LOS PREMIOS DE LA ACADEMIA DAVIDIANA DE CIENCIAS 2010

Bien, ya sé que muchas personas estuvieron esperando esto. estoy consciente de que me retrasé pero fue por causas de fuerza mayor. De cualquier manera aquí están los ganadores de este premio en su 1ra edición. Felicidades a todos ellos.

Física: A Arturo Alemán Castañeda y a Gerardo Cedillo Servín por explicar satisfactoriamente y sin integrales el porqué un espagueti no se rompe en dos cuando lo forzamos, además de explicar otras interrogantes que en su momento ganaron el Ig-Nóbel de física, como el porqué no se deben usar gallinas para medir la velocidad del viento en un huracán.

Química: A Luis Guillermo Moreno Alcántar, a Carlos Mauricio Maldonado Domínguez y a Arturo Juárez Flores por influir en mi formación química anterior a la XIX ONQ, ya que gracias a ellos no solo aprendí la química necesaria para llegar a la selección nacional de química, sino que fueron mi ejemplo a seguir y aún continúan siéndolo.

Matemáticas: A Juan Antonio Arias del Ángel en la categoría de matemáticas aplicadas y a Samir Castolo Sánchez en la categoría de matemáticas educativas; el primero por enseñarme a iterar en la calculadora, gracias a lo cual logré la resolución de problemas matemáticos y fisicoquímicos en tiempos record y el segundo por mostrar a priori, la necesidad de saber geometría y trigonometría en problemas de química en general.

Biología: A Breeth Ether Laleine y a Carlos Buen Abad. La primera en la categoría de biotecnología por mostrarme que la biología aplicada es importante para el desarrollo de la humanidad puesto a que permite una mayor calidad de vida de las personas. El segundo por influir en la creación de esta categoría pues su explicación de la importancia de la biología en ciencia me hizo concientizar, ya que es bien conocida mi animadversión personal hacia esta disciplina.

Medicina: A Arturo Juárez Flores por explicar el vómito en proyectil como una híper-estimulación opresiva sobre la superficie de la duramadre que irrita al quinto par craneal o al X, causando un vómito. En sus palabras: “bueno, se presiona una cosa que se llama zona postrema (conocida como Área en Gatillo) Y entonces, ¡disparas!”.

Filosofía: A Oscar Palomino Hernández y a María del Mar Estévez Fregoso por convencerme, mediante platicas, actitudes y experiencias, de que la vida no tiene un sentido específico y de que las leyes de Murphy son ciertas “Cuando algo puede salir mal, va a salir mal”.

Ciencias sociales: A la XX Olimpiada de Química del Distrito Federal y a la XIX Olimpiada Nacional de Química (a todos los participantes) por acercarme a una comunidad de jóvenes de todo el país que comparten mis gustos e inquietudes, quienes muchos de ellos futuramente serán colegas químicos en centros de investigación de toda la republica y que en conjunto son los mejores estudiantes de química del bachillerato en México. Una mención especial para Javier Alejandro Rosales Salgado, entrañable amigo y gran compañero.

Honoris Causa: A Alan Carrasco Carballo, a Raymundo Esquer Rodríguez y a Eréndira Célis Acosta por mostrar al mundo que en México hacemos bien las cosas, siendo un ejemplo a seguir por los jóvenes de todo el país. Mención a Eréndira por su asombrosa creación del Iguanol.

La experiencia del óxido nitroso

Bien, escribo esta entrada para contarles a mis amigos, compañeros y anexos, la experiencia que me ocurrió el otro día, cuando conseguí unos gramos (no más de diez) de nitrato de amonio puro. La verdad es que desde hace mucho tiempo quería probar en mi mismo el efecto del gas hilarante, pero como no es lo mismo fabricar la sal en un laboratorio marca mi alegría que comprarla a una compañía como Merck, Sigma-Aldrich ó J. T. Baker, pues me esperé hasta conseguirla de un bote que tuviera todas las especificaciones analíticas del producto.

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Lo conseguí bajo el sucio pretexto de que haría una práctica de determinación de entalpía de hidratación (que es muy endotérmica) usando la ecuación de Kirchhoff, pero lo cierto es que mi objeto de estudio no era la energía absorbida durante la hidratación, sino las reacciones fisiológicas que genera uno de sus productos de descomposición.

