaborado con la savia del Agave atrovirens.
Otros agaves son aún más ricos en azúcares y por lo tanto productores de
materias primas susceptibles de ser fermentadas.
Otras bebidas mexicanas
obtenidas por fermentación
Colonche
Se conoce como colonche a la bebida alcohólica roja de sabor dulce obtenida por fermentación espontánea del jugo de tuna, especialmente de la tuna cardona (Opuntia streptacantha).
Se conoce como colonche a la bebida alcohólica roja de sabor dulce obtenida por fermentación espontánea del jugo de tuna, especialmente de la tuna cardona (Opuntia streptacantha).
Las tunas se recolectan en el monte, se pelan y enseguida
se exprimen y cuelan a través de un cedazo de ixtle o paja para eliminar las
semillas. El jugo se hierve y se deja reposar para que sufra la fermentación
espontánea. En ocasiones se agrega un poco de colonche para acelerar la
fermentación. Se pueden agregar al jugo también algunas de las cáscaras de la
tuna, ya que son éstas las que contienen los microorganismos que provocan la
fermentación.
El colonche recién preparado es una bebida gaseosa de
sabor agradable que con el tiempo adquiere sabor agrio.
la fermentación del jugo de tuna se debe, entre otros
microorganismos, a una bacteria y a la levadura Torulopsis
taboadae, que es la primera levadura aislada del colonche, lo que indica
la poca atención que se ha prestado a las bebidas netamente mexicanas.
El tesgüino
tiene un importante uso ceremonial, puesto que se consume
en celebraciones religiosas y en funerales.
el maíz se remoja durante varios días, se escurre y luego
se deja reposar en la oscuridad para que al germinar produzca plántulas blancas
de sabor dulce. El maíz germinado, preparado de esta manera, se muele en un
metate; enseguida se hierve hasta que adquiere color amarillo, se coloca en un
recipiente de barro cocido y se deja fermentar. Para lograr la fermentación, se
agregan varias plantas y cortezas, dejando la mezcla en reposo por varios días
antes de servirla para su consumo.
Pozol
El pozol es maíz molido y fermentado que al ser diluido con agua produce una suspensión blanca que se consume como bebida refrescante y nutritiva. Se puede agregar a la bebida sal y chile molido, azúcar o miel según el gusto o los fines a que se destine.
El pozol es maíz molido y fermentado que al ser diluido con agua produce una suspensión blanca que se consume como bebida refrescante y nutritiva. Se puede agregar a la bebida sal y chile molido, azúcar o miel según el gusto o los fines a que se destine.
Para la obtención del pozol se prepara una masa de maíz,
siguiendo el mismo procedimiento que se utiliza para la preparación de las
tortillas.
Con masa se hacen bolas que se envuelven en hojas de
plátano para mantener la humedad. En esta forma se deja reposar por varios días
para que la fermentación se lleve a cabo. Dependiendo del tiempo en que ésta se
realice, variará el gusto del producto final.
El pozol es un mejor alimento que el maíz sin fermentar,
ya que entre los microorganismos responsables de la fermentación existen
algunos fijadores del nitrógeno atmosférico, como el Agrobacterium
azotophilum, y otros que le dan aroma y sabor, tales como
los Saccharomyces cerevisae, que son los que producen alcohol, y
otros más que son los productores de ácido, que ayudan a impartirle el sabor
característico.
Fermentación alcohólica
La fermentación alcohólica producida por levaduras ha sido utilizada por todos los diferentes pueblos de la Tierra.
La fermentación alcohólica producida por levaduras ha sido utilizada por todos los diferentes pueblos de la Tierra.
En la obtención industrial de etanol se usan diversos
sustratos; entre ellos, uno de los principales son las mieles incristalizables
que quedan como residuo después de la cristalización del azúcar en los
ingenios.
Muchos sustratos con alto contenido de azúcares y
almidones se utilizan en la preparación de bebidas alcohólicas como la cerveza,
que tiene muy amplio consumo en el ámbito mundial. la fabricación
de pan.
Al mezclarse la levadura con la masa de harina se lleva a
cabo una fermentación por medio de la cual algunas moléculas de almidón se
rompen para dar glucosa, la que se sigue fermentando hasta dar alcohol y
bióxido de carbono (CO2). Es este gas el que esponja la masa de harina y hace
que el pan sea suave y esponjoso.
Otros productos obtenidos
por fermentación
Fermentación láctica
La leche es fermentada
por varios microorganismos tales como Lactobacillus casei, o
por cocos como el Streptococcus cremoris, transformándose en
alimentos duraderos como yogur y la gran variedad de quesos tan preciados en la
mesa.
La acidez de la
leche fermentada se debe al ácido láctico que se forma por la transformación de
los azúcares de la leche (de la lactosa).
Las fermentaciones
pueden ser provocadas por muy diversos microorganismos, por lo que las
transformaciones pueden seguir distintos caminos y, por lo tanto, obtenerse
diferentes productos, tales como ácido butírico, butanol, acetona, isopropanol,
ácido propiónico y muchos otros más.
El químico se ha
dado cuenta de la gran utilidad que pueden prestar los microorganismos al
efectuar transformaciones de un producto en otro y sobre todo al realizar
cambios parciales en algunas moléculas.
Muchas de estas
difíciles reacciones las realizan los microorganismos en poco tiempo y con
excelentes rendimientos.
