BLOQUE I TEMA 4

BLOQUE I: LAS CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES

 

TEMA 4: ¿CÓMO SABER SI LA MUESTRA DE UNA MEZCLA ESTÁ MÁS CONTAMINADA QUE OTRA?

ACTIVIDAD 1: TOXICIDAD

Realiza la lectura.

 

 

PILAS PIRATA, RESIDUOS PELIGROSOS Especialistas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y del Instituto Politécnico Nacional (IPN) aseguraron que las pilas alcalinas y de zinc-carbono de marcas registradas  no contaminan  el ambiente ni causan daños a la salud ya que no contienen cadmio, mercurio ni plomo. Son las baterías que se venden en el mercado informal las que son altamente contaminantes. Benjamín Ruíz, de la Facultad de Química de la UNAM y Guillermo Román del Centro Interdisciplinario de Investigaciones y Estudios sobre Medio Ambiente y Desarrollo del IPN, concluyeron que los niveles de sustancias potencialmente dañinas de las pilas que se distribuyen en el mercado formal se encuentran dentro de que establece la norma oficial que elabora la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales. Esta norma establece que las baterías alcalinas o de zinc-carbón no pueden contener más de cinco partes por millón de mercurio, plomo u otros materiales contaminantes, lo que cumplen las pilas legales. Los investigadores encontraron que las baterías piratas tenían en promedio 300 partes por millón de estas sustancias, por lo que recomendaron no adquirir estos productos, aun cuando sean más económicos. El investigador de la UNAM también estableció la resistencia de las pilas formales, y encontró que el material con el que están fabricadas no se derrama, además de que aun cuando fueran sometidas a grandes presiones, el cuerpo de las baterías no se deformó. El especialista comentó que incluso si el contenido se derrama, el material más agresivo que contienen es hidróxido de potasio que, al ser parecido a la sosa cáustica, puede causar quemaduras. En ese caso sólo hay que lavar el área, mantenerla ventilada y no es necesario usar ningún tipo de medicamento. Pero sucedió lo contrario con las pilas de marcas desconocidas, ya que la mayoría no tienen cuerpo de metal, sino de cartón e inclusive de papel periódico, aseguró el investigador. En México esta industria registra ventas de 500 millones de dólares anuales, pero en los últimos años, entre 175 y 200 millones se han ido al mercado de productos provenientes de mercados informales, principalmente de China, país que comercializa alrededor de 30 marcas ilegales.

CUESTIONARIO:

1.   ¿Qué  sustancias contenidas en las pilas, son las que se consideran contaminan el ambiente?

2.   ¿Qué es lo que establece la norma oficial sobre los materiales contaminantes de las pilas?

3.   ¿Por qué los investigadores no recomiendan el uso de baterías pirata?

4.   ¿Qué cantidad de dinero corresponde a la venta de pilas pirata?

5.   A simple vista, ¿podrías distinguir una pila pirata de una pila legal?

6.   ¿Por qué se recomienda asistir a un centro de acopio de baterías en lugar de desecharlas con el resto de la basura?

APUNTE:

Un contaminante es algún componente que se encuentra dentro de una sustancia y excede los límites permitidos acordados por las normas y la legislación. Con base en el resultado de investigaciones sobre efectos en la salud y cálculos de riesgo, es posible determinar la máxima concentración de un contaminante que puede existir en un alimento o sustancia sin que cause problemas. 

Se considera como toxina o veneno a las sustancias que son nocivas en muy pequeñas cantidades, ya que producen alteraciones en las funciones normales de los seres vivos, incluida la muerte. 

EJERCICIOS:

1.   Es muy común que la gente compre limpiadores caseros a granel y se los vendan en envases de refresco. ¿Qué sugerirías?

2.   Cuando los alimentos que preparamos en casa no se guardan de manera adecuada pueden descomponerse y al consumirlos causar problemas al aparato digestivo. ¿Qué cuidados debemos de tener?

3.   Los alimentos empacados industrialmente tienen fecha de caducidad, ¿cuál será su utilidad?

4. El gas LP de las estufas es inodoro.  Para detectarlo se le agrega una sustancia que le da un olor característico. ¿Qué ventaja tiene percibir ese  olor?
5. ¿Qué ventaja tiene que podamos ver el moho en un alimento antes de comerlo?

