QUIMICA, UNIVERSO, TIERRA Y VIDA

Capítulo 1: Átomos y moléculas en el Universo y la Tabla Periódica.

Astronomos y físicos han postulado como el origen del universo a una gran explosión que formo innumerables galaxias. Una de esas galaxias es la vía láctea, formada por más de 100 mil millones de estrellas, entre ellas se encuentra nuestro sol.

Cuando la temperatura del universo era alrededor de mil millones de grados, se formaron los núcleos de los elementos. Los primeros elementos fueron los mas simples, el Hidrogeno (H) y el Helio (He), y los demás se fueron formando con el paso del tiempo en el interior de las estrellas siendo un aproximado a los 100 elementos y se pueden clasificar según sus propiedades físicas y químicas a lo que se le llama la tabla periódica.

Posteriormente el universo fue enfriado hasta llegar a los 3ºK, la temperatura actual de los espacios interestelares.

Los elementos Hidrogeno (H) y Helio (He), son los principales constituyentes del universo.

El hidrogeno es un gas mas ligero que el aire, esta propiedad fue aprovechada por el hombre para viajar por la atmosfera. Desde finales del siglo XVIII se construyeron maquinas voladoras, se llamaban dirigibles, eran peligrosas por el carácter inflamable del hidrogeno con el que se había llenado

El átomo de Hidrogeno (H), esta formado por un núcleo, llamado protón, que posee una carga positiva que a su vez se encuentra neutralizada por un electrón (carga negativa).

El hidrogeno se combina con otros elementos formando moléculas, cuando se mezcla con oxigeno en un soplete y se le prende fuego, produciendo una flama liberando tal cantidad de calor que funde al hierro fácilmente.

Ley de las proporciones constantes indica que dos átomos de hidrogeno, cada uno de peso atómico 1, reacciona con un átomo de oxigeno, con peso atómico de 16, produciendo una molécula de agua, con peso molecular de 18.

Propiedades del hidrogeno:

Hidrogeno + oxigeno igual a agua + fuego

El agua producto formado en la combustión del hidrogeno, es la molécula mas abundante en la Tierra, cubriendo las ¾ partes de la superficie terrestre constituyendo mares, ríos y lagos.

El agua en estado puro, es un líquido incoloro, inodoro e insípido. Propiedades físicas : su punto de fusión es de 0º; su punto de ebullición a nivel del mar es de 100º; la mayor densidad del agua se alcanza a 4º, siendo de 1g/ml, cada mililitro pesara un gramo y por lo tanto cada litro pesara un kilogramo.

El agua en estado solido es menos densa que en su estado liquido.

Las grandes reservas de agua como reguladoras del clima:

El agua se calienta o se enfría mas rápido que el suelo, para regular la temperatura por eso las regiones alejadas del mar tienen temperaturas mas extremas que en la zonas cercanas al mar. El agua no solo es abundante en la tierra también ha sido detectada en otros cuerpos celestes. El cometa Halley la contiene en forma de hielo, según lo revelan los últimos informes.

Agua oxigenada, peróxido de hidrogeno H2O2:

Existe además un compuesto que tiene un átomo de oxígeno más que el agua. Es conocida como agua oxigenada, llamada con más propiedad peróxido de hidrógeno, cuya estructura es H2O2 o HO-OH. El agua oxigenada tiene la capacidad de desprender oxigeno, mata a muchos microbios por lo tanto se utiliza como desinfectante.

El agua oxigenada que se consigue en la farmacia como agente desinfectante es muy diluida, contiene sólo tres partes de agua oxigenada por 97 de agua común. El agua oxigenada que se emplea como oxidante en laboratorios químicos es más concentrada, pues contiene 30 partes de H2O2 por 70 de agua ordinaria. Esta solución tan concentrada es peligrosa, puesto que causa quemaduras al ponerse en contacto con la piel.

Preparación de hidrogeno:

El hidrógeno se puede liberar de las moléculas en las que se encuentra combinado con otros elementos.

el agua pura es mala conductora de la corriente eléctrica, por lo que es necesario disolver en ella una base o un ácido fuerte que la hagan conductora. Disolvamos, por ejemplo, ácido nítrico (HNO3), cuyo protón se separa con facilidad (HNO3http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/51/imgs/2flechas.gif H + NO3-) de los iones nitrato (NO3-).

