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EL NACIMIENTO DE LA QUÍMICA

Enviado por nguarins



Indice
1. Introducción
2. El nacimiento de la química
3. Leyes y teorías primarias
4. Bibliografía

1. Introducción

En anterior publicación, Historia de la Química I, se abarca desde las transformaciones originarias del planeta hasta los conocimientos prequímicos de la Alquimia medieval. Ahora nos interesa revelar los momentos más significativos en el desarrollo de la Química como ciencia experimental.
Al reafirmar que la ciencia es una compleja construcción sociohistórica el trabajo pasa revista con la necesaria brevedad al contexto en que tienen lugar los principales acontecimientos que marcan el nacimiento de la Química.
En una compleja dialéctica, al filo de la necesidad y la casualidad se va produciendo una transición del quehacer individual de los gigantes pioneros a la gestación de los nuevos laboratorios y las primeras comunidades organizadas en sociedades científicas.
Al mismo tiempo no ocultamos nuestro propósito de presentar a los hombres de ciencia como seres humanos sumergidos en las contradicciones de su época, tomando partido y a menudo errando en su opción.
Desearíamos contribuir a rechazar la visión idílica del científico aislado en su torre de marfil para ofrecer una imagen más
humana y veraz del investigador como un hombre inmerso en una comunidad a la cual pertenece y a la cual se debe.
Así aparecen en nuestras páginas un Lavoisier guillotinado por un tribunal de la Revolución francesa; un Prietsley educado para Ministro de Iglesia y convertido en relevante investigador y partidario de aquella revolución; un Mendeleev desafiando la postura del gobierno zarista ruso; un Kekulé que se gradúa de arquitecto para luego convertirse en el primer arquitecto de las estructuras moleculares; un joven Arrhenius cuyo tribunal le otorga la más baja calificación de aprobado en la defensa de su doctorado para luego recibir el premio Nobel por los resultados de este trabajo; una Madame Curie que acepta el reto impuesto por la vida de quedarse sin Pierre y organiza un laboratorio moderno que constituye toda una red de relaciones ciencia – tecnologíasociedad.

2. El nacimiento de la química

En el periodo que se extiende desde el siglo XVII al XIX se produce el tránsito del absolutismo real, como forma de gobierno en el mundo occidental, al sistema capitalista y a la reconfiguración de la estructura social en su composición de clases. Esta sociedad capitalista emergente alentó cambios en las tecnologías que dieron lugar a la Primera Revolución Industrial representativa de la conquista de la energía del vapor y del desarrollo de la industria metalúrgica y los textiles.
Por otra parte, en el terreno de la supraestructura de la sociedad, la Ilustración gana terreno y la difusión de las ideas liberales que exigen reformas como señal del progreso social tuvo su impacto en las constituciones de los estados emergentes.
Las demandas de progreso material y el clima en el campo de las ideas auspiciaban pues un creciente desarrollo de las investigaciones en diferentes terrenos de la actividad humana.
En el campo de la Química el siglo XVII marca el inicio de la introducción de la balanza para estudiar las transformaciones químicas y un cambio en el centro de interés del tipo de sustancias objeto de estudio desde los minerales y metales hacia ¨los vapores  o espíritus¨. Pionero de estos virajes es el médico flamenco J.B. Van Helmont (1577 –1644).
Si un alquimista al observar la deposición de una capa de cobre sobre un clavo introducido en una solución de azul de vitriolo, creía ver la transmutación del hierro en cobre, Van Helmont estudia la disolución de los metales en los tres ácidos minerales fuertes y la recuperación de los metales de estas disoluciones.
Se enfrasca también Van Helmont en la penosa tarea de atrapar las sustancias  escurridizas que se escapan en numerosas transformaciones a las cuales bautizó con el término de gases, derivado del griego "chaos". Así aísla el gas liberado en la fermentación del vino que identifica con el gas desprendido en la reacción  entre el carbonato de calcio y el ácido acético, al cual llama gas silvestre.        
Pero fueron los trabajos del primer químico, el irlandés Robert Boyle (1627 – 1691), los que marcaron una nueva pauta.

