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Fascículo 28
Capítulo IX: La química de todos los díasEl mundo de la química
¿Ondulado o lacio?La apariencia del cabello cambia cuando se rompen los enlaces azufre-azufrede la cisteína.
En ese principio se basan los productos para desrices y “permanentes”, estasúltimas usadas para rizar el cabello. La acción de ondular o desrizar el cabelloocurre en dos reacciones químicas:
1. Se rompen los enlaces de azufre entre los residuos de cisteína por acciónde un agente reductor. El más popular es el tioglicolato de amonio y paralas cremas desrizantes también se emplean hidróxido de sodio, de amonioo guanidina. En este paso la estructura de la hebra se destruye y puedemantenerse ya lisa (desrizada) si el cabello estirado se neutraliza con unasolución ácida o ya rizada si el cabello se envuelve en rollos especiales.
2. Se regeneran los enlaces S–S mediante un agente oxidante, como aguaoxigenada, perborato de sodio (NaBO2.H2O2.3H2O) y otros. En este últimopaso se utiliza la llamada “solución neutralizadora” que restablece la estructuray el pH del cabello. La solución neutralizadora contiene además humectantesy emolientes con un agente oxidante (peróxido de hidrógeno, H2O2) y asírestaura el pH del cabello.
El principio del “desriz” es romper los enlaces de azufre con cremas con basede hidróxido de sodio o hidróxido de guanadina, y luego neutralizarlos con unasolución ácida.
Corteza del cabello
Médula
Glándula sebácea
Folículo piloso
Vasos sanguíneos
Una hebra de cabello está constituida por dos partes fundamentales: la quepeinamos (externa) y una incorporada a la piel que forma el cuero cabelludo.Es la parte externa la que modificamos: teñimos, peinamos, lavamos, rizamos…Esta parte es una fibra polimérica compleja constituida principalmente porqueratina, una proteína con una cantidad importante del aminoácido cisteínay un pigmento natural que también es un polímero: la melanina. Este últimoestá prácticamente ausente en el cabello canoso.
Los champúesEl champú es una palabra que se originó en India y que significa “masajear elcuero cabelludo”; es la sustancia capaz de limpiar el cabello y el cuero cabelludo.Se trata de un invento reciente, antiguamente se usaban las cenizas de lachimenea para esa función. Está compuesto por “surfactantes” como el sulfatode laurilo que actúa como el jabón; tiene una parte polar que es atraída por elagua y una no polar que es atraída por las grasas. Cuando se produce espumay se masajea el cabello se extraen la grasa y el sucio.
Existen diferentes tipos de surfactantes y sus combinaciones son las quepermiten las variedades de champú según los tipos de cabello. Después dellavado se recomienda el uso de un acondicionador que elimina el exceso dechampú, restablece el pH del cabello y suministra aceites para dar brillo ya quelos naturales se han perdido durante el lavado.
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Uno de los conflictos de los seres humanos es su temor aenvejecer. Algunos de los indicios físicos de que ello estáocurriendo es generalmente la aparición de canas en la cabeza.Si bien no necesariamente los cabellos blancos son sinónimode vejez, a la edad en que se presenten son causantes demuchas angustias. Adicionalmente, la moda o la necesidad demejorar la apariencia personal ha colocado en el mercado unaamplia variedad de productos para teñir el cabello.
En la coloración del cabello se aplican básicamente los mismosprincipios utilizados en la coloración de textiles.
Los comerciales que promocionan tintes capilares indican quese puede disponer de tintes temporales, permanentes o másconservadoramente llamados “semipermanentes” que“mantienen el color después de múltiples lavadas”.
Qué son y cómo actúan los tintesLos tintes temporales, que desaparecen después de algunaspocas lavadas, son generalmente moléculas grandes que sedepositan sobre la superficie de la hebra sin penetrar en lafibra proteica y por ello son eliminados por el champú.
