La química es la ciencia que estudia la composición, características y cambios de la materia. Esta ciencia es la encargada de comprender como esta compuesta y como se transforman las sustancias que nos rodean.

El concepto de la palabra química ha tenido variaciones a lo largo del tiempo. Linus Pauling, importante científico en la química moderna, mencionó que era la ciencia que estudiaba la estructura, propiedades y reacciones que transforman una sustancia en otra.

La química es una ciencia natural que se basa en la observación y experimentación sobre los fenómenos que ocurren en la materia. De esta manera, se puede conocer su composición, propiedades, transformaciones y leyes que gobiernan dichos cambios, además de su energía involucrada.

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Laboratorio de química

Etimología

El origen de la palabra Química es discutido, pero se conoce palabras como kimi, keme («tierra»), kimia y similares desde el antiguo Egipto, también por el persa y árabe. Estas palabras podrían significar mezcla o transformación.

También existe la palabra khemeia («Arte de extraer jugos», del griego khumos) que luego daría origen a la palabra química.

Luego, al-khimiya surgiría del árabe, palabra que Europa usaría como alquímica.

La palabra alquimia, usada entre los buscadores de la transmutación del plomo en oro, proviene del keme desde el Egipto antiguo aproximadamente 3000 a.C.

Hoy es posible crear plomo a partir de oro mediante la transmutación nuclear, pero el proceso es tan costoso que solo vale la pena hacerlo por amor a la ciencia.

Los antiguos alquímicos pensaban que podían transformar elementos de poco valor en otros más valiosos como el plomo en oro, mediante el uso de la «piedra filosofal»

Química en la vida cotidiana

Todo lo que nos rodea y lo que somos, como también los fenómenos detrás de ellos, pueden ser explicados por la química. Podemos observar muchos fenómenos químicos o productos obtenidos gracias a la industria química en la vida diaria, por ejemplo:

  • Al bañarnos el uso del jabón y agua para arrastrar la suciedad de la piel y cabello. Igualmente ocurre con las ropas y el detergente.
  • La fabricación del pan
  • Las fibras de las cuales esta hechas nuestras vestimentas
  • El uso de combustibles
  • La fabricación de fármacos para curarnos de alguna enfermedad.
  • El mismo fármaco que ingerimos y hace efecto en nuestro cuerpo al ser digerido
  • Los plásticos que usamos y vemos por todos lados

Los ejemplos son interminables. Puedes observar que estamos rodeados de objetos o materiales que requirieron de este conocimiento para obtenerlos.

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El estudio de la química nos lleva a conocer el comportamiento de la materia a nivel atómico.

Aplicaciones de la química

Las aplicaciones de la química son muchas y variadas. Influyen en casi todos los aspectos de la vida moderna. Podemos observar el uso de la química para la obtención de combustibles o en la fabricación de plásticos de todo tipo.

  • En la industria se aplica para la obtención de diversos productos mediante procesos controlados y el uso de materias primas que tienen cantidades y una calidad conocida. De esta manera pueden garantizar que el consumidor reciba un producto de la calidad deseada.
  • En el área de la salud se puede utilizar para determinar las condiciones de los pacientes, como puede ser un análisis de sangre que determina los niveles de glucosa, colesterol, bilirrubina, entre otros. Así, la medicina se apoya en la química para dar diagnósticos fiables.
  • En el control ambiental, se puede analizar muestras para determinar la pureza del aire y la cantidad de partículas contaminantes presentes. También se puede conocer la composición del agua para determinar si están dentro de los parámetros permitidos que pueden exigir las normas vigentes.
  • Dentro de la agricultura se puede observar el uso de fertilizantes para obtener tierras más productivas. Se puede desarrollar fertilizantes orgánicos e inorgánicos, según como se requiera, logrando más y mejores productos alimenticios. También puede verse en el uso de plaguicidas, para evitar que las plagas dañen las cosechas.
  • En la industria farmacéutica, se logran desarrollar compuestos químicos de diversos tipos para tratar enfermedades o controlar síntomas. Se pueden observar antibióticos, analgésicos, anti inflamatorios entre los más comunes.
  • En la industria alimentaría, se pueden utilizar diversos productos químicos para obtener alimentos de consumo masivo como son los colorantes, conservantes, edulcorantes y otros aditivos. Estos suelen utilizarse en productos procesados como golosinas, alimentos enlatados, entre otros, los cuales ayudan a preservar los alimentos, darles sabor agradable sin que cambien sus características físicas.

