domingo, 30 de septiembre de 2012
Mezclas
Una mezcla es una materia constituida por diversas moléculas. Las materias formadas por moléculas que son todas iguales, en cambio, reciben el nombre de sustancia químicamente pura o compuesto químico.
Las mezclas, por lo tanto, están formadas por varias sustancias que no mantienen interacciones químicas. Las propiedades de los diversos componentes pueden incluso ser distintas entre sí. Es habitual que cada uno de ellos se encuentre aislado a través de algún método mecánico.
Podría decirse, en definitiva, que una mezcla surge cuando se incorporan distintas sustancias sin interacción química a un todo. Si la misma está formada por sustancias puras que no pierden sus propiedades naturales en la integración, se habla de mezcla homogénea. Éstas son disoluciones y se caracterizan por no exhibir sus componentes de manera diferenciada ante los ojos del observador, que sólo detecta una única fase.
Las mezclas heterogéneas, por otra parte, son composiciones que carecen de uniformidad, como los coloides o las suspensiones. Un ejemplo de este tipo de mezcla es una ensalada que combina varios ingredientes (como lechuga, tomate y cebolla, o apio, zanahoria y huevo).
jueves, 20 de septiembre de 2012
Autoevaluación
El desarrollo tecnológico ha
contribuido a mejorar la vida del hombre, sin embargo, en algunos casos la aplicación
del conocimiento científico se ha utilizado con fines destructivos. Elige uno
de los ejemplos más dramáticos de la contradicción que existe entre el
beneficio y perjuicio de la aplicación de la ciencia.
a)
Los pesticidas y plaguicidas aplicados en la
agricultura.
b)
La creación de la bomba atómica.
c)
La generación de la energía eléctrica a
partir de la energía nuclear.
d)
El desarrollo de productos para la limpieza
como los detergentes, jabones, shampoo, etc.
Esta área se ha beneficiado
por diversas aportaciones de la química, como son los conservadores y
antioxidantes.
a)
Medicina.
b)
Biología
c)
Alimentaria.
d)
Agricultura.
El desarrollo de la química ha
contribuido a mejorar la vida del hombre, sin embargo, en algunos casos, ¿Qué ha
generado?
a)
Drogadicción.
b)
Enfermedades.
c)
Modernización.
d)
Contaminación.
Químico mexicano que obtuvo
el premio nobel en química por sus investigaciones sobre la destrucción de la
capa de ozono.
a)
Mario Molina.
b)
Andrés Manuel del Rio.
c)
Jesús Romo Armería.
d)
Jesús Reyes Heroles.
Beneficio obtenido en el área
de la medicina gracias al desarrollo de la industria farmacéutica.
a)
Saborizantes artificiales.
b)
Antidetonantes para la gasolina.
c)
Antibióticos.
d)
Conservadores.
Así se le llama al conjunto
de conocimientos que están ordenados lógicamente y que conducen al ser humano
al descubrimiento de la verdad de los fenómenos científicos.
a)
Conocimiento empírico.
b)
Conocimiento científico.
c)
Investigación.
d)
Método científico.
Consiste en reproducir
varias veces un fenómeno, generalmente dentro de un laboratorio bajo
condiciones controladas.
a)
Investigar.
b)
Experimentar.
c)
Observar.
d)
Ensayar.
Suposición que se plantea
antes de iniciar un experimento para establecer lo que se cree que sucederá,
con base en el sentido común.
a)
Hipótesis.
b)
Datos.
c)
Preguntas.
d)
Ideas previas.
Paso que aporto Galileo
Galilei al método científico al repetir varias veces el fenómeno de la caída libre
desde la Torre de Pisa.
a)
Observación.
b)
Experimentación.
c)
Análisis.
d)
Planeación.
Conclusión a la que llego Galilei
acerca de la caída libre al observar que pasaría si no existiera ninguna
resistencia (aire).
a)
Que los cuerpos más pesados caen primero.
b)
A mayor masa, mayor rapidez de caída.
c)
Todos los cuerpos caerían al mismo tiempo.
d)
Que los cuerpos ligeros caen más rápido.
