Historia de la Química

Las raíces del origen de la Química provienen de dos grandes acontecimientos:

Tomando en cuenta estos dos aspectos podemos diferen­ciar los siguientes períodos de lo que nosotros conoce­mos actualmente como Química.

Período antiguo

Este período comprende desde los hombres primitivos pasando por las antiguas civilizaciones de China, India y Grecia y sus contemporáneos hasta el año 350 a.C.

Los primeros hombres que empezaron a utilizar instru­mentos se servían de la naturaleza tal como se encontra­ba. Así por ejemplo las piedras, ramas de árboles o hue­sos de animales podían constituir valiosas herramientas. Sin embargo, la naturaleza también modificaba las cosas, como por ejemplo la carne obtenida a través de la caza podía empezar a oler mal y a descomponerse, como los jugos de frutas que con el tiempo podían convertirse en otro tipo de bebidas.

Armas y herramientas prehistóricas

Este tipo de alteraciones que ocurren en la naturaleza y que van acompañadas de un cambio fundamental en su estructura son el objeto de estudio de lo que hoy llama­mos Química.

Con la conquista del fuego, el hombre aprende a extraer y a trabajar los metales, por lo tanto a beneficiarse deliberadamente de algunas transformaciones que experimen­tan los elementos con el calor. Algunos de los primeros metales utilizados por el hombre fueron el cobre y el oro, que se encontraban seguramente en estado libre en la naturaleza, los cuales tienen una propiedad distintiva: son maleables; es decir, pueden aplanarse y formar láminas sin que se rompan, como ocurre con las piedras, que se pulverizan, las maderas que se astillan y se parten.

Los hombres se dieron cuenta de que al cobre podía dotárselo de filo cortante, como el de los instrumentos de piedra, pero su filo se mantenía por más tiempo que el de los de piedra. Solamente la falta del cobre libre en la naturaleza impidió que su uso se extendiera.

El cobre se hizo más abundante cuando se descubrió que podría obtenerse de piedras azuladas. El cómo se realiza­ron estos descubrimientos probablemente jamás lo sabre­mos. Pero pudo haber ocurrido unos 4.000 años a. de C. en la península del Sinaí o en las zonas montañosas al este de Samaria, lo que hoy es Irán. Este metal fue utili­zado en la confección de herramientas en los centros más desarrollados de la civilización. En el tercer milenio a. de C., se descubrió que al mezclar estaño con cobre se for­maba un nuevo metal; a esta aleación (nombre que se le asigna a la unión de metales) se le llamó bronce, y hacia el año 2000 a. de C. ya era bastante común como para ser utilizado en la confección de armas y corazas. Con poste­rioridad a la Edad de Bronce viene otro descubrimiento importante, un metal más duro: el hierro. Lamentablemen­te este mineral era demasiado escaso, en un principio las únicas fuentes de hierro eran trozos de meteoritos, que eran demasiado raros de encontrar. Además, hasta ese mo­mento no existía ningún procedimiento para extraerlo de las piedras, ya que se requiere un calor más intenso para fundir el hierro que para fundir el cobre.

El secreto de la fundición del hierro fue develado en el extremo oriental de Asia Menor alrededor del 1.500 a. de C. Los hititas, que habían levantado un imperio en esa región, fueron los primeros en utilizarlo en la confección de herramientas. El hierro puro (hierro forjado) no es muy duro; sin embargo, se mejoraba su dureza al mezclarlo con una cantidad suficiente de carbón, formándose una alea­ción con este metal, que conocemos con el nombre de acero.

Hacia el año 800 a. de C., las artes químicas se encontra­ban bastantes desarrolladas. Esto era particularmente cier­to en Egipto, donde sobresalieron especialmente en la extracción de los metales como el cobre, plomo, hierro, oro y plata; además, los sacerdotes estaban muy interesa­dos en los métodos de embalsamado y conservación del cuerpo humano después de la muerte.

Ellos no solo eran expertos metalúrgicos, sino que tam­bién trabajaban con extraordinaria habilidad los pigmentos minerales y las infusiones vegetales. Maestros en la fa­bricación del vidrio y la cerámica, aplicaron el proceso bioquímico de la fermentación a la fabricación del pan y la cerveza. Debemos destacar que las prácticas de todos estos procedimientos fueron desarrolladas como un arte y no como una ciencia.