Importancia de la Química

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Elementos clásicos de laboratorio de química

El estudio de la química es importante en la vida moderna y todos sus ámbitos naturales o sociales.

La historia ha demostrado la importancia de la química y como el curso de los hechos pudo cambiar debido a conocimientos tecnológicos relacionados con la química. Por ejemplo, el hombre de las cavernas pudo ampliar su dieta al cocinar los alimentos. El dominio del fuego calentó e iluminó las noches.

Durante los siglos que siguieron, las guerras se ganaban bajo el hierro de espadas y lanzas. Esto requería el conocimiento de metalurgia, la calidad del metal en las armas también podía definir la victoria. Igualmente ocurrió con la pólvora siglos después.

En la naturaleza, observamos al sol como un caldero nuclear que calienta en planeta. Los vegetales aprovechan esta radiación para efectuar fotosíntesis e iniciar el ciclo de la cadena alimenticia que sostiene la vida.

Hay campos de aplicación donde esta ciencia es muy importante y resalta sobre las demás, indicaremos las más importantes

Medicina

La investigación de la industria farmacéutica en la búsqueda de nuevos compuestos complejos como antibióticos, antihistamínicos, antivirales y otros, es importante para mejorar la calidad de vida. Está la lucha contra las enfermedades mediante el uso de la química ha logrado aumentar la esperanza de vida desde hace décadas.

Alimentación

En la industria de los alimentos, se ha logrado mejorar la calidad de alimentos al poder conservarlos por más tiempo y evitar la contaminación con agentes patógenos. Esto ha ayudado a poder aprovechar mejor los alimentos sin desperdiciarlos, además de poder trasladarlos a lugares alejados de su origen sin consecuencias.

Agricultura

El desarrollo de fertilizantes ha logrado que los cultivos tengan mejores productos. Igualmente los pesticidas, aunque controvertidos por ser esencialmente tóxicos, han logrado controlar plagas que representaban perdidas económicas serias.

También se puede mencionar el desarrollo de especies genéticamente modificadas que son capaces de producir alimentos más nutritivos en menores áreas de cultivo y con resistencia a las plagas. Actualmente, su producción es tema de debates pero hasta el día de hoy no se conocen consecuencias realmente serias por su consumo.

La Industria

La producción en grandes volúmenes de diversos productos ha ayudado a mejorar aspectos de nuestra vida, desde combustibles que ayudan al transporte, la producción de plásticos como un material de uso cotidiano o la electrónica que nos permite mantenernos comunicados, han logrado cambiar la forma de como vivimos en este último siglo.

La industria en general se apoya en la química para producir diversos productos como plásticos, papel, cerámicas, textiles, aleaciones, pinturas, compuestos químicos diversos de mucha utilidad en otras industrias como ácidos, bases, sales, etc.

Introducción a la Química

La química es una de las grandes ciencias naturales clásicas sobre las cuales se basan otras ciencias. De esta manera se puede mejorar el entendimiento de muchos procesos naturales o artificiales.

Tenemos a la biología, electrónica, ciencias de materiales, astronomía entre muchas otras que necesitan de la química para su entendimiento correcto. La química estudia desde el nivel atómico, los fenómenos que ocurren para predecir y calcular fenómenos vistos en las sustancias. Esto es posible gracias al conocimiento sobre partículas atómicas como electrones, protones y neutrones.

La formación de moléculas y su interacción con otras, comúnmente llamadas reacciones químicas, son esenciales en la química. Conocer como ocurren es importante para esta ciencia.

