¿Qué Es La Química?

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La química es el estudio de la materia, sus propiedades, cómo y por qué las sustancias se combinan o separan para formar otras sustancias, y cómo las sustancias interactúan con la energía.

La química es el estudio de la materia, sus propiedades, cómo y por qué las sustancias se combinan o separan para formar otras sustancias, y cómo las sustancias interactúan con la energía. Mucha gente piensa que los químicos son científicos de bata blanca que mezclan líquidos extraños en un laboratorio, pero la verdad es que todos somos químicos. Comprender los conceptos básicos de química es importante para casi todas las profesiones. La química es parte de todo en nuestras vidas.

Todo material existente está hecho de materia, incluso de nuestros propios cuerpos. La química está involucrada en todo lo que hacemos, desde cultivar y cocinar alimentos hasta limpiar nuestros hogares y cuerpos, o lanzar un transbordador espacial. La química es una de las ciencias físicas que nos ayudan a describir y explicar nuestro mundo.

Cinco ramas

Hay cinco ramas principales de la química, cada una de las cuales tiene muchas áreas de estudio.

Química analítica utiliza la observación cualitativa y cuantitativa para identificar y medir las propiedades físicas y químicas de las sustancias. En cierto sentido, toda la química es analítica.

Química Física Combina la química con la física. Los químicos físicos estudian cómo interactúan la materia y la energía. La termodinámica y la mecánica cuántica son dos de las ramas importantes de la química física.

Química Orgánica Estudia específicamente los compuestos que contienen el elemento carbono. El carbono tiene muchas propiedades únicas que le permiten formar enlaces químicos complejos y moléculas muy grandes. La química orgánica se conoce como la "química de la vida" porque todas las moléculas que forman el tejido vivo tienen carbono como parte de su composición.

Química Inorgánica estudia materiales como metales y gases que no tienen carbono como parte de su composición.

Bioquímica Es el estudio de los procesos químicos que ocurren dentro de los organismos vivos.

Campos de estudio

Dentro de estas amplias categorías hay innumerables campos de estudio, muchos de los cuales tienen efectos importantes en nuestra vida diaria. Los químicos mejoran muchos productos, desde los alimentos que comemos y la ropa que vestimos hasta los materiales con los que construimos nuestros hogares. La química ayuda a proteger nuestro medio ambiente y busca nuevas fuentes de energía.

Química de Alimentos

La ciencia de los alimentos se ocupa de los tres componentes biológicos de los alimentos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Los carbohidratos son azúcares y almidones, los combustibles químicos necesarios para que nuestras células funcionen. Los lípidos son grasas y aceites y son partes esenciales de las membranas celulares y para lubricar y amortiguar los órganos del cuerpo. Debido a que las grasas tienen 2.25 veces la energía por gramo que los carbohidratos o las proteínas, muchas personas intentan limitar su ingesta para evitar el sobrepeso. Las proteínas son moléculas complejas compuestas de 100 a 500 o más aminoácidos que se encadenan y se pliegan en formas tridimensionales necesarias para la estructura y función de cada célula. Nuestros cuerpos pueden sintetizar algunos de los aminoácidos; sin embargo, ocho de ellos, los aminoácidos esenciales, deben tomarse como parte de nuestros alimentos. Los científicos especializados en alimentos también se preocupan por los componentes inorgánicos de los alimentos, como su contenido de agua, minerales, vitaminas y enzimas.

Los químicos de alimentos mejoran la calidad, la seguridad, el almacenamiento y el sabor de nuestros alimentos. Los químicos de alimentos pueden trabajar para la industria privada para desarrollar nuevos productos o mejorar el procesamiento. También pueden trabajar para agencias gubernamentales como la Administración de Alimentos y Medicamentos para inspeccionar los productos alimenticios y los manipuladores para protegernos de la contaminación o las prácticas dañinas. Los químicos de alimentos prueban los productos para suministrar información utilizada para las etiquetas de nutrición o para determinar cómo el empaque y el almacenamiento afectan la seguridad y la calidad de los alimentos. Los saborizantes trabajan con químicos para cambiar el sabor de los alimentos. Los químicos también pueden trabajar en otras formas de mejorar el atractivo sensorial, como mejorar el color, el olor o la textura.

Química ambiental

Los químicos ambientales estudian cómo los químicos interactúan con el ambiente natural. La química ambiental es un estudio interdisciplinario que involucra tanto la química analítica como la comprensión de la ciencia ambiental. Los químicos ambientales deben comprender primero los químicos y las reacciones químicas presentes en los procesos naturales en el agua y el aire del suelo. El muestreo y el análisis pueden determinar si las actividades humanas han contaminado el medio ambiente o han causado reacciones dañinas que lo afectan.

La calidad del agua es un área importante de la química ambiental. El agua "pura" no existe en la naturaleza; Siempre tiene algunos minerales u otras sustancias disueltas en ella. Los químicos de calidad del agua analizan ríos, lagos y aguas oceánicas en busca de características tales como oxígeno disuelto, salinidad, turbidez, sedimentos suspendidos y pH. El agua destinada al consumo humano debe estar libre de contaminantes dañinos y puede tratarse con aditivos como el fluoruro y el cloro para aumentar su seguridad.

