¿ Por que es importante la química?

La química tiene una gran influencia sobre la vida humana desde los tiempos más remotos. La misma palabra "química" nos habla de su antiguo origen, pues según unos viene de "khumos” (zumos), en alusión a la producción de metales a partir de sus respectivos minerales, existiendo también la creencia de que procede de "khemeia" que era el nombre que reciben las tierras negras de Egipto y también el negro de la pupila del ojo -símbolo de lo oscuro y oculto- por lo que "química" significó en un principio "la ciencia egipcia y secreta". En las épocas remotas se utilizaba para aislar productos naturales de utilidad en la vida diaria y buscar nuevas aplicaciones como pigmentos, elixires, ungüentos, conservantes, perfumes o utensilios domésticos. Después, en los siglos XVIII y XIX, cuando la química alcanzó el rango de una verdadera ciencia y se comprendió lo que era realmente el átomo y se desarrolló el concepto de molécula, la química dejó de ser una ciencia empírica. Se introdujeron métodos cuantitativos en las reacciones y se descubrieron leyes que regulaban el sentido y la velocidad de las mismas. Con estos nuevos conocimientos se desarrollaron técnicas para sintetizar sustancias nuevas que eran mejores que las naturales, o que podían reemplazarlas por completo con gran ahorro. Así empezaron a sintetizarse productos naturales de una manera eficiente y económica y a obtenerse nuevos materiales, cada vez más complejos, que hicieron posibles viejos sueños del hombre. Se crearon nuevos plásticos y tejidos, y también fármacos para combatir toda clase de enfermedades. Paralelamente, y debido a los desarrollos científicos en otras ciencias como la física, la biología o la geología, se consiguieron otros espectaculares avances científicos y tecnológicos; pero pronto se hizo evidente que cada ciencia, a su manera, se basaba en el estudio de la materia y sus cambios. La química era la base de todas ellas y así aparecieron disciplinas que hacían de puente con la química, aprovechando sus avances, como la bioquímica, la geoquímica y la fisicoquímica.

La Gelatina

La gelatina que conocemos comúnmente posee ciertas características distintas a la mayoría de las sustancias con las que tenemos contacto en nuestra vida diaria. La capacidad de solidificarse a temperaturas no muy bajas, su flexibilidad, viscosidad, etcétera. Solo son el reflejo de interacciones a nivel molecular. De las que hablaremos a continuación.

La gelatina es una sustancia derivada del colágeno, una sustancia que constituye gran parte del tejido conectivo en los seres vivos. El colágeno es una molécula de naturaleza proteica, es decir que esta formada en base a aminoácidos. Esta formada por 3 cadenas de aminoácidos, también llamados monómeros de tropocolágeno enlazados en forma de hélice. Esto debido a los enlaces de hidrogeno que se encuentran dentro de las cadenas. Debido a la forma de esta molécula, estas fibras se disponen de manera ordenada y unida unas a otras. Brindando resistencia y flexibilidad principalmente al tejido conectivo de los animales.

Triple hélice de tropocolágenoAl romper los enlaces de hidrogeno que forman las hélices dentro de la molécula de colágeno, por diversos métodos, se forman tres nuevos tipos de cadenas de diferentes pesos moleculares. Puesto que las uniones entre las cadenas ya no dependen del enlace de hidrogeno, se forman cadenas de manera aleatoria, a partir de los enlaces que se puedan formar entre los grupos terminales de las cadenas de aminoácidos. La diferencia entre los pesos de las cadenas determinan la viscosidad, adherencia y dispersabilidad en el agua de las gelatinas. Por ejemplo, cuando hay más cadenas de un peso molecular menor, la viscosidad disminuye.

Al ser una molécula soluble en agua, la gelatina forma un coloide lo que también la hace adquirir ciertas propiedades como la capacidad de formar coágulos.

Un coloide es una suspensión compuesta de dos fases la continua que forma el fluido y otra dispersa que se compone de partículas sólidas que no pueden verse a simple vista pero que a nivel molecular son grandes con respecto a otras moléculas.

Intolerancia a la lactosa

La lactosa es el principal carbohidrato de la leche. Es un compuesto relativamente grande (llamado disacárido), formado por dos componentes más pequeños: glucosa y galactosa. Un compuesto tan grande como la lactosa no puede atravesar la pared intestinal y llegar al torrente sanguíneo, de modo que necesitamos "algo" para romperlo en piezas más pequeñas. Ese "algo" es un enzima llamado lactasa. Cuanta más leche y productos lácteos tomamos, mayor lactasa necesitamos.

Generalmente hay gran cantidad de lactasa en el sistema digestivo de bebés y niños, pero a medida que crecemos la mayor parte de nosotros perdemos la capacidad para producir lactasa en gran cantidad, generalmente demasiado poca como para digerir más de un vaso o dos de leche al mismo tiempo. Cuando este descenso en la producción de lactasa cae por debajo de ciertos mínimos aparece la intolerancia a la lactosa.

Sin la cantidad necesaria de lactasa en los fluidos digestivos, la lactosa de la leche y de los productos lácteos no se rompe (se hidroliza) adecuadamente, de modo que la lactosa atraviesa el intestino hasta una zona donde sufre una fermentación, convirtiéndose en gases como dióxido de carbono e hidrógeno y en ácido láctico, un irritante del intestino. Esa combinación produce fácilmente dolores gástricos y diarrea.