En 1622 descubre, al estudiar el comportamiento que experimenta el volumen de los gases con las variaciones de la presión, la ley que llega a nuestros días como ley de Boyle. En su libro "El químico escéptico" se suprime el prefijo de la vieja alquimia pero la verdadera ruptura que propone con el pasado no se reduce a un cambio ortográfico. A partir de él, los elementos no resultan deducidos del razonamiento especulativo, sino del criterio experimental de carácter primario en el sentido de no admitir una ulterior descomposición. El término elemento, en este contexto, tiene un significado derivado de la práctica y un sentido de provisionalidad que no sería superado hasta el siglo XX cuando se descubriera la naturaleza íntima de los elementos químicos.
Aunque la actividad en este siglo está  pautada por la reestructuración hacia el estudio de los gases y el enfoque experimental despojado de conjeturas y falsas expectativas, el mérito por el descubrimiento de un tercer no-metal, el fósforo, corresponde al último alquimista, Henning Brand (¿ – 169? ) al encontrarse buscando la piedra filosofal, entre otros medios, en la orina.

Se ha repetido que Newton (1642 - 1727) dedicó ingentes esfuerzos a ensayos de transmutación alquimista, justamente cuando tales ideas estaban en pleno decaimiento a fines del siglo XVII. Pero en rigor histórico publicó un ensayo en 1700 "On the nature of acids" y dejó incompleta una teoría "de la fuerza Química" que vino a conocerse un siglo después de su muerte, ambos despojado del tinte alquimista  y en plena  correspondencia con su regla de oro para el razonamiento filosófico: "No se deben admitir otras causas que las necesarias para explicar los fenómenos". El próximo siglo tendría en cuenta sus directrices.
El siglo XVIII marca el inicio de la Química como ciencia experimental con los trabajos de la Escuela francesa encabezada por el eminente químico Lois Antoine Lavoisier (1743-1794) que logran asentar el estudio de las reacciones químicas sobre bases cuantitativas despojando definitivamente la investigación en este campo de las nociones místicas de los alquimistas.
En otro polo del trabajo científico europeo, en Suecia, el desarrollo de la minería y la mineralogía condicionó el surgimiento de una escuela de químicos que a lo largo de este siglo realizara numerosos aportes en el análisis de minerales, en la comprensión y gobierno de los procesos de su reducción, enterrando definitivamente el ideal alquimista de transformar metales nobles en oro. Entre 1730 y 1782 se reportan los descubrimientos del cobalto, níquel, manganeso, manganeso, wolframio, titanio y molibdeno. En poco más de cincuenta años se superaría el número de metales descubiertos por más de seis siglos de infructuosa búsqueda alquimista. Con el paso del tiempo, estos metales se emplearían en la fabricación de materiales estratégicos para el avance tecnológico.
Dada la importancia práctica de los procesos de combustión es comprensible que las primeras propuestas teóricas estuvieran enfiladas a explicar lo que acontecía durante la quema de los combustibles. Resulta sorprendente sin embargo que fueran tempranamente emparentados las reacciones de combustión y el enmohecimiento que sufrían los metales.
Corre la primera década del siglo XVIII cuando surge la teoría del flogisto defendida por G.E. Stahl (1660-1734). Según Stahl el flogisto podía considerarse como un elemento que se liberaba rápidamente por los combustibles al arder o lentamente durante el enmohecimiento de los metales.
La tercera transformación química, de máxima importancia en la época, la liberación de los metales por reducción de los minerales bajo la acción del carbón vegetal y el calor, era interpretada como una transferencia del flogisto desde el carbón hacia el mineral con lo cual el metal resultante se hacía rico en flogisto.
La aplicación de estas concepciones a la interpretación de los resultados experimentales obtenidos al estudiar reacciones en que participaban los gases condujo a no pocos errores y desviaciones del camino conducente a la explicación objetiva de los hechos.
Así Henry Cavendish (1731-1810) al investigar con particular atención las propiedades sobresalientes del gas liberado durante la reacción del ácido clorhídrico con algunos metales especuló sobre la posibilidad del aislamiento del propio flogisto. Al lanzar esta hipótesis se basó en dos de sus propiedades: era el gas más ligero de los conocidos y presentaba una alta inflamabilidad.
El químico escocés J. Black (1728-1799) estudiaba la descomposición térmica de la piedra caliza, advirtiendo que se formaba cal y se liberaba un gas. Llamó su atención que la cal producida en esta reacción, expuesta al aire regeneraba la caliza. Era la primera vez que se tenía una clara evidencia acerca de la reversibilidad de un proceso químico y por otra parte se ponía de manifiesto que el aire debía contener al gas que luego se fijaba a la cal para "devolver" la caliza. Pero la concepción del aire como elemento inerte impedía penetrar en la esencia del proceso.
