De qué se hacen las cosas y las reacciones químicas

Somos usuarios de muchas cosas y no sabemos de que se hacen, alguien podría decir que no es importante saber eso, pero tal afirmación es desconocedora del papel que juega la ciencia en la formación cultural del individuo y también que nos hace dependientes de la ignorancia, en lugar de depender del conocimiento. Esa interacción permanente con el querer conocer, nos pone en el camino del crecimiento, no solo en plano intelectual, sino también en el plano de la ética y los valores espirituales.

Veamos algunos ejemplos interesantes de cuáles son las reacciones químicas que tienen que ver con cosas de las que somos usuarios o que están en nuestro entorno aunque nunca hayamos hecho uso de ellas:

Veamos algunas reacciones químicas que ocurren en nuestro alrededor: un papel que arde, un plátano o guineo (banano) que se madura o un trozo de hierro que se oxida, las propiedades físicas y químicas de las sustancias han cambiado. Estos cambios pueden presentarse de manera rápida o de manera lenta, a veces tan lentas que pueden durar años, sin embargo en cada caso se forman nuevas sustancias. Una reacción química ha ocurrido.

Una reacción química es un proceso bien definido que provoca la formación de nuevas sustancias con propiedades diferentes de aquellas poseídas por las sustancias originales. Durante una reacción química, al menos una de las sustancias se transforma en una nueva. El papel periodico se vuelve amarillento, cuando se expone al aire y a la luz del sol porque esta activa un componente químico del papel. Dicho componente reacciona con el oxígeno del aire, y se asume que una nueva sustancia se forma. Como una nueva sustancia refleja luz amarilla y absorbe otros colores, entonces el papel luce amarillo, he ahí una reacción química.

La combustión del papel es una reacción química, donde han intervenido el oxígeno del aire y el papel o cualquier otra sustancia que haya servido como combustible, para que ocurra la reacción la cual produce energía y otra sustacias, tiene que haber un equilibrio entre el oxígeno y la sustancia que se utilizará como combustible, cualquier exceso de una de las dos, el preceso no ocurre o se dificulta.

Con frecuencia, las soluciones de peróxido de hidrógeno (Agua oxígenada) se utilizan para limpiar heridas menores. Esta sustancia es producida por varias empresas, pero todas ellas lo envasan en recipientes oscuros y opacos a fin de proteger la solución de la luz y evitar una reacción química que desnaturalice el producto. La presencia de la luz en el peroxído de hidrógeno lo descompone en oxígeno y agua, he ahi una reacción química dicha con palabras.

La bauxita se compone casi en su totalidad por óxido de aluminio, el cual se separa de las otras sustancias de la bauxita y se funde con otras sustancias como la criolita. A esta mezcla se le pasa una corriente eléctrica. El óxido de aluminio absorbe la energía eléctrica y se descompone en oxígeno y aluminio, el cual es uno de los principales metales utilizados en la fabricación de la cubierta de los aviones, vemos como la bauxita es el mineral a partir de cual se extrae el aluminio, parte importante del avión donde viajas, he ahi una reacción química.

Algunos metales y sales metálicas producen una llama que poseen un color característico. La sustancia toma energía de la llama y luego la libera en forma de luz. Puesto que cada una de estas sustancias produce la llama del mismo color, los científicos la utilizan para identificar algunas sustancia desconocidas.

Los fabricantes de fuegos artificiales sacan provecho de estas llamas de colores de determinados metales para producir los espectáculos de fuegos artificiales o juegos pirotécnicos que tanto disfrutamos, he ahí una bellísima reacción química.

La contaminación del aire

Hablemos un poco de nuestra atmósfera

Primera parte

Empecemos preguntando:

¿Que es la atmósfera?

Es la capa de gases con un espesor de varios cientos de kilómetros que rodea la Tierra.

¿Cómo es la estructura de la atmósfera?

La atmósfera está dividida en capas, atendiendo a las características que cada una posee, ayuda a facilitar su estudio y a comprender los fenómenos que en ella ocurren.

¿Cuáles son esas capas y sus principales características?