La introducción del grupo hidróxido en la posición 11a de la progesterona es un paso clave en la ruta hacia los corticoides, que son sustancias con importantes actividades biológicas que las hacen útiles en medicina. Entre los corticoides más conocidos podemos mencionar a la cortisona y a la dihidrocortisona.
Ambas sustancias son útiles en el tratamiento de múltiples enfermedades, como artritis reumatoide, inflamaciones de la piel, enfermedad de Addison, asma, etcétera.
El uso de los
microorganismos en la obtención de nuevos productos y en la modificación de
algunas moléculas es tan amplia, que su descripción llena libros y grandes
colecciones especializadas. Aquí sólo hemos dado unos cuantos ejemplos que
quizá despierten el interés del lector que podrá acudir a ellas para obtener
mayor información.
7
Jabones,
saponinas y detergentes
El efecto limpiador de jabones y detergentes se debe a
que en su molécula existe una parte lipofílica por medio de la cual se unen a
la grasa o aceite, mientras que la otra parte de la molécula es hidrofílica,
tiene afinidad por el agua, por lo que se une con ella; así, el jabón toma la
grasa y la lleva al agua formando una emulsión .
Saponificación
Los aceites vegetales, como el aceite de coco o de olivo,
y las grasas animales, como el sebo, son ésteres de glicerina con ácidos
grasos. Por eso cuando son tratados con una base fuerte como sosa o potasa se
saponifican, es decir producen la sal del ácido graso conocida como jabón y
liberan glicerina. En el caso de que la saponificación se efectúe con sosa, se
obtendrán los jabones de sodio, que son sólidos y ampliamente usados en el
hogar. En caso de hacerlo con potasa, se obtendrán jabones de potasio, que
tienen consistencia líquida.
Evidentemente se podrán obtener sales de ácidos grasos
con otros metales, especialmente con calcio, ya que el hidróxido más abundante
y barato es la cal,Ca(OH)2.
Ahora bien, si la saponificación se hace con cal, el producto será el jabón de
calcio, Ca(OCOR)2.
El problema es que este jabón es un sólido duro e insoluble, por lo que no
sirve para los fines domésticos a los que se destinan los jabones de sodio.
Los jabones de sodio tienen un amplio uso en nuestra
civilización, por lo que la industria jabonera es una de las más extensamente
distribuidas en el mundo entero.
Fabricación
de jabón
Se coloca el aceite o grasa en un recipiente de acero
inoxidable, que puede ser calentado mediante un serpentín perforado por el que
se hace circular vapor. Cuando la grasa se ha fundido ±8Oº, o el aceite se ha
calentado, se agrega lentamente y con agitación una solución acuosa de sosa. La
agitación se continúa hasta obtener la saponificación total. Se agrega una
solución de sal común (NaCl) para que el jabón se separe y quede flotando sobre
la solución acuosa.
Se recoge el jabón y se le agregan colorantes, perfumes,
medicinas u otros ingredientes, dependiendo del uso que se le quiera dar. El
jabón se enfría y se corta en porciones, las que enseguida se secan y prensan,
dejando un material con un contenido de agua superior al 25%.
Acción
de las impurezas del agua sobre el jabón
Cuando el agua que se usa para lavar ropa o para el baño
contiene sales de calcio u otros metales, como magnesio o fierro, se le llama
agua dura.
Este tipo de agua ni cuece bien las verduras ni disuelve
el jabón. Esto último sucede así, porque el jabón reacciona con las sales
disueltas en el agua y, como consecuencia, produce jabones insolubles, de
acuerdo con la siguiente reacción:
cuando se utilizan aguas duras, la cantidad de jabón que se necesita usar es mucho mayor, ya que gran cantidad de éste se gasta en la formación de sales insolubles. Como consecuencia de ello, el jabón no produce espuma hasta que todas las sales de calcio o magnesio se han gastado produciendo una sustancia insoluble, la cual, además de su mal aspecto, une su acción deteriorante de las telas, puesto que ese material duro queda depositado entre los intersticios de los tejidos.
De la misma forma,
cuando el agua dura se usa en calderas, la sal de estos metales se adhiere a
los tubos dificultando el intercambio de calor y, por lo tanto, disminuyendo su
eficiencia.
Debido a lo
anterior, el ablandamiento de las aguas es de gran importancia.
Detergentes
Los primeros detergentes fueron sulfatos de alcoholes y
después alquilbencenos sulfonados, más tarde sustituidos por una larga cadena
alifática, generalmente muy ramificada.
Los resultados fueron positivos, pues al usarse en agua
muy dura siguieron dando abundante espuma por no formar sales insolubles con
calcio y otros constituyentes de las aguas duras.
Dado que los detergentes han resultado ser tan útiles por
emulsionar grasas con mayor eficiencia que los jabones, su uso se ha
popularizado, pero, contradictoriamente, han creado un gran problema de
contaminación, ya que muchos de ellos no son degradables.
Las diferentes condiciones de temperatura en las que se
realiza el lavado trae problemas a los fabricantes de detergentes. Éstos deben
estar seguros de que el detergente se disuelve en agua a la temperatura
adecuada. Los detergentes más comunes en los Estados Unidos no son fácilmente
solubles en frío. Los agentes blanqueadores como el perborato, que funciona
bien en caliente, cuando se utiliza en frío tiene que ser reforzado con
activadores, pues en agua tibia los blanqueadores pierden eficiencia.
Enzimas
Los detergentes con esta formulación son capaces de
eliminar manchas de sangre, huevo, frutas, etcétera.
