MI ESPECIALIDAD: QUIMICA

QUIMICA

HISTORIA

Las primeras experiencias del ser humano como químico se dieron con la utilización del fuego en la transformación de la materia, la obtención de hierro a partir del mineral y de vidrio a partir de arena son claros ejemplos. Poco a poco la especie humana se dio cuenta de que otras sustancias también tienen este poder de transformación. Se dedicó un gran empeño en buscar una sustancia que transformara un metal en oro, lo que llevó a la creación de la alquimia. La acumulación de experiencias alquímicas jugó un papel vital en el futuro establecimiento de la química.

La química es una ciencia empírica, ya que estudia las cosas por medio del método científico, es decir, por medio de la observación, la cuantificación y, sobre todo, la experimentación. En su sentido más amplio, la química estudia las diversas sustancias que existen en nuestro planeta así como las reacciones que las transforman en otras sustancias. Por otra parte, la química estudia la estructura de las sustancias a su nivel molecular. Y por último, pero no menos importante, sus propiedades.

LOS INICIOS DE LA QUÍMICA

Empédocles de Agrigento (430 a.C) afirmó que la Tierra estaba formada por cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego.

Aristóteles (330 a.C) supuso, además, que el cielo constituía un quinto elemento, llamado éter. Los griegos creían que las sustancias de la Tierra estaban formadas por distintas combinaciones de estos elementos. Asimismo, se planteaban la cuestión de si la materia podía ser dividida indefinidamente, o si se llegaría a un punto en el que las partículas fuesen indivisibles.

Fue el filósofo Demócrito de Abdera quien concluyó que las partículas indivisibles eran los átomos, palabra que significa ‘no divisible’, y sugirió que algunas sustancias estaban compuestas por diversos átomos o combinaciones de estos. También pensaba que una sustancia podía convertirse en otra al ordenar sus átomos de diferente manera.

Los alquimistas de la Edad Media fueron los impulsores de teorías y especulaciones químicas, pero que no se basaban en la experimentación, sino en suposiciones y creencias acerca de un fenómeno determinado. La mayoría de ellos trabajaban estimulados por la posibilidad de transformar los metales ordinarios en oro, creyendo que estos eran compuestos formados por mercurio y azufre en diferentes proporciones y que si se lograba cambiar la cantidad de estos elementos dentro de las sustancias, se obtendría el preciado metal. Su labor explicó las reacciones químicas despertando el interés por estudiar lo que hoy llamamos reactivos químicos.

Solo unos pocos alquimistas aplicaron sus conocimientos a otras áreas, como en el caso de Philippus Theophrastus Bombasto von Hohenheim, más conocido como Paracelso, el cual derivó a la medicina lo aprendido con la alquimia, logrando importantes éxitos.

SUBDISCIPLINAS DE LA QUÍMICA

La química cubre un campo de estudios bastante amplio, por lo que en la práctica se estudia de cada tema de manera particular. Las seis principales y más estudiadas ramas de la química son:^{[cita requerida]}

Ø Química inorgánica: síntesis y estudio de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros compuestos.

Ø Química orgánica: Síntesis y estudio de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.

Ø Bioquímica: estudia las reacciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.

Ø Química física: estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, son de interés para el químico físico los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen la termodinámica química, la cinética química, la electroquímica, la mecánica estadística y la espectroscopia. Usualmente se la asocia también con la química cuántica y la química teórica.

Ø Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa. En la actualidad también intenta aunar sus intereses iniciales, con un bajo daño al medio ambiente.

Ø Química analítica: estudia los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra. Se subdivide en Cuantitativa y Cualitativa.

Ø el átomo

El origen de la teoría atómica se remonta a la escuela filosófica de los atomistas, en la Grecia antigua. Los fundamentos empíricos de la teoría atómica, de acuerdo con el método científico, se debe a un conjunto de trabajos hechos por Antoine Lavoisier, Louis Proust, Jeremias Benjamin Richter, John Dalton, Gay-Lussac y Amadeo Avogadro entre muchos otros, hacia principios del siglo XIX.
Los átomos son la fracción más pequeña de materia estudiados por la química, están constituidos por diferentes partículas, cargadas eléctricamente, los electrones, de carga negativa; los protones, de carga positiva; los neutrones, que, como su nombre indica, son neutros (sin carga); todos ellos aportan masa para contribuir al peso.

PARTÍCULAS

Los átomos son las partes más pequeñas de un elemento como el carbono, el hierro o el oxígeno. Todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma estructura electrónica responsable ésta de la mayor parte de las características químicas, y pueden diferir en la cantidad de neutrones (isótopos). Las moléculas son las partes más pequeñas de una sustancia como el azúcar, y se componen de átomos enlazados entre sí. Si tienen carga eléctrica, tanto átomos como moléculas se llaman iones: cationes si son positivos, aniones si son negativos.
El mol se usa como contador de unidades, como la docena (12) o el millar (1000), y equivale a . Se dice que 12 gramos de carbono o un gramo de hidrógeno o 56 gramos de hierro contienen aproximadamente un mol de átomos (la masa molar de un elemento está basada en la masa de un mol de dicho elemento). Se dice entonces que el mol es una unidad de cambio. El mol tiene relación directa con el número de Avogadro. El número de Avogadro fue estimado para el átomo de carbono por el químico y físico italiano Carlo Amedeo Avogadro, Conde de Quarequa e di Cerreto. Este valor, expuesto anteriormente, equivale al número de partículas presentes en 1 mol de dicha sustancia:
1 mol de glucosa equivale a moléculas de glucosa. 1 mol de uranio equivale a átomos de uranio.

LAS SUSTANCIAS

Los orbitales son funciones matemáticas para describir procesos físicos: un orbital únicamente existe en el sentido matemático, como pueden existir una suma, una parábola o una raíz cuadrada. Los átomos y las moléculas son también idealizaciones y simplificaciones: un átomo y una molécula sólo existen en el vacío, y en sentido estricto una molécula sólo se descompone en átomos si se rompen todos sus enlaces.
En el "mundo real" únicamente existen los materiales y las sustancias. Si se confunden los objetos reales con los modelos teóricos que se usan para describirlos, es fácil caer en falacias lógicas.

DISOLUCIONES

En agua, y en otros disolventes (como la acetona o el alcohol), es posible disolver sustancias, de forma que quedan disgregadas en las moléculas o en los iones que las componen (las disoluciones son transparentes). Cuando se supera cierto límite, llamado solubilidad, la sustancia ya no se disuelve, y queda, bien como precipitado en el fondo del recipiente, bien como suspensión, flotando en pequeñas partículas (las suspensiones son opacas o traslúcidas).
Se denomina concentración a la medida de la cantidad de soluto por unidad de cantidad de disolvente.

MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN

La concentración de una disolución se puede expresar de diferentes formas, en función de la unidad empleada para determinar las cantidades de soluto y disolvente. Las más usuales son:

Ø g/l (gramos por litro) razón soluto/disolvente o soluto/disolución, dependiendo de la convención

Ø % p/p (concentración porcentual en peso) razón soluto/disolución

Ø % V/V (concentración porcentual en volumen) razón soluto/disolución

Ø M (molaridad) razón soluto/disolución

Ø N (normalidad) razón soluto/disolución

Ø m (molalidad) razón soluto/disolvente

Ø x (fracción molar)

Ø ppm (partes por millón) razón soluto/disolución