Desarrollo histórico de la química

La química es una ciencia que estudia la materia y los cambios que ocurren en ella. Aunque su origen es antiguo, se la considera una ciencia moderna, activa y en evolución. Su desarrollo histórico ha estado asociado al descubrimiento, manejo y transformación de los recursos naturales que el hombre disponía.

raíces prehistóricas

Desde su inicio, el ser humano aprendió a modificar los materiales de la naturaleza, lo que constituye el principio de la química. El descubrimiento del fuego fue, sin lugar a dudas, el más importante de la época; gracias a este el hombre primitivo logró cocinar sus alimentos, mantenerse caliente, elaborar moldes de arcilla y modelar algunos metales como el cobre y el estaño.

Con el descubrimiento del fuego, nuestros ancestros hicieron un importante progreso en la transformación de materiales.

Primeras civilizaciones

En la Edad Antigua, el conocimiento que tenía el ser humano sobre los materiales logró el desarrollo de grandes civilizaciones como la persa, la mesopotámica, la griega, la egipcia y la romana. Algunas técnicas dominadas para entonces eran el manejo del vidrio y de metales como el oro, la plata y el hierro; también hacían perfumes, barnices, jabones, medicamentos, vino y muchos otros productos.

¿Cómo se compone la materia?

En el siglo VI a. C. los griegos intentaron dar una explicación a cómo se componía la materia. Las primeras teorías propuestas por los filósofos fueron las siguientes:

  • Para Aristóteles (384-322 a C.) la materia estaba formada por cuatro elementos: agua, tierra, fuego y aire.
  • Según Tales de Mileto (624-546 a. C.) la sustancia básica era el agua, pues sin agua no hay vida.
  • Leucipo (siglo V a. C.) y su discípulo Demócrito (siglo IV a. C.) expusieron que la materia se dividía hasta llegar a una partícula indivisible que denominaron “átomo“.

¿Sabías qué?
La palabra “átomo” proviene del griego átomon: a que significa “sin” y tomon que significa “división”.
Estatua de bronce de Aristóteles en Alemania. Su teoría de los cuatro elementos (más tarde llamada cinco elementos al añadir el éter) fue aceptada por más de un milenio en Occidente.

La alquimia

El dominio técnico de la civilización egipcia combinado con las teorías filosóficas de los griegos dio paso a la alquimia: práctica que buscaba comprender la naturaleza y encontrar la perfección, lo cual se materializaba en el oro. Por dicha razón, los alquimistas se dedicaron a manipular metales y sustancias con el fin de hallar la piedra filosofal, la cual se creía era un compuesto mágico que convertía metales en oro y concedía la eterna juventud.

La alquimia fusionó la técnica, el misticismo, la astrología, la filosofía, la superstición y la magia. Por este camino se desarrollaron y perfeccionaron métodos como el baño de María, la destilación, la sublimación, la calcinación y la metalurgia; e instrumentos como el alambique y la balanza.

El oro era el material perfecto para los alquimistas.

Jabir ibn Hayyan

El árabe Jabir ibn Hayyan tuvo importantes avances en el alquimia, al punto de ser considerado por algunos expertos como el padre de la alquimia y fundador de la química. Él clasificó las sustancias en espíritus, metales y cuerpo sólidos. Los espíritus eran sustancias volátiles como el alcohol, mientras que los cuerpos sólidos eran no volátiles.

La química moderna

Ya para el siglo XVIII, la teoría de los cuatro elementos de Aristóteles no era suficiente para comprender cómo se componía la materia, pues los avances en el estudio de los gases certificaron que el aire no era un elemento, sino un conjunto de diferente sustancias. En la Edad Moderna inició la química propiamente dichas y los hitos que marcaron este período fueron los siguientes:

George Ernst Stahl

1659-1734

 

Propuso la teoría del flogisto, esta aseguraba que lo cuerpos combustibles tenían una sustancia denominada flogisto que se perdía en el aire al arder el material.

