La química a lo largo de la historia Preguntas Para cada etapa de la química resume las características de cada una y el pensamiento de la época • ¿Qué personajes se destacaron en cada etapa y cuáles fueron sus principales aportes? • Compare los átomos de Demócrito con la definición actual • Compare la definición de materia por los griegos y la definición actual • ¿Cuáles son las divisiones de la química y de que se ocupa cada una? • ¿Qué es termodinámica y cuáles sus principios? • ¿Cuál fue el aporte de Parteur? • ¿Cuál es importancia de la industria química? •
Respuestas •
La química esta dividida en 8 etapas:
Etapa 1 La química nace con el fuego, en la prehistoria. Esta es una transformación de la materia. Lo único que se pensaba en esa época era sobrevivir Etapa2 Esta etapa se da en la época de los griegos. Son los primeros que tienen un registro de las investigaciones. El rasgo más típico del pensamiento griego es el sentido de la totalidad de las cosas y tenían una firme creencia en la razón. Los griegos creían que el universo obedecía a una ley. En principio los griegos toman al agua como principal componente. Luego surgió, en la Grecia antigua, se planteaban dos posiciones diferentes sobre la composición de la materia. Se cuestionaba si la materia estaba compuesta por una única sustancia o si estaba compuesta por muchas. Otro punto de discusión si la materia era continua, infinitamente divisible, o si era discontinua, con un límite de división. Para los griegos continuistas no existía el vacío y no aceptaban que la materia este compuesta por átomos. En esta época surgió Aristóteles, sus ideas de tomaron como verdades. Etapa 3 En esta etapa nace la Alquimia. La Alquimia mezcla el ansia de conocimiento y de riqueza, la transformación y la búsqueda de la receta para obtener oro. El conocimiento era predominante de raíz mística. El alquimista exploraba métodos y registraba sus experiencias. El pensamiento y el estudio de dela naturaleza comenzaron a desarrollarse en forma individual y la comunicación esta limitada a pequeños grupos. El alquimista medieval trabajaba muchas veces para un hombre de fortuna. La alquimia le dejo técnicas a la química tales como fusión, calcinación, disolución, filtración, sublimación, y destilación. La química se diferencia de alquimia por la validación y la transmisión del conocimiento.
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Etapa 4 A partir del siglo XIII se comienza a percibir una necesidad de organización del conocimiento. A mediados del siglo XV hubo una revolución técnica, económica y científica. Las nuevas condiciones económicas favorecieron a la ciencia experimental. En el siglo XVII el desarrollo científico adquirió autonomía y motor propio y sus consecuencias tecnológicas contribuyeron decisivamente a l a transformación técnica, social y económica que fue la Revolución Industrial. A consecuencia de esto el conocimiento es revalorizado y apropiado por un sector más amplio de la sociedad. En este período en la química coexisten las prácticas artesanales, la Alquimia y los primeros esbozos de organización. Se empieza a tener conocimiento de los ácidos minerales y el alcohol. El rasgo más distintivo de la época lo constituyen la dualidad y la ambivalencia. Los nuevos problemas planteados por las necesidades cotidianas pusieron en duda los antiguos conocimientos. Las universidades pasan a ser centros de difusión del conocimiento, además de enseñanza. La imprenta también ayudó con la difusión del conocimiento e incremento la alfabetización. Durante la reforma luterana cobraron fuerza las ideas de los iatroquímicos, quienes sostenían que las sustancias inorgánicas estaban vivas y poseían fuerzas vitales internas. Rechazaban las relaciones de dominio y servidumbre. Una de sus principales fuentes de conocimientos fueron las escrituras. Hacia el final del siglo XVI se busca sistematizar y ordenar la ya conocido, y establecer criterios para seguir avanzando. Se presentaron 3 métodos para conseguir este propósito: uno era analizar los resultados de la experimentación mediante el razonamiento matemático. Otro decía que debía aislarse el fenómeno de su contexto natural y estudiar sólo aquellos aspectos que fueran medibles y sobre los cuales se pudiera experimentar. El último se llamaba método científico era esencialmente experimental, cualitativo e inductivo. Mediante esto 3 métodos se reforzó la idea de que el universo estaba gobernado por leyes. La confrontación entre vitalistas, creían que los cambios en la naturaleza dependían de fuerzas vitales, y mecanicistas, creían que la materia era inerte y que experimentaba cambios sólo cuando estaba sometida a fuerzas