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Debo hacer mención de algunas cosas a considerar:

1) La descomposición térmica del nitrato de amonio da dos posibles reacciones, una donde se genera óxido nitroso y otra donde se genera nitrógeno y oxígeno; la primera se da a temperaturas entre los 200-260 °C y es una descomposición controlada, mientras que la segunda se da a temperaturas más altas y es explosiva.

2) El nitrato de amonio debe estar libre de iones cloruro, pues este anión actúa como catalizador en la reacción de descomposición del óxido en nitrógeno. El método recomendado para remover estos iones es el de precipitación con una solución de nitrato de plata. En caso de que las cantidades de iones cloruro sean de entre 0-50 ppm, no es tan viable remover los iones ya que no es una cantidad considerable y pueden contaminarse con otras especies, lo cual sería paradójico.

3) Durante la descomposición del nitrato de amonio se genera algo del muy venenoso NO, que si bien es poco, no es nada despreciable y mucho menos si se planea el uso prolongado. Para eliminar este subproducto se puede emplear un pequeño filtro hecho con sal de Mohr ó en su defecto, con sulfato ferroso heptahidratado, aunque esta última sal es más latosa y hay que estarla cambiando constantemente ya que su deshidratación u oxidación la hacen inútil.

4) Una posible descomposición del gas hilarante se puede dar por reacción con la vitamina B12 que se encuentra en las bacterias intestinales, lo cual a largo plazo produciría un déficit en la síntesis de metionina y por consiguiente, enfermedades como la gastritis megaloblástica por ejemplo.

5) La mala oxigenación del cuerpo mientras se está inhalando el nitrox puede generar problemas fisiológicos que van desde mareos y asfixia hasta formación de lagunas mentales, problemas psicomotrices ó muerte.

Después de considerar los puntos anteriores, decidí fabricar unos pequeños “cigarros” que contuvieran un poco de nitrato amónico y, haciendo como los químicos de antaño, probar a valor mexicano estos cigarrillos. ¡La experiencia fue aterradoramente fabulosa!

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Enrollé unos pocos cristales de nitrato de amonio en un papel de cigarro, al que ya le había acomodado el filtro, lo prendí y aspiré. No sentí nada extraño más que el dulce sabor del gas. Di una segunda fumada, y nada. Me decepcioné de mi invento (y de mí mismo), así que lo dejé mientras observaba un carrito de carreras de iron man que mi mamá me regaló por aquello de mi cumpleaños, lo acerqué a mi rostro para notar sus detalles y a medida que se acercaba, se hacía más grande hasta que tuvo el tamaño de un auto de carreras, lo cual me pareció curioso, pero era más intrigante que lo pudiera cargar con una sola mano, así que le di un ligero empujón e inmediatamente el carro comenzó a andar, dio vuelta en “u” y cuando estaba a punto de atropellarme se fue pequeño a medida que se acercaba a mí, a hasta que cuando llegó a mis pies había vuelto a su tamaño original.

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Me dio algo parecido a un susto eufórico y me desmaye junto al carrito en el suelo. Cuando desperté mi mamá me preguntó que qué me pasaba y me comentó que durante más de tres horas no paré de reír y que cuando entró a mi cuarto estaba tirado en el suelo, como desmayado pero riendo ¿wtf? Planeo volverlo a hacer de nuevo, con una dosis mayor e intentaré entrar al carro, quizá pase algo como en la película de meteoro ó mejor, como en la de rápido y furioso, al fin que en ambos casos se ocupa el nitrox, ya sea como inhalante o como comburente… :D

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Saludos

El disfrute de las mieles de la gloria

Bien, estoy aqui, escribiendo en mi blog. Tenía mucho tiempo que no lo hacía aunque tengo muchas ideas de cosas interesantes de que escribir, por ejemplo de la regla de Hund y como se acomoda la gente en las combis o en el metro, o de como surgió la mecánica cuántica y su relación con la filosofia de Berkeley, en fin, muchos temas, solo que como ya comenzó el entrenamiento para la XX ONQ que se realizará en la bella y fria ciudad de Toluca. Llevaré una cámara y una cobijita por aquello que acabo de mencionar. Bien, me dieron unas inmensas ganas de escribir en el blog ya que quiero comunicarles que, -extraoficialmente, aunque falta poco para que sea oficial- el que suscribe es considerado por su alma mater, el glorioso IPN, como el Mejor Químico en el Nivel Medio Superior, lo cual me llena de orgullo (del bueno) y es una invitación a reafirmar mi compromiso de seguir poniendo "La Técnica al Servicio de la Patria".