Nuevos resultados de Black al abordar la combustión de una vela en un recipiente cerrado serían otra vez malinterpretados. Fue comprobado que se liberaba el mismo gas que en la descomposición de la caliza y que si este gas era colectado en un recipiente, en la atmósfera resultante tampoco se lograba reiniciar el proceso de combustión de la vela. En términos de la teoría del flogisto se empañaba la lectura de los resultados, y se hacía ver que era obtenido un aire "saturado de flogisto" que impedía la combustión en su seno.
Su discípulo Daniel Rutherford (1749-1819) llevó más lejos estos experimentos demostrando que en un aire "saturado de flogisto" tampoco lograba sobrevivir un ratón. Es la primera vez que se obtiene un nexo entre la combustión de una sustancia y la respiración de un animal. Aclarar esta relación exigía romper con la noción de que el aire era un elemento inerte en el cual se portaba o transportaba el flogisto.
Nuevas y relevantes aportaciones sería realizadas en la década de 1770 – 1779, por el químico inglés J.Priestley (1738 – 1804). Formado para ser Ministro de una Iglesia se convierte en un brillante investigador de los gases. Constituye un ejemplo hombre de ciencia comprometido con un ideal político, así por su apoyo declarado a la Revolución Francesa    una turba enardecida en 1791 le quemó la casa y sus pertenencias.
Prietsley comprobó que en una atmósfera compuesta por el gas liberado en la combustión de una vela (saturado de flogisto, donde moría un ratoncillo) podía vivir una planta. Y algo más sorprendente aún, el aire residual, que quedaba después de largas horas de permanencia de una planta en su seno resultaba vivificante, pues en él un ratón se mostraba especialmente activo y juguetón. Al mismo tiempo demostró que en este aire inicialmente "saturado de flogisto", y luego modificado por la acción de las plantas, los materiales ardían con más facilidad. Por segunda ocasión en pocos años los experimentos demostraban que un vínculo profundo existía entre combustión y respiración.
Desde otro ángulo, los resultados de Priestley resultaron los primeros indicios de que plantas y animales formaban un equilibrio químico que hacía respirable la atmósfera de la tierra. La enorme significación de este equilibrio ha sido lentamente comprendida por la humanidad. Pero en el siglo XVIII de nuevo la teoría del flogisto impuso una línea de pensamiento que hacía ver la obtención de un aire desflogisticado, la antítesis del aire aislado por Rutherford.
Si Black obtuvo las evidencias de que la reacción de descomposición de la caliza era reversible, Prietsley demostraría que el sólido formado durante la reacción del aire con el mercurio, al calentarse regeneraba el mercurio y se liberaba un gas que podía colectarse por desplazamiento del agua y que mostraba las cualidades correspondientes al conocido aire vivificante ("un aire desflogisticado").
Los experimentos de Cavendish, Black y Priestley tienen un denominador común, pretenden penetrar en la comprensión cualitativa de los fenómenos que estudian, y por supuesto que al hacerlo despliegan una enorme imaginación y creatividad.
Lavoisier por estos años investiga también los fenómenos químicos pero al hacerlo se auxilia de las mediciones cuantitativas de las masas de las sustancias que participan en las reacciones. Cuando en 1774 Priestsley viaja a París y transmite a Lavoisier su descubrimiento del aire desflogisticado,  al investigador francés se le hace claro que el aire no es un elemento inerte que recibe o entrega el principio sustancial conocido como flogisto, sino que el supuesto aire desflogisticado constituye un elemento.
Intentemos resumir sus interpretaciones a los hechos experimentales conocidos en la época: cuando metales como estaño y plomo se calientan en un recipiente cerrado conteniendo aire se observa el aumento del peso del calcinado y la constancia del peso del sistema total, al tiempo que se crea un vacío parcial en el interior del recipiente y solo aproximadamente una quinta parte del volumen del aire se consume.
La interpretación de estos hechos es bien distinta a la de sus colegas británicos. Los metales no liberan flogisto al calcinarse sino que se combinan con un elemento componente del aire que se corresponde con el aire vivificante desflogisticado y de ahí su incremento en peso. A partir de entonces nombra este nuevo elemento gaseoso como oxígeno.
Al componente gaseoso residual de la combustión correspondiente a las cuatro quintas partes en volumen del aire,
caracterizado por su relativa inercia química (el aire flogisticado de Black) lo denomina nitrógeno. Y por último, al enigmático gas inflamable de Cavendish que es capaz (según comprobó experimentalmente en 1783) de arder produciendo vapores que condensan en forma de gotas de agua, lo llama hidrógeno.
Quedaba resuelto así, en términos del reconocimiento de sustancias elementales determinadas, lo que Sthal pretendió identificar con el flogisto.