Con todo, estos detergentes han producido problemas de
salud en los obreros que trabajan en su elaboración. Por suerte, hasta ahora no
los han provocado en las amas de casa.
El problema con los obreros se debió principalmente a que
los detergentes producen polvo que, al ser aspirado, pasa a los pulmones. Esto
se ha resuelto fabricando detergentes con gránulos mayores, para que no
produzcan polvo.
Estas sustancias, que mantienen a las telas limpias por
más tiempo al evitar la reimplantación del polvo, son sin duda de gran
utilidad, pues evitan trabajo y deterioro de la tela.
El tripolifosfato de sodio es un excelente secuestrante y
por muchos años se ha usado con óptimos resultados. Por desgracia en los
Estados Unidos se empezaron a observar efectos de eutrofisación de las aguas,
por lo que su uso está siendo severamente restringido.
Lo mismo está sucediendo en Europa, donde también se han
descubierto daños por eutrofisación, fenómeno que consiste en el aumento de
nutrientes a un ritmo excesivo, por lo que al descomponerse la materia prima
orgánica que ingresa (detergentes), disminuye el oxígeno disuelto, alterando la
vida en las aguas.
Saponinas
saponinas raíces y follaje de plantas tienen la propiedad
de hacer espuma con el agua, se emplea el amole tanto para lavar ropa
fina, como para evitar que se deteriore, ya que es un detergente neutro
perfectamente degradable.
Las saponinas se han usado también como veneno de peces,
macerando en agua un poco del órgano vegetal que lo contiene, con la ventaja de
que los peces muertos por este procedimiento no son tóxicos.
Las saponinas producen hemolisis a grandes diluciones y
están constituidas por grandes moléculas orgánicas, por lo que contienen los
elementos necesarios para emulsionar la grasa: por medio del cual se unirá a la
grasa, y por medio de la cual se unirá al agua.
Entre las saponinas de naturaleza esteroidal son muy
importantes los glicósidos cardiacos.El extracto obtenido de estas semillas,
que contienen una mezcla de saponinas, es muy útil en el tratamiento de
enfermedades del corazón.
Entre las asclepidáceas que han interesado a los
investigadores se encuentra la Calotropis procera que crece en Asia y
en África. Es una planta venenosa que ha sido utilizada para la medicina
popular y como veneno de flechas, es decir, los nativos usan el látex venenoso
de la planta para impregnar los dardos. Así, en la práctica de la cacería, los
animales, aunque sean heridos muy levemente, mueren. La carne no representa
ningún problema, ya que la sustancia se descompone durante el cocinado, y si algo
llega al estómago, el ácido clorhídrico del jugo gástrico se encargará de
hidrolizarlo quitándole su toxicidad.
8
HORMONAS VEGETALES Y
ANIMALES, FEROMONAS, SÍNTESIS DE HORMONAS A PARTIR DE SUSTANCIAS VEGETALES
Las plantas necesitan hormonas para lograr un crecimiento armónico,
esto es, pequeñas cantidades de sustancias que se desplazan a través de sus
fluidos regulando su crecimiento, adecuándolos a las circunstancias. Cuando la
planta germina, comienzan a actuar algunas sustancias hormonales que regulan su
crecimiento desde esa temprana fase: las fitohormonas, llamadas giberelinas,
son las que gobiernan varios aspectos de la germinación; cuando la planta surge
a la superficie, se forman las hormonas llamadas auxinas, las que aceleran su
crecimiento vertical, y, más tarde, comienzan a aparecer las citocininas,
encargadas de la multiplicación de las células y que a su vez ayudan a la
ramificación de la planta, que hacen crecer a las plántulas de avena y
probablemente a otras plantas.
La manera en que las auxinas hacen crecer a la planta es por medio del
aumento del volumen celular provocado por absorción de agua.
Todos hemos observado que en invierno las plantas dejan caer sus hojas
y que, aunque el invierno no sea muy crudo, debido a la escasez de agua, la
planta suelta su follaje.
Las sustancias responsables de la caída de las hojas y frutos se llama
ácido abscísico:
El movimiento de las plantas
Es perfectamente conocido por todos el que las flores del girasol ven
hacia el Oriente por la mañana y que voltean hacia el Poniente por la tarde,
siguiendo los últimos rayos del Sol, los colorines y otras leguminosas doblan
sus hojas como si durmieran y cómo se enderezan a la mañana siguiente para
recibir la luz del Sol y la vergonzosa (Mimosa pudica) Que al más pequeño roce contrae sus hojas,
aparentando tenerlas marchitas.
Todos estos movimientos de las plantas son provocados por sustancias
químicas.
Las células del girasol se contraen en el sitio en donde incide la luz
solar formándose inhibidores de crecimiento en ese punto. El resultado es el de
doblar el tallo formando una curva que apunta hacia el Sol.
Los movimientos en la Mimosa pudica se deben a sustancias químicas de
naturaleza ácida, algunas de las cuales fueron aisladas de Mimosa pudica, como
la llamada PMLF-l y la M-LMF-5.
El movimiento observado en las hojas del frijol soya (Glicina maxima) sus
hojas se doblan y toman la posición de dormidas, apropiada para su protección
contra el frío nocturno. En la mañana, cuando llega la luz del día, se
enderezan de nuevo. El movimiento nocturno se debe a la sustancia fotoinestable
PPLMF-l.
