Química, desarrollo histórico y relación con otras ciencias

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1 Química, desarrollo histórico y relación con otras ciencias La definición de química hace una división entre la época antigua y la moderna; en la primera los procesos químicos eran realizados por artesanos que habitaban en Mesopotamia, China y Egipto. Al principio se trabajaba con metales nativos, como el cobre y el oro, muchas veces en estado puro, pero con el correr de los años, los artesanos aprendieron a fundir menas calentándolas con carbón de leña, obteniendo diferentes metales. Luego, aconteció el uso progresivo del hierro y el bronce; se descubrieron distintos métodos para fijar tintes, distintas clases de tejidos, volviéndose el hombre, experto preparando barnices y fabricando vidrio. Es importante mencionar que la física está estrechamente vinculada con la definición de química; desde los tiempos de Tales de Mileto, los filósofos griegos empezaron a cuestionar lógicamente el mundo físico. El mismo Tales estaba seguro de que la materia procedía del agua, que ésta podía solidificarse en tierra o evaporarse en aire; sus asesores completaron esta idea diciendo que la tierra estaba compuesta por cuatro elementos fundamentales: agua, tierra, aire y fuego. Los mismos, a su vez, estaban compuestos por átomos, es decir, partículas diminutas que se movían en el vacío; Aristóteles fue el más influyente dentro del campo de la química, éste creía que la materia poseía cuatro cualidades: calor, frío, sequedad y humedad, es por eso que cada uno de ellos estaba compuesto por dichas cualidades.

2 Definición de química L a química es la ciencia experimental que estudia los fenómenos químicos, entendiéndose por tales, las modificaciones que sufren los cuerpos en su naturaleza o modo de ser. Para comprender mejor este concepto, veremos la diferencia entre fenómeno físico y fenómeno químico. Ejemplos: El fenómeno físico es aquel, en el que la materia cambia su apariencia física, mas NO su composición interna, por ejemplo cuando se rompe algún objeto, cambia su apariencia FISICA, más no sus componentes. El fenómeno químico es aquel, en que la materia cambia su apariencia y su composición interna, por ejemplo cuando quemamos una hoja de papel tal como lo muestra la imagen, cambia su composición al reducirse a cenizas. Existen los come piedras! Imagínate que en lugar de comer hamburguesas o lechuga te dieran para comer piedras. Pues eso es lo que hacen algunos, aunque sin duda son bichos raros: bacterias, algas y hongos microscópicos. Se trata de organismos que no se alimentan de materia orgánica ni dependen de la fotosíntesis de las plantas, sino que obtienen su energía a partir de reacciones químicas, y que han empezado a ser descubiertos hace pocos años. En España hay una de las colonias más importantes de este tipo. Viven en las aguas del río tinto (Huelva), que arrastran grandes cantidades de compuestos de azufre y de hierro. Cientos de especies, diferentes bacterias, hongos y algas se dedican allí a descomponer esos compuestos para seguir viviendo. Uno de ellos, el Thiobacillus ferroxidans, transforma la pirita (un compuesto de hierro y azufre) en sulfato ferroso y después en sulfato férrico y ácido sulfúrico. Estos organismos tan raros son denominados quimiolitótrofos que literalmente significa que se alimentan de piedras por descomposición química. Relación de la química con otras ciencias La química se relaciona con diferentes ciencias como la física, la astronomía, la biología, entre otras. Gracias a esta interrelación es posible explicar y comprender los complejos fenómenos de la naturaleza, por ejemplo, todos hemos escuchado sobre la enfermedad del cáncer, para descubrirla, fue necesario que una persona con

3 conocimientos en fisiología y biología la detectara, gracias al apoyo de marcadores químicos; posteriormente, se estableció un tratamiento basado en la quimioterapia y la radioterapia para ayudar a combatirla. Relación de la química con otras ciencias MATERIA E s todo lo que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio y se puede percibir por nuestros sentidos. Gran parte de las cosas necesarias para nuestra vida diaria están compuestas de materia, (agua, tierra, árboles, aire, etc.). Los químicos distinguen varios subtipos de materia según su composición y propiedades. Algunos ejemplos son las sustancias, las mezclas, los elementos y los compuestos, así como los átomos y las moléculas, los cuales se irán estudiando a continuación: Clasificación de la materia Sustancias y mezclas La materia que nos rodea se puede clasificar en sustancias puras o mezclas. Las sustancias puras son sustancias que tienen composición y propiedades intrínsecas constantes.

4 Estas sustancias puras pueden ser elementos o compuestos. Los elementos son sustancias que no se pueden separar en otras más simples usando métodos físicos o químicos comunes y los compuestos son sustancias formadas por más de un elemento combinados químicamente en una razón fija de números enteros. Las mezclas están formadas por dos o más sustancias puras, que retienen sus propiedades características y que pueden separarse utilizando métodos físicos. Existen dos clases de mezclas: mezclas donde la distribución de los componentes es uniforme (mezcla homogénea) ejemplos de mezclas homogéneas son: la sangre, agua de mar, aire, petróleo, gasolina, etc. Y las mezclas donde se pueden distinguir los componentes (mezcla heterogénea), ejemplos el agua + sal, agua + azúcar o mayonesa o agua + alcohol. Métodos de separación de mezclas A) Separación de mezclas heterogéneas Los componentes de una mezcla se pueden separar por métodos físicos. Estos se efectúan aprovechando alguna propiedad que distinga un componente del otro. La filtración, se usa para separar una sustancia sólida de una líquida. Para separar la sustancia sólida se hace pasar la mezcla por un filtro de material finamente poroso, el cual retiene las partículas del sólido y deja pasar el líquido. La decantación, sirve para separar una sustancia sólida de una liquida, o bien, dos sustancias líquidas de diferente densidad. Se debe dejar reposar la mezcla para que el componente más denso se deposite en el fondo y luego separar el líquido que queda en la parte superior, vertiéndolo con cuidado. La imantación o magnetización, es el procedimiento empleado para separar dos sustancias sólidas. Consiste en aprovechar la propiedad de alguna de las sustancias de ser atraídas por un imán, para separar éstas de otras que no tengan ésta propiedad.

5 El tamizado, es una técnica que se usa para separar los componentes de una mezcla de sólidos de distinto tamaño o de sólidos no disueltos en un líquido, a través de un tamiz (colador), que es una malla o tela muy tupida. B) Métodos de separación de mezclas homogéneas Existen varios métodos para separar los componentes de una mezcla homogénea o disolución. Entre los más utilizados están la cristalización y la destilación simple. La cristalización, es una técnica que consiste en hacer que cristalice un soluto sólido con objeto de separarlo del disolvente en el que está disuelto. Para ello es conveniente evaporar parte del disolvente o dejar que el proceso ocurra a temperatura ambiente. Si el enfriamiento es rápido se obtienen cristales pequeños y si es lento se formarán cristales de mayor tamaño. La destilación, simple se emplea para separar líquidos de una disolución en función de sus diferentes puntos de ebullición, ejemplo: esta técnica se emplea para separar mezclas de agua y alcohol. El alcohol es más volátil que el agua y es la primera sustancia en hervir, enfriándose después y separándose así del agua. La cromatografía, es una técnica de separación de sustancias que se basa en las diferentes velocidades con que se mueve cada una de ellas, a través de un medio poroso, arrastradas por un disolvente en movimiento. La evaporación, consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene numerosas sales. La centrifugación, es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior

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