6.   Para comprender cómo actúan diversas sustancias y medicamentos en los organismos, es frecuente que se analicen previamente sus efectos en animales. De esta manera, se prueban medicinas, vacunas y ciertas sustancias tóxicas, como venenos de algunos animales y sus correspondientes antídotos. Actualmente, la ciencia y la tecnología biomédica han permitido sustituir algunos estudios en animales por simulaciones en computadora. ¿Cuál es tu opinión?

7.   ¿Por qué una persona puede morir a causa de un piquete de abeja y otras personas no?

8.   ¿Crees que la salsa valentina, o la coca cola sean tóxicos para el ser humano? 

APUNTE:

La toxicidad de muchas sustancias químicas se evalúa determinando sus efectos a corto y largo plazo sobre los órganos, como hígado, riñón, y los sistemas como el nervioso y el reproductor, de animales de laboratorio. Una de las pruebas de toxicidad más comunes se basa en determinar la dosis mínima necesaria para matar al 50% de los animales de laboratorio usados en una prueba. Esta dosis letal se conoce como LD₅₀. 

EJERCICIOS:

1.   La concentración normal, en ayunas, de glucosa en la sangre es de 110 mg/dl como máximo. En las personas diabéticas no puede pasar el azúcar de la sangre a las células para ser aprovechada, ¿qué crees que ocurre con el nivel de azúcar en la sangre?

2.   Si las personas diabéticas consumen una cantidad de azúcar que para ti es normal, ¿para ellas también lo es? ¿será peligrosa esta acción?

3. Algunos productos que consumimos diariamente contienen la siguiente leyenda: “El abuso de este producto puede ser nocivo para la salud”. ¿Qué relación tiene esta frase con el concepto de toxicidad?
4. La LD₅₀ del cloruro de sodio (sal común) es de 3750 g/kg. ¿Cuántos g de sal tiene que ingerir un  adolescente de 50 kg para que sea letal?
5. La LD₅₀ de la nicotina, presente en los cigarros, es de 2 mg/kg. ¿Cuántos mg de nicotina tiene que ingerir un adulto de 65 kg para que sea letal?

ACTIVIDAD 2: CONCENTRACION EN PORCENTAJE DE SOLUTO

PRACTICA: CONCENTRACION PORCENTUAL DE SOLUTO

OBJETIVO: Observar los cambios en las propiedades cualitativas de mezclas elaboradas con azúcar y agua a diferente concentración.

HIPOTESIS: ¿Qué propiedades cualitativas pueden cambiar en las mezclas de azúcar y agua con diferente concentración?

MATERIAL:

DESARROLLO:

1. Realiza las mezclas que se indican en la tabla y anota sus propiedades cualitativas (color, sabor).

Vaso #	Masa de azúcar	Masa de agua	Total de masa	Sabor y color de la disolución         (Comparativamente)	Concentración porcentual de azúcar
1	20 g	180 g	200 g		10%
2	5 g	95 g
3	5 g	195 g
4	2 g	198 g
5	1 g	99 g

RESULTADOS:

1. Indica la cantidad de soluto, disolvente y disolución de cada vaso.
2. Calcula la concentración porcentual de cada disolución.
3. Representa en esquemas de cuadros de 10X10 la concentración porcentual de cada vaso. 

CUESTIONARIO:

1.    ¿Qué disoluciones tienen la misma concentración?

2.    ¿Qué cantidad de azúcar y agua tendrías que mezclar para preparar una jarra con 2 litros de disolución, que tenga el mismo sabor de la disolución del vaso 2? 

CONCLUSION: 

APUNTE:

La concentración es una medida de la cantidad de soluto presente en cierta cantidad de disolución. El porcentaje de soluto en el total de la disolución se conoce como concentración porcentual. Puede expresarse en % en masa/masa, % en volumen/volumen o % en masa/volumen.  

 

  

EJERCICIOS:

1.      El suero fisiológico que puede usarse para evitar la deshidratación, es una disolución de sal (cloruro de sodio, NaCl) en agua al 0.9% en masa. Si quisieras preparar 200 g de este suero, ¿cuánta sal y cuánta agua usarías?