mecánicas, tuvo un fuerte impacto en el desarrollo de la química. Hacia fines del siglo XVII los científicos eran personajes respetados y valorado Etapa 5 Al llegar al siglo XVIII las problemáticas más importantes acerca de la composición de la materia se reflejaba en diferentes visiones. El fenómeno que más discusión entre vitalistas y mecanicistas fue el calor y la combustión. Ambos coincidían que para que se produzca era necesario el aire. En el 1700 se le llamo flogisto a las sustancias que emití la combustión. La ambigüedad de este término ayudaba a explicar cualquier fenómeno asociado al fuego. Se hicieron muchas investigaciones sobre esta sustancia pero la única consecuencia que trajo fue refutas esa teoría. Etapa 6 A mediados del siglo XVIII los científicos querían convertir a la química en ciencia, pero para lograr esto debían adherir a los reglamentos de la Academia: tenían que crear y publicar algo inédito y no meras complicaciones didácticas del saber adquirido. Se empezó a estudiar las sales y se la logra dividir en diferentes sales: alcalina, ácidas y neutras. Surgió el interés por conocer la afinidad, hoy llamada reactividad.
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Se formuló el principio de conservación de la masa en las reacciones químicas. Se le asignó a la química una lógica propia, un programa y un objetivo. La química empezó a ser reconocida como ciencia formal. Los químicos son cada vez más solicitados como profesionales. La química se dividió en dos: La útil, que beneficiaba tanto al sector académico como a los empresarios, y la pura, que era una empresa organizada en torno a la formación de profesionales. Etapa 7 La química adoptó expresiones cuantitativas mediante las cuales se formularon leyes que, con expresiones matemática, explicaban las relaciones invariables entre los fenómenos que gobiernan las transformaciones. Los átomos eran cada vez mas aceptados pero la teoría atómica mecanicista representaba una limitación porque no podía explicar la diversidad y el carácter de los procesos químicos. El modelo atómico fue modificado. Se empezó a hablar de átomos de elementos que se combinan para formar compuestos y se diferencia la mezcla de la combinación química. Se construyen las primeras tablas de pesos equivalentes de los elementos. Pero aún la existencia de los átomos seguía en discusión. El peso equivalente era un concepto operativo muy útil, que podía sostenerse sin necesidad de acudir a la teoría atómica, y pasó a ser una herramienta imprescindible para los químicos. Se empezó a hablar de moléculas. Se las dividió en do: moléculas participantes, actualmente las moléculas, y elementales, actualmente los átomos. Muchos científicos rechazaron esta teoría porque rompía la que ellos creían que era verdadera. La obtención de corriente eléctrica a partir de reacciones químicas y la producción de reacciones químicas a partir de la corriente eléctrica, fue un punto a favor de la química. Hubo diferentes teorías del origen de la corriente eléctrica. Se determinó que en la descomposición de un compuesto por pasaje de corriente se podían clasificar los elementos en dos grupos: electropositivos, que iban hacia el polo negativo del circuito, y electronegativos, que iban hacia el polo positivo del circuito. Se afirmó que la combinación química era debida a la mutua atracción eléctrica entre un elemento electropositivo y un elemento electronegativo. La revolución industrial comenzó a exigir máquinas más eficientes para aumentar la producción y la productividad. Se necesitaba conocer la naturaleza del calor y las leyes que expresan las posibilidades de su aprovechamiento. Se utiliza por primera vez la palabra termodinámica para describir los motores de combustión. Establece relaciones entre el calor y el trabajo. Mas tarde se habla de le termoquímica. Etapa 8 En esta etapa empezamos por dividir la química en: Analítica: con la incorporación de la electroquímica y el ingenio de químico, se identifican y se analizan cuali y cuantitativamente los elementos que componen cualquier muestra. • Orgánica: los compuestos minerales podían ser caracterizados por las cantidades relativas de los elementos que lo componen •