A esta reacción se le conoce como electrólisis, es decir, ruptura de una molécula por medio de electricidad. Tan útil reacción no sólo se emplea para romper la molécula de agua, sino que se usa también para liberar los metales de sus sales.

La electrólisis tiene múltiples aplicaciones prácticas, entre otras, la obtención y purificación de metales. Por este procedimiento se purifica el cobre y se obtiene el aluminio.

Obtención de Hidrogeno por descomposición del agua con metales:

Cuando se arroja un pequeño trozo de sodio metálico sobre agua se efectúa una reacción violenta, se desprende hidrógeno y se genera calor. En ocasiones la reacción es tan violenta, que el hidrógeno liberado se incendia.

Una forma más moderada y fácil de controlar la reacción para preparar hidrógeno es la descomposición de un ácido fuerte por medio de un metal como fierro o zinc.

En esta reacción el metal desplazará al hidrógeno formando la sal llamada cloruro de zinc. Si el hidrógeno liberado se hace arder en presencia de aire, se podrá condensar el agua formada por la combinación con el oxígeno del aire, justificando así su nombre que en griego significa "el que forma agua".

 Capítulo 2: El átomo de carbono los hidrocarburos, otras moléculas orgánicas, su posible existencia en la Tierra primitiva y en otros cuerpos celestes.

A teoría de la gran explosión como origen del Universo concibe la formación del átomo de carbono (peso atómico = 12) en el interior de las estrellas mediante la colisión de tres átomos de helio (peso atómico = 4). La generación del carbono y de los átomos más pesados se dio en el interior de las estrellas antes de la formación de nuestro Sistema Solar. La diferente composición química del cuerpo de los planetas se debe a que se formaron en regiones de la nebulosa con distintas temperaturas, por lo que los planetas interiores, son rocosos, con gran proporción de metales, óxidos y silicatos. En cambio, los planetas exteriores contienen más gases,  los planetas interiores han perdido alrededor de 98% de su peso original por haber estado formados de material volátil como hidrógeno y helio, mientras que los planetas lejanos conservan enormes cantidades de hidrógeno y helio.                                                                                                                                          Los elementos del 93 al 109, llamados transuránicos, han sido preparados artificialmente por el hombre, mediante colisiones entre distintos átomos. Cuando la colisión se efectúa entre átomos y neutrones se obtienen átomos con idéntico número atómico, pero diferente peso molecular, a los que se les llama isótopos.                     

Cualquier elemento natural o sintético es identificado por su número atómico Z, que corresponde al número de protones que lleva en su núcleo.

El carbono en estado libre:

El diamante es un cuerpo duro y transparente en el que cada átomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro, localizados en los vértices de un tetraedro. El grafito es otra forma alotrópica del carbono.  Alotropía es una palabra griega que significa variedad. El diamante es, por tanto, uno de los alótropos del carbono. De la misma forma, el diamante es más pesado que el grafito, pues la densidad del primero es de 3.5 g/cm3 y la del segundo de 2.3 g/cm3. Como ambas sustancias están formadas tan sólo por átomos de carbono, como antes veíamos, la diferencia en propiedades físicas se debe al modo de unión entre sus átomos.                                                                                                                     

En el diamante, cada átomo de carbono está rodeado por otros cuatro átomos acomodados en los vértices de un tetraedro. En el grafito, en cambio, los átomos de carbono están fuertemente unidos a tres átomos vecinos, formando capas de hexágonos. Por otra parte, a diferencia del diamante, el grafito es un buen conductor de la energía eléctrica. La Tierra, al igual que los demás planetas, tuvo en su primera época una atmósfera rica en hidrógeno (H2), por lo que el carbono (C) reaccionó con él formando moléculas de hidrocarburos (carbono hidrogenado). Como el hidrógeno contiene un solo electrón de valencia, cada átomo de carbono se une a cuatro de hidrógeno formando el más sencillo de los hidrocarburos, el metano (CH4).

Compuestos del carbono:

El átomo de carbono, por tener cuatro electrones de valencia, tiende a rodearse por cuatro átomos, ya sean de carbono, o de diferentes elementos, con los que comparte cuatro de sus electrones para así completar su octeto, que es lo máximo que puede contener en su capa exterior.