En 1789 Lavoisier publicó su "Tratado Elemental de Química" en el que expone su método cuantitativo para interpretar las reacciones químicas y propone el primer sistema de nomenclatura para los compuestos químicos del que aún perdura su carácter binomial.
Desdichadamente, cuatro años mas tarde Lavoisier es ejecutado en la guillotina al ser acusado de verse relacionado con un grupo de recaudadores de impuestos que los revolucionarios franceses consideraron un instrumento de corrupción de la odiada monarquía. Su amigo el célebre matemático M. Lagrange diría: "un segundo bastó para separar su cabeza del cuerpo, pasarán siglos para que una cabeza como aquélla vuelva a ser llevada sobre los hombros de un hombre de ciencias".
El siglo no cerraría sus puertas sin que un representante de la Escuela francesa Joseph L. Proust (1754 –1826) demostrara experimentalmente que las sustancias se combinan para formar un compuesto en proporciones fijas de masas, la llamada ley de las proporciones definidas. Una vez que fueran experimentalmente demostradas por los trabajos de Lavoisier las leyes ponderales que se verifican en las reacciones químicas, se exigía de una teoría que explicara el comportamiento experimental observado.

3. Leyes y teorías primarias

Hacia el último tercio del siglo XIX, teniendo como escenario las sociedades de Norteamérica y en mayor o menor grado de los países europeos, se experimenta lo que algunos consideran una Segunda Revolución Industrial identificada desde el punto de vista tecnológico por el  dominio de la electricidad, el petróleo, y la naciente industria química.
A diferencia de momentos anteriores, en los que la práctica, el saber hacer, precedía significativamente a la teoría, ahora la fuerza de los saberes de las nacientes ciencias impulsan y establecen un complejo tejido de interacción con la tecnología.
La aplicación de los inventos de Volta permiten el descubrimiento y aislamiento de un número significativo de elementos químicos; la aparición de los primeros productos sintéticos (colorantes y otros) condiciona el desarrollo de una nueva industria que persigue superar las cualidades de los productos naturales conocidos hasta el presente.
En esta compleja dialéctica al filo de la necesidad y la casualidad, siendo portadores de los progresos determinadas personalidades históricas que fueron creando comunidades (Sociedades Científicas), en las naciones que encabezan el desarrollo monopolista de la época, se desarrollan las primeras leyes y teorías de esta ciencia.  

