IMPORTANCIA DE LA QUIMICA
La química general es
la rama de la química que estudia las leyes, los fundamentos y los
principios básicos comunes a todas las ramas de esta ciencia.1 Su
objetivo es servir como introducción a una amplia cantidad de conceptos
en química.2 En el nivel universitario, es también a veces utilizado como
curso de "eliminación" para disciplinas (a veces relacionadas, a
veces no), las cuales están percibidas para requerir un alto nivel de rigor
intelectual o grandes cargas de cursos. Es uno de los pocos cursos de química
en la mayoría de universidades que no intenta explorar una disciplina en
particular, como la química orgánica o la química analítica.
Los cursos de química general
típicamente introducen conceptos como estequiometría, predicción de
productos de reacción, termodinámica, química nuclear, electroquímica, química
cinética, y muchos de los rudimentos de la fisicoquímica. Aunque la lista
de temas que cubre es amplia, lleva a algunos a criticar tanto a la clase como
a la disciplina por alentar la memorización, la mayoría de los cursos de
química general están firmemente basados en varias reglas físicas fundamentales
para las cuales el desafío principal es comprender cuándo las reglas son
aplicables.
QUIMICA MARINA
La química marina estudia las propiedades, composición y
estructura de elementos, iones y compuestos en el océano. Esto implica estudiar
las transformaciones estructurales y de composición, así como las
transformaciones de energía. De gran interés para nosotros son las
interacciones dinámicas de estos procesos con las corrientes, los sedimentos,
los niveles de pH, los constituyentes atmosféricos, la geología y la ecología.
Todo esto hace de la química marina un campo interdisciplinario en él
participan varios investigadores y técnicos de la Unidad Académica Mazatlán,
los cuales han adquirido un instrumental avanzado a través de proyectos de
investigación locales, nacionales e internacionales, así como a través de
convocatorias de infraestructura del CONACYT.
La historia de la química abarca
un periodo de tiempo muy amplio, que va desde la prehistoria hasta el
presente, y está ligada al desarrollo cultural de la humanidad y su
conocimiento de la naturaleza. Las civilizaciones antiguas ya usaban
tecnologías que demostraban su conocimiento de las transformaciones de la materia,
y algunas servirían de base a los primeros estudios de la química. Entre
ellas se cuentan la extracción de los metales de sus minas, la
elaboración de aleaciones como el bronce, la fabricación de
tejidos rojos cerámica, esmaltes y vidrio, las fermentaciones de
la cerveza y del vino, la extracción de sustancias de las
plantas para usarlas como medicinas o perfumes y la transformación de las
grasas en jabón.
Ni la filosofía ni
la alquimia, la protociencia química, fueron capaces de explicar
verazmente la naturaleza de la materia y sus transformaciones. Sin
embargo, a base de realizar experimentos y registrar sus resultados los
alquimistas establecieron los cimientos para la química moderna. El punto de
inflexión hacia la química moderna se produjo en 1661 con la obra de Robert
Boyle, The Sceptical Chymist: or Chymico-Physical Doubts & Paradoxes (El
químico escéptico: o las dudas y paradojas quimio-físicas), donde se separa
claramente la química de la alquimia, abogando por la introducción del método
científico en los experimentos químicos. Se considera que la química alcanzó
el rango de ciencia de pleno derecho con las investigaciones de Antoine
Lavoisier y su esposa Marie Anne Pierrette Paulze, en las que basó
su ley de conservación de la materia, entre otros descubrimientos que
asentaron los pilares fundamentales de la química. A partir del siglo xviii la
química adquiere definitivamente las características de una ciencia
experimental moderna. Se desarrollaron métodos de medición más precisos que
permitieron un mejor conocimiento de los fenómenos y se desterraron creencias
no demostradas.
La historia de la química se
entrelaza con la historia de la física, como en la teoría atómica y
en particular con la termodinámica, desde sus inicios con el propio Lavoisier,
y especialmente a través de la obra de Willard Gibbs.
En este nuevo post me gustaría
abordar el tema de la difícil relación que la sociedad parece tener a menudo
con la ciencia y en particular con la química. Como en muchos otros casos hay
un problema de desinformación, publicidad engañosa y clichés muchos clichés. Si
me remonto unos (bastantes ya) años atrás cuando estudiaba la carrera de
químicas, todavía puedo recordar a algún gracioso diciéndome: “tú de hacer
drogas debes saber un montón” o “seguro que sabes preparar bombas”. Mis
respuestas eran siempre del tipo (nótese el modo de ironía ON) “si claro eso
nos lo enseñan en introducción a la anfetamina 1”. A día de hoy todavía me
sorprende que con todas las cosas positivas que tienen que ver con la química
la gente sólo pensara en drogas y explosivos. Hemos evolucionado hacia una
cultura en la que los productos químicos nos dan miedo. Consideramos la química
artificial, tóxica y peligrosa. No es un miedo del todo infundado porque,
aunque la química ha hecho y sigue haciendo cosas muy buenas para nuestra sociedad,
es cierto que la química es también responsable de cosas terribles como
la guerra química o desastres como el ocurrido en la ciudad india
de Bhopal donde murieron miles de personas.
