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¿La madera es un elemento, compuesto o mezcla?

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En 2017, Global Tree Search publicó un estudio que confirmaba que existen más de 60.000 especies de árboles en el planeta. Cada especie de árbol tiene variaciones en su composición química, lo que significa que algunos tipos de madera son más útiles para ciertas tareas que otras.

La madera es una mezcla heterogénea de compuestos y elementos. Los bloques de construcción de toda la materia, los elementos, no se pueden romper. Las combinaciones de elementos se llaman compuestos. Debido a que la madera comprende muchos compuestos y elementos, se clasifica como una mezcla y la composición química varía según las especies de árboles.

Este artículo analiza por qué la madera se clasifica como una mezcla heterogénea. Para ayudarlo a comprender de qué está hecha la madera, explicaré por qué la madera es una mezcla, observaré cómo crece la madera, examinaré las funciones de los componentes principales de un árbol y abordaré cómo los diferentes componentes afectan las propiedades de la madera.

¿Qué hace que la madera sea una mezcla?

La madera es un material complejo con muchas variaciones en su composición y propiedades. La naturaleza no uniforme de sus componentes lo convierte en una mezcla.

Los elementos que componen una mezcla de madera

Los materiales clasificados como mezcla contienen combinaciones de elementos y compuestos. La madera es una mezcla, ya que está formada por combinaciones de los elementos Carbono, Oxígeno, Hidrógeno, Nitrógeno y un pequeño porcentaje de otros elementos. Estos elementos no pueden reducirse a partes más pequeñas a través de procesos simples. Sin embargo, los elementos pueden combinarse con otros elementos en una reacción química. Cuando esto ocurre, el resultado se conoce como compuesto.

La diferencia entre un compuesto y un elemento.

Cuando los elementos se unen con otros elementos en una reacción química, se obtiene un compuesto. Veamos un ejemplo. Cuando el elemento Hidrógeno (H) se combina con el elemento Oxígeno (O) en una reacción química, el resultado es el agua compuesta (H2O). Al igual que los elementos que se combinan con otros elementos, los compuestos aparecen junto a otros compuestos. Cuando se encuentran varios compuestos en los aglomerados, se forman mezclas, que son materiales como la madera.

Tres componentes básicos de la mezcla de madera

Los tres componentes principales de la madera son la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. La composición y distribución de estos compuestos varía según la especie de árbol. Esto significa que la Celulosa, la Hemicelulosa y la Lignina aparecen en diferentes formas y cantidades en diferentes tipos de madera. No hay una cantidad constante de un ingrediente u otro. De hecho, la distribución de compuestos dentro de la madera es inconsistente.

Las características sobresalientes de la mezcla de madera

Cuando corta un trozo de madera, algunas inconsistencias son evidentes a simple vista o al tacto. Asimismo, esta variación de propiedades es clara, existiendo una diversidad similar a nivel molecular.

A diferencia del oro, que está hecho de un solo elemento y tiene una composición idéntica, sin importar la muestra, la madera no es uniforme. No hay una composición química consistente en las muestras de madera. En otras palabras, no hay dos piezas de madera iguales debido a las inconsistencias en la distribución de los compuestos. Es esta cualidad la que hace que la madera se clasifique como una mezcla heterogénea.

Cómo se desarrolla la mezcla de madera

Los árboles ganan masa a través de un proceso llamado fotosíntesis. Este proceso transforma los compuestos en materia vegetal.

¿Qué les sucede a los compuestos durante la fotosíntesis?

Un compuesto como el agua se produce después de una reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno, cuando los átomos de H y O se unen. Este no es un enlace permanente porque, como la mayoría de los compuestos, el estado del agua es susceptible de cambiar. Durante una reacción química, los elementos enlazados dentro de un compuesto se separan y se combinan para formar diferentes compuestos o elementos.

Un ejemplo de esto ocurre cuando el CO2 y el H2O se juntan durante el proceso de fotosíntesis. Los productos de la reacción química son glucosa y oxígeno.

La fotosíntesis produce compuestos para el crecimiento.