Una vez que en el siglo XVIII fueran experimentalmente establecidas las leyes ponderales de las reacciones químicas, se exigía una teoría que explicara el comportamiento observado. El inicio de este siglo vería aparecer  la obra Nuevo sistema de filosofía química, en la  que el químico inglés John Dalton (1766 – 1844) expondría su teoría atómica.
Al postular la existencia de los átomos como partículas indivisibles en las reacciones químicas parece que se retorna a las ideas de los atomistas griegos, más de dos mil años atrás pero la mecánica de Newton se refleja también en  la primera teoría moderna de la Química, al atribuir como propiedad distintiva de los átomos su masa. A partir de este momento, las diferencias observadas en las propiedades de los elementos se pretenden relacionar con el peso atómico.
Esta teoría era capaz de explicar la ley de las proporciones definidas en que se combinan las sustancias, en términos de la combinación de un número determinado de átomos o átomos compuestos (moléculas diríamos hoy según la propuesta de Avogadro) en una reacción dada. Por otro lado la capacidad predictiva de esta teoría se manifiesta en la ley de las proporciones múltiples: como quiera que la reacción entre  A y B  para dar diferentes compuestos implica la combinación de átomos de A y B en una relación necesariamente entera y particular en cada caso, se puede derivar  que  "los pesos de una sustancia A que se combina con un peso dado de B para dar diferentes sustancias se han de encontrar en una relación de números enteros sencillos". El propio Dalton se encarga de comprobar experimentalmente la validez de esta predicción.
Al tiempo que los postulados de la teoría daltoniana demostraron su capacidad explicativa y predictiva definieron los principales problemas que señalan el derrotero de las investigaciones de los químicos en este siglo:
¿Cómo determinar los pesos atómicos de los elementos químicos?
¿Cómo descubrir nuevos elementos, desarrollar métodos para su aislamiento y preparación?
¿Cómo determinar las fórmulas de las sustancias y cuál sistema de símbolos proponer para reflejar simplificadamente el enlazamiento entre los átomos?
La determinación de los pesos atómicos fue basada en los resultados de los métodos físicos más avanzados de estos tiempos, adoptando una escala relativa con respecto al átomo de oxígeno (elemento que se combina con la mayoría de los elementos conocidos para dar lugar a las combinaciones binarias).
Un cambio de paradigma en el estudio sistemático de las propiedades de los elementos químicos fue dado por el descubrimiento de la Ley Periódica de los elementos químicos. En 1869, el químico ruso D. Mendeleev (1834 – 1907) defendió la tesis de que una variación regular en las propiedades de los elementos químicos se podía observar si estos se ordenaban en un orden creciente de los pesos atómicos.
La edificación de la tabla periódica de Mendeleev no solo dio lugar a la clasificación de los elementos químicos en familias o grupos sino que posibilitó la predicción de la existencia de elementos químicos aún no descubiertos y de las propiedades que estos debían exhibir.

La sorprendente correspondencia entre estas predicciones y los descubrimientos de nuevos elementos que se producirían en los años subsiguientes demostró la validez de la ley periódica y constituyó un estímulo para la realización de estudios de nuevas correlaciones en la tabla propuesta. Su fama por estas realizaciones del intelecto no han dejado espacio para el conocimiento del hombre que a los 56 años de edad renuncia a su cátedra universitaria en rechazo a la dictadura zarista. Una segunda dirección observada en la investigación se relaciona con el descubrimiento de nuevos elementos químicos, toda vez que tales sustancias constituían los bloques unitarios a partir de los cuales se formaba la amplia variedad de los compuestos químicos.
Si en la Antigüedad fueron conocidos siete elementos metálicos (oro, plata, hierro, cobre, estaño, plomo y mercurio) y dos no metales (carbono y azufre); el esfuerzo de la alquimia medieval sumó el conocimiento de otros cinco (arsénico, antimonio, bismuto, zinc y fósforo); y el siglo XVIII, con el estudio de los gases, dejó como fruto el descubrimiento de cuatro nuevos elementos (hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y cloro) mientras el análisis de minerales aportaba la identificación de nueve metales (cobalto, platino, níquel, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, titanio y plomo); en total a las puertas del siglo XIX eran conocidos 27 elementos químicos.
Hacia 1830, se conocían cincuenta y cinco elementos, es decir se había duplicado en treinta años la cifra de elementos descubiertos en más seis milenios de práctica humana. Dos factores contribuyeron de forma decisiva a este vertiginoso crecimiento: la aplicación del invento de Volta, la pila de corriente eléctrica, para conducir la descomposición de las sustancias; y la introducción de las técnicas espectrales al análisis de muestras de minerales convenientemente tratadas.
El principal problema que quedaba pendiente de ser resuelto consistía en aclarar la forma en que se enlazan los átomos en la estructura particular de la sustancia y edificar un sistema de símbolos y notaciones que permitieran una comunicación universal.
El sistema jeroglífico de representación de los elementos químicos heredado de la alquimia fue sustituido por un sistema más racional de notación simplificada que se asocia a la representación de una o dos letras iniciales (con frecuencia derivada de los nombres en latín, plata = argentum, Ag). Este sistema de notación fue propuesto por el químico sueco Jöns J. Berzelius (1779 – 1844), considerado uno de los fundadores de la Química, quien descubriera tres elementos químicos(selenio, cerio y torio) y aplicara los métodos más refinados de determinación de pesos atómicos en la época.
En el mundo de las sustancias orgánicas este período inicial representa el predominio del análisis sobre la síntesis. En tanto los estudios analíticos responden a una línea de pensamiento debidamente formulada, los resultados sintéticos aparecen con frecuencia atravesados por la casualidad.
La complejidad de los compuestos orgánicos hacía más difícil la búsqueda de regularidades que permitieran un principio de clasificación. Dos hechos que resultaban especialmente significativos se asocian al descubrimiento de los isómeros estructurales, sustancias que respondiendo a la misma fórmula de composición difieren en sus propiedades, y de los isómeros ópticos, sustancias que sólo se distinguen en el sentido que hacen girar el plano de polarización de la luz polarizada, por L. Pasteur (1822 – 1895). Para los investigadores de la época tales diferencias debían encontrar respuestas en el diferente ordenamiento de los átomos en la estructura molecular.