La química ha abierto las
puertas del entendimiento de la vida y la herencia genética y ha contribuido al
desarrollo de la medicina forense y la antropología.
Energía y combustibles
No hay mucha discusión al
respecto. Sin fuentes de energía nuestra sociedad tal y como la conocemos
colapsaría.
La
química por sí misma es una ciencia que sirve de apoyo a otras ciencias y es
por ello que su importancia se medirá en función del estudio que estemos
realizando y de las necesidades que en ese momento el ser humano considere
prioritarias.
Dentro de la medicina, la química tiene la importancia de ser la
que descubre nuevos fármacos, nuevas vacunas, anestesias, radioterapias, etc.,
a medida que la química nos ayuda, la medicina se aprovecha de todas las nuevas
investigaciones y crecen de la mano.
Dentro del mundo de la nutrición y del bienestar del cuerpo y de
la salud, la química juega un papel de elevada importancia. Gracias a los
conservantes podemos disfrutar de una gran variedad de alimentos traídos de
todas partes del mundo. Evitamos enfermedades que de otro modo se obtenían del
a ingestión de alimentos en descomposición o caducados. Y poco a poco vamos
conociendo cuales son los nutrientes y la composición adecuada para que el
cuerpo los asimile. Ya no es necesario comer de todo, como decían las abuelas,
sino comer de todos los nutrientes, sea del origen que sea.
La agricultura por su parte se beneficia del avance de la
química. Hoy en día disponemos de los mejores fertilizantes, los mejores abonos
y los mejores nutrientes para las plantas. También se usan pesticidas e
insecticidas cada vez menos inocuos con la salud humana, pero que siguen siendo
un factor alarmante por los pocos estudios realizados a largo plazo. Ahora se
han puesto de moda los productos ecológicos sin pesticidas, cuando hace solo 20
años todos los vegetales procedían de la agricultura ecológica…
La química es
la ciencia natural que estudia la composición, estructura y propiedades de
la materia ya sea en forma de elementos, especies, compuestos, mezclas u
otras sustancias, así como los cambios que estas experimentan durante
las reacciones y su relación con la energía química. Linus
Pauling la definió como la ciencia que estudia las sustancias, su
estructura (tipos y formas de acomodo de los átomos), sus propiedades y
las reacciones que las transforman en otras sustancias en referencia con el
tiempo. La química, a través de una de sus ramas conocida como química
supramolecular, se ocupa principalmente de las agrupaciones supratómicas, como
son los gases, las moléculas, los cristales y los metales,
estudiando su composición, propiedades estadísticas, transformaciones y
reacciones, si bien la química general también incluye la comprensión
de las propiedades e interacciones de la materia a escala atómica.
La química es llamada a menudo
«ciencia central» por su papel de conexión en las otras ciencias naturales,
relacionándose con la física por medio de la fisicoquímica,
la biología mediante la bioquímica, la astronomía a
través de la astroquímica, la geología por vía de la geoquímica,
entre otras. La mayoría de los procesos químicos se pueden estudiar
directamente en el laboratorio, usando una serie de técnicas a menudo bien
establecidas, tanto de manipulación de materiales como de comprensión de los
procesos subyacentes. Una aproximación alternativa es la proporcionada por las
técnicas de modelado molecular, que extraen conclusiones de modelos
computacionales.
La química moderna se
desarrolló a partir de la alquimia, una práctica proto científica de
carácter esotérico, pero también experimental, que combinaba elementos de
química, física, biología, metalurgia, farmacéutica, entre otras
disciplinas. Esta fase termina con la revolución química, con el
descubrimiento de los gases por Robert Boyle, la ley de conservación
de la materia y la teoría de la combustión por oxígeno postuladas
por el científico francés Antoine Lavoisier.3 La sistematización se hizo
patente con la creación de la tabla periódica de los elementos y la
introducción de la teoría atómica, cuando los investigadores desarrollaron
una comprensión fundamental de los estados de la materia, los iones,
los enlaces químicos y las reacciones químicas. Desde la primera
mitad del siglo XIX, el desarrollo de la química lleva aparejado la
aparición y expansión de una industria química de gran relevancia en
la economía y la calidad de vida actuales.
Las disciplinas de la química
se agrupan según la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio
realizado. Entre estas se encuentran la química inorgánica, que estudia la
materia inorgánica; la química orgánica, que estudia la materia
orgánica; la bioquímica, que estudia las sustancias existentes en organismos
biológicos; la fisicoquímica que comprende los aspectos estructurales y
energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópica, molecular y atómica, y
la química analítica, que analiza muestras de materia y trata de entender
su composición y estructura mediante diversos estudios y reacciones.
QUIMICA MEDIOAMBIENTAL
La química ambiental denominada
también química medioambiental es la aplicación de la química al
estudio de los problemas y la conservación del ser humano para nuestro
bienestar llamado: ambiente. Estudia los procesos químicos que tienen
lugar en el medio ambiente global, o en alguna de sus partes:
el suelo, los ríos y lagos, los océanos, la atmósfera,
así como el impacto de las actividades humanas sobre nuestro entorno y la
problemática que eso ocasiona.
