Introducción a la Química

POR. MARÍA ROSARIO CARRASCO PATZI

1. ¿Qué estudia la Química?

Se denomina Química a la ciencia que estudia la composición, estructura, y propiedades de la materia, como ser sus transformaciones íntimas que experimenta durante las reacciones químicas, por medio del método científico. O sea, por medio de la observación, la cuantificación y la experimentación. Toda materia tiene una composición química, por ejemplo:

– La fórmula del agua que bebes es H2O.

– Al bañarte, utilizas champú, jabón y cada cosa que utilizas involucra a la Química.

-Al desayunar, estas consumiendo alimentos y estas provocando una serie de reacciones químicas en tu estomago convirtiendo esa comida en energía.

– La sal con la que condimentas tus alimentos es NaCl (Cloruro de sodio)

– El gas de tu refresco favorito contiene CO2 (Dióxido de carbono)

– El azúcar con la que endulzas tus refrescos contiene: C6H12O6 (Glucosa).

– La gasolina con la que funcionan los motores de combustión interna, es una fracción ligera de los hidrocarburos derivados del petróleo.

– En casa si usa el gas natural se denomina Metano (CH4) o si usas gas Licuado es una mezcla de propano con butano al 70% y 30% aproximadamente.

2. Historia de la Química.

La Historia de la Química puede dividirse en 4 grandes épocas:

1º. En la antigüedad, que termina en el siglo III a.C., las primeras experiencias del hombre como químico se dieron con la utilización del fuego en la transformación de la materia, además, se producían algunos metales a partir de minerales (hierro, cobre, estaño). El calor generado por el fuego servía para producir nuevas alteraciones químicas: los alimentos podían cocinarse, y su color, textura y gusto cambiaban. El barro podía cocerse en forma de ladrillos o de recipientes. Y, finalmente, pudieron confeccionar cerámicas, piezas barnizadas e incluso objetos de vidrio. Los griegos creían que las sustancias estaban formadas por los cuatros elementos: tierra, aire, agua y fuego. Asimismo, en Grecia se conocían algunos tintes naturales, al igual que en Egipto que ya conocían las tintas, colores, técnicas aplicadas en el arte del embalsamamiento y en China se conoció la pólvora.

También, en este período el Imperio Inca ya conocía la Química en la Industria textilera, la metalúrgica y la alfarería que fueron las principales actividades de los incas. Por ejemplo: de la lana hacían los mantos, alfombras y colgaduras para los palacios y los templos, le daban el brillo de la seda y colores superiores a los que hasta entonces se conocían en Europa. Los atuendos eran adornados con oro, piedras preciosas y plumas.

Los incas eran también muy hábiles ceramistas. Los alfareros mezclaban la arcilla con arena o con conchillas trituradas. Como desconocían la rueda del alfarero, armaban cada vasija con rollos de arcilla. Luego emparejaban y alisaban las paredes de la vasija primorosamente. Solían moldear recipientes con formas humanas o animales. Por lo general, los dibujos de las vasijas eran pintados, pero también se grababan en la arcilla, simplemente con una uña, o con una varilla. Por último, el objeto era horneado.

También eran artesanos muy expertos con los metales con ellos hacían objetos de oro, platino y cobre, y sabían también que mezclando el cobre con el estaño se obtenía el bronce. Los incas no conocían el hierro. La mayoría de los objetos que fabricaban tenían fines ornamentales y no utilitarios; hacían joyas de oro, figuras de llamas y máscaras para las momias. Eran muy pocos los utensilios que se fabricaban con metal. Uno de los métodos empleados para trabajar el oro, la plata y el cobre consistía en martillar el metal hasta obtener finas laminas. Otra técnica se lograba vaciando el metal fundido en moldes. Los hornos se encendían con leña, pero la madera escaseaba y era muy valiosa en casi toda la región andina. Siempre que fuera posible, los hornos se construían en la pendiente de una colina, donde una constante corriente de aire mantenía vivo el fuego y permitía que se alcanzara la alta temperatura necesaria para fundir los metales.

2º La alquimia, entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C. En esta época se buscaba la piedra filosofal para transformar los metales en oro. Aunque los alquimistas estuvieron equivocados en sus procedimientos para convertir por medios químicos el plomo en oro, diseñaron algunos aparatos para sus pruebas, siendo los primeros en realizar una “Química Experimental”.

3º La transición, entre los siglos XVI y XVII. En este período se estudiaron los gases para establecer formas de medición que fueran más precisas. Se utilizó el concepto de elemento como una sustancia que no podía descomponerse en otras y la teoría del flogisto para explicar la combustión.

4º Los tiempos modernos que se inician en el siglo XVIII, es cuando la Química adquiere las características de una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la combustión de la materia.

En consecuencia, se considera a Antoine Laurent Lavoisier como el fundador de la Química Moderna. Sus aportes cubren además de la Química, múltiples áreas. A él se le atribuye el uso de la balanza para la demostración de las leyes fundamentales de la Química. Lavoisier demostró cuantitativamente que no era posible transformar agua en tierra, como se establecía en la teoría de los cuatro elementos. Estudió también cuidadosamente el fenómeno de la combustión y el de la calcinación y se dio cuenta de que los gases podían ser generados en una reacción química o recombinarse químicamente. Demostró antes y después de una reacción, que la masa de todas las sustancias contenidas en el recipiente es la misma, aún cuando la materia experimente cambios de forma.

3. ¿Cuál es su método de estudio?