Correspondió al químico alemán F.A. Kekulé (1829 – 1896) edificar los principios en que se basaron la primera teoría sobre la estructura molecular de los compuestos orgánicos. Kekulé se graduó de arquitecto en la Universidad pero se sintió fascinado por la determinación de la arquitectura molecular de las sustancias orgánicas y pasó a la historia por el establecimiento de la estructura del benceno, una verdadera pesadilla para los químicos del siglo XIX.
Aún desconociendo la naturaleza del enlace químico propuso un ordenamiento según la valencia de los átomos en la estructura molecular de las sustancias. En lo esencial esta forma de representación en el plano de las fórmulas estructurales de las moléculas llega hasta nuestros días y permitió la estructuración de las familias orgánicas de acuerdo con la presencia de determinados grupos funcionales.
El problema de la explicación estructural de los isómeros ópticos debió esperar por la comprensión de la orientación espacial de los átomos en la estructura de las moléculas y un primer paso en esta dirección fue dado por el químico holandés Jacobus H. Van’t Hoff (1852 – 1911) al proponer la orientación tetraédrica de las valencias en el átomo de carbono, que da nacimiento a la estereoquímica como rama que se ocupa de definir la geometría molecular de las sustancias.
Tanto en el estudio de las sustancias del mundo inorgánico (según la clasificación propuesta por Berzelius en este siglo) como en las investigaciones de las sustancias orgánicas se advierte, como un imperativo de la lógica interna de esta ciencia, el predominio en un primer momento del método analítico.
Las investigaciones en el campo de los compuestos orgánicos debieron en lo fundamental constreñirse al aislamiento y posterior caracterización de determinadas sustancias provenientes de materiales vegetales o animales. Así, en 1817 se logra aislar la clorofila; el tratamiento hidrolítico de la gelatina conducido en 1820 evidencia que esta proteína está constituida por un pequeño aminoácido, la glicina; y en 1834 se reporta la separación de la celulosa de la madera quedando demostrado que la hidrólisis enérgica de este material produce unidades de azucares simples.
Berzelius, ante la complejidad observada por las sustancias orgánicas desarrolla la teoría del vitalismo, según la cual los tejidos vivos debían disponer de una fuerza vital para la producción de las sustancias orgánicas. La extensión de estas nociones en el mundo académico de la época desalentó por un tiempo la investigación en el campo de la síntesis. Pero ya en 1828 el pedagogo y químico alemán Friedrich Wöhler (1800 – 1882), sin proponérselo, descubre que el calentamiento de una sal (cianato amónico) producía la urea (un producto de excreción del metabolismo animal ya conocido por entonces), con lo cual el vitalismo recibe su primer golpe. No fue casual su aportación menos reconocida pero que aún hoy se aplica, al desarrollar el método de producir el acetileno a partir del carburo de calcio.
Debieron pasar varias décadas para que, primero A. W. Kolbe (1818 – 1884), discípulo de Wöhler, y luego Pierre E. M. Berthelot (1827 – 1907), lograran la síntesis de moléculas orgánicas simples (como el metanol, etanol y otras) a partir de las propias sustancias elementales de naturaleza inorgánica que los constituyen.

