martes, 23 de julio de 2013

El inicio de la Medida

Sin duda alguna, la química, para convertirse en ciencia, tenía una asignatura pendiente que era incorporar la medida a sus prácticas. Esto no ocurrió hasta que se reconocieron la existencia de compuestos gaseosos. 
Hay que destacar los estudios de:

Van Helmont (1577-1644) que era conocido por sus experimentos sobre el crecimiento de las plantas que reconocieron la existencia de gases Fue el primer científico que diferenció entre los conceptos de gas  (chaos) y aire, identificando los compuestos químicos que hoy llamamos dióxido de carbono y óxido de nitrógeno. 

Evangelista Torricelli 1608-1647), que demostró en el año 1643 que el aire ejercía presión, es decir que poseía masa (como los líquidos y los sólidos) y que su peso producía la llamada presión atmosférica (era capaz de sostener una columna de mercurio de 760 mm).
Los gases, la forma más sencilla de materia, fueron los primeros que se prestaron a las técnicas de medición precisa: sirvió de camino al mundo de la química moderna.

Fue Robert Boyle (1627-1691) quien enunció la primera ley sobre los compuestos gaseosos tras realizar la experiencia siguiente:

Utilizo un tubo en U que por un extremo se podía cerrar con una llave. Vertiendo mercurio en el tubo con la llave abierta, este estaba a igual altura en los dos extremos del tubo. Luego cerraba la llave y añadía cantidades iguales de mercurio por el extremo abierto comprobando que si añadía doble cantidad de mercurio el aire contenido en el extremo cerrado disminuía su volumen a la mitad, sin añadía el triple el volumen disminuía a la tercera parte.
 Es decir el volumen de un gas era inversamente proporcional a la presión.


Aunque Boyle no lo indicó al enunciar su ley, la temperatura debe de permanecer constante. Fue Mariotte (1630-1684) que también enunció la ley de forma independiente quien lo puso de manifiesto afirmando que a temperatura constante el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que soporta. Este enunciado recibe así el nombre de Ley de Boyle y Mariotte
Esta experiencia contribuyó a aumentar el número de científicos atomistas, es decir aquellos que pensaban que la materia estaba formada por partículas discretas (los átomos). 
Esta ley es fácilmente explicable si consideramos que el aire está formado por partículas separadas entre sí cierta distancia, habiendo entre ellas vacío. Al aumentar la presión del gas las partículas acortan las distancias que las separan mientras que si disminuimos la presión vuelven a separarse, disminuyendo y aumentando su volumen respectivamente. 
Por otro lado los sólidos y líquidos son muy poco comprimibles pero si es cierto que pueden pasar al estado gaseoso y si este, está formado por partículas, porque no lo iban a estar los sólidos y líquidos.

Fue Boyle quien suprime la silaba "al" del termino alquimia y llama por primera vez a esta ciencia, Química. Lo hizo en su libro "el químico exceptico" publicado en 1661. Boyle en su libro definía los elemento de una forma real y práctica. Cualquier supuesto elemento debería ser examinado con el fin de saber si era realmente simple.


jueves, 11 de julio de 2013

La Alquimia

Sin duda la Alquimia es la predecesora de la química moderna. La alquimia combina elementos de química, física, metalurgia, medicina, astrología y misticismo abarcando un periodo de tiempo de al menos 2500 años.
Se pueden distinguir dos tendencias principales, la china centrada en China y su zona de influencia y la occidental cuyo centro se desplazó a lo largo del tiempo entre Egipto, Grecia y Roma, el mundo islámico y finalmente la Europa.
Términos  como la piedra filosofal o el elixir de la vida están relacionados con la alquimia en parte de su historia. Sin duda alguna el poder encontrar las proporciones adecuadas de ciertas sustancias para producir oro o para encontrar la inmortalidad son partes de la historia de la alquimia. 
Es difícil resumir un periodo de 2500 años en pocas palabras, pero se podría decir que la química avanzo sin duda alguna en su aspecto técnico. Es decir en la fabricación de instrumental que permitiera la síntesis y obtención de sustancias.

En esta época se descubrieron nuevos elementos químicos y se obtuvieron diferentes compuestos que en la actualidad se usan con mucha asiduidad como determinados ácidos minerales fuertes. Estos ácidos, como el sulfúrico sin duda alguna permitieron avanzar a la alquimia en la obtención de otras sustancias ya que permitían disolver con facilidad numerosos compuestos.
Se puede decir que la alquimia tuvo periodos buenos en los que avanzó debido al rigor científico, pero también los tuvo malos cuando se ponía en manos de charlatanes.

sábado, 2 de febrero de 2013

El átomo de Demócrito


En un mundo donde se pensaba que toda la materia se había formada a partir de cuatro elementos básicos (tierra, aire, agua y fuego), Demócrito (470-380 a. de C.), discípulo de Leucipo que ya se había atrevido a dudar de que la materia era continua, llamó a las partículas de las que se componía la materia, átomos.