No podemos olvidar que las prácticas de las artes químicas también se desarrollaban en China e India, especialmen­te en el trabajo de la pirotecnia, los trabajos de las telas y perfumes.

Grecia (650 a. de C y 380 a. de C)

Los filósofos griegos estaban más interesados en buscar una explica­ción racional al origen del universo. Uno de los temas que desarrollaron fue el de la divisibilidad de la materia.

En el siglo V a.C., Leucipo fue el primero en poner en duda la indivisibilidad de la materia, ya que suponía que si la materia se divide en infinitas partes, se iba a llegar a un punto en que la materia sería tan pequeña que no se po­dría seguir dividiéndose. Demócrito, discípulo del ante­rior, llamó a esta partícula átomo. Además, supuso que los átomos de cada elemento eran diferentes y le proporcionaba a la materia distintas propiedades.

Durante los años 383-322 a.C., un conjunto de filósofos, y entre los cuales destaca Aristóteles de Estagira, no acep­taba la idea atomística.

Aceptó la idea de los cuatro elementos. La idea estaba basada en la existencia de cuatro propiedades fundamen­tales: caliente, húmedo, frío y seco. La combinación de estas propiedades da origen a los cuatro elementos o cuer­pos simples: tierra, aire, fuego y agua.

Cuatro elementos o cuer­pos simples: tierra, aire, fuego y agua.

Estableció que todas las sustancias estaban compuestas por estos cuatro elementos en distintas proporciones.

Período de la alquimia (350 a.C-1500 d.C.)

Este período en la historia de la química, en Europa es prácticamente una “edad oscura”, ya que el mantenimien­to y la extensión de la alquimia estuvo en manos de los árabes durante cinco siglos. Todavía permanecen algunos términos derivados del árabe: álcali, alambique, alcohol, garrafa, circón, nafta.

El más importante alquimista fue Jabir ibn-Hayyan, co­nocido en Europa después como Geber. Entre muchos aportes, destacan la descripción del cloruro de amonio y enseñó cómo preparar albayalde (carbonato de plomo), destiló el ácido acético a partir del vinagre.

Sin embargo, el objetivo más importante de este período fue el aporte relacionado con la transmutación de los metales, que consistía en la pretensión de la transforma­ción de los metales en oro. Consideraba que el mercurio era el metal por excelencia y por otra parte el azufre po­seía la propiedad de ser combustible. Jabir creía que los metales estaban formados por mezclas de mercurio y azu­fre; por lo tanto, solamente bastaba hallar algún material que facilitase la combinación entre el mercurio y el azufre como también la proporción exacta para formar oro.

Esta sustancia activadora para los griegos era el xerion, que significa “seco”. Los árabes la llamaron al-iksir, y en Europa se convirtió finalmente en “elixir”, llamada vulgar­mente “piedra filosofal”. Este poderoso elixir tenía otras propiedades como el de curar todas las enfermedades y otorgar la inmortalidad, por ello se le llamaba el “elixir de la vida”. Esta idea fue la que tomó forma como el período de la iatroquímica.

Los primeros alquimistas hicieron muchas contribucio­nes importantes. Por ejemplo, desarrollaron un sistema para poner símbolos a las sustancias que empleaban, y aun cuando son muy distintos a los empleados hoy en día. éste fue el inicio de la simbología química que utilizamos actualmente.

Durante el siglo XVII, la alquimia entró en decadencia, y en el siglo XVIII se transformó en lo que hoy conocemos como química.

El Flogisto (1650-1774)

A partir de 1650, época en que comenzó a aplicarse el fue­go en las máquinas de vapor, también llevó a los hombres a prestar mayor interés por este fenómeno y sus posibles nuevas aplicaciones.

Dentro de este ámbito, los químicos comenzaron a pre­ocuparse más a fondo del tema de la combustión. Según las concepciones griegas, todo lo que arde contiene en sí el fuego, que bajos ciertas condiciones es capaz de libe­rarse.

Para explicar este fenómeno, Georg Ernest Stahl propone una teoría para la inflamabilidad de los cuerpos que él llamó flogisto (“hacer arder”). La propuesta fundamenta­da por Stahl consistía en que todos los cuerpos combus­tibles perdían algo cuando ardían: el flogisto; al mismo tiempo quedaba un residuo, conocido como ceniza o “cal” (actualmente óxido), que carecía de flogisto y que por lo tanto no podía seguir ardiendo.