La atmósfera cambia a medida que camina por la superficie terrestre. Algunas capas contienen gases que absorben con facilidad la energía solar, pero otras no. Como resultado, algunas capas son más calientes que otras. Con base en las diferentes temperaturas, la atmósfera se divide en cinco capas:

Troposfera

Vivimos en la troposfera, la capa más próxima a la Tierra, que contiene el 75% de todos los gases de la atmósfera y otras sustancias como polvo, hielo y agua líquida. En esta capa se presentan tormentas, calor excesivo, frío paralizador y todas las clases de clima posibles. Es la capa en que vuelan los aviones comerciales. Por el ecuador puede alcanzar hasta los 11 kilómetros y por los polos unos 8 kilómetros, siempre hay que considerar que son distancias aproximadas.

Estratosfera

Esta capa se encuentra justamente encima de la troposfera, en ella se encuentra la capa de ozono, gas responsable de absorber algunas de la radiaciones provenientes del Sol, realiza una especie de filtraje de radiaciones nocivas a la salud, evitando que lleguen a la troposfera, no obstante eso, algunas cruzan dicha capa y penetran a la Tierra causando daños a la piel, entre otras enfermedades. Esta capa puede alcanzar hasta aproximadamente unos cincuenta 50km.

Mesosfera

Más allá de la estratosfera se encuentra la mesosfera, es una capa muy importante, por carecer de una cantidad de partículas similares a las capas anteriores, por lo que se utiliza para la transmisión radial, en esta capa el aire es menos denso y en menor cantidad que en las capas anteriores. Esta capa comienza a partir de los 50km hasta los 80km aproximadamente, en esta capa ocurren las transformaciones de un tipo de radiación procedente del espacio exterior, llamados rayos cósmicos, los cuales han sido detectados en la Tierra.

Termosfera

Esta capa también es muy útil en la transmisión de señales de radio, por esa razón junto con la mesosfera son el hogar de la mayoría de los satélites artificiales, pero entre ambas tienen una temperatura promedio de 1,200 grados celsius. También entre esta capa y la Mesosfera es la capa donde circulan los transbordadores. El límite entre estas dos capas es denominado Ionosfera, a través de ella se reflejan las ondas de radio hacia la superficie de la Tierra. En la termosfera es donde se destruyen la mayoría de los meteoritos, los cuales se convierten en estrellas fugaces. El inicio de esta capa se toma entre los 80 a 90km, hasta los 450 a 500km, su composición es distinta a las demás. Debido a la presencia de los rayos x y los rayos ultravioletas y otros tipos de radiaciones emitidas por el Sol ocurren algunas separaciones importantes entre moléculas.

Exosfera

Dentro de la clasificación establecida es la última capa de la atmosfera, la cual está por encima de los 700 kilometros. A partir de esa altitud se inicia lo que se conoce como el espacio exterior.

En esta capa la cual se considera que está casi vacía por lo que ocurren muy pocas reacciones químicas, la cual la hace una zona ideal para la transmisión de ondas de radio.

En la segunda parte de este trabajo nos referiremos a todos los tipos de contaminación que afecta la atmósfera

Fuerzas de Campo

Las fuerzas capaces de producir movimiento son las que más nos impresionan, porque cualquier objeto que se mueva siempre llama nuestra tención y mientras más extraño nos resulta este movimiento, más nos impresiona. He ahí la poderosa influencia que la mecánica newtoniana ha ejercido a lo largo de un poco más de 200 años y como ha calado en el pensamiento y en nuestro quehacer.

Una de las razones que se ha tenido se debe a la poderosa influencia que ejercen los sentidos como herramienta de observación, es la vía primaria para alcanzar los primeros conocimientos del mundo que nos rodea.

Sabemos que las moléculas en un gas chocan o sea que interactúan unas con otras, lo que provoca movimientos, cambios de dirección, energía y otras variables, algunas de ellas medibles aunque sea de manera indirecta.

Esta fuerza que podríamos decir impresionable a los sentidos, hoy en día no es ni la más numerosa ni la más importante. A los ojos de un profano esta podría resulatarle una afirmación temeraria, veamos el porqué de este planteamiento.

Tenemos otra clase de fuerza, conocida como fuerzas de campo, estas no involucran contacto físico entre dos objetos. Estas fuerzas actúan a través del espacio vacío. Como ejemplo citamos la fuerza gravitacional de atracción entre dos objetos con masa.

