Química Orgánica
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA UNIDAD DE QUÍMICA 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Qco. MANUEL LOZANO RIGUEROS (Director Nacional) BOGOTÁ D.C. Enero de 2012 1 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO El presente módulo fue diseñado en el año 2009 por el Qco. MANUEL LOZANO RIGUEROS, docente de la UNAD, adscrito a la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería en la sede nacional JCM y actualmente Coordinador Nacional del Programa de Química, tomando como núcleo el magnífico trabajo del Dr. Osorio1, especialmente para la Segunda Unidad. Adaptada a los últimos lineamientos emitidos por la UNAD, entrega esta actualización, con el fin de que pueda ser publicada en los Repositorios autorizados de la Universidad. Este documento se puede copiar, distribuir y comunicar públicamente bajo las condiciones siguientes: • Reconocimiento. Debe reconocer los créditos de la obra de la manera especificada por el autor o el licenciador (pero no de una manera que sugiera que tiene su apoyo o apoyan el uso que hace de su obra). • No comercial. No puede utilizar esta obra para fines comerciales. • Sin obras derivadas. No se puede alterar, transformar o generar una obra derivada a partir de esta obra. • Al reutilizar o distribuir la obra, tiene que dejar bien claro los términos de la licencia de esta obra. • Alguna de estas condiciones puede no aplicarse si se obtiene el permiso del titular de los derechos de autor • Nada en esta menoscaba o restringe los derechos morales del autor. 1 Osorio, O. Ramiro.(1982). Historia de la Química en Colombia. Publicaciones geológicas especiales del Ingeominas. N° 11, pp. 1-122, Bogotá, Colombia 2 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA INTRODUCCIÓN El presente modulo esta dirigido a estudiantes del Programa de Química, bajo la modalidad de estudio de educación superior a distancia. Para su aprovechamiento se presupone el conocimiento por parte del estudiante, de principios vistos previamente en la química de bachillerato, tales como nociones de moléculas, átomos, estructura atómica y enlace químico, entre otros. Está estructurado en dos grandes unidades, Fundamentos de la Química y Desarrollo del Programa de Química, que a su vez se subdividen en capítulos y lecciones, cuyo contenido fue seleccionado, teniendo en cuenta los saberes mínimos que se espera debe alcanzar un estudiante de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia que esté interesado en el Programa de Química, que le permitan comprender a profundidad qué es la química, cuáles son los requisitos intelectuales que debe cumplir quien pretenda dedicarse a su estudio y más importante aún, cuáles son los campos de acción que como profesional puede esperar desarrollar en la sociedad. Al final de cada uno de sus capítulos se proponen ejercicios de diferente tipo, a manera de autoevaluaciones que le permitirán al aprehendiente, determinar su grado de avance en relación al estudio de cada uno de los temas. El curso está orientado a que el estudiante conozca someramente los fundamentos físicos y químicos que permiten la operabilidad de la química y los acontecimientos más importantes en las vidas de quienes se dedicaron a producir los conocimientos que se tienen en la actualidad con el fin de que le sirvan de ejemplo a seguir y le permitan vislumbrar los campos en los que posiblemente podría desempeñarse. El estudiante de Química en ciernes puede deducir la importancia que este curso tiene para su formación ya que su propósito fundamental es proporcionarle argumentos, herramientas conceptuales y metodológicas y criterios para la toma de decisiones acerca de la conveniencia de seguir este programa, apoyándose en la descripción sistematizada que se le suministra de lo que es la química, del programa, sus competencias y los campos de acción que puede esperar para su desempeño profesional, a fin de que pueda conscientemente hacer de la química su modo de vida. Finalmente, como el documento pretende servir como guía de aprendizaje autónomo, se recomienda apoyar este proceso por la ampliación de los temas expuestos por medio de visitas a los sitios web enumerados con el fin de lograr una efectiva asimilación y comprensión del contenido seleccionado. 