Los tintes semi-permanentes y permanentes consisten enmoléculas pequeñas solubles en agua que penetran en la fibray se fijan a ella. A menudo se vuelven insolubles a través dela formación de complejos metálicos de cobre o cobalto cuyassales son suministradas en el mismo tinte, o bien medianteoxidación, por ejemplo con agua oxigenada, con la cual sedesarrolla el color deseado en el colorante impregnado en lahebra. Si bien el color no es totalmente eliminado de la hebra,después de varias lavadas su tonalidad cambia (generalmentese aclara) porque los complejos fibra-colorantes sedescomponen principalmente por acción de la luz solar. Estoscolorantes son generalmente derivados de la fenilendiaminay del para-aminofenol. Hay muchas formulaciones y el colordeseado se logra utilizando diferentes combinaciones demoléculas colorantes en el producto comercial.
Cómo una morena puede convertirse enrubia y viceversaLos tintes son efectivos si el color aplicado es más oscuro queel cabello natural. Sin embargo, la coquetería no tiene límitesy así algunas morenas tropicales desean una cabellera nórdica.Para ello deben decolorarse el cabello. El cabello es decoloradocon agua oxigenada u otro peróxido que destruye el pigmentopor oxidación. El proceso es más efectivo si el oxidante semezcla con amoníaco (hidróxido de amonio) y por supuesto,no solamente se cambia el color sino que también se destruyela estructura de la hebra haciéndola esponjosa y muy frágil.
NH2
OH
Oxidacióncon H2O2
p-aminofenol
NH
Oquinona-imina
N
H2NO OH
N
O OH
OH
Indofenol: tinte rojo
Indofenol: tinte amarillo
NH2
OH
OH
OH
m-aminofenol
Resorcinol
Colorantes de cabello
La química del tinte
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El maquillaje para realzarla bellezaEl maquillaje no sólo ha sido un ritual de belleza sino que esparte esencial de ritos religiosos y de la caracterización de losactores en obras de teatro o del cine. Podemos encontrardelineadores de ojos, alargadores de pestañas, polvos y pinturasde labios. La primera vez que apareció el labial en la presentaciónque hoy conocemos, en tubo, fue en 1915; era de color “carmín”resultado de tratar el colorante cochinilla con amoníaco. En losaños 20 se introdujo al mercado el primer labial indeleble. Lapintura de labios está compuesta por una base, colorantes yaditivos como perfumes, ceras, antisépticos y protectores solares.La base hace que el labial no se disuelva en agua; anteriormentese usaba un aceite y ahora se utiliza una mezcla de aceite concera que favorece la aplicación del producto. Para que no se“fracture” la pintura se añade un éster como el miristato deisopropilo. Para los colores se usa una “laca”. Una laca es untinte que se prepara con un colorante directo añadido a un sustratoal cual se une por absorción, coprecipitación o combinaciónquímica, es decir no es una simple mezcla. Las lacas son un tipode pigmentos (insolubles en agua o aceite) y como todos ellosson opacas. Para prevenir la resequedad de los labios por accióndel Sol o de la deshidratación se usan también productos hechossólo a base de emolientes e hidratantes.
Cosméticos: Química al servicio de la bellezay la estética
Aceite de castor
Glicol-propileno
Amarillo Nº 5
Propilparabeno
Zábila (Aloe vera)
Azul Nº 1
Aceites minerales
Aceite de candelilla
BHA
Naranja Nº 5
Cetilester
Ácido cítricoRojo Nº 21
Rojo Nº 27
Carnauba
Cera de abejas
Buena parte de los comerciales de TV hace referencia a productosde aseo personal y a aquellos que mejoran nuestra apariencia, alos llamados cosméticos. Consideraremos en esta parte los tintes,humectantes, champúes, jabones, perfumes y productos de
Sin duda alguna, los olores son sustancias que nosidentifican y nos permiten evocar recuerdos, lugares,comidas y personas. Una de las principalesaplicaciones de los aromas es en los perfumes ycolonias. Esta industria es una de la más competitivasy la que posee mayores secretos.