La fuerza gravitacional mantiene los cuerpos ligados a la Tierra y a los planetas en órbitas alrededor del Sol. Otra fuerza de campo común es la fuerza eléctrica que una carga eléctrica ejerce sobre otra. Como ejemplo, esta carga puede ser la del electrón y el protón que forman el átomo de hidrógeno, primer elemento del sistema periodico, mejor conocida como Tabla Periodica. Un tercer ejemplo de fuerza de campo es la fuerza que un imán de barra ejerce sobre un trozo de hierro.

La distinción entre fuerzas de contacto y fuerza de campo no es tan clara como se podría pensar a partir de la discusión anterior. Cuando se examina a nivel atómico, todas las fuerzas que se clasifican como fuerzas de contacto resultan ser causadas por fuerzas de campo, como por ejemplo las fuerzas eléctricas que son causantes de las interaccciones que ocurren en el campo macroscópico.

Las únicas fuerzas conocidas en la naturaleza son todas fuerzas de campo, veamos:

1. Fuerzas gravitacionales entre objetos

2. Fuerzas electromagnéticas entre cargas eléctricas

3. Fuerzas nucleares fuertes entre partículas subatómicas

4. Fuerzas nucleares débiles que surgen de ciertos procesos de deacimiento radiactivo. En la física clásica sólo interesan las fuerzas gravitacional y electromagnética. Las fuerza nuclear fuerte y la débil no resultan tan comunes y sus manifestaciones no son tan evidentes como ocurre con las dos anteriores.

Las fuerzas de naturaleza electromagnética son mucho más poderosas que las de origen gravitacional, veamos el siguiente ejemplo: cuando eramos niños en algún momento jugamos con un clavo y un imán, cuando colocamos un clavo a un imán y lo levantamos, la Tierra no es capaz de despegarlo, o sea de atraerlo, eso significa que el poder de atracción de la Tierra sobre el clavo es menor que el poder de atracción que ejerce el imán sobre el clavo. En orden del poder, la clasificación de las fuerzas es como sigue:

Las fuerzas nucleares fuertes son mucho mayores que las fuerzas electromagnéticas.

Las fuerzas electromagnéticas son mucho mayores que las fuerzas gravitacionales.

He ahí la importancia de las fuerzas de campo.

Las placas tectónicas y los movimientos sísmicos

Segunda Parte:

La tierra siempre ha estado cambiando. El Sol parece cambiar de posición en el cielo. Cambian las estaciones. También cambia el clima. Algunos cambios, como la formación de un cañón por la acción de un río, ocurre con mucha lentitud, una formación volcánica por ejemplo se toma millones de años, pero también es una manifestación de que todo cambia.

Sin embargo otros cambios son repentinos y drásticos y llaman la atención de mucha gente y muchas veces esos cambios son tan importante que llaman la atención de grandes conglomerados en el mundo. Un ejemplo de estos cambios lo constituyen los terremotos, los que provocan que se mueva todo el terreno que pisamos.

¿Qué produce un terremoto?

Un terremoto se produce cuando parte de la tierra firme bajo la superficie se desplaza súbitamente. Esta acción produce ondas como las que provocamos en el agua contenida en un recipiente. El desplazamiento súbito de la Tierra hace vibrar las rocas y el suelo en la superficie. Crean un movimiento similar al provocado por las olas en el agua. Los edificios y otras estructuras sobre la Tierra se mueven cuando la onda sísmica pasa a través de ellas, entrando en estado de vibración.

Los terremotos producen bastante destrucción. La ciudad de los Angeles, California fue sacudida por un terremoto en 1994. Las vibraciones se desplazaron por la ciudad en una serie de ondas que lanzaron la gente fuera de la cama mientras dormían. Podía verse el movimiento de dichas ondas de arriba a abajo, en forma muy parecida a las olas del océano. Estar de pie en un edificio en los Angeles en ese momento, habría sido similar al estar de pie en un bote de remos en un mar tempestuoso. Muchos edificios y otras estructuras no pudieron soportar las vibraciones, y se derrumbaron. Murieron 57 personas.