La química de la atmósfera, a medida que la comunidad internacional presta
más atención a las tesis del ecologismo (con acuerdos internacionales
como el protocolo de Kioto para reducir las emisiones de gases
de efecto invernadero), es una disciplina que ha ido cobrando cada vez más
importancia.
El desarrollo de esta disciplina
mostró las graves consecuencias que tuvo para la capa de ozono el uso
generalizado de los clorofluorocarburos. Tras las experiencias con
la lluvia ácida, la combinación de química medioambiental e ingeniería
química resultó en el desarrollo de los tratamientos para limitar las
emisiones de las fábricas.
También la química medioambiental
se ocupa de los procesos, reacciones, evolución e interacciones que tienen
lugar en las masas de aguas continentales y marinas por el vertido de contaminantes antropológicos.
Asimismo, estudia los tratamientos de dichos vertidos para
reducir su carga dañina.
También hay interacción entre la
llamada Química sostenible o Química verde y la
preservación del ambiente, pues aquella estudia optimizar los procesos
productivos químicos, eliminando productos secundarios, empleando condiciones
menos agresivas (de presión y temperatura, de tipo de disolvente).
El sistema iatroquímico, vigente durante la segunda mitad
del siglo XVII, asumió las interpretaciones parcelistas, pero eliminando sus
elementos pan vitalistas y metafísicos, que sustituyó por el mecanicismo, el
atomismo y el método científico. Su promotor fue Paracelso, un
polémico científico y alquimista suizo que impulsó la transformación de la
alquimia en iatroquímica, un paso precursor de la futura revolución química.
La química industrial es
la rama de la química que aplica los conocimientos químicos a la
producción de forma económica de materiales y productos químicos especiales
con el mínimo impacto adverso sobre el medio ambiente.
Aunque tradicionalmente se
adaptaba a escala industrial un proceso químico de laboratorio, actualmente se
modernizan cuidadosamente los procesos según su escala. Así, se ponen en
juego fenómenos como la transferencia de materia o calor,
modelos de flujo o sistemas de control que se agrupan bajo el término de ingeniería
química.
Para la predicción de los efectos
de los modelos de flujo de fluidos y calor, así como de la transferencia
de cantidad de movimiento, y para la evaluación de efectos sólo abordables
empíricamente, las plantas piloto a escala reducida son muy utilizadas,
aprovechándose para el dimensionado definitivo y la selección de materiales y
equipos.
La adaptación del laboratorio a
la fábrica es la base de la industria química, que suele reunir
en un solo proceso continuo y estacionario (aunque también opera por cargas)
las operaciones unitarias que en el laboratorio se efectúan de forma
independiente. Estas operaciones unitarias son las mismas sea cual sea la
naturaleza específica del material que se procesa. Algunos ejemplos de estas
operaciones unitarias son la molienda de las materias primas sólidas, el
transporte de fluidos, la destilación de las mezclas de líquidos,
la filtración, la sedimentación, la cristalización de los
productos y la extracción de materiales de matrices complejas.
La química industrial está en
continua evolución. Modernamente van perdiendo importancia los procesos de
producción en gran cantidad y de escaso valor añadido, frente a los productos
específicos de gran complejidad molecular y síntesis laboriosa. Por otro lado,
al tradicional aprovechamiento de subproductos y energía por
motivos económicos se ha añadido la preocupación por el medio ambiente y los
procesos sostenibles.
La Química Industrial es una de
las ramas de la Química que emplea todos estos conocimientos para la producción
de materiales y productos industriales que sean efectivos, rentables y
sostenibles.
Se trata de un campo en constante
innovación y desarrollo, con la idea de crear productos químicos que sean el
resultado de complejas combinaciones moleculares, pero que sean más resistentes
al calor, la presión o el desgaste.
La Química Industrial también se
encarga de innovar en los procesos industriales, de manera que se consiga un
mejor aprovechamiento de los subproductos y de la energía que se invierte en
las cadenas productivas.
La farmacología es la rama de las ciencias farmacéuticas
que estudia la historia, el origen, las propiedades biofisicoquímicas,
la presentación, los efectos fisiológicos, los mecanismos de
acción, la absorción, la distribución, la biotransformación,
la excreción y el uso terapéutico, entre otras actividades
biológicas, de las sustancias químicas que interactúan con los organismos
vivos. La farmacología estudia como interactúa el fármaco con el organismo,
sus acciones, efectos y propiedades. En un sentido más estricto, se considera
la farmacología como el estudio de los fármacos, sea que esas tengan
efectos beneficiosos o bien tóxicos. La farmacología tiene aplicaciones clínicas
cuando las sustancias son utilizadas en el diagnóstico, prevención y tratamiento de
una enfermedad o para el alivio de sus síntomas.
IMPORTANCIA DE LA QUIMICA La mayor importancia relativa se encuentra en la química , ya que está y reside en todo. Es decir, en todos los...