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Ahora les explico que, dentro de la "pre"-selección DFña para participar en la XX ONQ, soy el único miembro del IPN que está participando, lo que hace que represente a mi amada vok 15, al querido poli, y (de paso también a la estimada unam, pues no hay nadie de su equipo entre las filas) a la educación pública, ya que los otros miembros de la pre son de escuelas privadas... "los muy pirrurris"

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Pero lo que lo hizo oficial fue el hecho de que el martes 23 de noviembre participé en el Interpolitécnico de Química III, y aunque les parezca lógico, lo gané. El asunto bien a bien es que durante todo el año pasado lo intenté ganar pero nunca se me hizo. Entonces es un motivo para festejar, y de seguir adelante para demostrar porque el Politécnico es la institución rectora de la educación tecnológica de México.

Cupido, toxinas y otras analogías químicas

No sé si se enteraron, tal vez sí, tal vez no, porque les queda medio lejos. Durante la semana del 25 al 29 de octubre se llevó a cabo la 17ª Semana Nacional de Ciencia y Tecnología, donde el CECyT 15 tuvo una participación distinguida. Como cada año, se impartió una serie de conferencias, unas tuvieron tintes científicos, otras no tanto. Una conferencia que particularmente llamó mi atención fue una intitulada “Cupido es químico”. Me pareció interesante cuan cierta es esta frase.
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El infeliz querubín que se dedica a envenenar a la gente con sus flechas y a posar para las imágenes estampadas en globos, postales, hojitas y mucha otra chatarra que se vende muy bien a mediados de febrero, se distingue por dos cosas: porque está desnudo y porque tiene un vasto arsenal químico que ya quisieran los ejércitos de muchos países. Y durante el transcurso de esta plática, que tuve el gusto de escuchar dos veces, tuve una idea que me cautivó. Vino a mi mente un indio sudamericano mojando sus flechas en curaré antes de dispararlas contra su objetivo. Suponiendo que no todos conocen el curaré, he de explicar que se trata de una neurotoxina que contienen los batracios (anfibios como las ranas) y que está compuesta principalmente por una sustancia denominada tubocurarina. Esta sustancia es tan tóxica que un gramo de ella es capaz de matar a un ser humano o a una vaca.
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Concebí una relación entre el asexuado y el indio, ya que si imaginan a este último con alitas, la idea es similar… una persona empapando sustancias en sus flechas antes de dispararlas. Y estaba en mi extasiante momento de debralle, cuando recordé aquella clase con Stivalet donde movíamos el palito ;D y hacíamos sustancias parecidas (en estructura y efectos) a los transmisores bioquímicos. No diré nada más sobre el tema. Y de ahí, me transporté a otra historia con palitos… esta trataba de un Herr Professor alemán, que se dignó a dar una plática sencilla en el kindergarten y fue puesto en jaque por un preescolar. Ni modo, como dice todo el mundo, así pasa cuando sucede.
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Creo que a todos los profes les ha pasado eso, decía Andreas del Verrochio, maestro de Da Vinci, que el alumno debe superar al maestro. Pero hay pocos que lo toman así. Vienen mis fantasmas, mis recuerdos reprimidos… aquella ocasión que un san-juditas me ganó mi asiento en el metro Hidalgo; o tal vez el día en que me obligaron a comer sopa de champignones… La vez que mi equipo de calentamiento a reflujo se incendió (he ahí el porqué desde mayo me da pavor hacer prácticas de orgánica) o quizá cuando tuve un rendimiento del 0.00%...
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Todo lo que me atormenta junto en un lapso de inconsciencia autoinducida. Precisamente alcanzada por la presión interna, donde, neurotransmisores dejan de funcionar correctamente y me hacen escribir esto. Recuerdos de Veracruz, Acapulco, Facultad de Química, Cinvestav, UAM-I, bailan en mi hueco craneal y yo pseudoescuchando la plática de la mañana. Creo que todo es por pensar, por tratar de recordar si alguna vez estuve enamorado, pues si lo estuve, fue hace mucho tiempo. De ahí vienen los recuerdos perdidos, es la explicación más coherente que he tenido. Creo que no, nunca he estado enamorado. Digo, si he tenido respuestas fisiológicas frente a personas específicas, pero eso es diferente a sentir “algo profundo”.
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Y vuelvo al indio sudamericano. Tal vez sería mejor si Cupido empapara sus flechas en curaré, sarín, tabún, o que se yo. Así el mundo se evitaría muchos problemas. Aunque si las armas de las milicias del mundo dispararan lo mismo que las flechas del angelillo pornográfico, quizá lo cotidiano pasaría a ser parte de la dolce vita. Y es que como dijo John Lennon: “Vivimos en un mundo donde nos escondemos para hacer el amor, en cambio, la violencia y el odio se practican a plena luz del día”.

