2.3.1: alimente - diete elementare
- Contribuție de Ed Vitz, John W. Moore, Justin Shorb, Xavier Prat-Resina, Tim Wendorff și Adam Hahn
- ChemPRIME la Biblioteca digitală de educație chimică (ChemEd DL)
Teoria atomică în alimente
Introducere: minerale, elemente și compuși
Cărțile de nutriție sunt adesea confuze atunci când discută despre cerințele nutriționale umane. De exemplu, unul, discutând despre mineralele esențiale în nutriția sportivă [1], spune „Mineralele sunt elemente”. Dar un singur mineral esențial comun, fierul (simbolizat Fe pentru latina „Ferrum”) este ingerat în mod obișnuit ca element. Fierul este un element deoarece este alcătuit dintr-un un singur tip de atom, desemnat de simbolul Fe. Alte simboluri sunt date în tabelul de mai jos. Particulele metalice de fier se găsesc de fapt în cerealele pentru micul dejun [2], iar cel mai simplu mod de a dovedi că este să plutești un fulg de cereale pe apă și să-l tragi cu un magnet. De asemenea, îl puteți vedea extras în mai multe videoclipuri de pe YouTube ca acesta. Uneori fierul este adăugat ca o compus, ca "sulfat feros", FeSO4. Un compus are atomi de mai multe elemente legate între ele, este un raport specific. Raporturile sunt date de indicii din formulă; în acest caz, sulfatul feros este fabricat din 1 atom de fier, 1 din elementul sulf și 4 atomi ai elementului oxigen.
Un alt mineral esențial care este identificat greșit este „iodul”. Nutrientul pe care îl ingerăm de fapt nu este elementul iod, ci un compus de iod cum ar fi iodura de potasiu, KI (K este simbolul potasiului, după Kalliumul german).
În timp ce mineralul KI arată și are gust de sare de masă, elementul iod este un solid violet închis (aproape negru) solid, uneori dizolvat în alcool pentru a da o soluție maro utilizată pentru dezinfectarea rănilor minore. Este un element toxic cu formula I2 2+) și 2 „ioni fosfat”, fiecare format dintr-un atom de fosfor legat de 4 atomi de oxigen și având o sarcină totală de 3. Fosforul este, de asemenea, furnizat în biomolecule găsite în carne și legume.
„Dietele elementare”
O "dietă elementară" este o soluție de nutrienți care poate fi administrată intravenos (sau cu un tub de hrană gastrică) pentru persoanele cu tulburări digestive, cum ar fi boala Crohn sau colita. Nu sunt elemente într-o dietă elementară, dar cei mai simpli compuși chimici care pot furniza nutriție completă (sau aproape completă). O dietă elementară tipică ne arată ce este necesar pentru a ne menține corpul. [3] Avem nevoie de uncii în kilograme de macronutrienți zilnic, dar de obicei mai puțin de 5 g (.2 oz) de micronutrienți.
Raportul elementelor chimice din corpul nostru este uneori prezentat ca o „formulă pentru o ființă umană”, care nu reprezintă niciun compus chimic real, ci ne spune doar numărul relativ de atomi:
Deci, pentru doar 1 atom de cobalt (Co), avem nevoie de 2 680 atomi de fier, 1 500 000 atomi de calciu (Ca) etc. În mod clar, chimia ne poate spune multe despre nutriție. Dar de unde știm ce este un „element” și ce este un „compus” și ce compuși furnizează elementele de care avem nevoie pentru a ne menține corpul?