Primeros hidrocarburos:

La tierra, tuvo en su primera época una atmósfera rica en hidrógeno (H2), por lo que el carbono (C) reaccionó con él formando moléculas de hidrocarburos (carbono hidrogenado).                                                                                                                            Debido a que el carbono tiene la propiedad de unirse entre sí formando cadenas lineales, ramificadas o cíclicas, sus compuestos forman una serie muy grande de sustancias con fórmulas precisas.                                                                                                                               Los hidrocarburos lineales tendrán la fórmula CnH2n +2 . Los hidrocarburos cílicos se representan esquemáticamente por medio de polígonos: el ciclopentano por medio de un pentágono y el ciclohexano por un hexágono, y cada ángulo representa un CH2.                      

Los cuatro primeros hidrocarburos lineales se llaman: metano (CH4), etano (C3H3) y butano (C4H10), y son gases inflamables.                                                                                              

Los hidrocarburos con mayor número de átomos de carbono son líquidos de punto de ebullición cada vez más elevado hasta llegar a 14 átomos de C, que es el primer hidrocarburo sólido. Todos los hidrocarburos con más de 14 átomos de C serán sólidos a temperatura ambiente. Las cuatro valencias del átomo de carbono pueden también ser satisfechas de manera diferente, dos átomos de carbono pueden unirse entre sí, usando no sólo una valencia, sino dos y aun tres. Existe también la posibilidad de que dos átomos de carbono unan tres de sus cuatro valencias, formando así sustancias llamadas alquinos. Los carburos metálicos se forman por la interacción entre el átomo de carbono y un óxido metálico a elevadas temperaturas. El carburo de calcio es el hidrocarburo más simple en el que cada átomo de carbono intercambia tres valencias formando lo que se le conoce como triple ligadura. Los átomos de carbono no solo se pueden combinar entre sí y con el hidrógeno para dar hidrocarburos, sino que pueden combinarse con muchos elementos, principalmente con el oxígeno y con nitrógeno, para transformarse en los compuestos orgánicos que son la base de la vida.

Los cometas:

En los helados confines del Sistema Solar existen congelados millones de pequeños cuerpos celestes formados de hielo, gas y polvo. Cuando alguno de ellos es perturbado por el paso de una estrella, se pone en movimiento y, al recibir el calor del Sol, cobra vida, libera gases y polvo e inicia un viaje describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol. A veces invierte miles de años en terminar este viaje. Mientras más se acerca al Sol en su recorrido, el cometa libera más materia, átomos y moléculas que, arrastradas por el viento solar, constituyen su cauda, la que, debido a dicho impulso, siempre se verá opuesta al Sol. Si en un camino alguno de los cometas se acerca demasiado al Sol, toda su materia se evapora, dando un espectáculo de luz antes de que sus átomos y moléculas pasen a formar parte de la materia invisible del Universo.

Compuestos oxigenados del carbono:

La reacción de oxidación es 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. La oxidación de un hidrocarburo no es siempre total; existen estados intermedios con incorporación parcial de oxígeno. Cuando se sustituye uno de los hidrógenos de hidrocarburo por un grupo oxhidrilo (OH) se obtiene un nuevo grupo que se llama alcoholes.                                                                                                                                  Los alcoholes poseen propiedades parecidas a las del agua, son miscibles con agua y tiene alto punto de ebullición. A medida que aumenta el peso molecular de los alcoholes, las diferencias de punto de ebullición con respecto a sus hidrocarburos van siendo menores.

Alcohol etílico:

Es quizá el primer disolvente químico preparado por el hombre. Se produce en la fermentación de líquidos azucarados.                                                                                                    

El alcohol industrial contiene normalmente 95% de alcohol y tiene un punto de ebullición de 78°. La eliminación del 5% de agua restante para llegar a obtener el alcohol absoluto es muy difícil.

Capítulo 3: Radiación solar, aplicaciones de la radiación, capa protectora de ozono, fotosíntesis, atmosfera oxidante, condiciones apropiadas para la vida animal.