La naturaleza nos provee la mayor cantidad de aceitesesenciales que son la base de los aromas.Antiguamente se maceraban los pétalos de la florespara extraer los aceites. Ahora se extraen consolventes. Las esencias sintéticas, por su granestabilidad y fácil obtención, han desplazado a lasnaturales y su producción se ha transformado en unemporio económico. La colonia Jean Marie Farina ola 4711 son las que han permanecido a través deltiempo y Chanel No.5 es la fragancia más popular.
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El perfume: Fragancia que nos hace inolvidables
Etiqueta de la precursora del JeanMarie Farina “Maria ClementineMartin” (1826) y una etiqueta delNº 4711 con fecha de 1881.
Algunas pastas dentales están compuestas en un granporcentaje de yeso, carbonato de calcio o de óxido dealuminio, abrasivos que por la acción del cepillado eliminanel sarro de los dientes y las impurezas. Los dientes estáncompuestos por esmalte, 96 % de hidroxiapatita (fosfatode calcio) y dentina. Las caries atacan inicialmente elesmalte y para prevenirlas se usa el flúor. Este elemento,que algunas veces se presenta como floruro de sodio,entra en contacto con la hidroxiapatita y la transforma enfluorapatita, un material que resulta más resistente. Es porello que en algunos países para la prevención de las cariesañaden flúor al agua. Los dentríficos contienen, además,agentes blanqueadores, espesantes, humectantes ysaborizantes como la menta. Una higiene adecuada y lasvisitas frecuentes al odontólogo ayudan al flúor a prevenirlas caries.
El flúor, elemento máselectronegativo, tiene lamisión de proteger losdientes contra la caries
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La piel bronceada se ha traducido de manera peligrosa ensinónimo de belleza y de salud. Si bien los rayos solares nosbenefician, ya que favorecen múltiples procesos en nuestrocuerpo, recibidos de manera no controlada pueden producirseveros daños en nuestra piel y en nuestro sistema internollegando a desembocar, por ejemplo, en cáncer de piel.Componentes altamente energéticos de la radiación solarcomo los rayos ultravioleta tienen la mayor responsabilidaden el daño a la piel. De ellos, los rayos ultravioletas-C y partede los ultravioletas-B son filtrados parcialmente por la capade ozono y ello explica la existencia de la vida sobre la tierra.
¿Cómo protegernos?Todo tipo de piel expuesta mucho tiempo al Sol es susceptiblea los efectos de la radiación solar; el efecto varía según eltiempo de exposición que puede tolerar cada piel hastamanifestar enrojecimiento o bronceado. En el mercado sedispone de varios productos denominados protectores ybloqueadores solares. La diferencia entre ellos es elmecanismo de protección. Los bloqueadores previenen quelos rayos alcancen, al menos en parte, las células epitelialesporque actúan como una pantalla física gracias al dióxido detitanio que contienen y que reflejan los rayos. Los protectoreso filtros solares actúan a nivel químico con componentes queabsorben la radiación UVB (290-320 nm) y UVA (320-400 nm).Estos compuestos son conocidos como filtros de protecciónsolar y aparecen en la etiqueta del producto con las siglasFPS acompañados de un número que va desde 15 hasta 45.A medida que el número es mayor el producto es más eficientecomo protector solar. Algunos de estos compuestos son elp-metoxicinamato de 2-etoxietilo y el p-metoxibenzoato demonoglicerilo como ingredientes activos. Era frecuenteencontrar PABA: ácido p-amino benzoico como ingredientede los protectores solares, sin embargo su uso se ha reducidoya que se ha demostrado que es responsable de reaccionesadversas en la piel.
Ningún filtro solar protege completamente puesto que suacción controladora se restringe a una parte del espectrosolar quedando la piel expuesta al resto de las radiaciones.
La ingesta de ciertos alimentos o medicamentos seguida deuna exposición al Sol ha sido responsable de efectos nodeseados en la piel de algunas personas y este es un factorque hay que tener en cuenta cuando te quieras broncear.Para la ingesta de antioxidantes orales como la vitamina Co E durante la exposición al Sol consulta a tu médico. Evitael uso de bronceadores caseros, como cerveza o aceites conzanahoria o remolacha, ya que pueden provocar quemadurasy manchas en la piel.