3 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA INDICE DE CONTENIDO UNIDAD 1: FUNDAMENTOS DE LA QUÍMICA FICHA TÉCNICA INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN INTENCIONALIDADES FORMATIVAS DENOMINACIÓN DE LOS CAPÍTULOS CONTEXTO TEÓRICO CAPITULO 1: CONCEPTOS GENERALES LECCIÓN 1: CIENCIA 1.1.Presuposiciones de la Ciencia 1.2 Características generales de la Química como Ciencia 1.3 Clasificación de las Ciencias 1.3.1 Distinción esquemática entre ciencias empíricas y formales LECCIÓN 2: EL MÉTODO CIENTÍFICO 2.1 Etapas del método científico 2.1.1 Observación 2.1.2 Hipótesis y teoría 2.1.3 Predicción 2.1.4 Verificación 2.1.5 Replicación 2.2 Características del método científico 2.3 Aplicación del método científico LECCIÓN 3: INVESTIGACIÓN 3.1 El proceso de la investigación 3.1.1. Definición 3.1.2. Naturaleza 3.1.3. Formas 3.1.4. Etapas fundamentales 3.1.5. Objetivos 3.1.6. Delimitaciones 3.2. El problema como inicio de la investigación 3.2.1. Cómo se origina o nace un proyecto 3.2.2 Definición del problema 3.2.3. Criterios de planteamiento del problema 3.2.4. Planteamiento del problema a investigar 3.2.5. Formulación del problema 3.2.6. Justificación del problema LECCIÓN 4: HERRAMIENTAS DE LA QUÍMICA 4.1. Ideas y métodos fundamentales EJERCICIOS, AUTOEVALUACIÓN (UNIDAD 1 – CAPITULO 1) CAPITULO 2: ANTECEDENTES Pág 10 11 12 13 14 14 14 16 16 18 18 20 20 21 22 22 22 22 22 23 23 26 26 26 26 26 27 27 27 27 28 28 29 29 29 29 29 29 29 31 33 4 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA LECCIÓN 5: HISTORIA DE LA QUÍMICA LECCIÓN 6: PREMIOS NOBEL EJERCICIOS, AUTOEVALUACIÓN (UNIDAD 1 – CAPITULO 2) CAPITULO 3: COMPETENCIAS EN QUÍMICA LECCIÓN 7: COMPETENCIAS QUE DEBEN TENER LOS ESTUDIANTES DE QUÍMICA LECCIÓN 8: COMPETENCIAS ADQUIRIDAS POR QUIENES ESTUDIAN CIENCIAS LECCIÓN 9: COMPETENCIAS DE LOS QUÍMICOS DE EUROPA Y AMÉRICA LECCIÓN 10: HABILIDADES IDENTIFICADAS EN EUROPA 10.1 Cognitivas relacionadas con la química 10.2 Prácticas relacionadas con la química 10.3 Transferibles LECCIÓN 11: COMPETENCIAS ESPECÍFICAS PROPUESTAS PARA LOS QUÍMICOS POR EL PROYECTO TUNNING EJERCICIOS, AUTOEVALUACIÓN (UNIDAD 1 – CAPITULO 3) FUENTES DOCUMENTALES DE LA UNIDAD 1 UNIDAD 2: DESARROLLO DEL PROGRAMA DE QUÍMICA FICHA TÉCNICA INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN INTENCIONALIDADES FORMATIVAS DENOMINACIÓN DE LOS CAPÍTULOS CONTEXTO TEÓRICO CAPITULO 4: DESARROLLO DE LA QUÍMICA EN COLOMBIA LECCIÓN 12: NUEVO REINO DE GRANADA 12.1 Expediciones científicas 12.2 Instituciones de enseñanza 12.2.1 Real Seminario de Minería de México 12.3 Primeros metalúrgicos-químicos 12.3.1 Bartolomé de Medina 12.3.2 José Luis Proust 12.3.3 Francisco Chabaneau 12.3.4. Juan José D’Elhuyar 12.3.5. Guillermo Bowles 12.3.6. Andrés Manuel del Río 12.3.7. Juan Bautista Boussingault LECCIÓN 13: REPÚBLICA DE COLOMBIA 13.1 Primeros químicos colombianos 13.1.1 José María Cabal 13.1.2 Jorge Tadeo Lozano 13.1.3 Ezequiel Uricoechea 13.1.4 Liborio Zerda 13.1.5 Vicente Restrepo 33 61 72 75 75 76 76 77 78 78 79 79 81 83 86 87 88 89 90 90 90 92 92 92 94 94 95 96 96 97 97 98 98 99 101 101 101 102 102 102 103 5 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 13.1.6 Eduardo Lleras Codazzi 13.1.7 Guillermo Kohn Olaya 13.1.8 Antonio María Barriga 13.1.9 Ernesto Pinzón Hernández 13.1.10 Manuel Ancízar Sordo 13.1.11 Jorge Ancízar Sordo 13.1.12 Joaquín Molano Campuzano 13.2 Recuento histórico de la Química en Colombia 13.3 Primeras instituciones químicas 13.3.1. Escuela de Minas de Medellín 13.3.2. Laboratorio de la Fábrica de Municiones del Ministerio de Guerra 13.3.3. Laboratorio Químico Nacional 13.3.4. Ingeominas 13.3.5. Departamento y Facultad de Química, Universidad Nacional 13.3.6. Instituto Nacional de Salud 13.3.7. Sociedad colombiana de Químicos 13.3.8. Asociación Química colombiana- ASQUIMCO 13.3.9. Consejo Profesional de Química 13.4 Algunos químicos actuales importantes 13.4.1 