En el sol se están generando constantemente grandes cantidades de energía mediante reacciones termonucleares. La energía radiante se propaga por el espacio viajando a razón de 300000 km por segundo. Debido a que la 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. Las radiaciones de mayor frecuencia tendrán mayor energía. La pequeña porción del espectro electromagnético que percibe el ojo humano es llamada "luz visible" y está compuesta por radiaciones de poca energía. La luz de menor longitud de onda es de color violeta; le sigue de color azul, después tenemos la luz verde, seguida de la luz amarilla y anaranjada y por último la luz roja.

Reacciones Fotoquímicas:

Un tercer camino para relajarla es cuando la molécula excitada da como resultado una reacción química o fotoquímica como, por ejemplo, en la reacción fotoquímica que se lleva a cabo en el proceso de la visión.   Cuando la luz llega a la retina, el retinal que forma parte de la rodopsina sufre una reacción fotoquímica por medio de la cual cambia su geometría a trans geometría que al no ser apropiada para unirse a la opsina provocará su separación y el color cambiará del rojo púrpura al amarillo.

Vitamina D2:

Otro ejemplo importante de reacción química provocada por la luz es la formación de vitamina D2 o antirraquítica.                                                                                                            

El proceso que se puede realizar en el laboratorio es el mismo que sucede espontáneamente cuando las personas se exponen a los rayos solares.                                            

Los niños que sufren de raquitismo (crecimiento deficiente de los huesos) se curan por exposición prolongada a la luz solar. Los alimentos al ser asoleados adquieren propiedades antirraquíticas.                                                                     

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.

Celdas fotovoltaicas:

La parte con exceso de electrones, a la que se llamará N (negativa), se une a la que contiene cargas positivas móviles P (huecos). Cuando la luz solar incide sobre el cristal, los electrones de la parte N se liberan y dirigen hacia un electrodo conectado con la parte positiva P, rica en huecos. Como existe una barrera entre la parte positiva y la negativa, se evita la recombinación de electrones y huecos haciendo que los electrones pasen a través del alambre y generen una corriente eléctrica. Por tanto, la corriente fluirá constantemente mientras la luz incida sobre la celda.

Fotosintesis:

En la fotosíntesis ocurre un proceso similar al descrito para las celdas fotovoltaicas. Las membranas biológicas consisten en un fluido bicapa de lípidos anfipáticos especialmente fosfolípos. En los organismos fotosintéticos existen proteínas, colorantes y moléculas sensibilizadoras embebidas en la membrana de las células especializadas en la fotosíntesis. La molécula sencibilizadora en la fotosíntesis es la clorofila. La clorofila absorbe luz para iniciar la reacción de fotosíntesis, se absorbe en el azul y en el rojo y no en el verde, el cual es reflejado. El aparato fotosínteticos consta de clorofila y una serie de pigmentos como carotenos y xantofilas. Los pigmentos que absorben la luz, se hallan dispuestos en conjuntos. Estos fotosistemas contienen alrededor de 200 moléculas de clorofila y algunas 50 de carotenoides, solo una molécula de clorofila, combinada con una proteína específica, transforma la energía luminosa en energía química.

Formacion de Azucares y otros compuestos organicos:

Los organismos fotosintéticos producen glucosa y otros azúcares a partir del CO2 atmosféricos y el agua del suelo. El azúcar de cinco átomos de carbono se combinan con CO2, produciendo dos moléculas de ácido fosfoglicéricos, el que se combina entre sí para dar el azúcar de fruta o glucosa.

Capítulo 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 hemoglobina es una cromoproteína compuesta por una proteína, la globina, unida a una molécula muy parecida a la clorofila, pero que, en vez de magnesio, 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 de oxihemoglobina.

El fierro necesario para la formación de hemoglobina el ser humano lo toma en su dieta a razón de 1 miligramo por día, acumulándose normalmente 4 gramos de él en los adultos. Es decir, un ser humano adulto tendría fierro suficiente como para elaborar un clavo de 4 centímetros de largo.

Los animales y el hombre:                                           

De todos los animales que poblaron el planeta hubo uno que destacó por tener un cerebro mayor que los demás: el hombre. Aunque más débil que otros animales de su mismo peso, que competían con él por alimentos y espacio, fue poco a poco dominando su entorno vital gracias a su cerebro superior, que le permitía aprender y asimilar experiencia.