Química agrícola

La química agrícola se ocupa de las sustancias y reacciones químicas relacionadas con la producción, protección y uso de cultivos y ganado. Es un campo altamente interdisciplinario que se basa en vínculos con muchas otras ciencias. Los químicos agrícolas pueden trabajar con el Departamento de Agricultura, la Agencia de Protección Ambiental, la Administración de Alimentos y Medicamentos o para la industria privada. Los químicos agrícolas desarrollan fertilizantes, insecticidas y herbicidas necesarios para la producción de cultivos a gran escala. También deben controlar cómo se utilizan estos productos y su impacto en el medio ambiente. Los suplementos nutricionales están desarrollados para aumentar la productividad de los rebaños de carne y productos lácteos.

La biotecnología agrícola es un foco de rápido crecimiento para muchos químicos agrícolas.La manipulación genética de los cultivos para que sean resistentes a los herbicidas utilizados para controlar las malezas en los campos requiere una comprensión detallada de las plantas y los productos químicos a nivel molecular. Los bioquímicos deben comprender la genética, la química y las necesidades comerciales para desarrollar cultivos que sean más fáciles de transportar o que tengan una vida útil más larga.

Ingeniería Química

Los ingenieros químicos investigan y desarrollan nuevos materiales o procesos que involucran reacciones químicas. La ingeniería química combina una formación en química con conceptos de ingeniería y economía para resolver problemas tecnológicos. Los trabajos de ingeniería química se dividen en dos grupos principales: aplicaciones industriales y desarrollo de nuevos productos.

Las industrias requieren que los ingenieros químicos diseñen nuevas formas de hacer que la fabricación de sus productos sea más fácil y más rentable. Los ingenieros químicos participan en el diseño y la operación de plantas de procesamiento, desarrollan procedimientos de seguridad para el manejo de materiales peligrosos y supervisan la fabricación de casi todos los productos que utilizamos. Los ingenieros químicos trabajan para desarrollar nuevos productos y procesos en todos los campos, desde productos farmacéuticos hasta combustibles y componentes de computadoras.

Geoquímica

Los geoquímicos combinan química y geología para estudiar la composición y la interacción entre las sustancias que se encuentran en la Tierra. Los geoquímicos pueden pasar más tiempo en estudios de campo que otros tipos de químicos. Muchos trabajan para el Servicio Geológico de los Estados Unidos o la Agencia de Protección Ambiental para determinar cómo las operaciones y los desechos mineros pueden afectar la calidad del agua y el medio ambiente. Pueden viajar a minas abandonadas remotas para recolectar muestras y realizar evaluaciones aproximadas en el campo, y luego seguir una corriente a través de su cuenca para evaluar cómo se están moviendo los contaminantes a través del sistema. Los geoquímicos del petróleo son empleados por compañías de petróleo y gas para ayudar a encontrar nuevas reservas de energía. También pueden trabajar en tuberías y plataformas petrolíferas para prevenir reacciones químicas que podrían causar explosiones o derrames.

Química forense

Los químicos forenses capturan y analizan la evidencia física que queda en la escena del crimen para ayudar a determinar las identidades de las personas involucradas, así como para responder otras preguntas vitales sobre cómo y por qué se llevó a cabo el crimen. Los químicos forenses utilizan una amplia variedad de métodos de análisis, como cromatografía, espectrometría y espectroscopia.

En una nueva investigación que aparece en el Diario de la Sociedad Americana de Espectrometría de Masas, científicos del departamento de química de la Universidad Estatal de Louisiana (LSU) se dispusieron a aplicar la tecnología láser al campo de la ciencia forense.

Desarrollaron un sistema que va más allá de la identificación de una huella digital. La técnica puede capturar moléculas contenidas dentro de una marca de dedos, incluidos los lípidos, proteínas, material genético o incluso pequeñas cantidades de explosivos, que pueden analizarse más a fondo. La nueva herramienta esencialmente elimina el misterio de la identificación de la composición química de las marcas de los dedos en las escenas del crimen.

La herramienta enfoca un láser, utilizando espejos y fibras ópticas, sobre una superficie que contiene una marca de dedos. El láser calienta el agua o la humedad en la superficie, provocando enlaces químicos en el agua para estirarse y vibrar, de acuerdo con el Blog de la Facultad de Ciencias de LSU. Toda esta energía enfocada hace que el agua "explote", convirtiéndola en un gas y separando biomoléculas como el ADN. Este proceso se llama ablación con láser.

A continuación, un pequeño sistema de bomba de vacío empuja el agua y las moléculas a un pequeño filtro que captura todo lo que deja el dedo de una persona. Los científicos forenses pueden luego poner el contenido en un dispositivo de análisis como un espectrómetro de masas o un cromatógrafo de gases-espectrómetro de masas.

Es importante destacar que esta técnica de ablación por láser puede capturar fácilmente marcas de dedos en superficies porosas, como el cartón (en el que los métodos forenses tradicionales no han tenido mucho éxito).

Para probar su nueva técnica, los investigadores colocaron marcas de dedos en diferentes tipos de superficies, incluyendo vidrio, plástico, aluminio y cartón. De acuerdo con el Blog de la Facultad de Ciencias de LSU, estas marcas de dedos se combinaron con sustancias tan diversas como la cafeína, la crema antiséptica, los lubricantes para condones y la TNT. Después de cada captura de la marca de los dedos, los químicos pudieron identificar estas sustancias mediante espectrometría de masas.

Reporte adicional por Traci Pedersen, colaboradora de WordsSideKick.com.

Recurso adicional

  • sociedad Química Americana


Suplemento De Vídeo: ¿Qué es la química?.




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