Las Maravillosas Raras Propiedades Del Agua (Parte I): Su Gran Poder Disolvente.

Como puede disolver muchas sustancias, el agua es el disolvente ambiental y biológico por excelencia, formando las complejas soluciones que conocemos como océanos, ríos, lagos y fluidos celulares.
Los animales acuáticos no podrían sobrevivir sin el Oxígeno disuelto, ni las plantas acuáticas sin el Dióxido de Carbono.

Los arrecifes de coral que rodean el fondo del mar en latitudes tropicales están compuestos de carbonatos hechos por diminutos animales marinos a partir del Dióxido de carbono y bicarbonato disueltos.

Este gran poder disolvente del agua se debe a su polaridad y su excepcional habilidad para formar enlaces por puentes de hidrógeno.
El agua tiene la maravillosa capacidad de disolver compuestos iónicos mediante fuerzas ion-dipolo que separan los iones del sólido y los deja y mantiene en solución.
Además el agua también disuelve muchas sustancias covalentes polares no iónicas como el etanol y la glucosa, gracias a la formación de enlaces por puente de hidrógeno con estas sustancias.
El agua incluso hasta puede disolver en una extensión limitada gases no polares que existen en la atmósfera como por ejemplo el oxígeno a través de fuerzas dipolo-dipolo inducido y las fuerzas de dispersión.
En teoría el agua solo debería disolver sustancias polares como esta, pero como vemos, afortunadamente para los seres vivos, también es capaz de disolver sustancias covalentes polares y gases no polares.

Las Maravillosas Raras Propiedades Del Agua (Introducción)

Para nosotros el agua nos es tan familiar que no nos preguntamos o cuestionamos nada sobre ella. Todos los días nos bañamos con agua, bebemos agua, cocinamos con agua, lavamos nuestras ropas y utensilios con agua, la vemos y la tocamos pero rara vez nos hemos puesto a reflexionar en sus maravillosas características.

Todos sabemos que el agua es fundamental e indispensable para la existencia de vida en nuestro planeta. Y milagrosamente como si alguna superioridad divina creadora de vida lo hubiese planificado y decretado, el agua tiene algunas de las propiedades más raras y excepcionales que cualquier otra sustancia. Todas ellas curiosamente favorecen la existencia de vida en nuestro planeta.

El agua tiene varias propiedades singulares milagrosamente extrañas en las que uno puede decir “El agua afortunadamente es así, aunque por lógica debería ser distinta”.

Nuestros próximos cuatro temas trataran sobre esto.

El Cloruro de Sodio (Sal De Mesa): Un Milagro De La Química

Resulta fascinante ver como dos elementos químicos que en su estado elemental son tan peligrosos y venenosos, después de reaccionar entre ellos y combinarse se transforman en un compuesto esencial para la vida. ¡¡¡Si!!!! Leíste bien, Estamos Hablando del Cloro elemental (un gas) y el Sodio elemental ( un metal), los cuales, son dos sustancias venenosas y peligrosas que se unen entre ellas para formar una sustancia vital para el ser humano: El Cloruro de Sodio (También conocido como “sal de mesa”).

El catión sodio (Na+) tiene un papel fundamental en el metabolismo celular, por ejemplo, en la transmisión del impulso nervioso (mediante el mecanismo de bomba de sodio-potasio).

Mantiene el volumen y la osmolaridad.

Participa, además del impulso nervioso, en la contracción muscular, el equilibrio ácido-base y la absorción de nutrientes por las células.

La concentración plasmática de sodio es en condiciones normales de 135 - 145 mmol/l. El aumento de sodio en la sangre se conoce como hipernatremia y su disminución hiponatremia.

El Cadmio y La Enfermedad De ITAI - ITAI

Un metal pesado muy poderoso en cuanto a toxicidad es el cadmio. Una consecuencia del envenenamiento con cadmio es una enfermedad del esqueleto muy dolorosa denominada enfermedad de “itai-itai kyo” (en japonés itai significa lamento).

Esta enfermedad se descubrió en una zona de Japón donde los arrozales los regaban con vertidos de una mina, los cuales, estaban contaminados con cadmio. Luego la gente se envenenaba cuando comía arroz con cadmio. La enfermedad de “Itai-Itai” produce dolorosas fracturas múltiples producidas por osteomalacia (reblandamiento de los huesos).