Siendo el cerebro un órgano tan importante, es lógico que sea alimentado en forma privilegiada en relación con los demás órganos del cuerpo. El cerebro recibe glucosa pura como fuente de energía, y para su oxidación usa casi el 20% del oxígeno total que consume un ser humano adulto.

La glucosa es aprovechada por el cerebro vía secuencia glicolítica y ciclo del ácido cítrico, y el suministro de ATP es generado por catabolismo de glucosa. La energía de ATP se requiere para mantener la capacidad de las células nerviosas (neuronas) manteniendo así el potencial eléctrico de las membranas del plasma, en particular de aquellas que rodean el largo proceso en que intervienen axones y dendritas, que son las que forman la línea de transmisión del sistema nervioso.

Opio, morfina y sustancias opiacias al cerebro:

El uso del opio como sustancia analgésica es conocido desde tiempos muy remotos; los griegos la usaron varios siglos antes de Cristo.

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.

La pregunta es, ¿por qué un producto vegetal tiene tan notables efectos en el sistema nervioso? La respuesta se dio en los años setenta: las propiedades de la morfina deben derivar de su estructura y configuración; cualquier alteración de ésta hace cambiar drásticamente sus propiedades; es decir, se requiere precisamente la configuración natural para que encaje en receptores de las neuronas cerebrales.

Numerosas investigaciones culminaron con la demostración de que en el cerebro existen sustancias con estructura parecida a la de la morfina, a las que denominaron encefalinas.

Envejecimiento:

Indudablemente, mientras más tiempo ha durado un objeto inanimado, su aspecto más se deteriora. Así, por ejemplo, los objetos de hierro que fueron bellos y brillantes, pronto pierden su brillo y tarde o temprano se cubren de la herrumbre que los corroe; los objetos de hule se vuelven quebradizos; lo mismo pasa con los bellos objetos de piel, que con el tiempo se deterioran volviéndose quebradizos porque se avejentan. Procesos todos ellos en que mucho tiene que ver el oxígeno: el hierro se oxida con el tiempo, al igual que el hule y el cuero que lo fueron en su proceso de envejecimiento. El aspecto de los seres vivos cambia también con el tiempo: se hacen viejos. El tiempo que se mide por el número de días, meses y años transcurridos, bien podría medirse por el número de respiraciones o por el volumen de oxígeno que ha usado el cuerpo desde su nacimiento hasta su muerte.

Capítulo 5: Importancia de las plantas en la vida del hombre: usos mágicos y medicinales.

El conocimiento de las plantas y sus propiedades seguía avanzando: ya no sólo las usaba el hombre como alimentos, combustible y material de construcción, sino también como perfume, medicinas y para obtener colorantes, que empleaba tanto para decorar su propio cuerpo y sus vestiduras, como para decorar techo y paredes de su cueva. 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 desde hace más de 4 000 años acerca del uso antimalárico de la droga chaáng shan que corresponde a la planta Dichroa febrifuga, Lour. Los estudios modernos han demostrado la existencia en esa planta del alcaloide antimalárico llamado febrifugina. La primera obra que se conoce al respecto es debida al médico indígena Martín de la Cruz, quien la escribe en lengua náhuatl durante el año de 1552.

Drogas estimulantes con fines mágicos y rituales:

Muchas plantas fueron utilizadas en ritos mágico-religioso y muchas de ellas continúan en uso hasta nuestros días.                                                                                                                             

El peyote, empleado por los pueblos del Noroeste, se sigue usando en la actualidad y se le considera una planta divina. Los efectos del peyote duran de seis a ocho horas y terminan de manera progresiva hasta su cese total.

Ololiuqui:                                                                                                                                

El ololiuqui tenía un amplio uso mágico-religioso. La semilla molida era usada, mezclada con otros vegetales, para ungir a sacerdotes indígenas, quienes pretendían adquirir la facultad de comunicarse con los dioses. Se dice que la planta untada alivia las partes enfermas, por lo que se le llamó medicina divina.

Hongos:

Ciertos hongos fueron usados con fines rituales en varias regiones del territorio mexicano y la práctica continúa también hasta nuestros días. Existen muchos más ejemplos de plantas medicinales y alucinógenos. Todas ellas son un interesante material para realizar estudios químicos.