Elías Bechara Zainúm 13.4.2 José Luis Villaveces Cardozo 13.4.3 Carmenza Duque EJERCICIOS, AUTOEVALUACIÓN (UNIDAD 2 – CAPITULO 4) CAPITULO 5: ÁREAS DE LA QUÍMICA LECCIÓN 14: BIOQUÍMICA LECCIÓN 15: QUÍMICA ANALÍTICA LECCIÓN 16: QUÍMICA CUÁNTICA LECCIÓN 17: INORGÁNICA LECCIÓN 18: ORGÁNICA EJERCICIOS, AUTOEVALUACIÓN (UNIDAD 2 – CAPITULO 5) CAPITULO 6: EL PROGRAMA DE QUÍMICA LECCIÓN 19: CARACTERÍSTICAS DEL PROGRAMA 19.1 Duración 19.2. Requisitos de admisión 19.3 Título otorgado 19.4 Contenidos 19.5 Otras características LECCIÓN 20: APORTES ACADÉMICOS Y VALOR SOCIAL AGREGADO LECCIÓN 21: COHERENCIA CON LA MISIÓN Y EL PROYECTO ACADÉMICO INSTITUCIONAL LECCIÓN 22: ASPECTOS CURRICULARES 22.1. Fundamentación epistemológica 103 104 105 106 107 107 109 110 132 132 132 134 135 136 138 139 139 140 141 142 142 144 147 150 150 151 154 157 158 161 166 166 166 166 166 166 167 168 168 170 170 6 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 22.1.1. El problema del conocimiento 22.1.2. El conocimiento en el programa de Química 22.2. Principios y propósitos que orientan la formación 22.3. Perfiles de formación 22.3.1. Perfil profesional 22.3.2. Perfil ocupacional 22.4. Estructura y organización de los contenidos 22.4.1. Áreas o campos de formación 22.4.2. Cursos académicos ofrecidos 22.5. Competencias del químico en la UNAD 22.6. Líneas de Investigación 22.6.1. Programa de Investigación en Química LECCIÓN 23: CAMPOS DE ACCIÓN DEL QUÍMICO EN COLOMBIA 23.1. Tendencias en la formación del químico 170 174 176 176 176 177 178 178 180 184 185 185 185 187 EJERCICIOS, AUTOEVALUACIÓN (UNIDAD 2 - CAPITULO 6) FUENTES DOCUMENTALES DE LA UNIDAD 2 197 200 7 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA LISTADO DE TABLAS Tabla 1 Ficha técnica de la Primera Unidad Tabla 2 Relaciones que se establecen en la Primera Unidad entre los conceptos que presenta Tabla 3 Distinción entre Ciencias Empíricas y Ciencias Formales Tabla 4 Ficha técnica de la Segunda Unidad Tabla 5 Relaciones que se establecen en la Segunda Unidad entre los conceptos que presenta Tabla 6 Cursos académicos ofertados Formación Básica Común Tabla 7 Formación Básica Disciplinaria y Profesional Específica Pág 11 14 21 87 90 181 182 8 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS Figura 1. Interrelaciones entre los diferentes tipos de formación Pág 180 9 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA UNIDAD 1 FUNDAMENTOS DE LA QUÍMICA 10 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Tabla 1 Ficha técnica de la Primera Unidad Nombre de La Unidad Palabras Clave Año Fundamentos de la Química Química, Ciencia, Ciencias naturales, Método científico, Hipótesis, Formulación del problema, Herramientas de la Química, Ley de la conservación de la materia, Número de Avogadro, Mendeleiev, Principio de Le Chatelier, Teoría de Arrhenius, Electronegatividad, Hibridación, Resonancia, Principio de exclusión, Electroforesis, Polarografía, Metátesis, Fullerenos, Ubiquitinas. Universidad Nacional Abierta y a Distancia, UNAD Bogotá, Colombia Manuel Lozano Rigueros [email protected] 2010 Unidad Académica Unidad de Química Campo de Formación Profesional Específica Área del conocimiento Ciencias Naturales, Área de Química N° Créditos Académicos Dos (2), correspondientes a 96 horas de trabajo académico Tipo de curso Destinatarios Teórico Estudiantes del Programa de Química Institución Ciudad Autor de la Unidad Competencia General de aprendizaje Metodología de oferta El estudiante: Conoce y comprende los fundamentos de la Química como Ciencia. Conoce y comprende el origen y la Historia de la Química, universal. Conoce los alcances, campo de acción y la importancia de la Química como Ciencia, a nivel internacional. Conoce y comprende las competencias que debe tener como estudiante. Tradicional y a Distancia. Formato de circulación Impreso, multimedia, Web (aula virtual) 11 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Introducción La presente unidad está estructurada en tres capítulos: Conceptos generales, Antedecentes y Competencias en Química; su contenido fue seleccionado, con el fin de que