Salsa bernesa en las tortas de tamal

Pues aquí, debrallando antes de presentar mi exámen de segunda fase de la olimpiada de química del D.F., amada ciudad chilangolandesa, donde las tortas de tamal son las reinas de las esquinas en las mañanas (pues en las noches, se encuentran otro tipo de “reinas” en las esquinas :P), hermoso lugar donde se puede oír con claridad los pitidos y mentadas de madre de los conductores y el bullicio de los transeúntes. Sin duda un paraíso del secuestro y de drogas. Pero, con todo esto, los capitalinos que vivimos aquí somos felices (aunque no es nada oficial), dice el estimado Darwin que es por adaptación; yo digo que es por mero gusto.
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Pero dejándonos de cosas introductorias, he de decirles que mientras estaba desayunando una guajolota de rajas, encontré en la red el artículo del que les hablo, pero pues, por alguna razón extraña no lo descargué ni saqué su ficha. El paper era acerca de la fisicoquímica de la salsa bernesa, lo cual se me hizo interesante. Digo, yo no conozco la salsa bernesa, o no que yo sepa, pero pues, de cualquier manera me dieron ganas de hablar de ella.
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Y es que dicen que no hay mayor desastre en la cocina que el de observar que un producto batido se ha “cortado”. Esto ocurre con particular frecuencia en la elaboración de la complicada salsa bernesa, más inquieta e inestable que las mayonesas: una tibia emulsión de vinagre, vino, yemas de huevo (pues con las claras, cualquiera lo sabe, se hacen las deliciosas y esponjosas mousses) y mantequilla. Tan quisquillosos elementos con frecuencia se transforman en una masa repugnante y granulenta (ejemplo de cambio entrópico, ΔS), aun cuando se crea haber seguido todo el procedimiento de manera perfecta.
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La salsa misma es una suspensión coloidal de partículas sólidas. Aunque también puede hablarse de emulsión para tratar de la salsa bernesa, ya que se trata de una dispersión de líquidos inmezclables en donde uno forma gotitas dentro del otro. Eso dice Choppin. Ahora bien, la estabilidad de la salsa depende de la correcta interrelación de las fuerzas que mantienen a las gotitas en suspensión. ¿Cuándo ocurre el desastre? En el artículo de la revista Nature (y por ello debe de ser, si no cierto, por lo menos razonable)*, Perram, Nicolau y Perram afirman que la estabilidad de la salsa se produce por dos interrelaciones eléctricas de las partículas coloidales: la de Coulomb y la de van der Waals. Por la primera las partículas se rechazan; por la segunda se atraen.
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El asunto se complica (:S), ya que es necesario estudiar las moléculas como dipolos y los campos eléctricos que surgen entre ellas. Dicen los autores de dicho artículo que las fuerzas de van der Waals entre las partículas de la sauce béarnaise son relativamente débiles, así que no entran en juego a menos que las mencionadas partículas estén muy cercanas… lo cual ocurre precisamente al calentar paulatinamente la salsa durante su elaboración. El aumento de temperatura pone a las partículas coloidales en movimiento browniano y los choques son más frecuentes.
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Hay que revisar después el asunto de los iones y el de las cargas negativas en la superficie de las partículas. Pero, en resumidas cuentas, para salvar una salsa bernesa que se ha cortado no es necesario construir un ciclotrón ni estudiar fisicoquímica avanzada (ya veo a Rocío con su Chang de fisicoquímica 8P) basta con decrementar la concentración de iones o provocar que algunas moléculas ácidas sean adsorbidas (con d de David), es decir fijadas encima de las partículas, para lo cual basta con agregar agua o vinagre y batir enérgicamente. También se pueden añadir más yemas. Cada remedio tiene sus inconvenientes (principio de Le Chatelier ó tercera ley de Newton, por cierto, ¿la tercera ley de Newton será como el principio de Le Chatelier de los colegas físicos?). Mucho vinagre la vuelve incomible, mucha agua la hace, por supuesto, aguada y mucha yema provocará pesadez.
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Espero les haya gustado la entrada de hoy y de paso les haya abierto el apetito. ¡Provecho!
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*no porque lo diga una revista se debe tomar como cierto, esto sería el equivalente a un dogma y por tanto a una religión (dato de libro (ejem. Biblia, Corán)-->"verdad absoluta”; dato de revista (ejem. Nature, Science)-->¿verdad absoluta? R=No).