Curare:

La palabra curare es una adaptación al español de una frase que en la lengua de una de las tribus sudamericanas significa "matar aves". Para su preparación hace hervir por varias horas en una olla de barro los diferentes vegetales; el agua que se pierde por evaporación es sustituida por adicción de más agua; mientras se mantiene la ebullición se agita la mezcla y se agregan otras sustancias venenosas como hormigas y colmillos de serpiente.

Zoapatle, cihuapalli:

El zoapatle 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.

Capítulo 6: Fermentaciones, pulque, colonche, tesgüino, pozol, modificaciones químicas.

Muchos microorganismos son capaces de provocar cambios químicos en diferentes sustancias, especialmente en carbohidratos. Es de todo 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 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.

El vino se convirtió en la bebida preferida de los pueblos mediterráneos, quienes la conservan hasta hoy y la han extendido a todo el mundo.

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.

El nombre pulque con el que los españoles denominaron a esta bebida da idea de la degradación en categoría que sufrió, ya que, según Núñez Ortega, este nombre deriva de poliuqui, que significa descompuesto. Posiblemente impresionó a los conquistadores oír exclamar a los indígenas, cuando se les daba un pulque de mala calidad, octli poliuqul, es decir pulque malo o descompuesto, de manera que el adjetivo aplicado a la bebida descompuesta fue lo que pasó al español, en vez del octli, que era el nombre de la bebida.

El pulque, a pesar de los intentos por erradicar su consumo, sigue siendo utilizado hasta nuestros días y forma parte importante del folklore mexicano.

Manufactura del pulque:

El procedimiento tradicional, que data desde las épocas prehispánicas, 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.

Fermentación alcohólica:

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.

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. Es este gas el que esponja la masa de harina y hace que el pan sea suave y esponjoso. De no haber puesto levadura, el pan hubiese tenido la consistencia de una galleta. Junto con el alcohol se producen algunos ácidos que le imparten al pan su muy apreciado sabor.

Capítulo 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.

Saponificacion:

Los jabones se preparan por medio de una de las reacciones químicas más conocidas: la llamada saponificación  de aceites y grasas. 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 conocido como jabón y liberan glicerina. En el caso de que la saponificación se efectúe sosa, se obtendrán los jabones de sodio, que son sólidos y ampliamente usados en el hogar. Los jabones de sodio tienen un amplio uso en nuestra civilización, por lo que la industria jabonera es una de las mas extensamente distribuidas en el mundo entero.

Fabricación de jabon:

El proceso de fabricación de jabón es el siguiente: se coloca el aceite o grasa en un recipiente de acero inoxidable, llamado paila, que puede ser calentado mediante un serpentín perforado por el que se hace circular vapor. Cuando la grasa se ha fundido, 80°, o el aceite se ha calentado, se agrega lentamente y con agitación una solución acuosa de sosa. La agitación se continua 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.

Detergentes:

Los primeros detergentes fueron sulfatos de alcoholes y después alquilbencenos sulfonados, más tarde sustituidos por una larga cadena alifática, generalmente ramificada.

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 desagradables.                                                                                                                          Los detergentes son muy variados, y los hay para muy diversos usos.

Enzimas:

Los detergentes con esta formulación son capaces de eliminar manchas de sangre, huevo, frutas, etcétera. Los ácidos carboxílicos secuestran la dureza del agua reaccionando con las sales metálicas presentes en esas aguas.

Saponinas:

Antes se usaban jabones naturales llamados saponinas. Las saponinas se han usado también como veneno de peces. Las saponinas producen hemolisis a grandes diluciones y están constituidas por grandes moléculas orgánicas, como esteroides o triterpenos, unidas a una o varias azúcares, por lo que contienen los elementos necesarios para emulsionar la grasa.

Capítulo 8: Hormonas vegetales y animales, feromonas, síntesis de hormonas a partir de sustancias vegetales.

Las plantas no sólo necesitan para crecer agua y nutrientes del suelo, luz solar y bióxido de carbono atmosférico. Ellas, como otros seres vivos, 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.