el estudiante interesado en el Programa de Química, pueda comprender a profundidad qué es la química y cuáles son los requisitos intelectuales que debe cumplir quien pretenda dedicarse a su estudio. La unidad está orientada a que el estudiante conozca someramente los fundamentos físicos y químicos que permiten la operabilidad de la química y los acontecimientos más importantes en las vidas de quienes se dedicaron a producir los conocimientos que se tienen en la actualidad con el fin de que le sirvan de ejemplo a seguir y le permitan vislumbrar los campos en los que posiblemente podría desempeñarse. Al final de cada uno de sus capítulos se proponen ejercicios de diferente tipo, a manera de autoevaluaciones que le permitirán al aprehendiente, determinar su grado de avance en relación al estudio de cada uno de los temas. La Química es una Ciencia; esto la diferencia de otras profesiones relacionadas y por eso, en el primer capítulo, se explica todo lo referente a las ciencias, y su característica más notable, desarrollarse mediante el método científico. Como toda disciplina, la química requiere del estudio de los fundamentos teóricos que establecen los criterios de su estudio. Aquellos se abordan en forma general, mediante la presentación de los descubrimientos realizados por grandes científicos, que en algunos casos los han llevado a la obtención de premios como el Nobel, y en todos los ha hecho merecedores del reconocimiento universal. Para estudiar una ciencia y particularmente, la química, los estudiantes deben tener ciertas características personales que los diferencian de los estudiantes de otras disciplinas; en el tercer capítulo, se explican en detalle estas características, con el fin de que el estudiante se reconozca en sus virtudes y limitaciones y se prepare adecuadamente para emprender el estudio de esta exigente disciplina. 12 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Justificación Esta primera unidad del curso busca desarrollar en el estudiante un pensamiento estructurado que le permita comprender a profundidad qué es la química y cuáles son los requisitos que debe cumplir quien pretenda dedicarse a su estudio y de manera general, cuáles son los campos de estudio que como profesional puede esperar desarrollar en la sociedad. Al ser una disciplina de las ciencias, la química presenta su propia estructura requiriendo del estudiante apertura mental para que comprenda los fundamentos químicos y físicos que se encuentran detrás de su estudio ya que tienen una razón lógica desarrollada por científicos que han dedicado sus vidas a esa labor. Por eso, el segundo capítulo, está orientado a que el estudiante conozca someramente los fundamentos físicos y químicos que permiten la operabilidad de la química y los acontecimientos más importantes en las vidas de quienes se dedicaron a producir los conocimientos que se tienen en la actualidad con el fin de que le sirvan de ejemplo a seguir y le permitan vislumbrar los campos en los que posiblemente podría desempeñarse. El estudiante, mediante las actividades individuales, del trabajo en pequeño grupo y en grupo de curso en interacción con el docente, a partir de las descripciones del módulo y la información que quiera conseguir por su cuenta, tendrá la oportunidad de acercarse al mundo de la química para decidir si es lo que le gusta y conviene para su desempeño profesional. Pero como el propósito fundamental del curso además de producir algunos conocimientos de química, es proporcionar herramientas y criterios para la toma de decisiones acerca de la conveniencia para el estudiante de seguir este programa, se le presenta la descripción sistematizada de las competencias que debe tener para dedicarse a su estudio, así como de las que se espera que desarrolle antes de que se dedique a su desempeño profesional, dándole argumentos y herramientas conceptuales y metodológicas para saber más de la química, y que le permitan tomar conscientemente la decisión de hacer de ella su modo de vida. En la ficha aparecen un conjunto de palabras claves que luego serán definidas en el glosario; ellas representan conceptos o la posibilidad de ampliar información al efectuar búsquedas bibliográficas en bases de datos especializadas o en su defecto en google académico, el cual se orienta a información citada. Su utilidad también radica en que son los nodos de la red semántica que caracteriza a la química, que al ser explorados cuidadosamente encontrándoles el lugar lógico que ocupan en ese mapa conceptual, servirán de referentes en la estructuración del conocimiento. 