LA QUIMICA EN EL TIEMPO

La Química en la Prehistoria y en la Antigüedad.-

Desde tiempos muy remotos el ser humano ha estado descubriendo y manejando diversos materiales debido a sus necesidades de alimentación, vivienda, vestido y defensa.

En la época primitiva, el ser humano usó las piedras, y posteriormente descubrió los metales cobre, estaño, bronce y hierro, con los cuales fabricó instrumentos y armas de guerra. Estas épocas se conocen como la Edad de Piedra y la Edad de los Metales. El humano primitivo le daba un sentido mágico y místico a los materiales y a los cambios que observaba en la naturaleza.

En la antigüedad el ser humano ya conocía algunos cosméticos y medicamentos. Las mujeres usaban maquillaje tóxico sin saberlo, como sales de mercurio, arsénico, etc. En esta época la filosofía sustituyó al misticismo, ya que intentó explicar la naturaleza y la composición de la materia con la razón humana. Así, tenemos al famoso filósofo Aristóteles (383-322 a. de C.), quien sostuvo que todos los materiales estaban formados por una combinación de aire, fuego, tierra y agua, lo que se conoció como la Teoría de los Cuatro Elementos.

La Química en la Edad Media.-

La humanidad avanzó en la comprensión de los materiales al surgir la “alquimia” en el Oriente helenístico, en el siglo I a. de C. La alquimia significa “ciencia oscura” y tuvo su auge en la Edad Media.

Los alquimistas creían que los materiales se transformaban y perfeccionaban hasta convertirse en oro. Su objetivo se centró en conseguir la “piedra filosofal”, sustancia imaginaria capaz de transmutar los metales en oro y darle perfección e inmortalidad al ser humano.

Los alquimistas dieron los primeros pasos hacia la aparición de la química como ciencia, al comenzar a realizar mediciones de la materia con la balanza y a aplicar técnicas de laboratorio.

La Química en la Edad Moderna y Contemporánea.-

En el siglo XV comenzaron a sustituirse las explicaciones filosóficas acerca de la materia por aquéllas basadas en la experimentación. Surgió así el método cualitativo propuesto por Robert Boyle y el método cuantitativo propuesto por Antoine Lavoisier, los cuales fortalecieron el carácter científico de la química.

A partir del siglo XIX la química se inicia como ciencia experimental, pero es en el siglo XX cuando se acelera su desarrollo científico, encontrándose hoy en día integrada a muchas áreas del conocimiento.

LA QUIMICA EN LA ACTUALIDAD

La Química como Ciencia Experimental.-

Una ciencia experimental se fundamenta en los principios y leyes derivadas de la experimentación, y que son demostrables. La química es la ciencia experimental que estudia la materia, su estructura, sus propiedades, sus transformaciones y sus leyes.

Las ciencias experimentales son guiadas por el método científico, que consiste en un conjunto de procesos dinámicos realizados por el investigador, cuyo fin es garantizar la veracidad del conocimiento. Este conocimiento es producto de la observación y de las teorías que explican a los fenómenos. Las teorías pueden ser modificadas o sustituidas por otras según progresan las investigaciones. Así, actualmente, se ha evolucionado hasta un modelo científico que permite interpretar la naturaleza de la materia en términos de la estructura atómica y del enlace químico, a partir de modelos anteriores más sencillos.

Las ciencias experimentales realizan experimentos controlados para estudiar en el laboratorio los fenómenos naturales. Un experimento controlado consiste en manipular una variable o factor sin variar el resto de los factores que influyen sobre el fenómeno observado.

La química hoy día se ha ramificado en diversas áreas especializadas y es considerada como la ciencia central, debido a que su campo de estudio es muy amplio y se halla entremezclado con diferentes campos de la ciencia: ingeniería, medicina, informática, etc. Las principales áreas de la química son: química analítica, química inorgánica, química orgánica, bioquímica, fisicoquímica y química nuclear.

La Naturaleza y el Laboratorio Químico.-

En la naturaleza ocurren los fenómenos de la materia que retan a la curiosidad humana: ¿por qué las hojas de los árboles cambian de color?,¿qué sucederá si mezclamos dos sustancias diferentes?, ¿qué es el aire?. Estas preguntas surgen al observar la naturaleza misma, pero las respuestas se logran a través de la investigación cuidadosa, que requiere de muchas mediciones con sofisticados instrumentos.

La investigación en química se lleva a cabo en el laboratorio químico, donde se dispone de las sustancias e instrumentos adecuados, y se pueden aplicar las técnicas necesarias para la experimentación científica. La investigación en química tiene dos campos de desarrollo:

La investigación química básica, que consiste en investigar con el solo fin de conocer más acerca de los materiales, sin importar la aplicabilidad de estos conocimientos.