Un golpe de muerte definitivo recibiría el vitalismo cuando el propio Berthelot, aprovechando los resultados del estudio hidrolítico de las grasas (no casualmente la familia con la más simple estructura de la gran tríada grasas, carbohidratos y proteínas), se propuso la síntesis de una grasa a partir de un solo tipo de ácido carboxílico (graso) y la glicerina obteniendo una grasa "sintética" con propiedades similares a la grasa natural estearina. Berthelot encarna el necesario personaje que debe combinar el trabajo científico al más alto nivel, con responsabilidades públicas. En particular ocupa cargos durante más de una década en el panorama educativo francés hasta llegar a Ministro de Instrucción Pública. Además sustituyó a Pasteur como secretario vitalicio de la Academia Francesa de la Ciencia.
Quedó demostrado la metodología a seguir en el proceso de aprehensión del conocimiento de las sustancias orgánicas complejas: primero dilucidar, mediante el análisis, la estructura y luego probar las rutas de su síntesis. El terreno quedaba fertilizado para empeños mayores.
Pero hacia la mitad del siglo Pasteur, con razón presentado como químico y biólogo, funda en la Universidad de Lille la Facultad de Ciencias que se había creado, en parte, como medio para aplicar la ciencia a los problemas de la fabricación de bebidas alcohólicas. Para la Francia de entonces la acidificación del vino y la cerveza constituía un grave problema económico. Los resultados de su investigación dan respuesta a los problemas planteados y representan las bases de una nueva ciencia, la microbiología. Los problemas socioeconómicos de un contexto, el desarrollo de la época, y el talento de Pasteur constituyeron fuerzas motrices para desatar un complejo proceso de integración y diferenciación que inicia el desarrollo de la Bioquímica.
La tercera tendencia que se advierte corresponde a la configuración de las disciplinas que abarcan las relaciones entre las reacciones químicas y las diferentes formas de energía: esto es, se gestan las leyes de la Termodinámica Química, la Electroquímica y la Cinética Química.
El dominio del fuego constituyó desde siempre una necesidad de la civilización humana. En el siglo XVIII allí donde se inicia la química como ciencia experimental, los estudios más sobresalientes se relacionan con estudios sobre las reacciones de combustión. Pero lo que hoy llamamos el estudio de las relaciones entre el acto químico y el calor involucrado data del siglo XIX. El nacimiento de la Termoquímica está marcado por los trabajos de G.H. Hess (1802 – 1850) que demuestran que el calor implicado en una transformación química sólo depende del estado inicial y final del sistema y no de las etapas por las que este proceso pueda ser efectuado. Constituye la ley de Hess publicada en 1840 expresión del principio más universal de transformación y conservación de la energía.
En 1876 corresponde a Josiah Gibbs (1839 – 1910) el mérito de relacionar en un cuerpo teórico coherente, las tres magnitudes que caracterizan en términos termodinámicos un proceso químico: la variación de energía libre, la variación de entalpía y la variación de entropía. A partir de entonces la Termodinámica se convierte en una disciplina de capacidad predictiva para evaluar la tendencia de una reacción a verificarse en una dirección dada. En otras palabras, la reversibilidad del fenómeno químico a partir de entonces comienza a tratarse en términos cuantitativos.
Con el nacimiento del siglo A.G. Volta (1745 – 1827), sin comprender aún la naturaleza de su invención, demuestra la posibilidad de generar corriente eléctrica a partir de un sistema químico. Poco tiempo después la corriente eléctrica es empleada por W. Nicholson (1753 – 1815) para provocar el proceso opuesto: la descomposición electroquímica del agua acidulada. Y ya en 1832, M. Faraday (1791 – 1877) deduce, apoyado en resultados experimentales, las leyes cuantitativas de la electrólisis de las disoluciones acuosas.
En la otra vertiente, la producción de energía eléctrica a partir del fenómeno químico, se dan importantes avances. En 1836 se inventa la pila de Daniell y hacia mediados de la centuria se idean primero el acumulador eléctrico y luego la pila seca.