13 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Intencionalidades formativas Dentro de las intencionalidades formativas que se persiguen en esta unidad se cuentan: Promover en el estudiante su capacidad para producir algunos conocimientos de química. Para ello, dispone de los fundamentos de la química expuestos. Hacer evidentes las competencias que debe reunir el estudiante que piensa dedicarse a la Química, así como las competencias que se espera que el estudio de los diferentes cursos académicos proporcione y la aplicación de criterios para la valoración de las mismas y las recomendaciones que sean apropiadas de modo que le ayuden a tomar una decisión sobre la continuidad de su estudio. Denominación de los capítulos CAPITULO 1: CONCEPTOS GENERALES CAPITULO 2: ANTECEDENTES CAPITULO 3: COMPETENCIAS EN QUÍMICA Contexto teórico Se presenta en el siguiente cuadro resumen: Tabla 2 Relaciones que se establecen en la Primera Unidad entre los conceptos que presenta Los estudiantes de la primera unidad Fundamentos de la Química, están en capacidad de comprender los conceptos Nexos que se fundamentales de la Química como Ciencia, siendo establecen entre la competentes en la aplicación de estos a su campo unidad y el campo disciplinar. disciplinario en el que se inscribe En este sentido, se podrán identificar leyes y organizaciones teóricas que son fundamentales para profundizar en el estudio de la Química. La unidad esta diseñada de tal forma que la complejidad de Relaciones que se las relaciones que se establecen entre las ideas, se establecen en la estructuren en conceptos relevantes; es por ello que se unidad entre los inicia con el estudio de las características generales de las conceptos que Ciencias y del Método Científico. presenta 14 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA También se fundamentan los conocimientos básicos más importantes y las principales teorías sobre la constitución de la materia, con el fin de abordar más adelante en los cursos específicos su estudio en forma más profunda y se relacionan esos conceptos con las competencias que deben tener quienes quieran estudiarlos. La unidad permite un estudio general de las características de las ciencias, el Método científico y la química en cuanto sus principios y teorías más importantes y su aplicación a través de: Problemáticas teóricas, metodológicas y recontextuales a las que responde la unidad Competencias y aportes que fomenta la unidad Reconocimiento de conceptos básicos Establecimiento de descubrimientos y principios elementales elaborados por los grandes científicos universales, básicos para el estudio de la Química. Identificación de las competencias propias del campo disciplinar que deben ser apropiadas por los estudiantes para poderse desempeñar con éxito en el medio profesional. La unidad promueve competencias cognitivas, analíticas, contextuales, comunicativas y valorativas, asociadas a los bases conceptuales y metodológicas de la Química. 15 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA CAPITULO 1: CONCEPTOS GENERALES Introducción Popularmente, existe mucha confusión entre los alcances, objetivos y ocupación profesional de los programas relacionados con la Química, a tal punto que muchas veces ni los mismos gerentes o jefes de personal de las organizaciones que emplean egresados de ellos, los diferencian, encontrándose numerosos ejemplos de profesionales que se desempeñan en cargos y ocupaciones para los cuales no se prepararon académicamente y solamente quienes han estudiado y profundizado en Química, Licenciatura en Química, Ingeniería Química o Tecnología Química, son