Robert Boyle

1627-1691

 

Realizó importantes avances en el estudio de los gases. Sus teorías y planteamientos lograron comprobarse de forma experimental, razón por la que se le atribuye el método cualitativo.

Joseph Priestley

1733-1804

 

Estudió diversos gases y descubrió que la combustión era posible gracias al oxígeno. Fue el primero en aislar el oxígeno en forma gaseosa y reconocer su importancia para la vida.

Antoine Lavoisier

1743-1794

 

Conocido como el padre de la química moderna gracias a sus estudio sobre la fotosíntesis, la oxidación de los cuerpos, la combustión, el aire, la respiración animal y su ley de la conservación de la masa.

química en la edad contemporánea

A partir del siglo XIX la química se desarrolló con más fuerza. El descubrimiento y síntesis de nuevas sustancias caracterizó esta etapa. Los acontecimientos más relevantes se señalan a continuación:

John Dalton

1766-1844

 

Propuso la primera teoría atómica. Según Dalton la materia estaba formada por átomos indivisibles, indestructibles, de forma esférica e iguales entre sí para un mismo elemento.

Ernest Rutherford

1871-1937

 

Estableció una estructura atómica con partículas más pequeñas, por lo que el átomo dejó de ser indivisible. Este modelo consta de un núcleo cargado positivamente y una zona de partículas con cargas negativas.

Niel Bohr

1885-1962

 

Expuso que el átomo tiene electrones ubicados en órbitas estables alrededor del núcleo. Estos electrones emiten o absorben energía cuando saltan de una órbita a otra.

Dimitri Mendeleiev

1834-1907

 

Organizó los elementos existentes hasta ese momento de acuerdo a sus pesos atómicos en una tabla conocida como “la tabla periódica de los elementos”.

Marie y Pierre Curie

1867-1934, 1859-1906

 

Estudiaron el fenómeno de la radiactividad y descubrieron dos elementos llamados radio y polonio.

James Chadwick

1891-1972

 

Este físico británico logró demostrar la existencia de los neutrones: partículas eléctricamente neutras con una masa similar a la de los protones y ubicadas en el núcleo del átomo.

Francis Crick y James Watson

1916-2004, 1928-actualidad

 

Juntos hicieron uno de los avances más importantes de la bioquímica: resolvieron la estructura tridimensional de la molécula de ADN.

El microscopio

Grandes invenciones a lo largo de la historia han alcanzado increíbles progresos en diversos campos de investigación. Uno de ellos es el microscopio, que permitió observar aquellos objetos que muchas veces son imposibles de percibir a simple vista.

EL MICROSCOPIO

¿De qué se trata este invento? Es in instrumento destinado a la observación de objetos de tamaño pequeño. El primero que se inventó fue el microscopio óptico, que contiene dos o más lentes destinados a obtener la imagen aumentada de determinada muestra.

Muchos fenómenos relacionados con la vida en la Tierra no se habían podido explicar hasta la invención del microscopio. Desde su llegada, la biología y en especial la citología (parte de la biología que estudia la célula), han experimentado espectaculares avances.

HISTORIA DE UN GRAN INVENTO

En 1590 en Midelburg, Holanda, Hans Zacharias Janssen construyen el primer microscopio compuesto de la historia. Un invento muy simple que consistía en dos lentes soportadas en sendos tubos de latón, de unos 25 cm de largo cada uno.

Galileo Galilei ya había incursionado en investigaciones con telescopios y lentes. En 1612 fabricó un microscopio de 12 centímetros. Para construirlo instaló dos lentes en dos tubos de madera respectivamente. Éstas se deslizaban dentro de uno exterior compuesto por cartón con terminaciones en cuero.

Un importante salto en las investigaciones se da en 1665, cuando Giuseppe Campana construye un microscopio de 9 centímetros con un mecanismo de tornillo que facilita el desplazamiento de las lentes, mejorando la calidad de enfoque. Anexa también una base circular de madera que poseía un orificio central, esto permitiría observar por transparencia.