El envenenamiento con cadmio puede causar daños en el hígado y riñones. Además causa enfermedades pulmonares. El mecanismo del envenenamiento con cadmio puede incluir la sustitución del Zinc (elemento esencial) en algunas enzimas por un átomo de cadmio (un veneno).

La preocupación por el envenenamiento con cadmio ha aumentado al comprobarse que casi siempre se encuentra algo de cadmio acompañando al zinc y sus compuestos en materiales que tienen importantes aplicaciones comerciales.

Nitrato de Amonio: El Fertilizante Explosivo

El nitrato más importante es el nitrato de amonio, cada año se produce en el mundo alrededor de 15 millones de toneladas.
El nitrato de amonio (NH4NO3) contiene nitrógeno en dos estados de oxidación distintos: -3 en el NH4 y +5 en el NO3.
Esta sustancia se usa principalmente como fertilizante rico en nitrógeno, pero este se debe manejar con cuidado, porque el nitrato de amonio es un explosivo muy potente.
El calentamiento causa su descomposición explosiva, formando nitrógeno, oxígeno y agua gaseosos como productos.
El nitrato de amonio es higroscópico, es decir, absorbe mucha humedad del aire y forma una masa pegajosa que se endurece cuando la humedad baja.
El nitrato de amonio produjo un trágico accidente, ocurrió en Alemania en 1921 cuando en una fábrica de fertilizantes acumularon grandes cantidades de nitrato de amonio, el cual, absorbió mucha humedad del aire y luego se endureció. Los obreros que no sabían mucho de química, decidieron usar dinamita para romper 4500 toneladas de nitrato de amonio que había endurecido como roca. La explosión del nitrato de amonio destruyó por completo la fábrica y provocó la muerte de 561 personas.
A veces por ahí se ven camiones estacionados cargados con grandes sacos de nitrato de amonio. Ojala nunca sufran un choque que provoque fuego y luego la explosión que sería poderosa.
Un detalle muy importante es que si el nitrato de amonio está disuelto en agua pierde su efecto explosivo y es completamente inofensivo.

"La Enfermedad Del Buzo", ¿Por Qué Se Produce?

Los buceadores de aguas profundas confían en el aire comprimido para su suministro de Oxigeno. Sabemos que la solubilidad de los gases aumenta mientras más se aumente la presión (Ley de Henry).

Cuando un buzo se sumerge en el mar a grandes profundidades, las grandes cantidades de agua ejercen sobre él grandes presiones (10 atmósferas) y su sangre comienza a disolver mucho más oxígeno y nitrógeno del aire de lo normal (en la superficie a presión atmosférica).

Por lo tanto, si un buzo que está en lo profundo del mar, asciende muy rápidamente a la superficie donde la presión es mucho menor (1 atmósfera), entonces disminuye bruscamente la solubilidad de los gases disueltos en la sangre, por lo que se forman diminutas burbujas en el torrente sanguíneo y en otros líquidos del cuerpo.

Estas burbujas afectan los impulsos nerviosos y provocan el trastorno conocido como “Enfermedad del Buzo” o “Enfermedad de la Descompresión”.

Para evitar este problema doloroso y a veces mortal es necesario que los buzos asciendan muy lentamente a la superficie. La sustitución del nitrógeno del aire por helio, minimiza el efecto, ya que el helio es mucho menos soluble en la sangre que el nitrógeno. Los buzos de Jaques Cousteau en Conshelf III utilizaron una mezcla de 98 % helio y 2 % de oxígeno.

¿Sabías Que El Fósforo Se Descubrió En La Orina?

El descubrimiento del elemento fósforo se produjo como en muchos otros casos por accidente, en 1669 cuando el químico Alemán Henning Brand se interesó en estudiar la orina, un tema de investigación favorito en el siglo XVII, ya que en esos años se pensaba que todo lo que tuviera color amarillo, como la orina ¡Debía contener oro!

Para supuestamente obtener oro, Brand se dispuso a fermentar la orina y luego a destilar el producto, sin embargo, el producto obtenido no fue oro, sino que obtuvo un sólido blanco, céreo e inflamable y de bajo punto de ebullición: El fósforo blanco, el alótropo más común de este elemento.

Cien años mas tarde, se logró crear una ruta para extraer fósforo desde toneladas de roca fosfórica que contiene Fosfato de Calcio. Después de esto los químicos ya no necesitaron más cubetas llenas con litros de orina para obtener fósforo.