Posiblemente esta sustancia inestable a la luz solar se forme sólo de
noche y provoque el doblado de las hojas, y que por la acción de la luz del
día, la sustancia forme un equilibrio cis trans que no es suficientemente
activo, dejando por lo tanto que la hoja, ya sin peligro de helarse, tome su
posición normal, apropiada para efectuar su fotosíntesis.
Mensajeros químicos en insectos y plantas
Existen tres clases principales de mensajeros químicos: alomonas,
kairomonas y feromonas
Las alomonas son sustancias que los insectos toman de las plantas y que
posteriormente usan como arma defensiva; las kairomonas son sustancias químicas
que al ser emitidas por un insecto atraen a ciertos parásitos que lo atacarán,
y las feromonas son sustancias químicas por medio de las cuales se envían
mensajes como atracción sexual, alarma, etcétera.
Feromonas de mamíferos
Las sustancias químicas son a veces características de un individuo que
las usa para demarcar su territorio y para atraer miembros del sexo opuesto.
Las secreciones están compuestas por una gran variedad de sustancias
químicas, las cuales sirven para identificar la especie, el sexo y aun a un
individuo particular.
Se piensa que la secreción de las glándulas especiales debe estar
compuesta por feromonas, pero sólo unas pocas han podido ser probadas como
tales. De la misma forma, es probable que la orina, las heces y la saliva
también contengan feromonas, pero ha resultado difícil comprobarlo.
El interés en el sexo opuesto es despertado por el olor de ciertos
compuestos.
Hormonas sexuales
El ser humano, al igual que otros seres vivos, produce hormonas que
ayudan a regular sus funciones. Entre las diversas hormonas que aquél produce
se encuentran las hormonas sexuales. Éstas son sustancias químicas
pertenecientes al grupo de los esteroides, pertenecientes al mismo grupo que el
de los ácidos biliares y el colesterol.
Las hormonas sexuales son producidas y secretadas por los órganos
sexuales, bajo el estímulo de sustancias proteicas que llegan, por medio de la
corriente sanguínea, desde el lóbulo anterior de la pituitaria en donde estas
últimas se producen.
Hormonas masculinas (andrógenos)
Las hormonas masculinas son las responsables del comportamiento y las
características masculinas del hombre y otros similares.
Los caracteres sexuales secundarios que en el hombre son, entre otros,
el crecimiento de barba y bigote.
Mientras más activa sea la sustancia, menor cantidad se necesitará para
lograr un determinado crecimiento.
Hormonas femeninas (estrógenos)
Las hormonas femeninas son sustancias esteroidales producidas en el
ovario. Estas sustancias dan a la mujer sus características formas redondeadas
y su falta de vello en el rostro.
La hormona responsable de estas características en la mujer se llama
estradiol y tiene la estructura mostrada en seguida:
El estradiol se obtuvo por primera vez mediante reducción de la estrona
aislada de la orina y mostró ser una hormona nueve veces más potente que la
estrona.
Estrógenos sintéticos (no naturales)
Existen dos sustancias sintéticas que, aunque no poseen estructura de
esteroide, tienen fuerte actividad hormonal (estrogénica). Estas son las drogas
llamadas estilbestrol y hexestrol.
Estas sustancias, aunque poseen una potente actividad de hormona
femenina, no son aplicables a personas dadas su alta toxicidad. Sin embargo,
encuentran su campo de aplicación en la rama veterinaria.
La progesterona (anticonceptivos)
El cuerpo amarillo del ovario inhibía la ovulación, dando una
esterilidad temporal. Los hechos anteriores indicaban que en el ovario y
especialmente en el llamado cuerpo amarillo que se desarrolla en el ovario,
después de la fecundación, existía una sustancia que produce esterilidad al
evitar la ovulación.
La sustancia producida por el cuerpo amarillo y que evita que haya
ovulación mientras dura el embarazo fue aislada en 1931 y se llamó progesterona
Anticonceptivos
La esterona, posee tan sólo una tercera parte de la actividad de la
progesterona es activa.
Llamada píldora anticonceptiva, femenina
estrona y obtuvieron etinilestradiol, el primero y uno de los más importantes
estrógenos sintéticos activos por vía oral.
La 19-nor-progesterona, mostró ser más activa que la progesterona
19-nortestosterona, para lo cual redujeron a la estrona en forma de éter
metílico con litio disuelto en amoniaco líquido, método introducido por el
propio Birch para reducir anillos aromáticos en la misma reacción. Se redujo
así la cetona del C-17, enseguida se hidrolizó el éter y finalmente se conjugó
la doble ligadura para dar la 19-nortestosterona.
19 - nortestosterona
La testosterona cambia su actividad a tipo femenino al quitársele un
átomo de carbono (CH3). Si a la sustancia anterior se le adiciona un par de
átomos de carbono, se tendrá la 17-a-etinil-19-nortestosterona, que posee gran
actividad progestacional, es decir es un potente anticonceptivo.
Esteroides con actividad anabólica
Su uso por los
atletas
La testosterona, tiene además la propiedad de favorecer el desarrollo
muscular. A esta propiedad se le llama actividad anabólica y es muy importante
tanto en el tratamiento de muchas enfermedades como en convalecientes de
operaciones que necesitan recuperar fuerza y musculatura. La testosterona es
útil, pero tiene el inconveniente de su efecto masculinizante. La primera
sustancia con estas propiedades fue la 19-nortestosterona, esta sustancia, al
ser inyectada, tiene la misma actividad anabólica de la testosterona y tan sólo
1/10 de su actividad masculina. Así pues, esta sustancia retiene su actividad
progestacional.
