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La Química: Ciencia del Cambio
Química: Una ciencia para el siglo XXI
• La Química es el estudio
de la materia y los
cambios que ocurren en
ella.
• Se le considera la ciencia
central, ya que los
conocimientos básicos de
Química
son
indispensables para los
estudiantes de biología,
física, geología, ecología
y muchas otras.
• Sin la química nuestra
vida sería más corta,
seríamos “primitivos”, sin
automóviles,
electricidad,
computadoras,
reproductores
mp4,
tablets,
televisores
plasma, lcd, led, ni
muchas
otras
comodidades modernas.
• La química moderna
comienza en siglo XIX,
cuando los químicos
lograron separar las
sustancias
en
sus
componentes y así
explicaron muchas de
sus
características
físicas y químicas.
• El desarrollo acelerado
de la tecnología durante
el siglo XX, nos ha
bridado medios para
estudiar lo que es
imperceptible a simple
vista
como
computadoras
y
microscopios especiales,
permiten analizar la
estructura de los átomos
y las moléculas.
• Así
los
químicos
diseñan
nuevas
sustancias
con
propiedades
específicas,
como
fármacos y productos
de
consumo
no
contaminantes.
• Imaginemos qué
función tendrá la
química en este siglo…
Es casi indudable que la
química mantendrá una
función fundamental en
todas las áreas de la
ciencia y la tecnología.
Salud y Medicina
• 3 logros importantes en
el
siglo
XX
han
permitido
la
prevención
y
tratamiento
de
enfermedades:
1. Medidas de salud pública.
• Establecieron sistemas
sanitarios
para
proteger a numerosas
personas
contra
enfermedades
infecciosas.
2. La cirugía con anestesia.
• Ha permitido a los
médicos
curar
enfermedades
posiblemente mortales
como la apendicitis.
3. Las vacunas y los antibióticos
• Hicieron factible la
prevención
de
las
enfermedades
causadas
por
microorganismos
y
virus.
Retos…
• La terapia génica para
combatir la fibrosis
quística,
hemofilia,
cáncer, enfermedades
cardiacas,
SIDA
y
artritis. Para ello el
médico debe tener
conocimientos sólidos
de los componentes
moleculares.
Energía y ambiente
• La energía es un
producto secundario de
muchos
procesos
químicos, y al continuar
el aumento en su
demanda, en todo el
mundo, los químicos
intentan activamente
encontrar
nuevas
fuentes de energía.
• En la actualidad las
principales fuentes de
energía
son
los
combustibles
fósiles
(carbón, petróleo y gas
natural). Las reservas
estimadas de estos
combustibles durarán
otros 50 a 100 años con
el ritmo actual de
consumo.
• La energía solar, al
parecer, es una fuente
viable de energía para el
futuro. Cada año la
superficie
terrestre
recibe de la luz solar
alrededor de 10 veces la
energía contenida en
todas
las
reservas
contenidas de carbón,
petróleo, gas natural y
uranio combinadas.
• Lastimosamente gran
parte de la energía
solar se “desperdicia”
al reflejarse hacia el
espacio exterior.
• Sin embargo se ha
predicho que en 2050
satisfará más del 50%
de las necesidades
energéticas.
Aprovechamiento de la energía solar
1. Su conversión directa
en
electricidad
mediante el uso de
dispositivos llamados
“celdas fotovoltaicas”.
Aprovechamiento de la energía solar
2. Usar la luz solar para
obtener hidrógeno a
partir del agua. Luego
el hidrógeno alimenta
una celda combustible
para
generar
electricidad.
Lastimosamente
el
costo del proceso es
muy alto, por lo que
no es viable hoy día.
Calidad del ambiente
• Una
desventaja
importante de quemar
combustibles fósiles es
que se produce CO2,
que es uno de los gases
de
invernadero
(promueve
el
calentamiento de la
atmósfera terrestre).
Calidad del ambiente
• También al quemar
combustibles fósiles se
produce dióxido de
azufre y óxidos de
nitrógeno,
que
producen la lluvia ácida
y el smog.
Calidad del ambiente
• El uso de automóviles
eficientes en el consumo
de combustibles y de
convertidores catalíticos
más
efectivos
debe
permitir una reducción
considerable
de
contaminación, apostar
por los autos híbridos y
eléctricos.
Materiales y tecnología
• La química del siglo XX
ha generado nuevos
materiales con efecto
del
mejoramiento
profundo de la calidad
de vida y han ayudado
a
desarrollar
la
tecnología de diversas
maneras.
• Los
polimeros
(incluyendo el caucho y
el nailon)
• La cerámica (como la
que se usa en los
utensilios de cocina),
los cristales líquidos
(como los de las
pantallas electrónicas).
• Los adhesivos (como
los usados en notas
adherentes)
y
los
materiales
de
recubrimiento (pinturas
de látex).
¿Qué nos reserva el futuro cercano?
• Algo muy probable es
el
uso
de
superconductores
a
temperatura ambiente.
• La
electricidad
se
conduce por cables de
cobre que no son
conductores perfectos.
Superconductores
• Son
materiales
desprovistos
de
resistencia eléctrica, y
por lo tanto conducen la
electricidad sin pérdida
de energía. Hoy en día se
conoce el uso de
superconductores
a
temperaturas muy bajas,
el reto es hacerlos
funcionar a temperatura
ambiente.
• En
los
30
años
siguientes veremos la
aplicación en gran
escala
de
los
superconductores
a
altas temperaturas en
la
resonancia
magnética de imágenes
(RMI),
trenes
de
levitación magnética y
fusión nuclear.
• Si debemos mencionar
un adelanto tecnológico
que haya conformado
nuestras vidas más que
ningún otro habría que
señalar
a
las
computadoras. El motor
que impulsa a las
computadoras es el
microprocesador (chip de
silicio)
que
realiza
operaciones
matemáticas.
Computadoras ópticas
• En el futuro los químicos
empezarán a analizar las
perspectivas
de
la
computación molecular,
es decir, la sustitución del
silicio con moléculas. Las
ventajas son muchas, por
ejemplo el ahorro de
energía (moléculas foto
receptoras).
Alimentos y agricultura
• El problema del hambre
es un flagelo a nivel
mundial.
• ¿Por qué el hambre?
• Biotecnología.
• Uso
de
genes
de
bacterias tóxicas para los
insectos.
• Uso de feromonas.
• Esterilización de machos.