Protectores y bloqueadores solares:Barreras benéficas para la piel
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Ese órgano es la piel, cuyas dimensiones pueden llegara 7 m2 en el caso de un adulto. Su principal característicaes la flexibilidad para poder ir a la par de los movimientoscorporales. Una piel humectada permitirá que eso ocurra.
La piel tiene una capa externa conocida como epidermiscompuesta por células en constante renovación. Suespesor varía en las diferentes partes del cuerpo. Laproteína principal de esta capa es la queratina que leconfiere cierta rigidez y la hace impermeable. Paramantenerse suficientemente flexible recibe lassecreciones sebáceas a través de los poros y los canalesque alojan los vellos. La capa interior que le sigue esla dermis que, constituida por células vivas y cuyasproteínas principales son el colágeno y la elastina, leconfieren flexibilidad excepcional. La dermis y laepidermis conforman el “cutis”.
Muchas veces sometemos a nuestra piel a condicionesextremas y es vital restituirle su humedad. Para ello seusan hidratantes que son sustancias compuestas porhumectantes tal como la glicerina y el sorbitol, yemolientes como aceites de lanolina y sésamo entreotros. ¿Podrías decir cuáles son las funciones de cadauno?
El órgano más grande del cuerpo tiene sed
Apoyo didácticoFabricando jabones caserosSe recomienda no usar el aceite de freír más de unavez porque es nocivo para la salud. Pero, ¿qué podemoshacer con él? Jabones para lavar.
Mezcla 100 ml de aceite comestible usado y filtrado através de un lienzo o una mota de algodón para eliminarrestos sólidos con 70 ml de agua. Añade 20 g dehidróxido de sodio y calienta en un recipiente de aceroo de vidrio con agitación constante hasta su ebullición.Notarás la formación de una pasta fluida a medida queprosigue el calentamiento. Cuando no se forme másemulsión vierte la mezcla en moldes (puedes usar cajitasde fósforos) y déjala enfriar y solidificar. Esto tardará almenos un día.
El sólido obtenido es un jabón altamente alcalino por locual no es conveniente utilizarlo en la limpieza corporal.
El método primitivo de fabricación del jabón era utilizandosebo o grasa animal y cenizas.
Desde el exterior hacia el interior podemos distinguir trescapas de tejidos: 1. La piel superficial (epidermis), 2. Ladermis o corion y 3. El tejido subcutáneo, hipodermis osubcutis. La epidermis y la dermis conforman el cutis, o loque se entiende como la piel propiamente dicha.
Fabricando jabón.Short Lady Collection.
Fuente: www.blattelbrittonstudios.com
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¿Qué es el papel?
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Hay un insecto que hace su nidode papelLa avispa corta la corteza y las hojas de los árboles consus mandíbulas, las muele y con su saliva hace una pasta:con ella construye su nido. Ese material resulta ser parecidoal cartón. Cuentan que la labor de la avispa fue observadapor un chino quien imitó al insecto y logró así hacer laprimera hoja de papel.
Tipos de papelLa celulosa que conforma el papel es hidrofílica yaque sus grupos -OH interaccionan con las moléculasde agua. Para alterar esta situación, se añaden alpapel compuestos químicos para que esta condiciónpueda ser controlada, aumentándola odisminuyéndola. Antiguamente se usaban sustanciasácidas, pero éstas deterioraban muy pronto el papel.En la actualidad se utilizan aditivos que soncompuestos hodrofóbicos como el dímero dealquilceteno (AKD) y el anhídrido alquisuccínico (ASA).
Una manera de clasificar el papel es de acuerdo consu capacidad para la absorción de agua. Los papelesmás absorbentes son las servilletas y toallines; lessigue el papel de bolsa de panadería o de “abasto”.El papel de escritura o de impresión poseecapacidades variables de acuerdo con su uso.Igualmente, el cartón que se utiliza para envasarleche o jugos no permite el paso del agua porque estratado con los productos químicos antes mencionadosque no sólo impiden el paso del agua sino que le danfuerza al papel en su interior y en la superficie.