Lo que ha despertado la tentación de los atletas que requieren gran
musculatura y fuerza, como son los levantadores de pesas y los lanzadores de
discos, de bala o martillo, de utilizarlas.
Efectos secundarios
Y efectivamente, el uso de esteroides anabólicos ayuda al desarrollo
muscular, los efectos secundarios son: mal carácter, acné, tumores mortales;
aunque no existen datos precisos,
Daños al hígado, calvicie y alteración del deseo sexual, atletas del
sexo masculino han sufrido agrandamiento del busto.
En la mujer son más preocupantes: aumento de vello en la cara, caída
del pelo, voz más grave, crecimiento del clítoris e irregularidades en el ciclo
menstrual, son sólo algunos de los trastornos reportados en mujeres que toman
drogas anabólicas. Por fortuna, los efectos son reversibles.
Algunos esteroides
anabólicos tomados oralmente
Hormonas humanas a partir de sustancias
vegetales
El hombre, ha hecho posible la transformación química de sustancias
vegetales en hormonas sexuales y otras sustancias útiles para corregir ciertos
desarreglos de la salud.
Sustancias químicas con el esqueleto básico de las hormonas sexuales y
de otras sustancias indispensables para el buen funcionamiento del organismo
humano
Estas sustancias, llamadas saponinas, fueron ampliamente conocidas por
los pueblos prehispánicos y usados por ellos como jabón.
Lo primero que se hace es eliminar, por medio de una hidrólisis ácida,
el azúcar o azúcares que llevan unidos por lo regular en la posición C-3. De
esta manera se separan los azúcares de la sapogenina así se puede transformar en
pregnelonona y posteriormente en progesterona u hormona del embarazo.
Química de las semillas
La Yucca filifera Cuando las semillas de esta planta son molidas y
extraídas con un disolvente como éter de petróleo, se obtiene, después de
evaporado el disolvente, un aceite abundante, cuyo análisis elemental mostró
una composición característica de los aceites para cocinar, ya que tiene un
alto contenido de ácido linoleico.
Una vez eliminado este aceite, queda un residuo que por extracción con
alcohol proporciona un alto rendimiento de una mezcla de saponinas esteroides
(±15%) a las que se llamó filiferinas, son susceptibles de ser transformadas
por procedimientos químicos en una serie de sustancias de gran utilidad en la
industria farmacéutica, tales como hormonas sexuales y corticoides.
Ahora bien, para obtener esteroides con aplicación en la industria
farmacéutica es necesario, en primer lugar, separar el aceite, que constituye
un poco más del 20% del peso de la semilla.
Una vez desengrasada la semilla, puede extraerse la saponina con
alcohol y someterse posteriormente a hidrólisis con HC1 (ácido clorhídrico).
Otro procedimiento consiste en cubrir la semilla molida y desengrasada
con HCl acuoso al 18%, y después de cinco horas de calentamiento, filtrar,
lavar con agua hasta neutralidad, secar la semilla y extraerla con hexano,
obteniéndose así la sarsasapogenina en un rendimiento de alrededor del 8% con
respecto a la semilla.
Esteroides útiles (activos)
La sarsasapogenina es sometida a un tratamiento a alta temperatura y
presión con anhídrido acético.
La sustancia obtenida de esta degradación es materia prima apropiada
para ser transformada en esteroides de tipos muy variados. La transformación
más sencilla será su conversión en progesterona por contener ya la cadena
lateral apropiada. También es fácil la obtención de corticoides como la
cortisona o la dihidrocortisona, que tienen el mismo tipo de cadena lateral, y
los derivados del androstano, es decir hormonas masculinas. La sarsasapogenina
es una materia prima versátil, susceptible de ser transformada en una amplia
gama de productos con diversas actividades biológicas. Por desgracia, esta gran
riqueza de nuestros desiertos está totalmente desaprovechada.
9
GUERRAS QUÍMICAS, ACCIDENTES QUÍMICOS
Guerra química
antes de que el hombre apareciera sobre la Tierra ya existía la guerra. Los vegetales luchaban entre sí por la luz y por el agua y sus armas eran sustancias químicas que inhiben la germinación y el crecimiento del rival. La lucha contra insectos devoradores ha sido constante durante millones de años. Las plantas mal armadas sucumben y son sustituidas por las que, al evolucionar, han elaborado nuevas y más eficaces sustancias que las defienden. Los insectos también responden, adaptándose hasta tolerar las nuevas sustancias; muchos perecen y algunas especies se extinguen, pero otras llegan a un acuerdo y logran lo que se llama simbiosis, brindándose ayuda mutua, como el caso de layucca y la Tegeticula mexicana. En esta vida en simbiosis, la Yucca proporciona alimento y materia prima hormonal a la mariposa nocturna. Ésta, en cambio, se encarga de polinizar las flores de la planta asegurándole así su fructificación y reproducción.
antes de que el hombre apareciera sobre la Tierra ya existía la guerra. Los vegetales luchaban entre sí por la luz y por el agua y sus armas eran sustancias químicas que inhiben la germinación y el crecimiento del rival. La lucha contra insectos devoradores ha sido constante durante millones de años. Las plantas mal armadas sucumben y son sustituidas por las que, al evolucionar, han elaborado nuevas y más eficaces sustancias que las defienden. Los insectos también responden, adaptándose hasta tolerar las nuevas sustancias; muchos perecen y algunas especies se extinguen, pero otras llegan a un acuerdo y logran lo que se llama simbiosis, brindándose ayuda mutua, como el caso de layucca y la Tegeticula mexicana. En esta vida en simbiosis, la Yucca proporciona alimento y materia prima hormonal a la mariposa nocturna. Ésta, en cambio, se encarga de polinizar las flores de la planta asegurándole así su fructificación y reproducción.