Es el método científico que consiste en un conjunto de pasos fijados de antemano por una disciplina con el fin de alcanzar conocimientos válidos mediante instrumentos confiables. Sus etapas son las siguientes:

• Observación: Es el primer paso y consiste en la aplicación atenta de los sentidos (en este caso la visión), para estudiarlos tal como se presentan en la realidad.

• Descripción: Es el segundo paso trata de una detallada representación del fenómeno.

• Comparación: Es la acción de igualar las características de un fenómeno con otro, a partir de determinadas observaciones o experiencias particulares.

• Hipótesis: Planteamiento supuesto que se hace mediante la observación siguiendo las normas establecidas por el método científico y su relación causa – efecto.

• Experimentación: Es la reproducción de un fenómeno para la comprobación de las hipótesis.

• Tesis o teoría científica, son las proposiciones generales a las que se llega sobre un fenómeno determinado.

4. ¿Cuáles son las principales divisiones de esta ciencia?.

Se divide en tres ramas: Química General, Química Especial y Química Aplicada.

A. QUIMICA GENERAL. Estudia las leyes y principios esenciales que rigen los fenómenos químicos. Esta rama se relaciona con la física, por lo que también se llama Físico – Química, entre algunos de sus capítulos podemos citar:

• Termoquímica, que estudia la influencia del calor sobre los fenómenos químicos.

• Fotoquímica , que estudia la influencia de la luz sobre los fenómenos químicos.

• Electroquímica, que estudia la influencia de la electricidad en los fenómenos químicos

• Química nuclear, que estudia el átomo y los fenómenos radiactivos.

• Petroquímica, estudia la obtención de productos sintéticos a partir del petróleo y gas natural.

• Química macromolecular: estudia la preparación, caracterización, propiedades y aplicaciones de las macromoléculas o polímeros.

• Magnetoquímica, que estudia la influencia del magnetismo en los fenómenos químicos.

• La neumoquímica, que estudia químicamente a los gases.

B. QUÍMICA ESPECIAL O DESCRIPTIVA. Estudia a cada una de las sustancias químicas en particular. A su vez se subdivide en:

• Química Orgánica o del carbono, que trata de casi todas las sustancias que tienen carbono en su composición: petróleo, alcoholes, azúcares, albúminas, gomas, etc.

• Química Inorgánica o mineral, que trata de las sustancias propias del reino mineral: metales, no metales y sus combinaciones.

C. QUÍMICA APLICADA. Estudia las utilidades prácticas y económicas de la Química y las aplica a las diversas industrias y profesiones. Sus capítulos son innumerables, entre ellos citaremos algunos:

• Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa y con un bajo daño al medio ambiente.

• Química analítica: Estudia los métodos de identificación y cuantificación de una sustancia en una muestra. Se subdivide en Cuantitativa y Cualitativa.

• Química médica, es la química que a través de procesos químicos crea diferentes sustancias para el mejoramiento de la medicina.

• Geoquímica: estudia todas las transformaciones de los minerales existentes en la tierra.

• Química Ambiental, es la rama de la química que se encarga de lo que sucede entre la química y la naturaleza. Trata también de crear productos que ayuden a la naturaleza.

• Química agrícola, la química aplicada en la Agricultura, se la utiliza para la conservación de la tierra depende estrechamente de cómo se usa el agua; y la conservación del agua, de cómo se usa la tierra y su conservación. Por ejemplo: La erosión natural o provocada y la salinización del suelo por el riego. Pero, no sólo el abuso indebido de los recursos renovables sino también la ineficiente utilización de ellos, es una forma negativa de la conservación. Si el agua se usa ineficientemente, se hace también ineficiente el uso del suelo. Si la tierra no se utiliza con eficiencia, tampoco resulta eficiente la utilización del agua. Si la tierra es fértil, la aplicación de mucha o de muy poca agua, significa perder los minerales que podían aprovechar los cultivos.

• Bioquímica, estudia las reacciones químicas en los seres vivos, como la utilización de los alimentos que contienen energía y la síntesis de los organismos que están activos en los seres vivos.

5. ¿Cuál la importancia de la Química?

La química está presente en nuestros hogares: actividades como lavar, desinfectar, fumigar son ahora mucho más fáciles de realizar que antes, ello se debe a que en el mercado encontramos productos elaborados químicamente que simplifican estas tareas domésticas. De igual manera, perfumes, desodorantes, polvos faciales, cremas dentales, cremas para afeitar o para proteger la piel se elaboran con el auxilio de la química; esta ciencia ayuda al hombre a mejorar sus condiciones de vida.

Con relación al cuidado de la salud, la química está presente en la elaboración de fármacos; la producción de desinfectantes médicos y la utilización de productos químicos obtenidos del cloro, sosa cáustica, amoníaco y otros, ha permitido la eliminación de hongos, bacterias y algunos protozoarios (animales unicelulares) que afectan la salud, ocasionando enfermedades como micosis, sabañones, amibiasis, etc. Asociada con otras ciencias como la Biología y la Ingeniería Genética, la Química ha contribuido a conocer más la naturaleza humana y con ello prevenir y mejorar la salud de los habitantes del planeta; un ejemplo lo constituye el reciente hecho de descifrar el misterio del DNA (ácido desoxirribonucleico) responsable de nuestras características genéticas.

En la industria, la química ayuda a elaborar muchos productos sintéticos como ser: el nylon, licra, poliéster, polietileno, acrílico, etc., que son usados en las industrias textil, automotriz y otras.