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La molécula pasa a ser el centro de la Química. En esa época se sostenía que el átomo representa la cantidad más pequeña de un cuerpo simple que puede existir en combinación, y que la molécula representa la cantidad más pequeña de un cuerpo simple que puede emplearse para efectuar una reacción química. Resurgió, por nuevas teorías, la teoría atómica. Una vez se quería tratar de determinar cuantos átomos de un elemento se podían combinar con un solo átomo de otro. Se descubrió la atomicidad o valencia de los elementos. Se diseñó modelos estructurales de compuestos orgánicos. Pero tales ideas de valencias y estructura estaban mal definidas. La química orgánica requería cada vez mas una teoría de la estructura molecular. Con los valores establecidos para las valencias los elementos pudieron construirse los modelos estructurales. Las reacciones de estos compuestas suministraron pruebas para la validez de tales estructuras y las estructuras predecían nuevas reacciones. La estructura molecular es rápidamente relacionada con la reactividad. Esta fue la base para la clasificación de los compuestos a partir de los grupos funcionales. La clasificación periódica suministró la primera guía teórica para la búsqueda de nuevos elementos. Esto dio origen a la tabla periódica de los elementos. El desarrollo de la química dependía cada vez mas de la física. La química parecía estar totalmente construida. Los átomos y las moléculas son representaciones aceptadas. Los elementos tienen propiedades representadas por números. La energía se conserva. •
Los principales personajes de cada etapa fueron:
Etapa 1 No se tiene registros de esta época. Etapa 2
Tales de Mileto: Fue el iniciador de la química. Espresó sus ideas en términos lógicos y no mitológicos. Se preguntó de que estaba hecho el mundo y se respondió a si mismo de agua. • Empédocles: Sostenía que la materia estaba compuesta por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego, que bajo la acción de dos fuerzas opuestas, el amor y el odio, se unen o se separan en diferente medida para construir todas las sustancias. • Anaxágoras: Sostenía que las sustancias estaban compuestas por combinaciones variables de partículas extremadamente pequeñas a las que llamaba gérmenes o semillas y en cualquier porción de materia hay algo de todo. • Demócrito: Sostenía que los cambios de la naturaleza pueden explicarse si se considera que la materia está compuesta por una única sustancia, repartida en partículas de distintas formas, no divisibles, eternas e inalterables, que llamó átomos. La apariencia de las cosas se debe a las diversas formas y maneras en que se agrupan. Dado que toda la materia esta formada por átomos y estos se mueven en el espacio, el espacio es vacío. • Aristóteles: Sostenía que el vacío no podía existir porque el espacio tiene que estar lleno con materia, a través de la cual se transmiten efectos físicos por medio del contacto directo. No aceptó que la materia estaba compuesta por átomos y vacío. •
Etapa 3
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Hermes Trimegistos: Descifró el lenguaje simbólico de los dioses. • María la Judía: Inventó el baño María. •
Etapa 4
Paracelso: Diagnosticó el origen externo de ciertas enfermedades como la silicosis de los mineros. Suponía que cada entidad de la naturaleza se desarrollaba bajo el impulso de su propia fuerza interna, independientemente de las demás. • Jan Baptista Van Helmont: Sostenía que las diversas entidades del mundo prevenían de semillas que crecían en la materia primaria; cada semilla contenía una fuerza vital que representaba un modelo único de desarrollo y comportamiento para la entidad que carecía aquella semilla. El agua era la única sustancia primordial. • Rene Descartes: Sostenía que los resultados de la experimentación debían ser analizados mediante el razonamiento deductivo elaborado por el. • Galileo Galilei: Propuso un método para el estudio de la naturaleza basado en aislar el fenómeno de su contexto natural y estudiar sólo aquellos aspectos que fueran medibles y sobre los cuales se pudiera experimentar. • Francis Bacon: Para investigar un fenómeno, propuso seguir la siguiente secuencia: Hacer una lista de ejemplos positivos del fenómeno, Hacer una lista de ejemplos negativos y por último observar grados de comparación. • Isaac Newton: Introdujo el concepto de fuerza y su relación con la aceleración de los cuerpos. • Robert Boyle: Su aporte más importante fue el establecimiento de la experimentación en química como prueba científica. •
Etapa 5
Georg Stahl: Interpretó la llamada terra pinguis que escapa de las sustancias durante la combustión es mucho más que una tierra, es el movimiento del calor o el movimiento del fuego, y lo llamó Flogisto. • Joseph Black: Elaboró la teoría química del calor • John Mayow: Demostró que solo una parte del aire era parte de la combustión. •
Etapa 6 •
Antoine Lavoisier: Demostró que el agua no podía transmutarse en tierra. Propuso que los elementos se combinaban unos con otros para dar compuestos diferentes y definió el elemento químico como el límite actual al que ha llegado el análisis químico.