2.      El alcohol que se compra en la farmacia, es una mezcla de alcohol en agua al 70% en volumen. Si compras una botella de 250mL, ¿qué volumen de alcohol puro y de agua se emplearon para hacerla?

3.      Las bebidas alcohólicas tienen indicada la concentración del alcohol como porcentaje en volumen. Un vino indica 12.5% vol de alcohol. ¿Cuánto alcohol se está ingiriendo si se toma una copa con 150 ml de esta bebida?

4.      El volumen de sangre de un ser humano corresponde al 7.7% de su peso corporal. Calcula el volumen de sangre, en litros, que tiene una persona de 60 kg.

5.      El 43% de la sangre corresponde a la hemoglobina (glóbulos rojos). ¿Qué volumen de hemoglobina tiene una persona de 60 kg?

6.      La composición de aire seco en volumen es: 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de otros gases. ¿Qué volumen de oxígeno hay en 2 litros de aire?

7.      Una disolución de un antiséptico bucofaríngeo contiene 8 gramos de un compuesto de yodo en 100 gramos de disolución, ¿cuál es su concentración expresada en por ciento masa?

8.      ¿Qué cantidad de agua contiene un envase de vinagre de 500 mL si su concentración es 5% en volumen?

  9. El agua oxigenada comercial tiene una concentración del 3% volumen, ¿qué cantidades hay de agua y peróxido de hidrógeno? 

 

 ACTIVIDAD 3: CONCENTRACION EN PARTES POR MILLON DE SOLUTO

APUNTE:

La concentración de soluto en partes por millón (ppm) establece cuántas partes del soluto hay por cada millón de partes de disolución.

 

DEMOSTRACION:

1. Vacía todo el polvo de sabor y agua en el vaso de 250 ml.
2. Numera los vasos del 1 al 7
3. Vierte al primer vaso 10 ml de agua de sabor.
4. A cada uno de los vasos restantes agrégales 9 ml de agua natural y un mililitro del vaso anterior al número que tiene.

RESULTADOS.

No. De vaso	Tonalidad de la disolución	Sabor de la disolución
1
2
3
4
5
6
7

CUESTIONARIO:

1. A medida que se hacen nuevas disoluciones, ¿cómo es la concentración del soluto  en un vaso respecto al anterior?
2. ¿Cuál de los vasos tiene la menor concentración del soluto?
3. ¿Qué pasaría con el color y el sabor del agua después de hacer una serie de 20 disoluciones como las anteriores?
4. Calcula la concentración en cada vaso. 

No. de vaso	Nombre de la concentración	Partes del soluto entre partes totales de la disolución
1	Disolución original	1/1 = 1
2	Una parte por cada diez	1/10 = 0.1
3	Una parte por cada cien
4	Una parte por cada mil
5	Una parte por cada diez mil
6	Una parte por cada cien mil
7	Una parte por cada millón

 EJERCICIOS:

1. El paracetamol es una sustancia analgésica cuya dosis recomendada para adultos es de 500 mg. Suponiendo que una persona de 70 kg toma una dosis de paracetamol, ¿cuál será la concentración en partes por millón en su cuerpo tras ingerir el medicamento?
2. Si una mezcla de tierra y diferentes minerales contiene 5 g de sal en cada 1000 kg de mezcla, ¿cómo expresarías la concentración en ppm?
3. En una muestra de agua de 50 gramos se encontraron 0.000000114 mg de flúor. Calcula la concentración de flúor en ppm.
4. Calcula los miligramos de flúor que hay en una muestra de 1.25 litros de solución que tiene una concentración de 4 ppm.
5. Se han detectado 12 mg de sustancia radiactiva en un depósito de 3 m³ de agua. Calcula la concentración en  partes por millón.
6. En un control sanitario se detectaron 5 mg de mercurio en un pescado de 1.5 kg. Calcula la concentración de mercurio en ppm.

 ACTIVIDAD 4: LA DOSIS HACE EL VENENO

LEE EL TEXTO. 