Guerra entre insectos y de
insectos contra animales mayores
Muchos insectos poseen aguijones conectados a glándulas productoras de sustancias tóxicas con los que se defienden de los intrusos. Las avispas y las abejas son insectos bien conocidos por inyectar sustancias que causan dolor y alergias. El hombre conoce bien estas cualidades, pues muchas veces por perturbar la tranquilidad del enjambre ha sido inyectado con dopamina o histamina, sustancias entre otras que son responsables del dolor, comezón e hinchazón de la parte atacada.
Muchos insectos poseen aguijones conectados a glándulas productoras de sustancias tóxicas con los que se defienden de los intrusos. Las avispas y las abejas son insectos bien conocidos por inyectar sustancias que causan dolor y alergias. El hombre conoce bien estas cualidades, pues muchas veces por perturbar la tranquilidad del enjambre ha sido inyectado con dopamina o histamina, sustancias entre otras que son responsables del dolor, comezón e hinchazón de la parte atacada.
Las hormigas, por su parte, incluyen entre sus armas,
además del ácido fórmico u ácido de hormiga, los alcaloides monomorina I, II y
III, que, además de sustancias de defensa, le sirven para marcar sus caminos.
Algunos insectos escupen sustancias tóxicas sobre el
enemigo, como lo hace el escarabajo bombardero.
Otras armas químicas usadas por las hormigas para su
defensa son las que se muestran a continuación: La gente que
es alérgica se puede sentir muy mal por un solo piquete de abeja, de manera
que, por ejemplo, la abeja africana puede llegar hasta causar la muerte a estas
personas sensibles.
Otros insectos producen repelentes para su defensa:
algunos gusanos malolientes producen aldehído butírico (CH3CH2CH2CHO).
Los escarabajos, como las catarinas y las luciérnagas,
producen alcaloides tetracíclicos que tienen muy mal olor.
El insecto bombardero del que hablamos anteriormente
escupe con violencia una mezcla de quinonas, como benzonona y toluquinona.
Las arañas, por ejemplo, tienen sus glándulas venenosas
en el cefalotórax y le inyectan veneno a su presa.
Los escorpiones inyectan una sustancia venenosa que
contiene sustancias de bajo peso molecular. Entre ellas ya se han identificado
la histamina así como algunos compuestos indólicos.
El hombre usa la química para la guerra
el hombre inventa un explosivo, la mezcla de salitre, azufre y carbón, que es usada en un principio para hacer cohetes que alegraron fiestas y celebraciones. fue utilizado posteriormente por el hombre para disparar proyectiles y así poder cazar animales para su sustento.
Pero el hombre, siempre agresivo, terminó por emplear el
poder explosivo de la pólvora para hacer armas guerreras y así enfrentarse a su
enemigo.
Más tarde se fueron descubriendo explosivos más
poderosos. Varios productos nitrados, por su alto contenido de oxígeno, son
buenos explosivos. Así, la nitración de la
Esta sustancia es sumamente peligrosa pues explota con
mucha facilidad, por lo que debe tenerse mucho cuidado a la hora de su
fabricación.
En la segunda Guerra Mundial se usó otra sustancia
orgánica nitrada, el trinitrotolueno o TNT, obtenida por tratamiento del
tolueno con mezcla sulfonítrica.
El TNT es también un potente explosivo, pero de
manejo mucho más seguro que la nitroglicerina.
La bomba de Hiroshima
La bomba lanzada sobre Hiroshima fue una bola de uranio 235 no mayores de 8 cm de diámetro y de más o menos 5 kg. Pero como la fisión del uranio tiene un poder explosivo aproximadamente 10 millones de veces mayor que el TNT, la bomba debió equivaler a 20,000 tons de TNT.
La bomba lanzada sobre Hiroshima fue una bola de uranio 235 no mayores de 8 cm de diámetro y de más o menos 5 kg. Pero como la fisión del uranio tiene un poder explosivo aproximadamente 10 millones de veces mayor que el TNT, la bomba debió equivaler a 20,000 tons de TNT.
Uso de sustancias tóxicas en
la guerra
Las sustancias de alta toxicidad fueron utilizadas como armas químicas en la primera Guerra Mundial. Una nube de cloro sobre los soldados, Las fuerzas aliadas pronto fue protegida con máscaras que, evitaron un desastre que parecía inminente.
Las sustancias de alta toxicidad fueron utilizadas como armas químicas en la primera Guerra Mundial. Una nube de cloro sobre los soldados, Las fuerzas aliadas pronto fue protegida con máscaras que, evitaron un desastre que parecía inminente.
Un poco más tarde los alemanes continuaron con la guerra
química lanzando granadas con gases lacrimógenos.
La más poderosa arma química usada en la primera Guerra
Mundial fue el gas mostaza.
