Tercer Periodo

 Microbiología

La microbiología es la rama de la biología que se dedica al estudio de los microorganismos, organismos tan pequeños que solo pueden ser observados a través de microscopios. Estos microorganismos incluyen bacterias, virus, hongos y protozoos, y desempeñan roles fundamentales en diversos aspectos de la vida en la Tierra, desde la descomposición de materia orgánica hasta la producción de alimentos y medicamentos. Dos ejemplos notables de cómo los microorganismos son esenciales para la producción de alimentos son el yogur y el vino.

Es importante destacar que la microbiología también abarca microorganismos potencialmente peligrosos. Algunas bacterias, como Escherichia coli (E. coli) y Salmonella, pueden causar enfermedades alimentarias graves. En cuanto a los virus, son agentes infecciosos que pueden afectar tanto a humanos como a otros organismos. Ejemplos notables son el VIH, que causa el SIDA, y el SARS-CoV-2, responsable de la pandemia de COVID-19.

La microbiología desempeña un papel esencial en la producción de alimentos como el yogur y el vino, y su comprensión nos permite aprovechar los beneficios de los microorganismos mientras nos protegemos de los riesgos potenciales que presentan algunos de ellos.

Yogur: Fermentación Láctica por Bacterias

El proceso de elaboración del yogur involucra principalmente bacterias del género Lactobacillus y Streptococcus. Estas bacterias son conocidas como cultivos lácticos. Aquí hay un resumen de cómo funciona:

1. -Fermentación Láctica: La leche se calienta para matar cualquier bacteria no deseada y luego se enfría a la temperatura óptima para el crecimiento de las bacterias del yogur. Las bacterias lácticas se agregan a la leche.

2. -Producción de Ácido Láctico: Las bacterias consumen los azúcares presentes en la leche (lactosa) y los convierten en ácido láctico. Esto disminuye el pH de la leche, volviéndola más ácida y creando un ambiente hostil para otras bacterias dañinas.

3. -Cambio en la Textura y el Sabor: La producción de ácido láctico coagula las proteínas de la leche, formando una textura más espesa característica del yogur. Las bacterias también producen compuestos que dan sabor al yogur.

4. -Crecimiento de Bacterias Beneficiosas: Las bacterias del yogur se multiplican y colonizan la leche, creando una población estable.

El yogur es una fuente rica de probióticos, bacterias beneficiosas para la salud digestiva. Además, su proceso de fermentación no solo preserva la leche, sino que también mejora su sabor y valor nutricional.

Vino: Fermentación Alcohólica por Levaduras

El proceso de producción de vino implica principalmente levaduras, especialmente de la especie Saccharomyces cerevisiae. A continuación, se explica cómo se produce el vino:

1. -Fermentación Alcohólica: Las uvas se cosechan y trituran para liberar el mosto, que es el jugo dulce de las uvas. Las levaduras naturales o añadidas se encargan de la fermentación alcohólica, donde los azúcares del mosto se convierten en alcohol y dióxido de carbono.

2. -Producción de Alcohol y Aromas: Durante la fermentación, las levaduras metabolizan los azúcares y producen alcohol y una variedad de compuestos aromáticos que contribuyen al sabor y aroma característicos del vino.

3. -Maduración: Después de la fermentación, el vino se somete a un proceso de maduración en barricas de roble o tanques de acero inoxidable, donde se desarrollan sus características sensoriales.

4. -Embotellado: Una vez que el vino ha madurado, se filtra, se embotella y, en algunos casos, se deja envejecer en la botella antes de su consumo.

Solución

Es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias puras que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporciones variables. También se puede definir como una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o varios solutos.

Esta frecuentemente formada por un solvente, disolvente, dispersante o medio de dispersión, medio en el que se disuelven uno o más solutos. Los criterios para decidir cuál es el disolvente y cuáles los solutos son más o menos arbitrarios; no hay una razón científica para hacer tal distinción.

Hay 3 tipos, Solido, Liquido y Gaseoso. 

Ley de Avogadro, convertir de moles a gramos, de gramos a moles, calcular cantidad de particulas de un elemento o de un compuesto.

La Ley de Avogadro, formulada por el químico italiano Amedeo Avogadro en el siglo XIX, establece que volúmenes iguales de gases en condiciones iguales de temperatura y presión contienen el mismo número de partículas, ya sea átomos, moléculas o iones. Esta ley es fundamental para comprender la relación entre la cantidad de sustancia y el número de partículas en una muestra.

Conversión de Gramos a Moles: Para convertir una cantidad de sustancia de gramos a moles, se utiliza la masa molar del compuesto. La masa molar es la masa de un mol de átomos, moléculas o iones de una sustancia.

Número de Moles (n) = Masa (m) / Masa Molar (M)

Donde:

• n: número de moles
• m: masa en gramos
• M: masa molar en g/mol

Conversión de Moles a Gramos: La conversión de moles a gramos se realiza utilizando la misma relación, pero despejando la masa en lugar del número de moles.

Masa (m) = Número de Moles (n) × Masa Molar (M)

Cálculo de Cantidad de Partículas: Para calcular la cantidad de partículas (átomos, moléculas o iones) en una muestra, se utiliza el concepto del número de Avogadro, que es aproximadamente $6.022\times 10^{23}$ partículas por mol. Esto se conoce como el número de Avogadro o constante de Avogadro.

Número de Partículas = Número de Moles (n) × Número de Avogadro

Donde:

• Número de Partículas: cantidad de átomos, moléculas o iones
• Número de Moles (n): cantidad de moles
• Número de Avogadro: $6.022\times 10^{23}$ partículas/mol

Ejemplo: Convertir Gramos de Oxígeno en Moles y Calcular el Número de Átomos

Supongamos que tienes 32 gramos de oxígeno (O₂) y deseas convertir esta cantidad en moles y luego calcular el número de átomos de oxígeno en esa muestra.

1. Conversión de Gramos a Moles: Primero, necesitas conocer la masa molar del oxígeno. La masa molar del oxígeno (O₂) es aproximadamente 32 g/mol (16 g/mol por átomo de oxígeno). Utiliza la fórmula para convertir gramos en moles:

Número de Moles (n) = Masa (m) / Masa Molar (M)

En este caso: Masa (m) = 32 g Masa Molar (M) = 32 g/mol

Número de Moles (n) = 32 g / 32 g/mol = 1 mol

Ahora sabemos que tienes 1 mol de oxígeno.

2. Cálculo del Número de Partículas (Átomos): Usaremos el número de Avogadro ($6.022\times 10^{23}$ partículas/mol) para calcular el número de átomos en 1 mol de oxígeno.

Número de Partículas = Número de Moles (n) × Número de Avogadro

Número de Partículas = 1 mol × $6.022\times 10^{23}$ partículas/mol = $6.022\times 10^{23}$ átomos

Por lo tanto, en 32 gramos de oxígeno (O₂), tienes 1 mol de oxígeno, lo que equivale a $6.022\times 10^{23}$ átomos de oxígeno.