Sin embargo una comprensión de los complejos fenómenos electrolíticos exigió el desarrollo de la teoría de la disociación electrolítica, formulada por un joven en la defensa de su tesis doctoral. Esta tesis recibiría la mínima calificación del Tribunal y la máxima de la Historia de la Ciencia. El joven sueco Svante A. Arrhenius (1859 -1927) recibió el premio Nóbel de Química en 1903, y su teoría apoyó el despegue de una nueva rama del saber químico: la electroquímica.
Un momento estelar en la aplicación de la electroquímica a la tecnología viene representado por la producción del aluminio a partir de técnicas electrolíticas (1886). Hasta este momento el aluminio constituía un metal de escaso uso por las dificultades presentadas en la reducción de su óxido, a partir de entonces por su ligereza y la inercia química de la fina capa de óxido que lo recubre se convierte en un material ideal para las conquistas técnicas que se vienen gestando.
Otra esencia de las reacciones químicas que comienza a ser investigada en el ocaso del siglo XIX es el problema de la rapidez con que estas se manifiestan. Comprender los factores que inciden sobre la rapidez a la que se verifica una transformación química presupone la capacidad de gobernarla convenientemente. La experiencia demostraba que, por ejemplo, la hidrólisis del almidón se aceleraba por la presencia de ácidos, y un efecto semejante era producido también por un producto aislado de las levaduras, la diastasa.
El primer peldaño en la edificación de la teoría de la cinética química fue puesto por el propio Arrhenius quién en 1889 estudia la correlación existente entre la rapidez con que se efectúa una reacción química y la temperatura. Los resultados experimentales le permiten deducir una nueva magnitud, la energía de activación. Este concepto conduce a la elaboración de la teoría de las colisiones efectivas como forma de interpretación de las reacciones químicas a partir de las nociones de la teoría atómico – molecular de la constitución de las sustancias.
Por último podemos apreciar que el siglo cierra sus puertas con la que fuera una de sus iniciales tendencias, los descubrimientos de nuevos elementos químicos. Pero esta vez, Sir William Ramsay (1852-1916), premio Nóbel en 1904, debió enfrentarse al difícil problema de aislar de la atmósfera aquellos gases caracterizados por su extraordinaria inercia química comenzando por el que está en mayor abundancia relativa, el argón (del griego Argos, noble). Y trabajando en el otro extremo de la cuerda, el químico francés Henri Moissan (1852-1907), premio Nóbel de Química en 1906, consigue aislar el elemento más electronegativo y por tanto de reactividad extraordinaria, el fluor.

En 1898, a punto de finalizar la centuria los esposos Curie descubren dos radioelementos: el radio y el polonio. Así en el grupo de notables investigadores que abrían paso a la comprensión y aplicación de fenómenos totalmente nuevos y peligrosos, una mujer se destaca por descifrar los secretos contenidos en determinadas sustancias emisoras de radiaciones hasta entonces desconocidas, la polaca María Curie. El laboratorio que dirige constituye el núcleo de toda una red que enlazaba problemas de la industria, la medicina e incluso la política. Asistimos al momento en que queda atrás la investigación en solitario de los pioneros; los nuevos laboratorios encierran el quehacer de colectivos que deben abordar no sólo la producción de los nuevos conocimientos sino su aplicación en la práctica con su carga de implicación social.
El siglo XIX se despide con una hecatombe, el átomo no constituye una partícula indivisible. Nuevos resultados experimentales exigirían de nuevas teorías. Pero lo más trascendente para la humanidad no era el cambio de paradigma que se avecinaba. A partir de ahora la civilización humana debía aprender a enfrentarse a una nueva época: la era atómica.
El asalto de la inagotable estructura atómica, la conquista de las más complejas moléculas orgánicas incluyendo aquellas relacionadas íntimamente con la vida, y la batalla por la preservación de un ambiente irracionalmente agotado, serán las principales tareas asumidas por esta y otras ciencias en el siglo XX.

4. Bibliografía

Asimov I. (1987): Enciclopedia biográfica de ciencia y tecnología, T.4. Editorial Alianza.
Enciclopedia Encarta (2001): Historia de la Química.
García Fumero A. (1995): De la Alquimia a la Química. Editorial Científico – Técnica . Instituto cubano del Libro, La Habana.
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Woodrow Wilson Summer Institute. Princeton (1992): The History of Chemistry. http://www.woodrow.org/teachers/ci/1992/

Resumen:
En el trabajo se recorren los principales momentos del complejo proceso de construcción socio - histórica de la Química como ciencia experimental. Se intenta establecer una cierta línea de continuidad en el panorama zigzageante y a veces dramático de la historia de esta ciencia. De acuerdo con este propósito se narran los tropiezos y aciertos que confrontaron los pioneros de los siglos XVII y XVIII encabezados por las investigaciones cuantitativas de Lavoisier; y los desafíos que debieron vencer los constructores de las leyes y teorías primarias del siglo XIX nacidas con la teoría atomística de Dalton y que ya al final de la centuria prefiguran una nueva época: la era atómica.
(Palabras Claves: Química, Historia, Educación)
Categoría: Química, Historia, Educación.

 

 

 

 

 

Autor:


M.Sc. Rolando Delgado Castillo

Universidad de Cienfuegos.


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