La experimentación es
indispensable en el estudio de la química. En el laboratorio donde, de manera
controlada, se reproducen los fenómenos a estudiar. ¿Cuál de las siguientes
acciones pueden producir riesgos y accidentes en el laboratorio escolar?
1.
Para conocer las sustancias químicas debes
olerlas directamente.
2.
La bata protege la ropa y previene
quemaduras.
3.
Comer y beber en el laboratorio.
4.
Calentar los tubos inclinados sin dirigirlos
a alguna persona porque su contenido podría proyectarse.
a)
1, 3
b)
1, 2, 3
c)
4
d)
1, 4
Explicación lógica de lo que
se ha observado después de realizar la experimentación y comprobar la hipótesis.
a)
Investigación.
b)
Hipótesis.
c)
Teoría.
d)
Suposición.
Es el propósito de utilizar símbolos
y formulas en química.
a)
Que solo los científicos comprendan.
b)
Representar sustancias para unificar
criterios.
c)
Ocupar menos espacios.
d)
Que cada país tenga su propio lenguaje químico.
Se refiere a la capacidad
que tiene una sustancia para producir daño a un organismo.
a)
Veneno.
b)
Toxicidad.
c)
Radioactivo.
d)
Peligroso.
Unidad empleada para valorar
la presencia de sustancias en pequeñas cantidades, por ejemplo, supón que
tienes un cubo de un metro de arista cuyo volumen es un metro cubico. Si lo
divides en cubitos de un centímetro de lado, tendrías un millón de cubitos; si
tomaras uno de ellos, ¿Qué cantidad tendrías?
a)
Una parte por billón (ppb).
b)
Una parte por millón (ppm).
c)
% en peso.
d)
% en volumen.
Es un valor de referencia
para que la población conozca los niveles de contaminación del aire
prevalecientes en su zona de residencia, de manera precisa y oportuna, para que
tome las medidas pertinentes de protección.
a)
Efecto invernadero.
b)
ppm.
c)
% de contaminación.
d)
El índice metropolitano de la calidad del
aire (IMECA).
¿Cuál de los siguientes
enunciados es falso?
a)
Las sustancias pueden estar contaminadas
aunque no se distinga a simple vista.
b)
La concentración de una sustancia es
determinante para precisar su efecto tóxico.
c)
Las sustancias naturales no producen daño.
d)
La dosis hace que las sustancias sean o no
venenosas.
Solución
Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. En cualquier discusión de soluciones, el primer requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversos componentes.
Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan:
1. Su composición química es variable.
2. Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran.
3. Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.
PRINCIPALES COMPONENTES DE SOLUCIONES:
- SOLUTO Es el componente de una solución, el cual se halla disuelto por el solvente.
- SOLVENTE Es el componente de una solución, en el cual se halla disuelto el soluto.
La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluidos o concentrados expresan concentraciones relativas. Para expresar con exactitud la concentración de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:
a) Porcentaje a peso (% M/M): indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.
b) Porcentaje volumen a (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.
c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución.
- Solución Diluida: Es cuando la cantidad de soluto es muy pequeña.
- Solución Saturada: Es cuando se aumenta mas soluto en un solvente a mayor temperatura de la normal.
- Solución Sobresaturada: Es cuando la mezcla tiene mas soluto que solvente.
Partes por millón
PPM significa "partes por millón" y se usa para describir la cantidad de ciertas sustancias químicas en una sustancia. Estas medidas a menudo son usadas por agricultores para calcular la intensidad de los fertilizantes. Por ejemplo, el nitrógeno se vende como parte de un compuesto sólido, pero los agricultores necesitan hacer fertilizantes líquidos de diferentes intensidades, medidos en PPM. Los cálculos de PPM son también usados por las agencias gubernamentales para determinar si el aire, el suelo o el agua están lo suficientemente contaminados para suponer un peligro para la salud humana.
Ejemplos:
- Determina la masa del solvente en kilogramos. Si el solvente es agua, 1 litro equivale a 1 kilogramo. Si planeas disolver el fertilizante en 5 litros de agua, la masa de tu solvente sería de 5 kilogramos.