conscientes de las profundas diferencias que existen entre ellas. Numerosos autores se han pronunciado al respecto; así, por ejemplo, el Doctor Arthur D. Little, eminente químico e ingeniero químico del Instituto tecnológico de Massachusstes (MIT), comenta2: “Nuevos procesos químicos son comúnmente concebidos por químicos quienes hacen su demostración inicial a escala de laboratorio. Los muchos y difíciles problemas comprendidos en los pasos que van desde la demostración en el laboratorio hasta la operación en la planta comercial caen dentro del área de la ingeniería química”. Sin entrar en disquisiciones filosóficas sobre las diferencias entre los programas mencionados, que estarían fuera del alcance de este módulo, se reconoce que la Química es una ciencia y este aspecto la diferencia por completo de los demás programas mencionados u otros parecidos, ya que como tal, se caracteriza por emplear el denominado método científico, al cual se dedica este primer capítulo, estudiando a profundidad sus características. LECCIÓN 1: CIENCIA La química es una “Ciencia”; esto la diferencia de otros campos del saber como la Ingeniería Química, tal como ya decía3 el Doctor Arthur D. Little, eminente químico e ingeniero químico del Instituto tecnológico de Massachussets (MIT) “Nuevos procesos químicos son comúnmente concebidos por químicos quienes hacen su demostración inicial a escala de laboratorio. Los muchos y difíciles problemas comprendidos en los pasos que van desde la demostración en el laboratorio hasta la operación en la planta comercial caen dentro del área de la ingeniería química” Pero entonces ¿qué es Ciencia? 2 W.C. Bagger and W.C. McCabe. Elements of Chemical Engineering. (New York, McGraw Hill Book Co. 1936). P. XIV 3 Íbid 16 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 4 5 Ciencia (en latín scientia, de scire, “conocer”), es un término que en su sentido más amplio se emplea para referirse al conocimiento sistematizado en cualquier campo, pero que suele aplicarse sobre todo a la organización de la experiencia sensorial objetivamente verificable. La búsqueda de conocimiento en ese contexto se conoce como “ciencia pura”, para distinguirla de la “ciencia aplicada” – la búsqueda de usos prácticos del conocimiento científico – y de la tecnología, a través de la cual se llevan a cabo las aplicaciones. La Ciencia es: un conocimiento basado en pruebas y evidencias y que tiene como objeto el explicar de forma fidedigna cómo se estructura y funciona el mundo. Para alcanzar ese objetivo tiene que idear métodos racionales (lógicos) y empíricos que sean lo más eficaces posibles para evitar la ilusión y el autoengaño en el estudio y valoración de la realidad. Se trata de un tipo de conocimiento que nos lleva más allá de las apariencias de la experiencia ordinaria, usando razonamientos, demostraciones y pruebas que parten de la observación del mundo natural (tienen base empírica) y nos permiten obtener conclusiones acerca de la realidad que no podríamos alcanzar de otro modo. Es un conjunto sistemático de información y conocimientos acerca del mundo empírico (el que percibimos) que se consigue a través de diferentes formas de: 1- Observación directa e indirecta. 2- Contrastación (sometimiento a pruebas) de esta información previamente obtenida por métodos: - Empíricos que incluyen la experimentación pero no se limitan a ella. - De análisis racional y crítico. Por consiguiente, la característica común a todas las ciencias es que se basan en la experiencia (lo empírico) y en argumentos racionales, para buscar explicaciones (teorización) que permitan resolver los problemas que se plantean en sus diversos ámbitos. Este conjunto de procedimientos son pues, racionales y críticos, no dogmáticos, no opinativos, no arbitrarios y se les denomina de forma genérica: método científico. El conjunto organizado y sistemático de conocimientos que derivan de aplicar los anteriores métodos. Lo podemos dividir en el conjunto de ciencias específicas según el tipo de fenómenos empíricos que investigan: física, astronomía, geología, química, biología, psicología... La