Celulosa – OH + CH – CH – CH2
R
R’C
OC
O O
CH – CH CH2
R
R’C – OH
OC O
C Celulosa
Diversos motivos decorativos realizados con papel de arroz.
El papel es un producto de origen vegetal. Su constituyentees la celulosa, un polímero con el mismo tipo de monómeroque el almidón: la glucosa. Pero, ¿en qué difieren el almidónque consumimos en forma de pan y el papel de nuestroscuadernos o libros? Pues en la manera en que se unen lasmoléculas de glucosa entre sí. Pero, si ambos polímerostienen glucosa, ¿por qué los humanos pueden aprovecharla glucosa del almidón pero no la de la celulosa? Larespuesta involucra al sistema enzimático que poseemosque sólo es capaz de romper las uniones entre unidadesde glucosa que se presentan en las moléculas de almidón.Éstas son las enzimas conocidas como amilasas.
La principal característica del papel es su rigidez quedependerá de la fibra y de la pulpa de celulosa que se use.Otras de sus propiedades son la resistencia al rasgado, laresistencia superficial y su resistencia a la absorción deagua. Dependiendo del uso al que esté destinado el papeltendrá un proceso de fabricación específico.
Bosque maderero
Papel ycartónusado
Papel y cartónrecuperado
Molino depulpa y papel
Papel yproductosde cartón
Papel y cartónno reciclado
Desechosde madera
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Fabricación del papelFibras de madera, fibras provenientes del prensado de lacaña de azúcar, cartón y papel viejo (reciclaje de papel),trapos de algodón o lino son disueltos en una soluciónconcentrada de hidróxido de sodio y sulfato de sodio ycalor (llamada digestión alcalina) o en una solución ácidaconcentrada con bisulfito de calcio (digestión ácida). Lapasta así obtenida se blanquea y se prensa en láminasdelgadas. El papel así obtenido es poroso y está constituidosolamente por celulosa; para fabricar papeles de mayorcalidad se añade a la pasta sulfato de bario o de calcio(caolín), y jabones resinosos para obtener papel fino.
Como habrás notado a lo largo de este capítulo, muchasde las cosas que usamos comúnmente en nuestra vidason de origen natural, y la tinta es otro ejemplo de ello.
Papel y tinta, compañeros inseparablesSe cree que la tinta fue inventada por los chinos.
La más antigua se basaba en el negro de humos pero lamás duradera fue la conocida como la tinta ferrogálica queprovenía del roble. Las notas de Leonardo Da Vinci (imagen),las partituras del músico Johann Sebastian Bach y losdibujos de Van Gogh fueron realizados con esta tinta. Teníala propiedad de ser imborrable y adherirse muy bien alpergamino que era el papel de mayor uso en siglos pasados.Esta tinta “quemaba” u oxidaba el papel por la presenciadel ácido tánico, que son fenoles, entre sus componentes.Fueron muchas las limitaciones de su uso sobre todo porquevariaba su color y deterioraba el papel dificultando laconservación de documentos históricos. Con el tiempo, fuesustituida por tintas sintéticas; a partir del siglo XIII fuecuando aparecieron las tintas con color.
Uno de los componentes básicos de la tinta es el pigmento,una sustancia que se encuentra dispersa en el vehículo quea su vez tiene la función de hacer llegar el color al papeldesde el bolígrafo o desde la prensa. El pigmento no sedisuelve en el vehículo y una vez aplicado permanece sobrela superficie de aplicación. Para evitar que la tinta “se corra”se usan aceites secantes hidrófobos que contienencatalizadores de magnesio y zinc. Hay una gran variedadde tintas que se clasifican como grasas líquidas e intermediasy que se emplean en función del proceso de impresión quese desee realizar.
Dióxido de carbono