Anteriormente a Demócrito se pensaba que la materia era continua, es decir que si cortábamos trozos cada vez más pequeños de un trozo de materia por ejemplo madera, seguía siendo madera y se podría seguir así indefinidamente.

Hay que indicar que el método que seguía todo el pensamiento griego era completamente teórico, solo le interesaba el porqué de las cosas.

Para Demócrito se llegaría un momento en que obtendríamos solo una partícula que ya no se pudiera dividir sin dejar de ser esa materia concreta. Es decir la materia para Demócrito era discontinua.
Demócrito supuso que los átomos de cada elemento eran diferentes en tamaño y forma y eran estas características las que conferían diferentes propiedades a los distintos tipos de elementos. Las sustancias reales estaban formadas por mezclas de átomos diferentes y una sustancia podía transformarse en otra alterando la naturaleza de la mezcla.


Esta teoría de Demócrito no fue aceptada y no se volvió a tener en cuenta hasta unos dos mil años después aunque este atomismo nunca murió del todo. Epicuro (342-270 a. de C.) lo incorporó a su línea de pensamiento y este tuvo muchos seguidores  en los siglos siguientes.

domingo, 27 de enero de 2013

La Edad de los Metales


Los primero metales usados por nuestros antepasados sin duda alguna fueron aquellos que se encuentran en la naturaleza en estado elemental, fundamentalmente el cobre y el oro que llamarían la atención por su color y su brillo. Los primeros usos sería ornamentales, tardarían poco tiempo en darse cuenta de que eran moldeables haciéndolos más vistosos. El cobre podría usarse moldeado en forma de punta de flecha y sería más fácil afilarlo que un trozo de piedra.

                                                                      Cobre

Es de suponer que por azar al prender fuego en un fondo de minerales de cobre (podría haber sido malaquita) se darían cuenta que podían producir cobre a partir de estas piedras aumentando la cantidad de este que se podía usar para fabricar herramientas.
Sin saberlo, utilizaron una reacción de oxidación reducción en la que el agente reductor sería el carbón vegetal, procedente de las cenizas de hojas o ramas, que reduciría el cobre presente en el mineral a cobre elemental
La reacción a temperaturas altas sería
2 Cu2[(OH)2 CO3](mineral) + 2C(carbón)  4 Cu(metal) + 4 CO2(gas) + 2 H2O(vapor de agua)

Se sabe que ya se obtenía cobre  4000 años a. C en la península del Sinaí y la zona montañosa al este de Sumeria.


Más adelante, 3000 años a. C y seguramente también por azar averiguaron que si en el proceso se añadía otro  mineral, la casiterita (mineral de estaño), la reducción producía un cobre más fuerte, una aleación de cobre y estaño que se le llamó bronce.
Esta aleación empezó a ser muy común 2000 años a. C.

Sobre 1500 a. C se empezó a utilizar el hierro de forma práctica primeramente en el extremo oriental de Asia Menor. Esto no es porque no lo conocieran, ni conocieran sus propiedades, lo que ocurría es que el hierro disponible solo eran el procedente de los meteoritos.
Para conseguir hierro a partir de sus minerales hacía falta un fuego que proporcionara más calor (con carbón vegetal) y con buena ventilación.
Añadiendo carbón al hierro produjeron uno más resistente, el acero.


sábado, 26 de enero de 2013

El Descubrimiento del Fuego


Es lógico que la primera entrada de este blog dedicado a momentos importantes de la historia de la química se dedique al descubrimiento del fuego.
Es evidente que nuestros antepasados más antiguos contemplaron en alguna ocasión un incendio provocado por un rayo y como este modificaba el aspecto de árboles y plantas convirtiéndolos en cenizas y humo. En algún momento seguramente por azar la primera vez y después, tras muchos intentos, aprendieron a crear fuego y mantenerlo controlado para su uso. 
Hay estudios que datan que el hombre aprendió a controlar el fuego hace 790000 años. El hombre estaba en la Edad de Piedra y utilizaba como herramientas las piedras, maderas y huesos.


Los primeros usos de este descubrimiento proporcionaron luz, calor y también yesca que se podía utilizar para encender más fuegos tras producir sobre esta una chispa por frotamiento de alguna piedra o produciendo rozamiento con el tronco de una rama. Las reacciones de combustión fueron las primeras en dominar nuestros ancestros.
También supongo que por azar la primera vez, comprobaron como el calor producido por el fuego podía alterar la naturaleza de los alimentos cambiando su color, gusto y textura haciéndolos más digeribles y ricos.
La cocción modificaba la carne que comían, en primer lugar se modificaba el color, más adelante comenzaba a disminuir la cantidad de jugo y terminaba destruyendo el tejido conjuntivo contribuyendo a su ablandamiento, además de la coagulación de las proteínas, lo que las hacía más digestibles.
Durante el Neolítico, Edad de Piedra reciente, apareció la agricultura y era necesario guardar los excedentes de los productos cosechados. La cocción del barro se convirtió en otro buen uso del calor proporcionado por el fuego dando lugar a la alfarería.