- Determina la masa del soluto en miligramos. Si el soluto forma parte de un compuesto, determina cuánta cantidad de compuesto hay en el soluto. Por ejemplo, si añades 10 gramos de fertilizante que es un 20% nitrógeno, multiplica 1 gramo por 0,2 veces (20%) y obtendrás 0,2 gramos. Para pasar de gramos a miligramos, multiplica por 1.000 y obtendrás 200 miligramos.
- Divide la masa del soluto en miligramos por la masa del solvente en kilogramos. En este ejemplo, divide 200 por 5 y obtendrás 40 partes por millón (PPM).
- Encuentra el volumen de la solución. Por ejemplo, si estuvieras intentado determinar la concentración de sal en el agua, determina cuánta agua hay en el recipiente.
- Retira la sustancia de la que estás sacando su concentración del solvente. El proceso dependerá de la sustancia. Por ejemplo, si estás intentando medir la concentración de sal en el agua, hierve el agua hasta que solo la sal permanezca.
- Encuentra la masa del soluto en miligramos. En este ejemplo, mide la masa de los cristales de sal que quedan.
- Divide la masa del soluto en miligramos por la masa del solvente en kilogramos. Por ejemplo, si comenzaste con 2 litros de agua y te quedaron 3 miligramos de sal, convertirías entonces el volumen de agua a masa. Debido a que la masa de 1 litro de agua es 1 kilogramo, la masa total sería de 2 kilogramos. Luego divide 3 miligramos por 2 kilogramos para obtener 1,5 partes por millón.
Introducción a la química
La
química, es una ciencia empírica. Ya que estudia las cosas, por medio del
método científico. O sea, por medio de la observación, la cuantificación y por
sobre todo, la experimentación.
En su sentido más amplio, la
química, estudia las diversas sustancias que existen en nuestro planeta.
Asimismo, las reacciones, que las transforman, en otras sustancias. Como por
ejemplo, el paso del agua líquida, a la sólida. O del agua gaseosa, a la líquida.
Por otra parte, la química, estudia la estructura de las sustancias, a su nivel
molecular y por último, pero no menos importante, sus propiedades.
La química es indispensable
en las industrias de alimentos, en la industria de medicinas, en las industrias
textiles, en las industrias de cosméticos, en las industrias de detergentes, en
las industrias de insecticidas, etc.
Hoy en día se conceptualiza
la química como una ciencia experimental que estudia la estructura de la
materia, sus propiedades y sus transformaciones, así como que investiga y
enuncia las leyes que rigen sus cambios.
miércoles, 19 de septiembre de 2012
domingo, 9 de septiembre de 2012
Toxicidad
Un árbol coffea arabica en una plantación brasileña. Demasiada cafeína en la dieta humana puede ser tóxica. Foto: Fernando Rebêlo.
La toxicidad indica el grado al cual una sustancia es venenosa.
Las noticias frecuentemente incluyen historias sobre químicos tóxicos encontrados en nuestros alimentos, en el agua y en el medio ambiente. ¿Pero qué significa el llamar a una sustancia “tóxica” versus “no tóxica?
La toxicidad indica el grado al cual una sustancia es venenosa a los organismos biológicos, incluyendo a los seres humanos. La forma tradicional de hacer pruebas de toxicidad es la de contar cuántos organismos de laboratorio se mueren o sufren problemas de salud cuando se ven expuestos a varias concentraciones de una sustancia en particular. Sin embargo, en años recientes, este método para estimar el grado de riesgo que presentan los contaminantes químicos se ha visto atacado. La controversia se basa en cual es la mejor manera de determinar la toxicidad de químicos selectos con el fin de poder fijar límites diseñados para la protección de la salud pública. Los dos puntos de vista opuestos se presentan a continuación.
Argumento: La dosis hace al veneno
Cualquier químico puede ser tóxico si se come, ingiere o absorbe en exceso.