La investigación química aplicada, busca desarrollar un producto útil o resolver problemas concretos de la sociedad. Está fundamentada en la investigación básica.

QUÍMICA, AMBIENTE Y SOCIEDAD

El conocimiento químico debe formar parte de nuestra educación integral como ciudadanos informados que se desenvuelven en una sociedad influenciada por la ciencia y la tecnología.

La Química y la Vida.-

A diario oímos noticias acerca de sucesos relacionados con la química y disfrutamos de productos de consumo generados por diversas industrias químicas. La química forma parte de las industrias de alimentos, medicinas, cosméticos, vestidos detergentes, insecticidas, transporte, etc. Estos productos se fabrican con el fin de brindarle al ser humano una mejor calidad de vida. No obstante, debemos conocer la naturaleza química de los productos que consumimos y los riesgos para la salud, para así darles un uso adecuado.

La Química y la Sociedad.-

El desarrollo de la química ha tenido un impacto social. Nuestra sociedad actual ha creado nuevos estilos de vida como consecuencia de los conocimientos aportados por la química. Por ejemplo, el surgimiento de industrias químicas en el área de salud, alimentación, construcción, transporte y otras, ha generado fuentes de trabajo y la apertura de nuevas carreras universitarias que forman profesionales en las diferentes áreas del quehacer químico.

Por otra parte, podemos ver que a pesar de que el conocimiento químico pretende lograr el bienestar de la humanidad, no obstante, se usa para otros fines. Hoy vemos, que este conocimiento se ha usado para aumentar la producción de drogas perjudiciales para la salud y para crear armas biológicas.

La Química y el Ambiente.-

El desarrollo de las industrias químicas ha traído como consecuencia la acumulación de productos de desecho que deterioran el ambiente. En los últimos tiempos se ha observado como los plásticos, detergentes, insecticidas y gases tóxicos, han generado un desequilibrio ambiental. Esta acción del ser humano sobre el ambiente se conoce como impacto ambiental.

No obstante, la química brinda a la vez, las bases para resolver los problemas de la contaminación ambiental porque permite conocer la naturaleza de los contaminantes y su forma de eliminarlos o evitarlos.

Por otra parte, la formación de una conciencia ecológica es necesaria para promover la conservación del ambiente. En Venezuela, el Ministerio del Ambiente, es el encargado de velar por el equilibrio ecológico de nuestro ambiente; así como diversos grupos ecológicos.

Es indudable que desde la antigüedad ha existido la química, pero las primeras manifestaciones relacionadas con la química datan desde la época del fuego, cuando se da cuenta de trabajos prácticos como la cocción de lo alimentos y la metalurgia, de lo que tenemos idea por los materiales usados por él y encontrados en los restos de las civilizaciones desaparecidas.

Los artículos normalmente encontrados son de metal, cerámica, vidrio, pigmentos y telas teñidas, las artes de la pintura y del teñido, así como la preparación de perfumes y cosméticos, práctica de la momificación y otros oficios análogos seguidos en las civilizaciones primitivas, constituyen los conocimientos sobre los que está basada la Química de hoy.

Antiguamente los metales más conocidos eran el oro, en la época 5000años a de C, Por hallarse este metal libre y por su color, su inalterabilidad y su rareza ha sido siempre el metal precioso por excelencia, junto con otros metales, como la plata, las prácticas de la metalurgia se practicaron específicamente en civilizaciones como la de Mesopotamia y Egipto, aunque no se comprendían y se desconocía su mecanismo.

En el siglo VI a. J.C., aparece en Grecia un poderoso movimiento intelectual y sus más grandes filósofos especularon sobre el mundo y la naturaleza de la materia, planteando claramente muchos de los problemas fundamentales de la Ciencia. La idea de la existencia de un principio permanente origen de todo fue un principio tangible; para TALES, de Mileto (aproximadamente 624-565 a. J.C.) fue el agua; ANAXIMENES (alrededor de 585-524 a. J.C.) sostuvo que era, el aire, y para HERACLITO, de Efeso (aproximadamente 540-475 a. J.C.) era el fuego. Más, tarde, EMPÉDOCLES, de Agrigento (alrededor de 500-430 a. J.C.) aceptó los elementos de sus antecesores, a los que agregó uno más, la tierra, sustituyendo así el principio único de la Escuela naturalista Jónica por los cuatro elementos: tierra agua, aire y fuego, que servían de alguna manera de soporte a las cualidades fundamentales de caliente y frío, y seco y húmedo, y dos fuerzas cósmicas, el amor y el odio, que son las raíces de todas las cosas.