Etapa 7
Jun Dalton: Modificó el modelo atómico: Los átomos de un mismo elemento son todos iguales, con propiedades, tamaños y masa específicos, que son distinguibles de los átomos de otro elemento. Postuló que cuando dos elementos se combinan para formar un compuesto, cada átomo de uno de ellos se une a un átomo o a un pequeño número de átomos del otro. • Joseh Gay−Lussac: determinó que cuando dos gases se unen se combinan, el volumen del producto tiene una relación numérica sencilla con el de los reactivos. • Amadeo Abogador: Introdujo la idea de molécula. Sugirió que los mismos volúmenes de diferentes gases, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas, distinguiendo entre moléculas participantes y elementales. • Alessandro Volta: Sostuvo que el origen de la corriente eléctrica se debe a la acción química de los metales que se disuelven en ácido. • Humaphry Davy: Propuso que la atracción química entre los elementos era esencialmente de •
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carácter eléctrico. • Lord Kelvin: usó por primera vez la palabra termodinámica para describir los motores de combustión. Establecer relaciones entre calor y trabajo, y que hay una tendencia inevitable a la disipación de la energía, es decir a la pérdida de trabajo como calor. Etapa 8
Gustav Kirchoff y Robert Bunsen: Descompusieron la luz emitida por cada elemento haciéndola pasar a través de un prisma y obtuvieron los primeros espectros de emisión • William Crookes: Determinó la composición de sol: Helio, este elemento aún no se conocía. •
Demócrito coincide con la definición actual de los átomos. En lo único que difiere es que la apariencia de las cosas no se deben al como se agrupan los átomos. Además de que los átomos no son ni lisos, ni torcidos. • Los griegos tenían varias posturas sobre la materia. Juntado dos de ellas se obtiene la definición de hoy en día: De que esta compuesta por diferentes partículas, no algunas específicas como decía Empédocles, y que es discontinua, se deja de dividir cuando uno llega a los átomos. • La química se divide en: •
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Analítica: con la incorporación de la electroquímica y el ingenio de químico, se identifican y se analizan cuali y cuantitativamente los elementos que componen cualquier muestra.
El análisis químico pasa al campo exclusivamente profesional de la química y decae su interés como tema de investigación hasta el desarrollo de la espectroscopía •
Orgánica: los compuestos minerales podían ser caracterizados por las cantidades relativas de los elementos que lo componen.
La termodinámica y su primer principio son el mismo es un sistema que no intercambia materia, llamado sistema cerrado, cualquier cambio de energía se manifiesta como calor o trabajo. • Pasteur demostró la presencia de pequeños organismos que provocan la fermentación, y que las diferencias en los productos se debían a organismos diferentes. Identificó a los microorganismos que agriaban el vino y encontró que podían eliminarse elevando la temperatura a 55°C. • La importancia de la industria química es que tuvo un impacto en económico, social y ambiental. La mayoría de los procesos industriales actuales fueron desarrollados en está época: se sintetizaron a escala industrial insumos básicos, los primeros fertilizantes, colorantes, medicamentos. •
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