El caso más reciente que nos tocado muy de cerca ocurrió en nuestra isla La Hispaniola con epicentro en Haití, donde se estima que murieron más de 150,000 personas y su capital, Puerto Principe quedó bastante destruída.

Este movimiento sísmico se debió al movimiento de las placas tectónicas de la Tierra provocada por una falla, por ejemplo el terremoto de los Angeles se debió a la falla de San Andrés. También en la costa norte de la República Dominicana tenemos otra falla importante, que se supone fue la causante del terremoto que ocurrió el 4 de agosto de 1946, el cual destruyó una población y ocasionó un tsunami.

Algunos terremotos y el número de víctimas que causaron:

Shesi, China 1556, 830,000

Calcuta, India 1737, 300,000

San Francisco, California, 1906, 1500

Kansú, China 1920, 180,000

Tokio, Japón 1923, 143,000

Perú, 1970, 66,800

Tangshan, China, 1976, 240,000

Irán, 1990, 50,000

Maharashtra, India, 1993, 30,000

Haití, 2010 150,000

Estos son algunos ejemplos de grandes terremotos, los cuales cuando ocurren es muy poco lo que podemos hacer, si hubiera alguna forma de predecirlos con tiempo considerable, de seguro muchas vidas podrían salvarse y menos daños se producirían a la propiedad, pero eso no ha sido posible. De lo único que disponemos es de la fe en que saldríamos ilesos y quizás del factor suerte, lo cual no siempre nos acompaña.

Las Placas Tectónicas y los movimientos sísmicos

Primera Parte:

En este trabajo de divulgación científica nos vamos a referir a un tema que nos ha tocado muy cerca y como dicen muchos científicos del área de la geofísica, es un problema latente, está ahí y en cualquier momento hace su presencia. Simplemente las fallas están ahí y no podemos cambiar la conformación y estructura de la Tierra. Veamos algunos datos interesantes acerca del planeta en que vivimos, el cual debemos cuidar y estar agradecidos de ese regalo divino.

Para los efectos prácticos, especialmente geodésicos, se considera a la Tierra como un esferoide cuyos parámetros más importantes, para los fines de este trabajo son:

Circunferencia ecuatorial.........................................40,075,014 metros

Circunferencia polar..................................................40,007,832 metros

Radio de la esfera equivolumen............................... 6,371,000 metros

De donde se pueden calculñar y expresar los siguientes datos:

Radio ecuatorial........................................................... 6,378 Km

Radio polar................................................................... 6,357 Km

Diferencia entre ambos radios................................... 21 Km

Composición y estructura

La tierra tiene una estructura compuesta por cuatro grandes zonas o capas: la geosfera, hidrosfera, la atmósfera y la biosfera. Esta capas poseen diferentes composiciones químicas y comportamiento geológico. Su naturaleza puede estudiarse a partir de la propagación de ondas sísmicas en el interior terrestre y a través de las medidas de los diferentes momentos gravitacionales de las distintas capas obtenidas por diferentes satélites orbitales destinados a la investigación.

Los geológos han diseñado un modelo mediante el cual se establecen las siguientes divisiones:

CORTEZA: Es la capa más superficial de la Tierra y tiene un espesor que varía entre los 12 Km, en los océanos, hasta los 80 Km en los continentes (Tierra firme). La corteza es compuesta por basalto en las cuencas oceánicas y por granito en los continentes. En esta capa es donde se encuentran las placas téctonicas.

MANTO: Es una capa intermedia entre la corteza y el núcleo que llega hasta una profundidad de 2,900 Km. El manto está compuesto por peridotita. El cambio de la corteza al manto está determinado por la discontinuidad de Mohoroviciv. El manto se divide a su vez en manto superior e inferior. Entre ellos existe una separación determinada por las ondas sísmicas, llamada discontinuidad de Repetti; esta separación es de unos 700 Km.

NUCLEO: Es la capa más profunda del planeta y tiene un espesor de 3475 Km. El cambio del manto al núcleo está determinado por la discontinuidad de Gutenberg, que es de unos 2900 Km.

El núcleo está compuesto de una aleación de hierro y níquel, y es en esta parte donde se genera el campo magnético terrestre.

