INTRODUCCIÓN. Evolución de la Química

Transcripción

1 INTRODUCCIÓN La Química se define como la ciencia que se encarga de la caracterización, composición y transformaciones de la materia. Además se puede decir que es autogeneradora; la esencia natural de cada nuevo concepto químico, estimula nuevas observaciones y experimentaciones que llevan a un progresivo refinamiento como al desarrollo de otros conceptos. Evolución de la Química 1. Las Artes Prácticas (...hasta 600 a.c) En la producción de metales a partir de los minerales, en la fabricación de cerámicas, en la fermentación, en la preparación de medicinas y tinturas son artes muy antiguas. Estas artes, que son procesos químicos tuvieron un alto desarrollo en esta época, pero fue un desarrollo empírico (basado en la experiencia práctica). 2. Los Griegos (600 hasta 300 a.c) Sus fundamentos se basan en la búsqueda de los principios que rigen a la naturaleza. Llegaron a dos principios: Todas las sustancias terrestres están formadas por Agua, Aire, Fuego y Tierra. Leucipo y Demócrito (griegos del siglo V a.c) descubrieron que la materia está conformada por unidades separadas y distintas (átomos). Más tarde Platón propuso que los átomos son diferentes de otros átomos en su forma, pensaban que los átomos podían transmutarse (pueden cambiarse). En cambio Aristóteles pensaba que la forma de los átomo se daba a través de la geometría, sino también a partir de las cualidades (color, dureza,...). 1

2 3. La Alquimia (300 a.c hasta 1650 d.c) Los griegos y los egipcios se encontraron en Alejandría (Egipto, fundada por Alejandro EL Grande en 331 a.c), la alquimia resultó de esa unión. Para el manejo de técnicas de investigación concerniente a la naturaleza (destilación, cristalización, sublimación,...) usaban técnicas egipcias. Además se incorporó elementos de astronomía y misticismo, los alquimista creían en la transmutación de los elementos, creían que un metal se podía cambiar alterando sus cualidades, y creían que con una pequeña cantidad de agente transmutante ( piedra filosofal ) podrían realizar esos cambios. Para el siglo VII d.c, los árabes conquistaron Egipto, y la alquimia pasó a sus manos. Los árabes llamaron a la piedra filosofal aliksir, y creían que además de transmutar los metales, curaba todas las enfermedades. En los siglos XII y XIII, la alquimia se introdujo a Europa, las traducciones se realizaban en España. En los siglos Xvi y XVII se fundó la escuela iatroquímica, que era una rama de la alquimia relacionada con la medicina. La alquimia duró hasta el siglo XVII, poco a poco iba perdiendo validez. 4. Flogisto (1650 hasta 1790) Esta teoría el trabajo de George Ernest Stahl, el flogisto es el principio que tiene cualquier sustancia combustible, después de la combustión, se creía que la sustancia perdía su flogisto y se reducía a una forma más sencilla, decía que el aire ayudaba a liberar el flogisto. Esta teoría se extendió para explicar varios fenómenos químicos, pero debido a que presentaba problema esta teoría, por la pérdida de masa y volumen que tiene una sustancia, sólo duró en el siglo XVIII. 5. La Química Moderna (1790 hasta actual) Antoine Lavoisier a fines del siglo XVIII propuso eliminar la teoría del flogisto, y dar paso a la química moderna. Se estableció la Ley de la Conservación de la Masa, establece que no hay ningún cambio observable en la masa durante una reacción química, Lavoisier la estableció como base en su ciencia. 2

3 En 1789, Lavoisier publicó su libro Tratado Elemental de Química, y el lenguaje químico actual está basado en el sistema de nomenclatura de Lavoisier. La química ha desarrollo gradualmente cinco ramas principales: Química Orgánica: Es la química de la mayoría de los compuestos con Carbono. Química Inorgánica: Es la química de todos los elementos, menos el carbono. Química Analítica: Es la que identifica y da la composición (cualitativa y cuantitativa) de las sustancias. Fisicoquímica: Es la que estudia los principios físicos por las que se rige la materia, tanto en su estructura como en sus transformaciones químicas. Bioquímica: Es la química de los seres vivos (seres humanos, animales y plantas). Materia Materia es todo lo que nos rodea, que ocupa volumen y tiene masa. Masa, es la medida de la cantidad de materia, la masa de un cuerpo es invariable, el peso no lo es. El Peso es la fuerza gravitacional de atracción ejercida por la tierra sobre el cuerpo, el peso de un cuerpo dado varía con la distancia de ese cuerpo al centro de la tierra. El peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa y a la aceleración gravitacional de la tierra (P = m.g). Cambios de la Materia: La materia se puede encontrar en la naturaleza en 3 estados físicos o fases: Sólido, Líquido y Gaseoso. Cambios Físicos: Estos cambios no involucran la obtención de nuevas especies químicas, según la temperatura y presión a la que se encuentre, la materia hace unos cambios de fases o de estados: Fusión (de sólido a 3