El gas mostaza se llamó de esta manera por tener un olor
parecido al de la mostaza. No es realmente un gas, sino un líquido irritante
que hierve a alta temperatura, el cual debido a su baja tensión superficial
produce vapores, los que, por su alta toxicidad, basta con que exista una muy
baja concentración en el aire para causar molestias a la gente o incluso
causarles la muerte, el gas mostaza se prepara haciendo
reaccionar etileno con cloruro de azufre.
Las sustancias empleadas por ambos bandos conforma una
larga lista, entre la que se cuenta a los gases lacrimógenos, como cloro y
bromoacetona,
Diversas sustancias como cloro, sulfato de dimetilo, etil
carbazol, fosgeno, etc., y venenos de la sangre, como el ácido cianhídrico
(HCN). Este último es el gas que se usaba en la cámara de gases contra los
condenados a muerte.
Para la segunda Guerra Mundial se eliminaron la mayor
parte de las sustancias tóxicas utilizadas en la primera Guerra y sólo quedaron
unas cuantas como el gas mostaza, el fosgeno, y el ácido cianhídrico para usos
especiales.
Gases neurotóxicos
Los alemanes desarrollaron a finales de la segunda Guerra Mundial los gases neurotóxicos sarina o GB y tabun.
Gases neurotóxicos
Los alemanes desarrollaron a finales de la segunda Guerra Mundial los gases neurotóxicos sarina o GB y tabun.
La ventaja de las armas químicas es que son baratas y no
requieren de una tecnología muy avanzada, de manera que prácticamente cualquier
ejército puede ser dotado de ellas, sin contar de que son muy fáciles de
arrojar contra el enemigo.
Espionaje
químico. El polvo de los espías
El aldehído aromático 5(4-nitrofenilo)-2,4-pentadien -1-al ha sido usado para marcar el camino seguido diariamente por personas sometidas a investigación. El aldehído, que es un polvo amarillo, se coloca sobre objetos que normalmente se tocan, tales como el volante del automóvil, el pasamano de la escalera y la cerradura de la puerta. La sustancia, colocada en pequeñas cantidades, se adhiere a la mano y luego puede ser detectada en los objetos que el individuo tocó posteriormente. De esta manera se puede seguir el trayecto de la persona investigada.
El aldehído aromático 5(4-nitrofenilo)-2,4-pentadien -1-al ha sido usado para marcar el camino seguido diariamente por personas sometidas a investigación. El aldehído, que es un polvo amarillo, se coloca sobre objetos que normalmente se tocan, tales como el volante del automóvil, el pasamano de la escalera y la cerradura de la puerta. La sustancia, colocada en pequeñas cantidades, se adhiere a la mano y luego puede ser detectada en los objetos que el individuo tocó posteriormente. De esta manera se puede seguir el trayecto de la persona investigada.
Para detectar el aldehído se desarrolló un procedimiento
analítico que consiste en pasar un algodón humedecido con alcohol sobre el
objeto tocado. Se pone el algodón en un tubo de ensayo que contenga 0.5 ml de
metanol además de el mismo volumen de naftoresorcinol al 1% en metanol; al
agregar 0.5 ml de ac. Clorhídrico concentrado se desarrolla un color que va del
rosado al violeta.
El color también se puede desarrollar directamente sobre
el algodón con que se limpió el objeto tocado por la persona investigada. Si a
este algodón se le añade el naftoresorcinol y una gota de ácido clorhídrico y
se tiñe de rosa o de violeta, indicará la presencia del polvo de aldehído.
El método es tan sensible, que se ha podido detectar la
presencia de 150 nanogramos de polvo de los espías distribuidos en 100 cm2.
Éste no se elimina de las manos por un simple lavado con
agua, pero si se lavan cuidadosamente con agua y jabón, la prueba es negativa,
indicando su total eliminación.
Los herbicidas como arma
química. Su uso en Vietnam
Las auxinas sintéticas usadas para matar las malezas de los cultivos y así obtener mejores cosechas fueron desarrolladas en Inglaterra desde los años treinta, poco después del descubrimiento del ácido indol acético como regulador natural del crecimiento de las plantas.
Las auxinas sintéticas usadas para matar las malezas de los cultivos y así obtener mejores cosechas fueron desarrolladas en Inglaterra desde los años treinta, poco después del descubrimiento del ácido indol acético como regulador natural del crecimiento de las plantas.
Estas sustancias fueron preparadas en una gran variedad
dependiendo de la planta que se pretende matar. El ácido 2,4,D fue un herbicida
selectivo que mata a plantas de hojas anchas sin dañar a los cereales, por lo
que protege en forma eficiente a cultivos de trigo, avena, cebada y otros
granos. En cambio, existen herbicidas tan potentes, como el ácido
3,4-diclorofenoxiacético, que mata a todo tipo de plantas, por lo que en vez de
proteger los cultivos los aniquila.
El
agente naranja
El agente naranja es una combinación de dos herbicidas que, en pruebas hechas en selvas tropicales africanas, mostró ser muy eficiente como defoliado de árboles. El agente naranja contiene dos herbicidas, el ácido 2,4,D y el 2,4,5,T. Al ser aplicado a los campos de cultivo, hace que las plantas crezcan demasiado rápido y mueran antes de producir sus frutos.
El agente naranja es una combinación de dos herbicidas que, en pruebas hechas en selvas tropicales africanas, mostró ser muy eficiente como defoliado de árboles. El agente naranja contiene dos herbicidas, el ácido 2,4,D y el 2,4,5,T. Al ser aplicado a los campos de cultivo, hace que las plantas crezcan demasiado rápido y mueran antes de producir sus frutos.