Nitrogenasa: la enzima que nos provee de nitrógeno

Aquí está el problema:
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Casi todas las moléculas de nuestro cuerpo contienen nitrógeno (N). Hay N en los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas, en nuestro material genético, en las moléculas que transportan energía dentro del cuerpo, pero ¿de dónde conseguimos el nitrógeno que consumimos? Bueno, hay mucho nitrógeno a nuestro alrededor: especialmente en la atmósfera, cerca del 78% de ésta son moléculas diatómicas de N2. Pero lo cierto es que no usamos el nitrógeno atmosférico directamente. Lo inhalamos y enseguida lo exhalamos. Parte se disuelve en nuestra sangre, da un paseo y vuelve a salir sin habernos ayudado ni dañado.
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Todos los animales obtenemos nuestro nitrógeno de las plantas. Ellas por su parte lo obtienen de dos fuentes: del amoniaco (NH3) y de los nitratos (NO3-) del suelo o de microorganismos. Aunque, las plantas superiores tampoco pueden “fijar” nitrógeno de la atmósfera; obtienen el nitrógeno de fuentes naturales o de fertilizantes químicos. Algunas de las fuentes naturales son los minerales, las plantas y animales en descomposición, así como los nitratos producidos por descargas eléctricas que bajan con la lluvia ácida. Pero, el más extraordinario fijador de nitrógeno es un tipo de bacteria que vive en los nódulos de las raíces de las plantas leguminosas, en una relación simbiótica con ellas. Las leguminosas pueden fijar grandes cantidades de nitrógeno gaseoso, o mejor dicho, la bacteria que coexiste con ellas puede hacerlo.

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Pero ¿cómo lo hace la bacteria?

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Ellas tienen (y nosotros no) una enzima, que convierte el N2 a NH3. Las enzimas son proteínas, largos conglomerados de aminoácidos diferentes que tienen en conjunto una geometría y función específica. Existe por lo regular un sitio activo donde cada enzima lleva a cabo la tarea en cuestión. Esta enzima es la nitrogenasa, llamada así en virtud de su sustrato. Y lo divertido de todo esto es que en su parte interior nos tiene una sorpresa, y es que además de los aminoácidos comunes que forman parte de todas las enzimas, posee en su sitio activo un cúmulo de azufre y dos tipos de átomos metálicos: hierro y molibdeno.

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El hierro se encuentra en la hemoglobina y en otras moléculas biológicas, pero, ¿y el molibdeno? ¿Qué está haciendo el Mo en un sistema biológico? Y en uno ¡Tan importante! Porque sin esos átomos de molibdeno, el nitrógeno no sería fijado por las bacterias. ¿En que arreglo geométrico se encuentran en Fe y Mo? ¿Cómo hacen tan eficientemente lo que todas las otras complejas enzimas en nuestro cuerpo no pueden? Hasta 1992 no teníamos ni la más vaga idea. Y no era por no intentarlo. Una intensa competencia internacional se ha establecido en la búsqueda de la nitrogenasa.