 

 

EL ERROR DE STEVE JOBS   Los medicamentos más cotidianos parecen sustancias casi mágicas e infalibles. Estamos acostumbrados a sentir sus efectos benéficos al poco tiempo de tomarlos. Pero los fármacos que se usan para tratar el cáncer no dan resultados inmediatos, a veces no los dan en absoluto y además producen efectos secundarios muy importantes, como náuseas, vómito y pérdida de pelo, por lo que algunas personas piensan que hacen más mal que bien. Pero ambas impresiones son mitos que se pueden disipar explicando cómo se prueban y cómo se fabrican los medicamentos.   La alta incidencia del cáncer y los efectos adversos de las quimioterapias hacen que los pacientes busquen  a menudo tratamientos alternativos para su padecimiento. Son muy comunes las historias de personas que, según ellas, se curaron tomando remedios a base de hierbas o frutas exóticas. En cambio se habla poco de los casos exitosos en los que un paciente sobrevivió al cáncer gracias a un diagnóstico y un tratamiento oportunos. Así, llegamos a creer en la eficacia de los productos milagro basándonos únicamente en los casos de unas cuantas personas que dicen que se curaron, sin fijarnos en el número de personas que no se curaron con el mismo tratamiento, y que son muchísimas más.   Un buen ejemplo del daño que pueden hacer los prejuicios contra los medicamentos  es la historia de Steven Paul Jobs, cofundador y director de la compañía Apple.  El cáncer se le diagnóstico en el 2003 tras una tomografía que mostraba una sombra en el páncreas. A pesar del diagnóstico, los doctores se mostraron optimistas pues el tipo de cáncer que padecía podía tratarse extirpado la parte afectada y administrando quimioterapia y decidió combatir la enfermedad  con una dieta a base de jugos de frutas y remedios a base de hierbas.   Nueve meses después el tumor había crecido e invadido otros órganos. Jobs aceptó una operación de urgencia, pero volvió a rechazar la quimioterapia. En 2009 le hicieron un trasplante  de hígado pues el suyo había sido invadido por el cáncer. A pesar de los jugos y los vegetales, el cáncer siguió avanzando y lo debilitó. El hombre por fin aceptó la quimioterapia, pero era demasiado tarde: falleció el 5 de octubre de 2011.   Hay un factor importante en el rechazo de los tratamientos que ofrece la medicina científica: el repudio sistemático de todo lo que se percibe como artificial o “químico” en favor de lo que se ostenta como “natural”. Quimioterapia suena a químico y no les gusta a quienes siguen esta tendencia. Los llamados productos milagro se anuncian como buenos por contener sólo sustancias “naturales” y no contener sustancias químicas. Esto implica un doble equívoco: que “natural” y “químico” son opuestos y que lo natural siempre es saludable mientras lo sintético siempre es dañino. Durante siglos las sustancias medicinales se extrajeron directamente de la naturaleza: se usaban como medicamento plantas, raíces, minerales, animales. Sin embargo, las propiedades curativas de estos ingredientes se deben precisamente a que contienen sustancias químicas que curan si se sabe cómo usarlas, pero también pueden enfermarnos y hasta matarnos si se usan mal. Hoy esas mismas sustancias se fabrican en el laboratorio sin que eso afecte en nada sus propiedades curativas. Así pues, lo químico es natural y puede ser benéfico o dañino, y los compuestos sintéticos (fabricados en laboratorios) no difieren en nada de los “naturales”.   A la sustancia que cura se le llama principio activo, ya sea que esté en una planta o en una pastilla. En general el principio activo debe actuar en partes muy específicas del organismo. En el caso de las quimioterapias debe llegar a donde está el cáncer y matar la mayor cantidad de células del tumor dañando lo menos posible las células sanas. Encontrar sustancias con estas características tan especiales es una tarea muy difícil de la que se encargan los científicos que hacen investigación farmacológica. Las sustancias originales de las que se parte pueden provenir de las plantas, animales o del laboratorio.   Entre los factores que afectan la capacidad curativa de los remedios naturales  está la cantidad de  principio activo presente en las plantas medicinales. El extracto de corteza de un árbol llamado Tejo del Pacífico es capaz de matar las  células de cáncer. El principio activo que se extrajo de esta corteza se le llama taxol.   Si una persona quisiera tratarse utilizando taxol directamente de la planta se vería en serias dificultades. Para poder obtener apenas medio gramo de este fármaco a partir del tejo utilizando los métodos químicos más sofisticados es necesario un árbol entero. Y el paciente  tendría que beber enormes cantidades del té de esta corteza. El químico Robert A. Holton desarrolló un proceso para obtener taxol a partir de un compuesto mucho más abundante en el árbol, y es el que se comercializa como medicamento para el cáncer.   Los medicamentos sintéticos ofrecen dosis suficientes y exactas para el efecto que se desea producir. Hoy se sabe que algunos productos naturales y tratamientos no convencionales pueden complementar los tratamientos formales pero no sustituirlos.   El médico de Steve Jobs, experto en cáncer, afirma que Jobs podría estar con vida si el tiempo que dedicó a los tratamientos alternativos lo hubiera usado para tratarse con medicina científica. Todo indica que fue esta demora lo que lo condujo a una muerte prematura.