En la guerra de Vietnam fue utilizado para hacer que los
árboles perdieran sus hojas y que de esta manera no se pudiese esconder el
enemigo, aunque sin tener en cuenta el daño que se pudiera causar a largo plazo
al ambiente y a las personas.
Años después se ha visto el daño, pues grandes
extensiones del territorio vietnamita se volvieron áridos, la población ha
desarrollado cáncer y se han dado malformaciones en los recién nacidos.
Efectos
del agente naranja
Las compañías químicas que proporcionaron el agente naranja contaminado con dioxina fueron condenadas a pagar 180 millones de dólares a los afectados. Así, unos 15 000 veteranos y los que de ellos dependen, además de alrededor de 40 000 miembros del personal que pudieron demostrar que estuvieron en contacto con el herbicida, fueron indemnizados.
Las compañías químicas que proporcionaron el agente naranja contaminado con dioxina fueron condenadas a pagar 180 millones de dólares a los afectados. Así, unos 15 000 veteranos y los que de ellos dependen, además de alrededor de 40 000 miembros del personal que pudieron demostrar que estuvieron en contacto con el herbicida, fueron indemnizados.
Si más de 50 000 excombatientes de Vietnam pudieron
demostrar que fueron dañados por el agente naranja, ¿cuántos vietnamitas habrán
sido dañados? Esto no se sabe, pero deben ser indudablemente muchos más de 50
000.
Lluvia amarilla, posible uso de
micotoxinas como armas de guerra
Dadas las historias contadas por los montañeses del sudeste de Asia acerca de la aparición de nubes amarillas que matan rápidamente a quienes toca en forma directa y que enferma con extraños síntomas a la gente más alejada, y las de algunos nativos de Laos y Kampuchea que hablan de lluvia amarilla que provoca muerte y enfermedad.
Dadas las historias contadas por los montañeses del sudeste de Asia acerca de la aparición de nubes amarillas que matan rápidamente a quienes toca en forma directa y que enferma con extraños síntomas a la gente más alejada, y las de algunos nativos de Laos y Kampuchea que hablan de lluvia amarilla que provoca muerte y enfermedad.
Se pensó en la posibilidad de que la lluvia amarilla
tuviese que ver con alguno de los productos químicos usados en la guerra, tales
como gases neurotóxicos. A pesar de que las víctimas presentaban síntomas como
irritación de la piel, vómitos, diarrea, temblores y muertes frecuentes.
La lluvia ácida era provocada por armas rusas, Muchos científicos han encontrado pequeñas cantidades de
micotoxinas en muestras de alimentos recogidos en el sudeste de Asia.
Las micotoxinas que se cree que se encuentran en la
lluvia amarilla son las llamadas tricótesenos y son producidos por un hongo del
género Fusarium. Una de estas toxinas es la llamada deoxynivolenol (DON) o
vomitoxina.
La existencia de numerosas especies de Fusarium da
la posibilidad de que algunos de ellos sean los productores de las toxinas
presentes en la lluvia amarilla.
Se cree que este tipo de lluvia es producida por el
hombre , las evidencias presentadas no convencieron a la comunidad científica ya
que aseguran que la lluvia amarilla es un fenómeno natural, que el color
amarillo se debe a las heces de una abeja silvestre y que las micotoxinas a los
niveles encontrados de partes por millón pueden ser producidas por hongos que
viven en forma natural, siendo sus toxinas las que infectan alimentos y
producen los síntomas de la enfermedad.
Si la lluvia amarilla es un fenómeno natural, no se podrá
acusar a nadie de violar los tratados que prohíben el uso de armas químicas y
biológicas. Estos son el "Protocolo de Ginebra de 1925", que prohíbe
el uso pero no la posesión de armas químicas y bacteriológicas, y la
"Convención de armas biológicas de 1972", que prohíbe no sólo el uso
sino también la posesión de armas biológicas y de toxinas.
Las sustancias tóxicas como
accidentes
Recientemente en la planta de insecticidas de Bhopal en el centro de la India se sufrió un accidente con el escape de isocianato de metilo.
Recientemente en la planta de insecticidas de Bhopal en el centro de la India se sufrió un accidente con el escape de isocianato de metilo.
Este gas, altamente tóxico, se emplea en la fabricación
del insecticida carbaril (1-naftil-metil carbamato), el que a su vez se prepara
con metil amina y con el también gas muy tóxico fosgeno.
Una inesperada reacción en el tanque que contenía la muy
reactiva sustancia química, isocianato de metilo (CH3 N=C=O), el
tanque se calentó, la presión aumentó y a media noche liberó con violencia
toneladas de isocianato de metilo, que como una niebla mortal cubrió gran parte
de la ciudad de Bhopal. Mucha gente murió sin levantarse de su cama, algunos se
levantaron ciegos y tosiendo para caer muertos un poco más adelante. Mucha
gente que vivía más lejos de la planta quedó viva pero con severos daños en las
vías respiratorias. Murieron más de 2 000 personas, algunas 10 000 quedaron seriamente
dañadas y 200 000 o más sufrieron daños menos graves.
Fuente:
Autor: Alfonso Romo
Título: QUÍMICA, UNIVERSO, TIERRA Y
VIDA.
Editorial: Fondo de Cultura Económica
País: México
Año:
1988
Número de Páginas: 160