No existen medios para aumentar la cantidad de enzima lactasa que el cuerpo produce, pero los síntomas pueden controlarse mediante la dieta. Para aquellos que reaccionan a muy pequeñas cantidades de lactosa existen aditivos de lactasa comerciales. Además, aunque más caras, se puede comprar leche reducida en lactosa en la mayoría de supermercados, o leche con lactasa añadida.

¿Por qué lloramos al cortar cebolla?

Cebolla!

Dentro de las células de la cebolla existen algunos compuestos que contienenazufre. Cuando la cortamos, se rompen las células y estos compuestos sufren una reacción química que los transforma en moléculas sulfuradas más volátiles, que son liberadas al aire.

Estos compuestos sulfurados reaccionan con la humedad de tus ojos generandoácido sulfúrico, que produce una sensación de quemazón. Las terminaciones nerviosas en los ojos son muy sensibles y detectan esta irritación. Entonces el cerebro reacciona diciéndole a los conductos lacrimales de tus ojos que produzcan más agua, es decir lágrimas, para diluir el ácido y proteger así los ojos.

Hay algunos trucos para cortar la cebolla de forma menos problemática:

- Corta la cebolla bajo agua fría. Los compuestos volátiles sulfurados se liberarán pero reaccionarán con el agua en lugar de alcanzar tus ojos.

- Congela la cebolla durante unos 10 minutos antes de cortarla. Así la temperatura fría de la cebolla ralentizará la reacción que da lugar a esos compuestos sulfurados volátiles.

¿Cómo limpia el jabón?

¿Cómo limpia el jabón?

Hay sustancias que se disuelven en agua, como por ejemplo la sal, y otras que no lo hacen, como por ejemplo el aceite. El agua y el aceite no se mezclan, de modo que si tratamos de limpiar una mancha grasienta en la ropa o en la piel, el agua no es suficiente. Necesitamos jabón.

El jabón está formado por moléculas con una cabeza afín al agua (hidrofílica) y una larga cadena que huye del agua (hidrofóbica).

Cuando se añade jabón al agua, sus largas cadenas hidrofóbicas se unen a las partículas de grasa, mientras que las cabezas hidrofílicas se proyectan hacia el agua. Se origina entonces una emulsión de aceite en agua, lo cual significa que las partículas de aceite quedan suspendidas en el agua y son liberadas de la ropa. Con el aclarado, la emulsión es eliminada.

En resumen, el jabón limpia actuando como emulsificante, permitiendo que el aceite y el agua se mezclen.

¿Por qué el café te mantiene despierto?

Es ampliamente conocido que el efecto del café en nuestro estado de ánimo se debe a su contenido en cafeína.

Pero, ¿por qué la cafeína tiene un efecto tan fuerte? La cafeína actúa estimulando el cerebro mediante el mismo mecanismo que las anfetaminas, cocaína y heroína, aunque sus efectos son menores. Manipula los mismos canales que las otras drogas, y éste es uno de los motivos a los que se debe sus cualidades adictivas.

En nuestro cerebro existe un compuesto químico llamado adenosina, que se une a determinados receptores y disminuye la actividad de las células nerviosas mientras estamos durmiendo. Para una célula nerviosa, la cafeína se parece a la adenosina y se enlaza a los receptores de adenosina. Sin embargo, como no es realmente adenosina, no disminuye la actividad celular como haría la adenosina. Por ello, la célula no puede "ver" a la adenosina ya que la cafeína ha ocupado todos los receptores a los cuales la adenosina se debería unir. Como resultado, la actividad celular aumenta en lugar de disminuir.

La glándula pituitaria percibe toda esta actividad y piensa que está ocurriendo alguna clase de emergencia, con lo cual libera determinadas hormonas que impulsa a las glándulas adrenales para producir adrenalina. La adrenalina es la "hormona de la lucha", y hace que tu corazón lata más rápido, que las vías respiratorias se abran, que el hígado libere azúcar al torrente sanguíneo para generar energía adicional, y que los músculos se tensen, listos para la acción. Debido a ello, tras consumir una gran taza de café tus músculos se tensan, te sientes alerta y puedes sentir que tu corazón late más rápidamente. Más aún, tal y como las anfetaminas, la cafeína también aumenta los niveles de dopamina, que se asocia con el sistema de placer del cerebro, generando sentimientos de placer y refuerzo.

¿Por qué se cocina más rápido con la olla a presión?

Una olla a presión es como cualquier otro recipiente para cocinar, pero su tapa especial le permite cerrarse de forma hermética. Cuando se calienta agua en su interior, ésta hierve y el vapor generado no puede escapar del recipiente, de modo que permanece en su interior y comienza a generar presión. Bajo presión, latemperatura de cocción es mucho mayor que en condiciones normales (mayor que el punto de ebullición del agua, que es 100ºC), y por tanto la comida se cocina con mayor rapidez. Los tiempos de cocción pueden reducirse hasta un factor de 3 ó 4.

Además de cocinar más deprisa, los nutrientes presentes en la comida se retienen mejor. Y ¿sabías que los escaladores utilizan a menudo la olla a presión? Sin ella, la comida no se cocina completamente porque el agua hierve antes de alcanzar los 100ºC, debido a la menor presión atmosférica existente a mayores alturas