Asimismo la teoría del flogisto era aplicable también, se­gún Stahl, al enmohecimiento de los metales, que para él era equivalente a la combustión de la madera; afirmó que los metales contenían flogisto, pero no cuando esta­ban enmohecidos.

Esta idea era importante porque permitió proponer una explicación a la conversión de algunos minerales en me­tal. Según los flogisistas, cuando un mineral se calienta con una sustancia muy rica en flogisto, como es el caso del carbón vegetal, éste pasa desde el carbón al mineral, transformando el carbón en cenizas (cal), sustancia po­bre en flogisto, mientras que con el mineral pasa todo lo contrario.

Existía no obstante un fenómeno que Stahl ni sus discí­pulos pudieron resolver. Como hemos analizado los cuer­pos que arden, como la madera o el papel, parecían con­sumirse en gran parte al entrar en combustión, quedando un residuo (cenizas) que era mucho más ligera que el cuer­po original. Esta situación es coherente con la explica­ción de la liberación del flogisto. Sin embargo, cuando los metales se enmohecían también liberaban flogisto, pero al enmohecerse el metal éste aumentaba de masa.

Esta contradicción y este problema sin resolver no parecía tan importante en aquella época, ya que los químicos de entonces no les daban importancia a las mediciones con precisión. Por lo tanto, las variaciones de las masas se podían obviar. Después de casi cien años la teoría del flogisto fue perdiendo fuerza y credibilidad. Uno de los hechos significativos fue el descubrimiento del dióxido de carbono por parte de Joseph Black.

Período Moderno (1774 a nuestros días)

La química moderna se inició con la investigación de los gases sometidos al vacío y diversas presiones, realizadas por Torricelli, Blaise Pascal, Robert Boyle en el siglo XVIII.

En 1772, un noble francés llamado Antoine Laurent Lavoisier (1774-1794) empezó a experimentar con la com­bustión e introduce la balanza para determinar las masas de las sustancias antes y después del proceso.

Lavoisier rechazó la teoría del flogisto y propuso en su lugar que cuando una sustancia se quema se asocia al oxígeno del aire. Además, introduce en la química moder­na la medición cuantitativa y no solo cualitativa a la experimentación.

En 1789, Lavoisier publicó su “Traité élémentaire de chimie”, que fue el primer texto de química moderna. En él se in­cluía una lista de todos los elementos, o mejor dicho, de todas las sustancias que él consideraba elementos. Cabe hacer notar que de las treinta y tres sustancias nombra­das sólo dos estaban totalmente equivocadas. Estas eran la “luz” y lo “calórico” que, como quedó en evidencia más tarde, no eran sustancias, sino formas de energía. De los treinta y uno elementos restantes, algunos eran ver­daderos elementos y otros en cambio eran compuestos que podían descomponerse en sustancias más simples.

Traité élémentaire de chimie

En el mismo año que se publicó su libro triunfó la Revo­lución Francesa, degenerando rápidamente en feroces excesos de terror. Lavoisier por desgracia fue una de las víctimas de la guillotina. Así en 1794 dejó de existir uno de los más grandes químicos que haya existido.

Por todas estas contribuciones al desarrollo de la ciencia es recordado actual y universalmente como el “padre de la química”.

El método científico

La química, al igual que otras ciencias como la física y la biología usan métodos empíricos o experimentales para comprender de mejor manera algunos fenómenos que ocurren en la naturaleza. Esto nos parece una práctica lógica e indispensable hoy día. Pero antes del siglo XVII, no era un proceso habitual.

Aunque ante un mismo problema los científicos pueden analizar una situación desde distintos puntos de vista, lo hacen siguiendo algunas pautas comunes que ha adquiri­do el nombre de “método científico”. Este método es un enfoque general que se puede resumir en el siguiente es­quema.

Método Científico

Este proceso es muy dinámico, ya que permite plantear nuevas hipótesis. Si la experimentación no comprueba la plantea­da, se parte desde un principio haciendo otra serie de observaciones que llevaran al planteamiento de nuevas hipótesis, como asimismo se pueden realizar nuevos diseños experimentales hasta comprobar las hipótesis planteadas. Las hipótesis que resisten las pruebas experimentales y demuestran ser útiles para explicar y predecir un comportamiento, reciben el nombre de teorías.