Este se subdivide a su vez en el núcleo interno, el cual es sólido y el núcleo externo, que es líquido. El núcleo interno a su vez está dividido en dos, el externo (Líquido) e interno (sólido, debido a las condiciones de presión) Esta división se produce en la discontinuidad de Wiechert-Lehman-Jeffreys (5150Km).

Tiene una temperatura entre 4000 a 5000 grados celsius y vista desde el espacio tiene un aspecto azulado, por este motivo también es conocido como planeta azul. Este color se debe a que la superficie de la Tierra está mayormente cubierta por agua.

Continuará...

El agua y los Minerales

Con este trabajo concluimos la serie que habíamos programado acerca de los alimentos y el balance en el consumo de los mismos para disfrutar una buena salud. Nos referiremos a la sustancia más importante para el organismo. En esta parte nos referiremos al agua.

El agua es un nutriente crucial para la vida. Nuestro cuerpo puede funcionar durante semanas con cantidades limitadas de alimentos. Pero sin agua, nuestro cuerpo permanecería con vida por muy pocos días.

¿Por qué el agua es tan importante?

Todas las células del cuerpo están compuestas en su mayor parte de agua. Todas las reacciones químicas y otras reacciones celulares que se presentan en el citoplasma de las células, tienen como sustancia el agua.

Veamos los porcentajes de contenido de agua de algunas de nuestras células:

* Cerebro.................................74.5%

* Huesos...................................22%

* Riñones...................................82%

* Músculos................................75.5%

* Sangre....................................83%

¿Por qué tomamos líquido cuando estamos sedientos?

Nuestro cuerpo está tratando de mantener una condición interna balanceada. El ejercicio físico, la transpiración y la orina reducen el suministro de agua en nuestro organismo. Cuando esto ocurre, los mensajes llegan al cerebro y nos hacen sentir sed. Después de beber agua o algún otro líquido, se envían otros mensajes al cerebro y la sed termina. Para mantener un buen balance en el organismo debemos consumir de ocho a diez vasos de agua al día.

Cuando tomamos esa cantidad de agua vamos mucho al baño, especialmente si no estamos sudando mucho, este sería un especie de efecto secundario, pero felizmente saludable.

Es fácil saber si estamos consumiendo la cantidad de agua necesaria; bastaría con observar el color de la orina, mientras más intenso es color, más agua necesitamos tomar.

Los Minerales:

Al igual que el agua, los minerales también son nutrientes importantes para nuestro cuerpo; la sal es un mineral. Los minerales proceden de la Tierra, son compuestos orgánicos que regulan muchas de las reacciones químicas que se presentan en nuestro cuerpo. ¿Por qué nuestro cuerpo está compuesto por moléculas que proceden de la Tierra?

Los científicos piensan que la vida empezó en el mar, que es rico en minerales, de manera que tiene sentido que los primeros organismos que empezaron a vivir sean ricos en minerales.

De todos los elementos que se encuentran en la tabla periódica, nuestro cuerpo necesita aproximadamente catorce para regular las reacciones químicas. Entre ellos citamos: el calcio, el fósforo, el sodio, el potasio, el magnesio y el hierro, los cuales son necesarios en pequeñas cantidades. Una deficiencia en cualquier mineral, por pequeña que sea, puede ocasionar enfermedades como por ejemplo la osteoporosis o el bocio.

Veamos algunos ejemplos concretos de esos minerales y en que órganos hacen sus funciones:

Yodo: Producción de hormonas por la tiroides

Sodio: Balance de agua y el trabajo de los nervios y músculos

Magnesio: Digestión de las proteínas y los carbohidratos

Potasio: Balance del agua y las reacciones químicas de las células

Calcio: Estructura de los huesos y los dientes

Hierro: Los glóbulos rojos

Fósforo: Resposable de la energía almacenada en la células

Estos son algunos de los minerales más importantes que nuestro cuerpo necesita para funcionar de manera apropiada. llevar una dieta balanceada suministra todos los minerales que necesitamos para nuestras actividades diarias.

Hay un solo camino para para una vida plena y feliz: Comer sano, alimentación balanceada, no tabaco, no alcohol y la menor cantidad de carne o la ausencia total de ella, ejercicios físicos y meditación diaria.