Esta demostración estimuló a varios investigadores en la búsqueda de la sustancia que hacía crecer a las plántulas de avena y probablemente a otras plantas.

No son las auxinas las únicas fitohormonas que requiere una planta para su crecimiento; requieren también de otro tipo de ellas que favorezca la multiplicación de las células. El primero en demostrar la existencia de estas sustancias, que se conocen como citocininas, fue Carlos O. Miller, quien observó que, al poner cubitos de zanahoria o papa en agua de coco, éstos crecían con proliferación de células.

Conociendo la existencia de auxinas que hacen crecer a la planta por agrandamiento de sus células y la presencia de citocininas que favorecen la división celular, tendríamos la posibilidad de lograr plantas con crecimiento ilimitado, pero esto no sucede así, la planta contiene también inhibidores, sustancias que actúan cuando las condiciones dejan de ser favorables para el crecimiento ya sea por escasez de agua o por frío.

Los árboles y plantas grandes producen sustancias que los hace poco digeribles como son los taninos y las ligninas, mientras que las pequeñas, de vida más corta, se defienden con sustancias tóxicas como los alcaloides.

Algunas otras plantas despiden sustancias tóxicas, ya sea por su follaje, cuando están vivas, o como producto de degradación, al descomponerse en el suelo. Estas sustancias que impregnan el suelo evitan la germinación y, en caso de que nazcan otras plantas, retardan su crecimiento, evitando así la competencia por el agua. Éste es el caso del sorgo, cuyo follaje al descomponerse produce el glicósido ciano-genético-durrina, que inhibe la germinación de muchas plantas.

Capítulo 9: Guerras químicas, accidentes químicos

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 devorados ha sido constante durante millones de años. Las plantas mal armadas sucumben y son sustituidas por las que, 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 existinguen, pero otras llegan a un acuerdo y logran lo que se llama simbiosis, brindándose ayuda mutua.

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. Otros insectos producen repelentes para su defensa: algunos gusanos malolientes producen aldehído butírico. Los escarabajos, como las catarinas y las luciérnagas, producen alcaloides tetracíclicos que tienen muy mal olor.

El hombre usa la química para la guerra:

Posiblemente la reacción química que el hombre aprovechó para destruir a su enemigo fue el fuego. La misma reacción de oxidación que logro dominar para tener luz y calor, para cocinar alimentos y fabricar utensilios. 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, terminó por emplear el poder explosivo de la pólvera para hacer armas guerreras y así enfrentarse a su enemigo. Varios productos nitrados, por su alto contenido de oxígeno, son buenos explosivos.                                                                                                                                 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 un  potente explosivo, pero de manejo mucho más seguro que la nitroglicerina, 1 kg de TNT produce 730 litros de gases y 1080 K cal. Es decir, un volumen de 1 litro se expande a 730 litros. La cantidad de energía es tan grande que la temperatura alcanza los 4000° C.

Espionaje quimico:

El aldehído, que es un polvo amarillo, se coloca sobre objetos que normalmente se tocan, tales como el volante del automóvil y la cerradura de la puerta. La sustancia, colocada en pequeñas cantidades, se adhiere a la mano y luego puede ser detectada  en los objectos que el individuo tocó posteriormente. De esta manera se puede seguir el trayecto de la persona investigada.

Los herbicidas como arma química:

Las auxinas sintéticas y del ácido indol acético fueron preparadas en una gran variedad dependiendo de la planta que se pretende matar. El ácido 2,4, D fue un hervicida 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. Existen hervicidas 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. El agente naranja contiene dos herbicidas, el ácido 3,4, D y el 2,4,5, T.                                                                                                                                               

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. Años después la población ha desarrollado cáncer y se han dado malformaciones en los recién nacidos. El uso de 2,4,5, T  ha sido prohibido en los Estados Unidos y en algunos otros países.

Efectos del agente naranja:

El agente naranja que se aplicó sobre los bosques de Vietnam venía contaminado con dioxina, una sustancia altamente tóxica que provocó trastornos en la salud de los veteranos de la guerra de Vietnam.

Lluvia amarilla, posible uso de Micro toxinas como armas de guerra

Las micotoxinas que se cree que se encuentran en la lluvia amarilla son las llamadas tricotecenos y son producidos por un hongo del género Fusarium. Unas de esta toxinas es la llamada deoxynivolenol (DON) o vomitoxina.                                                                                   

Se confirmo que 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.