4 líquido), Solidificación (de líquido a sólido), Condensación o Precipitación (de gas a líquido), Vaporización o Evaporación o Ebullición (de líquido a gas), Sublimación Progresiva (de sólido a gas), Sublimación Regresiva (de gas a sólido). Cambios Químicos: Son transformaciones en las cuales ciertas sustancias se transforman en otras sustancias. Materiales: Los Materiales son las diferentes formas en las que se encuentra la materia, y se diferencian unos de otros por sus propiedades. Propiedades de los Materiales: Las propiedades describen a la sustancia, y permite identificarlas 1. Intensivas (Características); Ellas no dependen de la cantidad del material, solamente de su naturaleza. Densidad ( = m/v), Punto de Fusión (Temperatura y Presión al pasar del estado sólido a líquido), Punto de Ebullición (Temperatura y presión al pasar del estado líquido a gas), Solubilidad (Grado de disolución), Calor Específico (energía que posee un material), Estado Físico (Sólido, Líquido o Gaseoso), Color, Sabor, Dureza, Elasticidad, Inflamabilidad, Magnetismo, Comprensibilidad, Conductividad Eléctrica, Viscosidad (facilidad para fluir), Dilatación Térmica. 2. Extensivas (No Características); Ellas dependen de la cantidad del material y no de su naturaleza. Masa, Volumen, Temperatura. Sustancias Puras Una Sustancia Pura es un Material Homogéneo (que nos e distinguen sus componentes), con composición constante y con propiedades que permiten identificarla y clasificarla. Pueden ser de 2 clases: Elementos y Compuestos. Elemento: Los antiguos griegos desarrollaron el concepto de que toda materia está formada por un número limitado de sustancias sencillas, llamadas elementos, debido a que para ellos eran perfectos e incambiantes. Después en 1661, Robert Boyle enfatizó en que la experimentación química es la que va a probar la existencia de los elementos. En el siglo siguiente Lavoisier aceptó 4

5 una sustancia como elemento, cuando no se podía descomponer en otras sustancias más sencillas, él identificó 23 elementos. Un Elemento Químico es toda sustancia simple (sencilla) que no puede descomponerse en sustancias aún más simples, ya que son las sustancias básicas que componen la materia. Clasificación de los Elementos: Se clasifican en: Metales (son buenos conductores del calor y la electricidad, tienen brillo metálico, poseen altos puntos de fusión y de ebullición, generalmente son sólidos, tienen altas densidades) y No Metales (son todo lo contrario de los metales). Símbolo Químico: Es la abreviatura de una o 2 letras asignadas a cada elemento por acuerdo internacional, tomaron en cuenta las abreviaturas de los nombres de los elementos en Latín. Existen 15 elementos que son los que se encuentran en mayor abundancia en la corteza terrestre, conforman el 99,44%: Oxígeno (O), Silicio (Si), Aluminio (Al), Hierro (Fe), Calcio (Ca), Sodio (Na), Potasio (K), Magnesio (Mg), Hidrógeno (H), Titanio (Ti), Cloro (Cl), Fósforo (P), Manganeso (Mn), Carbono y Azufre (S). Número Atómico: Es el número de protones en el núcleo de un átomo de un elementos, además como los átomos son eléctricamente nuevos, la cantidad de protones debe ser la misma de los electrones, así que el número atómico también representa el número de electrones. Número de Masa (Peso Atómico): Es el número de protones y neutrones, tomados juntos, en el núcleo del átomo. Además para el calculo de el número de moles, el número de masa es igual al peso atómico del elemento. 5

6 Mezclas Una Mezcla es la unión de 2 o más sustancias puras y tienen composiciones variables, pueden ser Homogéneas (es uniforme, Solución) o Heterogéneas (no es uniforme completamente y consiste de partes que son físicamente distintas, Coloides, Suspensiones, Groseras). Compuestos: Los compuestos son sustancias formadas por 2 o más elementos en proporciones fijas. La Ley de las Proporciones Definidas, propuesta por Joseph Proust en 1799, establece que un compuesto puro consiste siempre en los mismos elementos combinados en una misma proporción por peso. Los compuestos poseen propiedades que difieren de las propiedades de los elementos que los constituyen. Los compuestos, según como sea la unión, pueden ser: Óxidos Básicos (Óxidos Metálicos), Anhídridos (Óxidos Ácidos), Hidróxidos (Bases), Ácidos (pueden ser binarios o ternarios, Oxiácidos), Sales (pueden ser binarias o ternarias, Oxisales) y Compuestos Orgánicos. 6

7 Sistema Métrico Es un sistema decimal de medidas que se utiliza en todos los estudios científicos. El Sistema Internacional de Unidades (SI) es una versión moderna del antiguo sistema propuesto por la Academia Francesa de Ciencias de 1790 (Lavoisier era miembro). Este SI estableció sobre 7 Unidades Básicas (Longitud m, Masa Kg, Tiempo seg, Corriente Eléctrica Amp, Temperatura ºK, Cantidad de Sustancia mol, Intensidad Luminosa candela) y 2 Unidades Suplementarias (Ángulo Plano radián y Ángulo Sólido esteradián). Los múltiplos o fracciones de la unidades básicas se indican mediante prefijos: tera 10 12, giga 10 9, mega 10 6, kilo 10 3, hecto 10 2, deca 10, deci 10-1, centi 10-2, mili 10-3, micro 10-6, nano 10-9, pico 10-12, femto 10 15, atto Otras unidades SI, son las Unidades Derivadas, se obtienen de las unidades básicas por una combinación algebraica (Volumen m 3, Velocidad m/seg, Fuerza New=Kg.m/seg 2 ). Ejemplos: Pasar 50g a Hg 1Hg 2 50g 50x10 Hg 0, 05Hg 2 10 g Pasar 3200Mm a cm m 10 cm Mm 3200x10 cm 32x10 1Mm 1m 6 cm Pasar 5768seg a h 1h 5768seg 1, 6022h 3600seg REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Mortimer, Charles E. (1983). Química. Grupo Editorial Iberoamérica. México. ReNa. Nomenclatura Química. [Artículo en línea]. Disponible en: [Consultado: 18 Octubre de 2006]. Wikipedia. Estados de Agregación de la Materia. [Artículo en línea]. Disponible en: [Consultado: 20 Diciembre de 2006]. 7