Esta teoría de los cuatro elementos fue aceptada por ARISTÓTELES de Estagira (384 - 322 antes de J.C.). En realidad, los cuatro elementos no eran más que la generalización y representación de una observación lógica, pues un pues un cuerpo es sólido (tierra), líquido (agua) o gaseoso (aire), o bien se encuentra en estado de incandescencia (fuego).

Por la misma época, LEUCIPO y su discípulo DEMÓCRITO DE ABDERA (460-370 a. J.C.), en oposición a ZENÓN DE ELEA, enseñaron la discontinuidad de la materia formada de átomos, el ser, y de vacío, el no ser, resultante de los intersticios entre aquellos, y permitiendo su movimiento. Los átomos son eternos, indivisibles (de donde deriva su nombre), y de la misma naturaleza, pero difieren en forma, por el orden en que están colocados en el cuerpo, por su posición relativa y por su magnitud. A pesar de la tendencia positiva de las ideas de DEMÓCRITO, sus seguidores no desarrollaron su pensamiento que ofrece una estrecha relación con las teorías científicas modernas. EPICURO DE SAMOS (342-270 a. J.C.), el más ilustre de ellos, creó la palabra átomo y le asignó un peso esencial. El atomismo de DEMÓCRITO, expuesto en forma brillante en el inmortal poema De rerum Natura del romano LUCRECIO, está construido totalmente por conceptos filosóficos, y no es hasta 1677 en que BOYLE lo establece y DALTON en 1803 lo desarrolla como resultado de observaciones científicas.

Por la misma época, LEUCIPO y su discípulo DEMÓCRITO DE ABDERA (460-370 a. J.C.), en oposición a ZENÓN DE ELEA, enseñaron la discontinuidad de la materia formada de átomos, el ser, y de vacío, el no ser, resultante de los intersticios entre aquellos, y permitiendo su movimiento. Los átomos son eternos, indivisibles (de donde deriva su nombre), y de la misma naturaleza, pero difieren en forma, por el orden en que están colocados en el cuerpo, por su posición relativa y por su magnitud. A pesar de la tendencia positiva de las ideas de DEMÓCRITO, sus seguidores no desarrollaron su pensamiento que ofrece una estrecha relación con las teorías científicas modernas. EPICURO DE SAMOS (342-270 a. J.C.), el más ilustre de ellos, creó la palabra átomo y le asignó un peso esencial. El atomismo de DEMÓCRITO, expuesto en forma brillante en el inmortal poema De rerum Natura del romano LUCRECIO, está construido totalmente por conceptos filosóficos, y no es hasta 1677 en que BOYLE lo establece y DALTON en 1803 lo desarrolla como resultado de observaciones científicas.

La teoría de Aristóteles fue aceptada por los prácticos artesanos, especialmente en Alejandría, Egipto, que después del 300 a.C. se convirtió en el centro intelectual del mundo antiguo. Ellos pensaban que los metales de la Tierra creían que podían realizar el mismo proceso más rápidamente en sus talleres, transmutando así de forma artificial los metales comunes en oro. Comenzando el año 100 de la era cristiana, esta idea dominaba la mente de los filósofos y los trabajadores del metal, y se escribió un gran número de tratados sobre el arte de la transmutación que empezaba a conocerse como alquimia. Aunque nadie consiguió hacer oro, en la búsqueda de la perfección de los metales se descubrieron muchos procesos químicos.

Casi al mismo tiempo (y probablemente de forma independiente) apareció en China una alquimia similar. Los chinos consideraban al oro como una medicina que podía conferir larga vida o incluso la inmortalidad a cualquiera que la consumiera. Al igual que los egipcios, los chinos aumentaron sus conocimientos de la química práctica a partir de teorías incorrectas.

La alquimia y astrología se asociaron, relacionando el Sol con el oro, la Luna con la plata, Venus con el cobre, Mercurio con el mercurio, Marte con el hierro, Júpiter con el estaño y Saturno con el Plomo.

La obsesión de los alquimistas fue convertir el plomo en oro, mediante un reactivo llamado "piedra filosofal". El fracaso en esta aventura condujo a logros importantes en el conocimiento de la química[1] de los metales y tintes. El estudio de la alquimia, nos guste o no, es antecedente de muchos procesos utilizados hoy en química, desde la metalurgia hasta la cosmética. Además no debemos de obviar que fue la primera disciplina en utilizar el método del ensayo y error, algo bastante cercano al método científico actual.