Las sustancias toxicas 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.                                                                                   

Este gas, altamente tóxico, se emplea en la fabricación del insecticida carbaril, el que a su vez se prepara con metil amina y con el también gas muy tóxico  fosgeno.

Reseña del libro:

Este libro habla desde la formación de universo a que se debió, los primeros elementos que se encontraron en el universo como lo fue el helio y el hidrógeno, que el hidrógeno se encuentra en mayor parte que el helio. Y como fueron encontrando los elementos hasta formar la tabla periódica en donde los ordenaron por sus propiedades.

Después la formación del carbono como se formó por la colisión de tres átomos de helio, y como es tan importante; como se forman los hidróxidos gracias a que en el medio hay demasiados hidrógenos. Entonces a partir de él nos muestran que el carbono se encuentra en cuerpos celestes como júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón e incluso en cometas como el cometa Halley.

También nos muestra cómo se componen los alcoholes y sus diferencias con los hidróxidos.

Después nos habla sobre las radiaciones del sol, las cuales son muchas y no podemos, también nos habla que la radiación ultravioleta nos puede afectar hasta los extremos que nos llegue a dar cáncer, pero gracias al el ozono una capa que nos protege de esos rayos ultravioleta podemos estar a salvo.

La fotosíntesis es un tema que también menciona en donde nos dice cómo se lleva este proceso tiene dos fotosistemas y ellos dependen de la clorofila que tiene un anillo  de Mg.

Capítulo 4: habla sobre la hemoglobina que es muy importante para el cerebro y es casi igual a la clorofila solo que en vez del anillo de Mg tiene Fe y este hace que el oxígeno llegue al cerebro la hemoglobina esta en los eritrocitos; el cerebro es un órgano maravilloso ya que es que hace coordinar nuestros movimientos, controla nuestras emociones y nuestros dolores.

Y hace mención de como el hombre domina el fuego y lo usa para fines de cocer alimentos y hervirlos.

Capítulo 5: nos habla sobre como el ser humano empezó a usar las plantas de un modo mágico-ritual, para esencias o adornos y ya no tanto para la construcción o para alimentos.

Estas plantas las utilizaban para curar a las personas era su medicina pero también usaban drogas para según ellos acercarse a sus dioses pero solo lo usaban los sacerdotes que alucinaban deidad y que los dioses hablaban con ellos usaban hongos, peyote etc.

Capítulo 6: en donde nos explican que desde hace tiempo el México prehispánico dominaba la fermentación y con esto pudieron hacer muchos productos como el pulque, que era una bebida alcohólica que antes se tomaba y en la actualidad se sigue utilizando y también nos habla sobre que por ejemplo la leche al fermentarla podemos obtener productos con el queso o el yogur

Capítulo 7: en donde nos dice que por problemas como que la grasa que se manchaba en la ropa ya no se podía quitar entonces inventaron el jabón el cual hacia reacción en eso salía una espuma y hacia que la grasa se quitara pero en Europa hubo problemas ya que el agua era dura pero para solucionar este problema hicieron los detergentes que al mezclarse con esta agua hacían espuma y reaccionaban.

Capítulo 8: nos habla sobre las hormonas que causan los cambios ya sea en planta hace que crezcan verticalmente o los animales  con las feromonas que hacen que puedan reconocer a cualquier animal y como marcan su territorio y solo con el olor se identifica. Y después nos dice que los humanos tienen hormonas sexuales las cuales hacen que tengamos cambios como que los hombres tengan vello en la cara y las mujeres no y que los atletas usan esteroides para tener mejor desarrolladas sus habilidades pero que también tiene sus consecuencias.

Capítulo 9: nos dice que hay guerras de química en las cuales las plantas tuvieron que hacer un acuerdo para que resultaran beneficiadas, los insectos también tenían guerras con los de su tamaño o hasta más grandes como ejemplo ponemos a la avispa que tiene sustancia para defenderse que quien la perturba.

También los humanos hemos usado la química ya que con el fuego empezaron a defenderse pero después fueron creando armas como la bomba de Hiroshima.