 

CUESTIONARIO:

1.      ¿Por qué piensan las personas que los medicamentos contra el cáncer hacen más mal que bien?

2.      ¿Cuál fue la decisión de Steve Jobs cuando le informaron que padecía cáncer en el páncreas?

3.      ¿Cuánto tiempo pasó para que Steve Jobs se decidirá a recibir quimioterapia?

4.      ¿Qué consecuencias tuvo el que Steve Jobs retrasara el tratamiento de quimioterapia para curar el cáncer?

5.      Según la lectura, ¿lo “natural” es opuesto a lo “químico”? ¿por qué?

6.      ¿Qué es el principio activo?

7.      ¿De dónde se obtienen los principios activos?

8.      ¿Qué factor afecta la capacidad curativa de los remedios naturales?

9.      En los medicamentos sintéticos, ¿Qué beneficios aporta la dosis que proporcionan?

10.   ¿Qué habría ocurrido si Steve Jobs  hubiera aceptado tratarse con la quimioterapia?  

APUNTE:

La dosis se define como la cantidad de sustancia por kilogramo de peso que  recibe un organismo. 

EJERCICIOS:

1.      Llevas enfermo de gripe tres días, el médico te recetó tomar una tableta de medicamento cada ocho horas, pero como sientes que no mejoras, decides tomar dos tabletas cada seis horas. ¿Es conveniente esta acción?, ¿a qué peligros te arriesgas?

2.      “Todo es veneno, nada es sin veneno, sólo la dosis hace el veneno”, palabras del alquimista y médico suizo conocido como Paracelso. ¿Qué es lo que nos quiere dar a entender?

3.       Cuando los médicos recetan alguna medicina, no indican la misma cantidad para un adulto que para un niño. ¿Cuál es la explicación?

4.      Tras la ingestión de bebidas alcohólicas, el alcohol pasa a la sangre y de ahí a todos los órganos.  

CONCENTRACION EN SANGRE	EFECTOS EN EL HOMBRE
0.1%	Produce relajación, mareos y descoordinación.
0.5%	Pierde la percepción y puede entrar en estado de coma.
Más de 0.6%	Afecta al corazón y  a la respiración y provocar la muerte.

            Calcula cuanto alcohol debe ingerir una persona de 60 kg para entrar  en estado de coma.

5.  La concentración de sal en el cuerpo no debe ser mayor a 0.9 g por cada 100 ml de sangre, ya que un exceso puede subir la presión arterial y se pueden formar cálculos o piedras en los riñones y la vesícula.

a)    ¿Cuál es el porcentaje de sal que toleramos los seres vivos?

b)    ¿Cuántos gramos de sal, como máximo puede ingerir una persona de 60 kg?

6.  El metoxicam es un analgésico que se emplea  en medicina veterinaria. La dosis recomendada para perros es de 0.2mg/kg. ¿Cuál es la cantidad que debe recibir un perro si pesa 8.4 kg?

7.  La cantidad de jarabe para la tos que recibirá un niño cuyo peso es de 25 kg es de 15 mL, mientras que para una persona de 50 kg es de 30 mL. ¿Cuál es la dosis del jarabe por kilogramo de peso?

8.  Uno de los contaminantes del aire es el monóxido de carbono, el cual se produce cuando no se quema de manera incompleta los compuestos que tienen carbono; es un compuesto tóxico ya que puede causar asfixia y daño neurológico. De acuerdo a las normas de calidad del aire, se establece la siguiente escala para el monóxido de carbono.