El Hidrógeno, El Gas Que Acabó Con El Hindenburg

Muchos de nosotros ha oído hablar sobre el desastre del Hindenburg, el dirigible trasatlántico Alemán (inflado con Hidrógeno) trágicamente incendiado. Sin embargo, pocos saben que el Hindenburg fue diseñado para utilizar Helio, ya que este es el segundo gas con la densidad más baja. El gas de menor densidad es el hidrógeno, por lo tanto es más liviano y provoca una mayor “fuerza ascendente” a los globos, sin embargo, la gran desventaja del hidrógeno es que es muy inflamable y explosivo cuando se quema con el oxígeno del aire.

Por lo mismo, para inflar globos, se recurre al Helio, porque a pesar de que ofrece un poco menos de “fuerza ascendente”, este gas es completamente seguro, ya que es inerte y no es combustible.

Cuando el Partido Nacional Socialista (NAZI) se hizo del poder en Alemania en los años ’30 el gobierno Estadounidense estableció un embargo de los embarques de Helio a Alemania, temiendo que este gas se usaría para fines militares (Estados Unidos es el principal productor de Helio en el mundo). Por ello cuando se terminó de construir el dirigible, a los Alemanes no les quedó otra alternativa que utilizar Hidrógeno.

El último vuelo del Hindenburg se realizó en medio de una tormenta eléctrica. En un momento se observaron chispas y luego fuego en la parte superior de la popa que encendió el Hidrógeno y así el Hindenburg quedo completamente destruido en menos de 40 segundos.

¿El Ser Humano Es Realmente Polvo De Estrellas?

Para comprobar esto tenemos que hacer un pequeño repaso de la Teoría del Big Bang (gran explosión), esta supone que el universo comenzó en un solo punto. Aproximadamente un segundo después que el universo comenzó a existir la temperatura fue de alrededor de 100000000000 ºC, temperatura a la cual podían existir protones y neutrones. Durante los tres minutos siguientes se formaron núcleos de Hidrógeno 1, Hidrógeno 2, Helio 3, Helio 4, berilio 7 y Litio 7.
Al cabo de estos tres primeros minutos, el universo se habría expandido y enfriado hasta el punto en que ya no podían ocurrir reacciones de fusión nuclear. En ese momento, al igual que en la actualidad, la mayor parte del universo estaba formado por átomos de hidrógeno 1 y Helio 4.
Luego, debido a efectos gravitatorios, estos átomos se concentraron en pequeños volúmenes de espacio. A estos volúmenes de espacio les llamamos ESTRELLAS. Dentro de estas los núcleos de hidrógeno se fusionan (unen sus núcleos) para formar más núcleos de Helio 4. Aproximadamente el 10 % del Helio que hay hoy en día en el universo proviene de la fusión del hidrógeno en el interior de las estrellas.
A medida que las estrellas más grandes envejecen, la acumulación de Helio 4 y el colapso gravitatorio adicional hacen que los núcleos de los átomos de Helio 4 se combinen para formar átomos de Berilio 8, carbono 12 y Oxígeno 16. Al mismo tiempo se destruyeron frágiles átomos de helio 3, Berilio 7 y Litio 7.

En la mayoría de las estrellas los átomos de número atómico más alto que se producen son: Oxígeno 16 y Neón 20. Sin embargo, la temperatura de las estrellas de masa muy grande aumenta hasta un máximo de 10000000000 ºC y su densidad aumenta aproximadamente a 10000000 g/cc. En estas condiciones se puede vencer la grandísima repulsión entre las elevadas cargas positivas de los núcleos de carbono y Oxígeno, esto da origen a la formación de todos los elementos de la tabla periódica hasta el fe.

Cuando los elementos de mayor masa (mayor número atómico) se acumulan en el núcleo de una estrella y se dan algunas condiciones necesarias se produce un colapso catastrófico. Este puede ocurrir en tan sólo unos cuantos segundos. Esta gran explosión se denomina SUPERNOVA. Durante el breve periodo que dura esta explosión existe energía suficiente para que se formen núcleos atómicos grandes (de número atómico mayor a 26) en reacciones nucleares endotérmicas (que absorben calor).
Todos los átomos que produjeron las supernovas en los primeros días del universo, se han dispersado por el espacio. Estos son los elementos que componen la materia, por lo tanto, que componen nuestro sistema solar, nuestro planeta, las paredes y muebles de nuestras casas y de hecho nosotros mismos.
Así que los poetas y los compositores de canciones realmente dicen la verdad cuando nos dicen que somos “Polvo de Estrellas”.