A pesar de que algunas sustancias son consideradas como no tóxicas, el hecho es que cualquier químico puede ser tóxico si es ingerido, bebido o absorbido en mucha cantidad. Hasta los químicos que se encuentran presentes naturalmente en nuestra comida y bebida son tóxicos si son consumidos en cantidades lo suficientemente grandes. Por ejemplo:
- La cafeína en la dieta humana normal no causa enfermedad. Sin embargo, solo cincuenta veces esta cantidad puede ser letal.
- El ácido oxálico que se encuentra en la espinaca es inofensivo en las cantidades que uno normalmente las ingiere, pero si se consumen entre 10 a 20 libras en una sola sentada, puede causar daños a los riñones.
La exposición a un químico puede ser a través de la comida, agua, aire u otras fuentes.
La toxicidad de cualquier sustancia química depende de muchos factores, incluyendo la cantidad de actualmente entra al cuerpo de un individuo. Una vez que el químico es absorbido por un organismo, puede ser metabolizado o convertido en otras formas químicas a través de procesos biológicos. La toxicidad de cada tipo de sustancia química también depende de si es excretado del cuerpo o almacenado en el hígado, los riñones, la grasa o en otros tejidos.
Durante los años 1.500, un doctor suizo con el nombre trabalenguas de Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (conocido comúnmente como Paracelso) hizo la observación de que un químico puede ser inofensivo o hasta beneficioso a bajas concentraciones pero venenoso a altas:
Todas las sustancias son venenos; no existe ninguna que no lo sea. La dosis diferencia a un veneno de una medicina. (Von der Besucht, Paracelso, 1567).
Considere cuan importante es tomar la dosis correcta de una medicina o de un suplemento vitamínico. La vitamina D, por ejemplo, es un nutriente importante que promueve la buena salud cuando es ingerido en la dosis recomendada. Sin embargo, la vitamina D es también un químico altamente tóxico que, al ser ingerido en exceso, puede causar serios problemas de salud, incluyendo cálculos renales, presión alta, sordera y hasta la muerte.
Los efectos agudos vienen de exposiciones a corto plazo, como entrar a un cuarto lleno de gases tóxicos.
La noción de que “la dosis hace al veneno” provee las bases para los estándares de salud pública, los cuales especifican las concentraciones máximas aceptables de varios contaminantes en los alimentos, en el suministro público de agua potable y en el medio ambiente. La definición de estos estándares es un proceso complicado que incluye a la investigación científica y a las decisiones de políticas públicas. El primer paso es el de evaluar la toxicidad a corto plazo, o toxicidad aguda, de un químico. Ésta se mide por medio de experimentos de dosis-respuesta en organismos de laboratorio expuestos a varias dosis del químico en cuestión.
- La dosis se refiere a la cantidad de una sustancia que es ingerida, inhalada o absorbida a través de la piel por un organismo. Colectivamente, estas cantidades forman la exposición de ese organismo a esa sustancia en particular.
- La respuesta se refiere a los cambios que ocurren en los seres vivos como consecuencia de la exposición a una sustancia en particular. Típicamente, a medida que aumenta la dosis de una sustancia tóxica, aumenta el número de organismos que muere o que muestra señales de efectos negativos sobre su salud.
Los efectos crónicos se desarrollan lentamente debido a exposición a los contaminantes a largo plazo
Sin embargo, la toxicidad química es más complicada que los efectos agudos causados por la exposición a corto plazo en altas dosis. En años recientes ha aumentado la preocupación acerca de los efectos crónicos de la exposición a largo plazo a dosis relativamente bajas de contaminantes en las aguas, el alimento y el medio ambiente. Debido a que nuestros cuerpos metabolizan a diferentes químicos en varias maneras, las pequeñas dosis de algunos contaminantes crean efectos acumulativos que eventualmente afectan negativamente a nuestra salud, mientras que la exposición similar a otros químicos no causa ningún daño. El plomo es un ejemplo de un químico en el cual pequeñas dosis pueden resultar en una acumulación en una concentración tóxica sobre el tiempo, resultando en problemas de crecimiento y retardo mental en niños que consumen agua contaminada con plomo o que viven en hogares que tienen pinturas viejas a base de plomo en estado de degradación. Estos efectos crónicos no ocurren de repente, sino que se desarrollan gradualmente a través de la exposición a concentraciones bajas a largo plazo.