Las relaciones de la química con la medicina se conocen con el nombre de iatroquímica. El máximo representante de esta tradición iatroquímica es Paracelso (1493-1541). Este médico y sus seguidores son los que otorgaron a la química un papel importante en la preparación de medicinas. La obtención de remedios curativos constituyó para Paracelso la finalidad de la alquimia, ya que asistir a un hombre enfermo era para él mucho más importante que dedicarse a fabricar oro y plata. Con ello introdujo un cambio importante en el enfoque de la alquimia, al apartarse de las metas clásicas de la misma. Esta nueva orientación influyó de modo considerable sobre el desarrollo posterior de la química.

Hacia (1604-68), un químico alemán, Johann Rudolf Glauber descubrió un método para preparar ácido clorhídrico por medio de la acción del ácido sulfúrico sobre la sal común. En el proceso obtuvo un residuo, el sulfato sódico, que actualmente se sigue llamando «sal de Glauber», continuó haciendo estudios y descubrió su propiedad laxante, así que la llamó “sal mirabile” (sal maravillosa) y la consideró como un curatodo, casi el elixir de la vida.

Al avanzar el siglo XVII la alquimia entró en decadencia, y en el XVIII se transformó en lo que hoy llamamos química.

LLEGANDO ALA QUÍMICA MODERNA

Por la época de 1564, época de Galileo Galilei, quien se inquieta por realizar algunas mediciones especialmente relacionadas con la caída de los cuerpos (1590-99), lo lleva a relacionar las matemáticas con la física, lo que indujo más adelante algo mas o menos un siglo después a Isaac Newton a recopilar todos estos estudios en su libro “Principia Matemática”, destacándose especialmente las tres leyes de la dinámica y su teoría de la gravitación vigentes hoy día.

En1661, surgen cantidad de teorías naturalistas, Robert Boyle publica (el químico escéptico o dudas y paradojas físico químicas) y sienta una de las bases de la química moderna[2].En este libro rompe con paradigmas y vicios que arrastraba la alquimia junto con la cosmología, plantea una especie de neo-atomismo y asegura que cualquier teoría debe de ser comprobada experimentalmente.

Y… para los hombres de ciencia del siglo XVIII, ya no era suficiente la teoría de los cuatro elementos para explicar la composición de la materia, ya el físico italiano Evangelista Torricelli (1608-47) logró probar, en 1643, que el aire ejercía presión. Demostró que el aire podía sostener una columna de mercurio de setenta centímetros de altura y con ello inventó el barómetro.

[…Eran materiales, poseían peso, como los líquidos y los sólidos más fácilmente estudiados. Se diferenciaban de ellos sobre todo en su densidad mucho más baja. La presión ejercida por el peso de la atmósfera fue demostrada de modo espectacular por el físico alemán Otto von Guericke (1602-86). Inventó una bomba de aire con la que se podía extraer éste de un recipiente, de manera que la presión del aire en el exterior no llegaba a igualarse con la presión del aire interior[1]. Este fue el primer intento de aplicar mediciones exactas a los cambios en una sustancia de particular interés para los químicos. Boyle no especificó que la temperatura debe mantenerse constante para que dicha ley sea válida. Probablemente lo realizó así, y supuso que se daría por hecho.

El físico francés Edme Mariotte (1630-1684), que descubrió independientemente la ley de Boyle hacia el año 1680, especificó que la temperatura debe mantenerse constante. Por esta razón, en la Europa continental se alude con frecuencia a la ley de Boyle como la ley de Mariotte. …] (Breve historia de la química, capítulo 3. Por Isaac Asimos,

De todos modos, uno de los más dignos representantes de la química moderna ha sido Antoine Lavoisier, (1743- 1794) quien sentó las bases de la química moderna, cuando estableció que la materia no se crea ni se destruye, ella se transforma, también demostró que el agua, el aire, el fuego no eran elementos: se interesó en estudiar la combustión, este tema en el siglo XVIII era una gran problemática, llegando así con gran éxito a mejorar así las técnicas de alubrado público en su época.

Así pues, Antoine Lavoisier fue el padre de la química moderna, fue el primero que se dio cuenta de que el aire estaba formado por una composición de gases. ¿Te acuerdas? 78% de nitrógeno, 20,9% de oxígeno, gases nobles, dióxido de carbono y vapor de agua. Pero sin duda por lo que más se le reconoce es por su famosa ley de conservación de la masa, según la cual la masa de un sistema no cambia cualquiera que sea la transformación que ocurra dentro de él. Lavoisier escribió varios libros, entre ellos Tratado elemental de química (1789), donde aclara el concepto de elemento como una sustancia simple que no se puede dividir mediante ningún método de análisis químico conocido, Fue un gran dirigente sindical e intervino en política, fue arrestado en 1793, la multitud trató de salvarlo, pero sin embargo fue guillotinado, el 8 de mayo de 1794, a sus 51 años; […Un famoso matemático, Lagrange, dijo que habrían de pasar 100 años antes de que naciera otra cabeza igual. Un científico explicó al tribunal todos los trabajos de

Lavoisier y se dice que el presidente del tribunal pronunció: “La República no necesita sabios[4]”. (LAVOISIER El creador de la química moderna).

