Química Para Estudiantes de Nutrición: Unidad Introductoria

 

Química para Estudiantes de Nutrición

Según la Unesco, la química es la ciencia y arte de la materia. Tiene por finalidad el descubrimiento, pero también crear, lo cual lo hace una ciencia antigua y viva a la vez. 

La química es una base importante que debe tener toda nutricionista. Ya que el fin del nutricionista es aportar a la salud de las personas a través de la comprensión de las necesidades nutricionales, y por ende alimentarias, la química es la base de procesos bioquímicos en los alimentos y en el cuerpo humano. 

En este blog, resumo los temas principales que se revisaron en la unidad 1 del curso de química de la carrera de Alimentación y Nutrición Impartida por la licenciada Marroquín de la Universidad Galileo. 

¿Qué es la Química? 

Según la Enciclopedia Britannica, la química es “la ciencia que se ocupa de las propiedades, la composición y la estructura de las sustancias (definidas como elementos compuestos), las transformaciones que sufren y la energía que se libera o absorbe durante estos procesos”. Se basa en el estudio de la materia, lo cual es algo que ocupa espacio y tiene masa, y los cambios que ocurren en ella. 

 

Conceptos Clave

En seguida cito unos conceptos clave en la química como fueron compartidas en clase: 

Mezclas

La mezcla es una combinación de dos o mas sustancias en la que estas conservan sus propiedades distintivas.  Las mezclas pueden ser homogéneas, que se da cuando la composición de la mezcla es uniforme, o pueden ser heterogéneas, las cuales se dan cuando la composición no es uniforme.

Proceso Químico

Un proceso químico es un conjunto o serie de operaciones químicas o físicas con el objetivo de transformar productos iniciales a productos finales diferentes al inicial. 

Proceso Físico

Un proceso físico es uno que produce cambios en la naturaleza de la materia sin cambiar la fórmula química de la sustancia presente inicialmente. 

Masa

Medida de la cantidad de materia 

Peso

Es el resultado de la fuerza que la gravedad ejerce sobre la masa de un objeto. 

Densidad

Es una propiedad intrínseca, es la relación entre la masa y volumen de una sustancia y se representa en g/mL. 

Volumen

Volumen es la magnitud escalar definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud, ya que se haya multiplicado la longitud, el ancho, y la altura.  

Propiedades macroscópicas

Aquellas propiedades que se pueden observar co los sentidos.

Propiedades microscópicas

Aquellas propiedadez que requieren de instrumentos microscopic para su observacion.

Precisión

Describe que tan cercanas se encuentran dos o mas valores entre si.

Exactitud

Describe que tan cercanas se encuentra un o mas valores al valor verdadero.

Viscosidad

Una medida de resistance de los liquids a fluir.

Índice de masa corporal 

Relacion entre peso en kg y talla en metros. Es unan forma indirecta de determinar la composición corporal de una persona no atleta. 

Fuente: ABC

Mol

Unidad de medida en cantidades de una sustancia en el SI.

Número de Avogadro

Por número de Avogadro se entiende al número de entidades elementales (es decir, de átomos, electrones, iones, moléculas) que existen en un mol de cualquier sustancia. La ecuación sería la siguiente: 1 mol = 6,022045 x 10 elevado a 23 partículas.

Notación científica

Forma de describir numeros para acomodar valores may grandes o muy pequeños.

Cifra significativa

Aquella que, siguiendo las propiedades de cufras significativas tiene un impacts sobre el significado del valor final.

Los lineamintos de las cifras significativas, según la UNAM, son:

• Todas las cifras diferentes de cero que expresen cantidades igual o superiores a la incertidumbre experimental son significativas
• Todos los ceros entre dígitos significativos son significativos 
• Los ceros a la izquierda del primer dígito que no es cero sirven solamente para fijar la posición del punto decimal y no son significativos. 
• En un número con dígitos a la derecha del punto decimal, los ceros a la derecha del último número diferente de cero con significativos
• En un número que no tiene punto decimal y que termina con uno o más ceros, los ceros con cuales termina el número pueden o no ser significativos. El número es ambiguo en términos de cifras significativas. Se requiere de información adicional. 

Fuente: Learn about Electronics

Isotopos

“Los isótopos son átomos cuyos núcleos atómicos tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. No todos los átomos de un mismo elemento son idénticos y cada una de estas variedades corresponde a un isótopo diferente.” 

Estados de la Materia

Existen tres estados de materia básicos, pero algunos textos identifican también el plasma como el cuarto estado de la materia. 

Fuente: Wikimedia Dominio Público

Sólidos

Las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes, por lo que se mantienen fijas en su lugar; solo vibran unas al lado de otras (CIDEAD n.d.). Ejemplos: Madera y metal

Propiedades: 

- Tienen forma y volumen constantes.

- Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

- No se pueden comprimir, pues no es posible reducir su volumen presionándolos.

- Se dilatan: aumentan su volumen cuando se calientan, y se contraen: disminuyen su volumen cuando se enfrían.

Líquidos

Las partículas están unidas, pero las fuerzas de atracción son más débiles que en los sólidos, de modo que las partículas se mueven y chocan entre sí, vibrando y deslizándose unas sobre otras (CIDEAD n.d.). Ejemplos: Agua y acetona

Propiedades 

- No tienen forma fija pero sí volumen.

- La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

- Los líquidos adoptan la forma del recipiente que los contiene.

- Fluyen o se escurren con mucha facilidad si no están contenidos en un recipiente; por eso, al igual que a los gases, se los denomina fluidos.

- Se dilatan y contraen como los sólidos.

Gases

En los gases, las fuerzas de atracción son casi inexistentes, por lo que las partículas están muy separadas unas de otras y se mueven rápidamente y en cualquier dirección, trasladándose incluso a largas distancias (CIDEAD n.d.). Ejemplos: Oxígeno y óxido de carbono. 

Propiedades: 

- a una temperatura constante, el ejercer una presión sobre el gas disminuye el volumen – alta compresibilidad 

- Con temperatura más alta, volumen del gas aumenta debido a más energía cinética y chocan mas veces por unidad de tiempo. 

- A un volumen constante, al aumentar la temperatura, la presión aumenta debido a un aumento en la energía cinética de las partículas.

Plasma

Se denomina plasma a un gas constituido por partículas cargadas (iones) libres y cuya dinámica presenta efectos colectivos dominados por las interacciones eléctricas y magnéticas de largo alcance entre las mismas. Es una materia gaseosa fuertemente ionizada con igual número de cargas eléctricas libres positivas y negativas. Ejemplos: En el interior de rubos fluorescentes, en televisores o monitores (Tanarro 2011). 

Propiedades: 

- Medio muy reactivo químicamente: Las moléculas se rompen liberando átomos y radicales que reaccionan químicamente y forman con rapidez nuevas especies

- Las partículas cargadas del plasma impactan con mucha energía sobre las superficies circundantes, y arrancan partículas que se incorporan al plasma. A su vez, algunas partículas del plasma se incrustan o depositan en las superficies.

- Bajo grado de ionización 

- Densidad de carga eléctrica libre

- Temperatura electrónica

Tablas de Equivalentes

Peso

1 oz = 28.35 gramos	1 gramo = 0.035 oz
1 lb = 0.454 kg	1 kg = 2.204 lb
1 tonelada corta = 0.097 tonelada métrica	1 tonelada métrica = 1.102 tonelada corta

Volumen Líquido

1 cucharada = 15 mL	1 mL = 0.067 tbsp
1 fl oz = 2 cucharada = 30 mL	1 mL = 0.034 fl oz
1 taza = 8 fl oz = 237 mL	1 mL = 0.004 taza
1 galón = 128 fl oz = 3.8L	1 L = 0.22 galón

 

Volumen Sólido

1 L = 0.007m3

1 galón = 0.00454 m3 = 4540 c3

1 yarda3= 0.7645 m3

1 pie3= 0.028316m3

Distancia

1 in = 2.54 cm	1 cm = 0.39 in
1 ft = 0.30 m	1 m = 3.28 ft
1 yd =0.91 m	1 m = 1.09 yd
1 milla = 1.61 km	1 km = 0.62 milla

Conversión de Temperatura

Hay diferentes maneras de expresar la temperatura en unidades. El Kelvin es la unidad de temperatura en el sistema internacional, Celsius en la escala centígrado, y Fahrenheit, en cual se usa primordialmente en EEUU. Ya que se pueden proporcionar temperaturas en diferentes unidades, es importante saber como hacer la conversión. 

C° a F° --> F° = (1.8* °C) + 32

F° a C° --> C° = (5/9) * (°F-32)

K a C° --> C°= K – 273.15

C a K --> K = C + 273.15

Los Átomos

El átomo es el límite de división química y los átomos forman las moléculas. Están formados por neutrones, protones, y electrones. Los protones tienen una carga positiva, los electrones una carga negativa, y los neutrones no tienen carga (0). 

Fuente: EHU

Cada átomo está formado por un núcleo, que se forma por protones y neutrones, y una corteza, integrada por electrones de carga eléctrica negativa y masa cero.

 

Fuente (EHU n.d.)

Modelos Anatómicos

Los modelos anatómicos principales:

- Modelo atómico de Dalton (1808)

- Modelo atómico de Thomson (1897)

- Modelo atómico de Rutherford (1911)

- Modelo atómico de Bohr (1913)

- Modelo atómico Schrodinger (1924)

Fuente: CNIS

Partículas Subatómicas

Fuente: Profequímica

Como leer la tabla periódica