Los estándares de agua potable mencionan la exposición química durante una vida entera.
Una forma de proteger al público de las exposiciones agudas y crónicas es por medio del control de las concentraciones máximas permisibles de contaminantes designados en el agua, el alimento y en el aire. La Agencia de Protección Ambiental (EPA, en sus siglas en inglés), bajo el Acta Federal de las Aguas Potables Seguras (Safe Drinking Water Act) establece los niveles máximos de contaminantes para una larga lista de químicos que potencialmente pueden encontrarse en los suministros de agua. La meta no es solo la de proteger al público del envenenamiento agudo, sino también asegurar que las concentraciones permanezcan lo suficientemente bajas para proveer protección a lo largo de toda la vida contra los efectos crónicos tales como el cáncer, los defectos de nacimiento o los daños al hígado o a otros órganos. La ley asume que para cada contaminante existe una concentración umbral por debajo de la cual el agua permanece siendo relativamente segura de tomar.
Contra-argumento: La cosa no es tan sencilla.
La idea de que “la dosis hace al veneno” depende de la asunción de que a mayor dosis de un químico en particular los efectos tóxicos en organismos vivientes son mayores. Sin embargo, esta asunción no es siempre la correcta. A medida que aprendemos más sobre las formas complejas en que los organismos interactúan con los químicos a los que se ven expuestos, se hace más difícil sacar conclusiones que puedan ser generalizadas a diferentes organismos y a diferentes sustancias químicas.
No todos somos iguales.
Las especies pueden responder a los químicos tóxicos en diferentes maneras.
Algunos individuos son más sensibles a un químico específico.
Algunos químicos son particularmente peligrosos en cantidades extremadamente bajas.
Exceso de nitrato en agua potable puede causar el síndrome del bebé azul. Foto: Microsoft Images.
La sensibilidad a los químicos varía de una especie a otra, de manera tal que las respuestas de los organismos de laboratorio usados en las pruebas pueden o no ser representativos de las respuestas que ocurren en los humanos. Otro problema con los estudios de dosis y respuesta es que la sensitividad a los contaminantes varía dependiendo del estadio de vida, tanto en los humanos como en otros tipos de organismos. Los individuos inmaduros, incluyendo los fetos, los infantes y los niños, muestran sensitividades mucho más grandes a ciertos químicos que los adultos.
La Dosis Hace al Veneno ¿Cierto o No?
Nancy Trautmann
articlehighlights
¿Cómo debe determinarse el grado de toxicidad de las substancias? Existen dos opiniones opuestas:- “La dosis hace al veneno” mantiene que todos los químicos son tóxicos cuando la dosis es lo suficientemente alta.
- El contra-argumento dice que la sensitividad a los químicos varía considerablemente, dependiendo en la especie y en el estadio de su vida.
Características de los 5 reinos
Hasta no hace demasiados años, en los libros de texto se habla
exclusivamente de dos grandes grupos de seres vivos: animales (incluyendo a los
protozoos) y vegetales (incluyendo a las bacterias). Esto había sido sugerido ya
por Linneo y así se había mantenido en la literatura científica.
Y si bien a nivel macroscópico es fácil distinguir entre plantas
(generalmente quietas en un lugar y produciendo glucosa a partir de agua, CO2 y
luz del sol para alimentarse) y animales (generalmente se mueven y no producen
su propio alimento), a nivel microscópico, la cosa cambia radicalmente. Así
encontraremos organismos unicelulares como las euglenas que pueden actuar como
un animal o como una planta (normalmente obtiene su energía por fotosíntesis a
partir de luz solar como las plantas, pero puede alimentarse de nutrientes
orgánicos como un animal) o las bacterias y ciertos tipos de algas, que siendo
diferentes de los organismos superiores no lo son mucho más que las plantas de
los animales. Claramente hacía falta un cambio en la clasificación de los seres
vivos.
En
1866, Ernst Haeckel propuso el término protista para crear un tercer reino y
situar en él esos organismos a medio camino entre animales y vegetales e
intentar resolver problemas de clasificación como los arriba citados.