Posteriormente, Eustacchio Divini desarrolla en Bologna, Italia, un microscopio basado en tubos telescopados. En la parte superior colocó dos lentes enfrentadas desde su lado convexo, y en la parte inferior ubicó una lente sobre una madera. Esta estructura se sostenía sobre un pie metálico.

La primera observación de una célula -que sentó la utilización de esta palabra-, se dio en 1670 de la mano de Christopher Cook y Robert Hooke. Ellos crearon un microscopio de 50 centímetros en el cual se utilizaban dos sistemas de lentes: las oculares (en la parte superior, para visualizar), y las lentes objetivos (situadas cerca de la muestra).

Hooke publicó Micrographia, un libro en el que se describían las observaciones de organismos realizadas a través del microscopio. Al examinar una plancha de corcho, denominó “células” a los compartimentos divididos por paredes. Aquella fue la primera vez que se utilizó este término. Diez años después, Juan Crisóstomo Martínez observó la estructura microscópica del tejido óseo.

Visión de las células microscópicas.

A partir de ese momento, diversos científicos aportaron mejoras a este invento dándole mayor precisión y calidad a su función. Tal es el caso de John Marshall, que en 1700 perfecciona la tecnología de desplazamiento de las lentes, la calidad de la observación por transparencia y la agudeza del enfoque fino. Seguido por Edmund Culpeper, que anexa un espejo para mayor iluminación de la muestra, y Nachet, que en 1880 introduce la adaptación de los binoculares graduables.

Durante el siglo XX, este gran invento conserva sus características principales y sólo se le modificaron algunos detalles. Por ejemplo, la incorporación de un carro para desplazar la muestra sobre la platina, o el sistema de iluminación eléctrico.

COMPONENTES DEL MICROSCOPIO

¿Sabías qué...?
En la actualidad, existen microscopios que permiten ser enchufados a una PC a través de un USB y así ver las imágenes en pantalla.

Definición de cada una de sus partes

Ocular: lente que se ubica frente al ojo del observador y amplía la imagen del objetivo.
Objetivo: es una lente que se sitúa cerca de la muestra y aumenta su imagen.
Revólver: es un accesorio que permite seleccionar varias lentes objetivos según la necesidad.
Condensador: se trata de una lente que dirige y concentra la luz sobre la muestra.
Diafragma: regula la cantidad de luz que incide sobre el condensador.
Platina: se trata de una superficie horizontal sobre la que se coloca la muestra a observar. Dispone de una serie de tornillos que permiten moverla en dos direcciones.
Cabezal: contiene las lentes oculares. Éstas pueden ser monoculares o binoculares.
Tornillo de enfoque: pueden ser micro o macrométricos. Al hacerlos girar, movemos el tubo óptico alejándolo o acercándolo a la muestra, permitiendo focalizarla.
Base: es un pie muy pesado que evita que la muestra se vuelque.

Los científicos trabajan en laboratorios con modernos microscopios.

El aerosol

Ciertos objetos están tan arraigados a nuestra cotidianeidad que no siempre nos detenemos a pensar sobre su origen. Tal es el caso de las latas de aerosol, las vemos en la perfumería, ferretería, en los partidos de fútbol y hasta envasando alimentos. Pero… ¿cómo surgió este gran invento?

RECORRIDO HISTÓRICO

Cuando nos referimos a la lata de aerosol, también denominada popularmente pulverizador, spray o vaporizador, hablamos de un recipiente que almacena una sustancia líquida. En la parte superior, dispone de un botón que, al presionarlo, expulsa el líquido en forma de vapor.

Antes de la creación de la lata de aerosol, en 1837, se había inventado un sifón de soda que incorporaba una válvula al botellón de la bebida. Pero no fue hasta 1862, que se llevaron adelante pruebas de latas de metal que fuesen pulverizadores, aunque sus características no eran las adecuadas para ser comercializadas.