Ramas de la Química

La química es una ciencia amplia, por los avances científicos se ha dividido en varias ramas especificas de estudio. Podemos ver los siguientes tipos de química:

  • Bioquímica: Esta rama estudia como se componen químicamente los seres vivos. Podemos mencionar que estudia moléculas tan complejas como las proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y otras más que podemos hallar en el metabolismo de cualquier ser vivo, los elementos primordiales son básicamente carbono, hidrógeno, oxigeno, nitrógeno y en menor medida otros elementos como el azufre o el fósforo.
  • Fisicoquímica: Algunos lo llaman también Química física, esta rama tiene por interés estudiar los fenómenos físicos que pueden ocurrir en procesos químicos. Podemos mencionar el estudio de los fenómenos termodinámicos, la cinética química (velocidad de reacción), el comportamiento de los gases, etc.
  • Química Analítica: Esta rama estudia específicamente la composición de los materiales o sustancias. Se subdivide en química analítica cuantitativa y química analítica cualitativa, las cuales ayudan a identificar de que está compuesto y las cantidades exactas de una muestra desconocida. Existen métodos clásicos pero actualmente también existen métodos computarizados o electrónicos para identificar y cuantificar compuestos.
  • Química Inorgánica: Básicamente estudia la estructura, reacciones y estructuras de los compuestos que no están basados en carbono orgánico e hidrógeno (enlace carbono – hidrógeno).
  • Química Orgánica: Estudia los complejos fenómenos que tiene la molécula de carbono tetravalente con otras moléculas como el hidrógeno. Esta rama es la base de vida en sí.
  • Química industrial: Esta rama utiliza los conocimientos obtenidos por la química de laboratorio para indicar como realizar producción a gran escala. Aquí se tiene involucrado conocimientos de materia, energía, incluso económicos y hasta medioambientales.
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Otros ramas de la Química

También podemos encontrar otros tipos de Química, estas son mucho mas especificas y menos comunes

  • Astroquímica: Estudia los fenómenos químicos en los cuerpos celestes como planetas, estrellas, cometas, nebulosas, etc
  • Electroquímica: Estudia las reacciones químicas con efectos eléctricos, es decir, la generación de electricidad desde el punto de vista químico.
  • Fotoquímica: Estudia las interacciones de la radiación electromagnética (como la luz) con las moléculas.
  • Geoquímica: Estudia las propiedades químicas de los minerales que podemos encontrar en la naturaleza.
  • Nanoquímica: Estudia las reacciones químicas producidas en nanoparticulas. Algo muy nuevo.
  • Neuroquímica: Este tipo de química estudia las interacciones moleculares dentro del cerebro. Útil para encontrar nuevos productos farmacéuticos.
  • Química farmacéutica: Investiga los compuestos químicos que ayudan a combatir enfermedades o síntomas ocasionados por alguna afección en un ser vivo.
  • Petroquímica: Parte de la química que estudia y transforma el petroleo y el gas natural en productos. Encontramos productos como combustibles, plásticos, pesticidas, asfaltos y otros productos sintéticos.
  • Química nuclear: Rama de la química que estudia la transformación que puede obtener el núcleo del átomo de manera natural o artificial. Además, como las interacciones químicas de sustancias radioactivas. Es la base de la energía nuclear.
  • Química cuántica: Estudia la mecánica cuántica y teoría de los campos para resolver problemas de la química teórica. Utilizada en la investigación y predicción de átomos, moléculas y su comportamiento o propiedades de los mismos de manera teórica. El uso de matemáticas muy avanzadas es necesario.
  • Química medioambiental: Estudia los procesos químicos y problemas ocurridos en el medio ambiente, ya sea en el suelo, océanos o atmósfera y los impactos que tienen gracias a las actividades humanas.
  • Química computacional: Estudia la resolución de problemas químicos mediante el uso de sistemas computacionales, mediante el cual puede realizar cálculos y determinar propiedades, estructuras de las moléculas.
  • Magnetoquímica: Esta rama de la química estudia las propiedades y obtención de sustancias magnéticas.

Referencias

  • What Is Chemistry?, Mary Bagley. 2017. livescience.com.
  • Química universitaria. Andoni Garritz, Laura Gasque, Ana Martinez. Pearson Educación, México, 2005

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