Hacia 1800, siglo XIX, las investigaciones se centraron en el estudio de la materia, fue entones cuando John Dalton (1766 – 1844), presenta los primeros estudios científicos relacionados con la teoría atómica, complementada, seguidamente por Thomsom y Ernest Rutherford ( 1871 – 1937), con base en todas estas teorías Niels Bohr (1885 – 1962), propone el modelo atómico como un sistema planetario, modelo aceptado actualmente.

Teniendo por esta época gran cantidad de conocimientos sobre los elementos químicos, Dimitri Mendeleiev ( 1834 – 1907), organiza la tabla periódica de los elementos con base en sus pesos atómicos.

SIGLO XX: Esta es unaépoca en la que se habla de la teoría de la relatividad en 1905, por Albert Einstein ( 1879 – 1955), los esposos Pierre y Marie Curie realizan estudios basados en la radiactividad, descubriendo con ello los elementos radiactivos el Polonio y el Radio, por la mitad del siglo XX los estudios se centran en los superconductores y fabricación de materiales plásticos, en 1996, se presenta el primer ser clonado

ACTUALMENTE SE CONOCEN CASI 19 MILLONES DE SUSTANCIAS DISTINTAS, PARA EL AÑO 2050 PODRÍAN SER 300 MILLONES

No cabe duda que una de las herramientas científicas para enfrentar el futuro es la ciencia química, con ella se enfrentarán los nuevos problemas del futuro, como son, la escasez de agua por lo tanto las fuentes de energía hídricas, el deterioro ambiental, y el surgimiento de nuevas enfermedades o infecciones, por lo que su relación con la física y la biología permitirán sintetizar nuevos medicamentos específicos para cada persona, de acuerdo a sus características genéticas particulares, lo más posible es que se permita una reprogramación genética para evitar malformaciones en los seres humanos e incluso el hombre, con todo ello, se lograrán cultivos más resistentes a las plagas y/o a la escasez de agua. De otro lado el estudio y conocimiento de la microestructura atómica dará lugar al surgimiento de nuevas sustancias que revolucionarán las nuevas tecnologías, como es la electrónica (microeletrónica), el control ambiental y la energía, tendrán que profundizar en estudios que enfoque con seriedad los ataque nucleares, la destrucción de la capa de ozono debida a los agentes químicos y a la desidia de los seres humanos, el incremento del calentamiento global inducido por la presencia también de tóxicos como son el CO2, en la atmósfera, generado por la quema excesiva de combustibles como son el petróleo, la gasolina y ahora el gas natural, la devastación forestal, la presencia en el ambiente de gases provenientes de las industrias manufactureras que producen insumos de diferentes tipos.

Habrá que tomar conciencia, y tener un a población más informada y educada químicamente, que frente a cualquier eventualidad pueda tomar la decisión sobre qué sustancia o material pueda utilizar, como realizar el reciclaje de cada uno de los desechos originados por los productos que consume, bien sean productos para el consumo o desechos tecnológicos como los electrodomésticos y otros más sofisticados con minicomponentes pueden ser fatales para el ambiente del nuevo milenio, se espera una conciencia de que todo es química, todo tiene química y su avance debe justificarse para el bien de la sociedad contemporánea, se ha iniciado un alfabetización científica con la apertura de los museos de ciencia permitiendo que ésta esté al alcance de todos y deje de ser patrimonio exclusivo de la esuela.

Todo cuanto nos rodea está compuesto por átomos y moléculas, que constituyen la única herramienta que tiene el hombre para seguir creando y dando soluciones que den respuesta a los retos actuales y futuros.

[1] De acuerdo con cierta teoría, la palabra khemeia deriva del nombre que los egipcios daban a su propio país: Kham, por consiguiente, khemeia puede ser el arte egipcio. Una segunda teoría, algo más apoyada en la actualidad, hace derivar khemeia del griego khumus, que significa el jugo de una planta; de manera que khemeia sería el arte de extraer jugos. El mencionado jugo podría ser substituido por metal. De suerte que la palabra vendría a significar "el arte de la metalurgia" Pero, sea cual sea su origen, khemeia es el antecedente de nuestro vocablo “química”.