La fotosíntesis produce glucosa, que los árboles necesitan para crecer. A través de un complejo proceso de biosíntesis, la glucosa contribuye a la formación de celulosa, hemicelulosa o lignina. Estos son los tres componentes principales que componen la madera. Los componentes viajan a partes del árbol para proporcionar nuevas células.

Teniendo en cuenta que la madera es una mezcla, no existe uniformidad en la distribución de células o componentes. Donde los compuestos terminan dentro de un árbol se debe a procesos orgánicos y complejos.

Papel de los compuestos en la mezcla de madera

Los compuestos dentro de los árboles juegan diferentes roles en el crecimiento de los árboles a nivel celular.

Papel de la celulosa (C5H10O5) en la materia arbórea

Como todos los organismos vivos, los árboles están hechos de células microscópicas. En los árboles, uno de los ingredientes más comunes es la celulosa, y la estructura en forma de cuerda de las moléculas le da a la celulosa su fuerza. Resulta que las moléculas de celulosa también forman enlaces fuertes con otras moléculas de celulosa. A su vez, la fuerza de estos enlaces le da a la madera su fuerza.

Es importante señalar que la celulosa no es la única parte de una célula. Hay muchos arreglos moleculares de proteínas, carbohidratos y enzimas dentro de una célula vegetal que componen la materia del árbol.

Papel de la hemicelulosa en la materia arbórea

Más compleja en su forma y composición que la celulosa, la hemicelulosa se forma en estructuras ramificadas. Su función es dar fuerza a una célula. También recoge celulosa y pectinas que forman las células de los árboles. Estos componentes unidos forman microfibrillas, que constituyen la materia del árbol.

Función de la lignina en la materia arbórea

Si no fuera por la lignina, los árboles serían como la hierba, porque la lignina une las microfibrillas de celulosa y le da fuerza a la madera. Es un poco como el esqueleto del cuerpo humano o como el concreto vertido entre las vigas de un edificio. El hormigón se endurece y da fuerza al edificio. De manera similar, la lignina se une entre las células. Además de proporcionar fuerza, la lignina también conduce el agua alrededor de un árbol.

La composición afecta a las propiedades de la madera.

La madera tiene muchas funciones. Se cosecha para pulpa, combustible o materiales de construcción. Alternativamente, algunas maderas se utilizan con fines decorativos. Las maderas duras se utilizan a menudo para suelos o muebles, ya que su composición las hace muy duraderas. Es justo decir que algunas maderas son mejores para un propósito, mientras que otros tipos de madera son mejores para otros usos.

Si miramos de cerca, los diferentes tipos de madera tienen propiedades únicas. La madera puede ser más o menos porosa, flexible o rígida, de color claro u oscuro. ¿Por qué es esto? Una consecuencia de las variaciones en una mezcla se hace evidente cuando se analiza una sección transversal de muestras de madera.

Composición química: la razón por la cual las propiedades de la madera difieren

Un estudio realizado en Oaxaca, México examinó cinco tipos diferentes de madera y su composición química. El estudio encontró una variedad en el rango de elementos y componentes dentro de cada una de las especies de árboles. Los componentes químicos encontrados fueron extractivos, ceniza, lignina y holocelulosa. El rango en el porcentaje de lignina pasó de 23,1% a 37,2%. El porcentaje de hemicelulosas osciló entre 12,3% y 21,0%.

El estudio concluyó que la composición química de los árboles en el estudio significaba que los árboles eran buenos para el uso de combustible y la producción de pulpa. Considere los hallazgos a mayor escala: cada especie de árbol reflejaría esta variación en la composición, lo que significa que cada árbol tiene una composición química y procesos de crecimiento diferentes que afectan las propiedades de la madera y, en consecuencia, la mejor manera de utilizar este tipo de materiales.

pensamientos finales

Como muestra este artículo, la mezcla de madera se compone de compuestos y elementos. La materia de madera resulta de reacciones químicas que producen una mezcla de azúcares, proteínas y carbohidratos para ayudar a los árboles a crecer. Aprendimos cómo la composición de la madera es propensa a la variación, lo que significa que la madera se clasifica como una mezcla heterogénea. Finalmente, la composición de la madera varía, por lo que algunas maderas se utilizan mejor para fines específicos que otros tipos de madera.