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Otros científicos se están concentrando en el cúmulo de Mo-Fe-S en el sitio activo de la monstruosa proteína, pues la masa molar de está es de 291,000 g/mol. Los químicos están sintetizando moléculas de hierro, molibdeno y azufre en el laboratorio con la finalidad de que la actividad de la nitrogenasa pueda ser modelada por moléculas más pequeñas. Algunos estaban cerca, pero ninguno resultó correcto; pero en el verano de 1992, luego de una década de trabajo, Douglas Rees y sus colaboradores del Instituto Tecnológico de California (Caltech), propusieron una estructura para el cúmulo activo de Mo-Fe-S basados en medidas de difracción de rayos X.

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Pero no ha habido gran avance hasta ahora… de hecho, la denominada “estructura proteínica del siglo” es un misterio, reto de las investigaciones bioquímicas, bioinorgánicas e inorgánicas. Espero que pronto se descubra el misterio de la nitrogenasa (Cotton, ¿Dónde estás?).

Termodinámica básica

Bien, he de decir que esta historia la encontré en el blog de mi muy estimada amiga Eréndira, a quien le pedí licencia para poder publicar su entrada. Les pido de favor que si no tienen nada que hacer como de seguro han de acostumbrar (:D) se pongan a leer el blog de Ere ya que es muy interesante y trata temas rifados como ese con la etiqueta de “mi cerebro bailarín”. También debo mencionar que hasta que tomé clases en la UAM-I (¡pitufo!), no entendía nada de termo, en especial eso de ΔS, ΔH, ΔG (un proceso es entálpicamente favorecido no así entrópicamente...o.O wtf?)… y toda esa basura poco tangible pero que ¡ahhh como ayuda a la hora de predecir muchas cosas sobre las reacciones tangibles! Je, así es esto, ni modo… algo aun peor es cuántica (xD, digo, menos práctico). Espero les guste esta entrada, pues es una manera locochona de estudiar termo.
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La siguiente pregunta fue hecha en un examen trimestral de química en la Universidad Complutense de Madrid. La respuesta de uno de los estudiantes fue tan 'profunda' que el profesor quiso compartirla con sus colegas, vía Internet; razón por la cual podemos todos disfrutar de ella.
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Pregunta: ¿Es el Infierno exotérmico (desprende calor) o endotérmico (lo absorbe)?
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La mayoría de estudiantes escribieron sus comentarios sobre la Ley de Boyle (el gas se enfría cuando se expande y se calienta cuando se comprime), un estudiante, sin embargo, escribió lo siguiente:
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En primer lugar, necesitamos saber en qué medida la masa total del Infierno varía con el tiempo. Para ello hemos de saber a qué ritmo entran las almas en el Infierno y a qué ritmo salen. Tengo sin embargo entendido que, una vez dentro del Infierno, las almas ya no salen de él. Por lo tanto, no se producen salidas. En cuanto a cuántas almas entran, veamos lo que dicen las diferentes religiones: la mayoría de ellas declaran que si no perteneces a ellas, irás al Infierno. Dado que hay más de una religión que así se expresa y dado que la gente no pertenece a más de una, podemos concluir que todas las almas van al Infierno.

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Con las tasas de nacimientos y muertes existentes, podemos deducir que el número de almas en el Infierno crece de forma exponencial.
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Veamos ahora cómo varía el volumen del Infierno: según la Ley de Boyle, para que la temperatura y la presión del Infierno se mantengan estables, el volumen debe expandirse en proporción a la entrada de almas. Hay dos posibilidades:
1) Si el Infierno se expande a una velocidad menor que la de entrada de almas, la temperatura y la presión en el Infierno se incrementarán hasta que éste se desintegre.
2) Si el Infierno se expande a una velocidad mayor que la de la entrada de almas, la temperatura y la presión disminuirán hasta que el Infierno se congele.

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¿Qué posibilidad es la verdadera? Si aceptamos lo que me dijo Alejandra (:P) en mi primer año de carrera ('hará frío en el Infierno antes de que me acueste contigo'), y teniendo en cuenta que me acosté con ella ayer noche, la posibilidad número 2 es la verdadera y por tanto daremos como cierto que el Infierno es exotérmico y que ya está congelado. El corolario de esta teoría es que, dado que el Infierno ya está congelado, ya no acepta más almas y está, por tanto, extinto; dejando al Cielo como única prueba de la existencia de un ser divino, lo que explica por qué, anoche, Ale no paraba de gritar '¡Oh, Dios mío! '.
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NOTA: Éste estudiante fue el único que sacó sobresaliente...