Valoración IMECA	Concentración en partes por millón
Buena.	0 - 5.50
Regular.	5.51 – 11.0
Mala.	11.01 – 16.50
Muy mala.	16.51 – 22.00
Extremadamente mala.	Mayor a 22.00

Si una habitación mide 4 m x 4 m x 2.5 m, ¿cuántos miligramos de monóxido de carbono pueden estar presentes para que la valoración IMECA sea buena?

 

ANALISIS DE LECTURA

 

ANTIVENENO DESARROLADO EN MEXICO El grupo de Alejandro Alagón, del Instituto de Biotecnología de la UNAM, en colaboración con la empresa mexicana Bioclon, ha desarrollado antivenenos para picaduras de alacrán (Alacramyn), de viuda negra o capulina (Aracmyn), de araña violinista (Loxmyn) y de serpiente coralillo (Coralmyn), así como antiviperinos como el Antivipmyn, para veneno de víbora de cascabel y nauyaca. En el número del 14 de mayo de la revista New England Journal of Medicine Alagón y otros autores publicaron un artículo titulado “Antiveneno para tratar niños gravemente afectados por la neurotixicidad de la picadura de alacrán”, donde se documenta el uso exitoso del Alacramyn en niños y jóvenes en la ciudad de Tucson, Arizona, entre 2004 y 2005. Este antiveneno, de uso común en México y en otras partes del mundo, está siendo analizado por la Dirección Federal de Alimentos y Medicinas de Estados Unidos (FDA), país donde aún no se aprueba. En Estados Unidos más de 250000 personas sufre picaduras de alacrán anualmente, en particular en las regiones desérticas. La picadura produce efectos que van desde graves son descoordinación neuromotora, visión alterada, compresión respiratoria debida a abundantes secreciones del pulmón, obstrucción de las vías respiratorias, hiperventilación y ocasionalmente un edema pulmonar que no es de origen cardiaco. Estos síntomas se deben a que los iones de las toxinas del veneno estimulan y alteran el sistema nervioso periférico. Los alacranes que son venenosos para el ser humano y otros mamíferos son los del género Centruroides. Los casos graves de intoxicación que no son tratados con un antiveneno requieren cuidados intensivos para controlar la descoordinación neuromotora y la compresión respiratoria. Normalmente se les da a los pacientes benzodiacepinas (tranquilizantes) para mantenerlos sedados. La estancia promedio de los pacientes en la unidad de cuidados intensivos es de 16 horas, aunque en algunos casos llega a varios días. El antiveneno desarrollado en México puede resolver el envenamiento en un lapso de entre una y cuatro horas, como se pudo constatar en el estudio citado, y no tiene efectos secundarios. Este antiveneno se produce a partir del veneno extraído de varias especies mexicanas de alacrán: Centruroides limpidus limpidus, C. I.Teconamus, C. Noxnis y C. suffusus suffusus, y es afín al del alacrán de las zonas desérticas de Estados Unidos. C. sculpturus.

CUESTIONARIO:

1.   De qué animales protegen los antivenenos que han desarrollado en la UNAM?

2.   ¿En qué lugares se ha empleado el antiveneno de alacrán?

3.   ¿A qué se deben los síntomas que presentan  las personas picadas por alacrán?

4.   ¿Cuánto tiempo tienen que tratar a los pacientes en la unidad de cuidados intensivos?

5.   ¿Cuánto tiempo tarda el antiveneno desarrollado en México para tratar el envenenamiento por alacrán?

6.   ¿Qué es un contaminante?

7.   ¿Qué es un veneno?

8.   La dosis recomendada de un antibiótico es de 30 mg/kg. ¿Cuál es la dosis que debe recibir una persona si pesa 74 kg?

9.   Un perfume de 200 mL tiene 3.5 gramos de esencia, ¿en qué porcentaje se encuentra la esencia? 

10.  Un medicamente de libre venta, tiene una dosis recomendada para adultos de 275 mg. Suponiendo que una persona de 57 kg toma una dosis del medicamento, ¿cuál será la concentración en partes por millón en su cuerpo tras ingerir el medicamento?