La química es la ciencia que trata todo lo relacionado con la materia, es decir, todo aquello que tiene masa y ocupa un espacio. La química estudia la composición, propiedades y los cambios que experimenta la materia, como por ejemplo, lo que pasa cuando el sodio reacciona con el agua, o lo que sucede cuando el hierro queda a la intemperie.
Esto significa que la química en general abarca un campo de estudio enorme, desde el nivel atómico hasta la biosfera y más allá, como la composición de las estrellas y planetas. Para facilitar la comprensión de las diversas áreas de acción de la química existen diversas ramas, siendo la primera división de la química la que se dio en el siglo XIX entre la química orgánica y la química inorgánica. A continuación se presentan varias ramas de la química y sus aplicaciones.
1. Química orgánica
La química orgánica es la rama de la química encargada del estudio del carbono y sus compuestos, mejor conocidos como compuestos orgánicos. Inicialmente se consideraban compuestos orgánicos a aquellos compuestos producidos por organismos vivos. No obstante, hoy día los químicos pueden sintetizar en el laboratorio muchos de estos compuestos.
Industrias tales como industria de polímeros, industria petroquímica e industria farmacéutica depende de químicos orgánicos.
2. Química inorgánica
Esta rama de la química se encarga de estudiar los compuestos inorgánicos tales como las sales y minerales. Estos compuestos se encuentran en la naturaleza y no pueden ser sintetizados por los seres vivos.
Las principales aplicaciones de la química inorgánica se presentan en la metalurgia, en la nanotecnología y la electrónica, entre otras.
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3. Química analítica
Es la rama de la química encargada del análisis de las sustancias. Las principales tareas de los químicos en este campo son detectar la presencia de sustancias en mezclas (análisis cualitativo) o medir cuanto hay de una sustancia en una mezcla (análisis cuantitativo).
La química analítica tiene aplicaciones en control de calidad y en el desarrollo de productos en la industria.
4. Bioquímica
La bioquímica es la rama de la química que estudia la estructura y la función de las moléculas biológicas, tales como las proteínas, los ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos. En la bioquímica se relacionan la química y la biología.
Los bioquímicos estudian las reacciones químicas que ocurren en los organismos vivos, como la digestión, el metabolismo, la reproducción y la respiración.
5. Biotecnología
Es la aplicación de la bioquímica y la biología para crear y modificar material genético u organismos con un propósito específico.
La biotecnología se emplea en la creación de cultivos resistentes a enfermedades, para la producción de biocombustibles y para producción de insumos y suplementos, entre otras muchas aplicaciones.
6. Fotoquímica
Es la rama que estudia la interacción de la luz con las moléculas, los sistemas supramoleculares y la materia biológica. Entre estos se estudian los fenómenos de luminiscencia, la fotosíntesis, la fototerapia y los efectos de la radiación UV y visible y utilización de la energía solar.
La fotoquímica tiene importantes aplicaciones en el desarrollo de fuentes energéticas sostenibles, en el tratamiento de enfermedades de la piel y cosméticos.
7. Química biológica
La química biológica es el estudio de los compuestos y reacciones químicas involucradas en los procesos biológicos. Por ejemplo, la búsqueda de compuestos que impiden la coagulación de la sangre en algunas plantas puede ser una estrategia para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares.
La química biológica tiene aplicaciones también en la búsqueda de drogas contra los parásitos y hongos que pueden provocar enfermedades en los humanos.
8. Catálisis
La catálisis o química catalítica desarrolla métodos y procesos de conversión usando catalizadores. Los catalizadores son compuestos que aceleran las reacciones químicas. Por ejemplo, el agua oxigenada puede transformarse en agua y oxígeno, pero en condiciones normales esto tarda mucho tiempo. Si se le coloca un catalizador, como dióxido de manganeso, la reacción es casi inmediata.
La química catalítica busca nuevos catalizadores y estudia los mecanismos catalíticos. Tiene aplicaciones en la industria petroquímica y en la biorremediación.
9. Química de materiales
La química de materiales se encarga de los estudios experimentales y teóricos para la comprensión, aplicación, propiedades y síntesis de nuevos materiales. La búsqueda de estos nuevos materiales tiene la finalidad de mejorar su desempeño y propiedades físicas.
La química de materiales tiene aplicaciones en la ingeniería, en la óptica, el electromagnetismo y en la medicina.
10. Química ambiental
Es la rama de la química que se especializa en el estudio de los procesos químicos del aire, agua y suelo. Entre las tareas de la química ambiental está la medición de contaminantes, como el mercurio, en los suelos y reservas de agua. También mide las emisiones de gases y fugas de desechos de industrias.
La química ambiental se aplica en agencias privadas y públicas interesadas en la protección del medio ambiente y en la contaminación.
11. Fisicoquímica
Esta rama de la química se dedica a deducir por qué los sistemas químicos se comportan de la forma que lo hacen aplicando la física. Los fisicoquímicos estudian las propiedades físicas y el comportamiento de la materia, así como tratan de desarrollar modelos y teorías para describirlos.
La fisicoquímica se vale de áreas de la física, como la termodinámica y la espectroscopia, para explicar la dirección de las reacciones químicas y cuánta energía se libera o se absorbe.
12. Química medicinal
La química medicinal se dedica al diseño, síntesis y evaluación de nuevas entidades químicas y bioquímicas con un potencial para ser usados como agentes farmacológicos o potenciales drogas.
La química medicinal es un área interdisciplinaria que cuenta con los aportes a la química de la biología, la bioquímica, la medicina y la farmacología.
13. Química computacional
Es la rama de la química que utiliza la simulación por computadora para resolver problemas químicos. En la química computacional se relaciona la informática, la matemática y la química para evaluar estructuras y procesos químicos, con la ventaja de ahorro de tiempo y reactivos.
14. Química forense
La química forense aplica los análisis químicos en el contexto de la investigación forense y criminal, para analizar muestras o trazas de muestras provenientes de escenas del crimen. Por ejemplo, en investigaciones de incendios, un químico forense puede determinar si el fuego se inició con gasolina o kerosene.
15. Química de polímeros
Se encarga de la síntesis y análisis de polímeros, su estructura y función, en particular de los polímeros sintéticos como los plásticos y las gomas. Los polímeros son estructuras largas compuestas por la repetición de unidades, como el nylon, el ADN y los plásticos.
16. Química verde
La química verde se refiere a la utilización de un conjunto de principios que reduce y elimina el uso o generación de sustancias peligrosas en el diseño, fabricación y aplicación de productos químicos. Su finalidad es reducir el impacto ambiental de las empresas químicas.
Es una de las ramas más modernas y en evolución que se encarga de la investigación de tecnologías alternativas y sostenibles en la química.
17. Petroquímica
La petroquímica se especializa en los procesos de refinación y procesamiento del petróleo y sus derivados. También estudia la composición del petróleo y el gas natural y cómo transformarlos en compuestos útiles, como la gasolina.
El petróleo crudo es un combustible fósil que en estado natural es poco manejable. La petroquímica diseña estrategias de extracción y modificación del petróleo para mayor eficiencia y rentabilidad.
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