FUNCIONAMIENTO

Pero… ¿de qué se trata la lata de aerosol? Es una lata (o botella), que en su interior contiene determinada sustancia líquida. A la misma se le ha añadido gas bajo presión y luego se selló. Al abrir la válvula, el líquido se expulsa en forma de pequeñas gotitas de rocío.

Pasó un prudencial lapso de tiempo hasta que el 23 de noviembre de 1927, un ingeniero noruego llamado Erik Totheim patentó un elemento de su invención: una lata metálica de aerosol que disponía de una válvula. Este invento alcanzó altos niveles de venta en 1940, cuando comenzó a producirse masivamente en Estados Unidos, conteniendo en su interior un insecticida. El mismo fue utilizado en la Segunda Guerra Mundial por los soldados que habitaban el área del Pacífico y se veían atosigados por los insectos.

Las empresas con fines comerciales vieron que este elemento gozaba de gran aceptación popular. Fue por ello que comenzaron a envasar sus productos en latas de aerosol, que hoy en día persisten en nuestros usos cotidianos. Tal es el caso de los desodorantes de perfumería, de ambiente y fluidos para el cabello, que fueron algunos de los primeros productos que salieron al mercado.

OTROS USOS DE LA LATA DE AEROSOL

Espuma de carnaval

También llamada nieve en aerosol, o nieve artificial, esta espuma forma parte de un típico juego (en especial para los niños) en época de carnavales y otras festividades. Tiene gran desarrollo en Latinoamérica, donde muchos países no pueden prescindir de ella para las celebraciones, llegando a librarse divertidos enfrentamientos en los que se intenta bañar de nieve artificial al resto de las personas.

Si bien existen muchas versiones sobre su origen, una de ellas indica que se habría generado en Argentina. En dicho país, una empresa que cargaba recipientes con sustancias lustramuebles, en 1969, confundió la preparación del concentrado y como resultado, al presionar el aerosol salía una capa de espuma blanca que aparentaba ser nieve. Gracias a este error, la empresa produjo en serie la nieve enlatada y la llamó “Nieve loca”.

Dos niños divirtiéndose con espuma en aerosol en el Carnaval de Barranquilla, Colombia.

Aerosol evanescente

El 9.15 Fair Play, es el aerosol evanescente que se estrenó en la Copa Mundial de la FIFA 2014, aunque en varios torneos de índole regional, ya se utilizaba. Los inventores fueron el brasileño Heine Allemagne, que ideó el Spuni, y el argentino Pablo Silva, que creó la espuma 9.15. Ambos mancomunaron sus proyectos y dieron lugar a este aerosol, que contiene las virtudes de ambos, y fue un hecho en 2006. Seis años después fue aprobado por el Internacional Bord para ser utilizado por todas las federaciones del mundo.

La principal función de este spray es demarcar una línea en el juego, para que los futbolistas pateen en el tiro libre. Esto estableció un fuerte respeto a la distancia establecida por el árbitro, dando como resultado menos jugadores amonestados, y también más de 20 segundos de juego gracias a la reducción de tiempo perdido.

El aerosol evanescente fue utilizado por los árbitros en el mundial de fútbol de la FIFA en 2014.
¿Sabías qué...?
Se ha ensayado una válvula para espuma artificial de Alto Caudal, para poder embadurnar totalmente a una persona en cuestión de segundos.
Las latas de aerosol pueden contener pintura, y son el elemento principal para la realización de Grafitis.

Bocinas

La creación de bocinas que suenan a partir de la presión de los propelentes, que son gases utilizados para dar impulso a las sustancias que contienen los aerosoles, surgió a partir de una problemática que experimentaban las embarcaciones. En días de densa niebla, debían anunciarse para evitar colisionar con otros navíos, y esta bocina resultó muy útil y económica para emitir sonidos de aviso.

Esta sirena llegó a los estadios deportivos como una forma de festejo. En partidos, celebraciones, e incluso en carnaval, nunca falta quien encuentra en la bocina marina la mejor forma de hacerse oír.

Un invento que nació para que las embarcaciones se anunciaran, y hoy en día es un instrumento de celebración.