Los avances de la ciencia fueron aportando nuevos conocimientos
y en 1969 Robert Whittaker reemplaza la inmanejable dicotomía animal/vegetal por
el sistema de los 5 reinos: animalia (metazoos), plantae
(vegetales superiores - embriófitos), fungi (hongos superiores),
protista o protoctista (protozoos, algas eucariotas y hongos inferiores)
y monera (bacterias y algas procariotas).
Este sistema, por su gran sencillez y utilidad, se ha mantenido
vigente hasta hoy día aunque actualmente se está mostrando ya como totalmente
desfasado.
Se basa en diferenciación po las características celulares,
requisitos nutritivos, diferenciación de tejidos, etc.
Monera
Son organismos microscópicos, unicelulares (Procariotas). Por
ejemplo: Eubacterias, Archeabacterias y algas verde-azules.
Nutrición absorbente, quimiosintética, fotoheterotrófica o
fotoautotrófica. Metabolismo anaerobio, facultativo, microaerófilo o aerobio.
Reproducción asexual (a veces hay recombinación genética). Generalmente no
móviles, y si lo son es por flagelos o por deslizamiento.
Protista
Son organismos simples, microscópicos, predominantemente
unicelulares, con núcleo celular (Eucariotas), que, dependiendo de las
condiciones, pueden comportarse como plantas, realizando fotosíntesis, o como
animales, ingiriendo su alimento. Por ejemplo: euglenas, diatomeas y
protozoos.
Normalmente aerobios. Nutrición ingestiva, absorbente o, si es
fotoautotrófico, por plástidos fotosintéticos. Todas las formas se reproducen
asexualmente; muchos tienen verdadera reproducción sexual con meiosis. No
móviles, o si lo son, por medio de cilios, flagelos u otros medios (pseudópodos
por ej.). Falta el embrión y las uniones celulares complejas.
Fungi
Son organismos unicelulares o multicelulares, con células de
tipo Eucariota que tienen pared celular pero no están organizadas en tejidos. No
llevan a cabo fotosíntesis y obtienen los nutrientes disolviendo y absorbiendo
sustancias animales y vegetales en descomposición. Se reproducen por esporas.
Ejemplos: Myxomycophyta (hongos mucilaginosos) y Eumycophyta (hongos
verdaderos).
Generalmente aerobios. De nutrición Heterotrófica. Sin Flagelos,
ninguna motilidad excepto el protoplasma fluido. Producen esporas haploides. No
hay pinocitosis o fagocitosis.
Animalia
Los animales son organismos multicelulares compuestos de células
Eucariotas. Las células están organizadas en tejidos y falta la pared celular.
No llevan a cabo fotosíntesis y obtienen los nutrientes principalmente por
ingestión. Ejemplos: esponjas, gusanos, insectos y vertebrados.
Aerobios. Nutrición principalmente ingestiva con digestión en
una cavidad interior, pero algunas formas son absorbentes y falta la cavidad
interior; hay fagocitosis y pinocitosis. Reproducción principalmente sexual con
meiosis (formación de gametos); organización haploide aunque en phyla inferiores
falten los gametos. Motilidad basada en fibrilas contráctiles. El cigoto se
desarrolla en blástula. Amplia diferenciación celular en tejidos con uniones
celulares complejas.
Plantae
Las plantas son organismos multicelulares Eukariotas. Las
células están organizadas en tejidos y tienen pared celular. Obtienen nutrientes
por fotosíntesis (proceso cuya fuente energética es la luz solar y cuyo agente
es el pigmento verde llamado clorofila o algún otro similar) y absorción.
Ejemplos: algas verdes, musgos, helechos, coníferas y plantas con flores .
Principalmente plantas autotróficas multicelulares, con pared y,
frecuentemente, células vacuoladas y plasmidos fotosintéticos. Aerobias.
Organización de tejidos avanzada; desarrollo por embriones sólidos. Reproducción
principalmente sexual, con organización haploide y diploide ("alternancia de
generaciones"); la fase haploide reducida en miembros superiores del reino.
Generalmente no móviles.
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