aplicación práctica del conocimiento científico para solucionar los problemas planteados en el área concreta del mundo empírico en que se manifiesten (tecnología científica). El conocimiento proporciona la base para la práctica y 4 5 http://www.monografias.com/trabajos10/fciencia/fciencia.shtml http://deismo.iespana.es/queesciencia.htm 17 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA los problemas prácticos sirven de estímulo para la búsqueda de conocimiento teórico. Ciencia es entonces, principalmente, una serie de métodos empíricos y lógicos para la observación sistemática de fenómenos empíricos (derivados del mundo natural) con el objetivo de entenderlos y, por consiguiente, explicarlos (teorización). Es lo que englobamos bajo el nombre de método científico. 1.1. Presuposiciones de la Ciencia La ciencia asume que tiene que descubrir el conocimiento, que no conoce la verdad a priori acerca del mundo empírico. Esos que dicen conocer la verdad empírica a priori (como los autodenominados científicos creacionistas) no pueden estar hablando acerca de conocimiento científico. La ciencia presupone un orden regular en la naturaleza y asume que hay unos principios subyacentes de acuerdo con los cuales los fenómenos naturales trabajan. Asume que esos principios o leyes son relativamente constantes. Pero no asume que pueda conocer a priori ni cuáles son esos principios ni cuál es el orden actual de una serie de fenómenos empíricos. La ciencia presupone que el ser humano tiene la capacidad de conocer ese orden regular y principios subyacentes de la naturaleza. La ciencia presupone que el saber explicar y dominar la naturaleza de forma progresiva es algo que vale la pena, que es algo bueno, un valor ético positivo. 1.2. Características generales de la Química como Ciencia Provisional y fiable: Se considera que es provisional porque es siempre susceptible de cambiarse o modificarse en base a nueva evidencia. Es individual, pero con un carácter público (peer review, duplicación por otros científicos con los mismos resultados) de forma que los investigadores tienen que convencer a la mayoría en su área para declarar algo cierto. Estas características le proporcionan el máximo de fiabilidad como conocimiento. Son creencias de base empírica: Es un sistema de creencias, pero que no se forma por "fe ciega o intuitiva", sino que se basa en la observación de experiencias repetidas de sometimiento a pruebas (contrastación) de sus afirmaciones. En la ciencia se unen la fe (creencia) con la justificación empírica. 18 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Hay muchos métodos científicos. Aunque compartan las características generales que se van a explicar más adelante, aparte del meta-método general, hay una enorme cantidad de métodos científicos particulares usados en las diversas ciencias. Conocer los pasos de "adducción-deduccióninducción" es la idea general que se debe concretar en la ciencia particular en la que actuemos. Esto hace difícil al científico pasar de un área en la que es experto a otra. Los métodos concretos muy útiles en una ciencia pueden no ser aplicables en otra (no se puede aplicar la metodología científica que se usa en física a la medicina). Lo importante de todo esto es que la ciencia no sólo somete a prueba las hipótesis, sino también los métodos, de forma que cada vez encuentra las mejores formas para acercarse a la verdad. Este es otro factor que añade fiabilidad y autoridad a los conocimientos adquiridos vía científica. Se basa en la observación y los experimentos son sólo un tipo de esa actividad. Lo importante es la observación minuciosa en todo el proceso. El punto crucial es la observación en el momento de contrastación (sometimiento a prueba) de las predicciones que generan las hipótesis. Esto se puede hacer con experimentos, que tienen el interés de añadir controlabilidad, pero no siempre es posible. No se pueden hacer experimentos con montañas o astros, porque puede resultar carísimo, interferir mucho en el fenómeno o simplemente tener impedimentos éticos. En este caso, se hacen predicciones (o retrodicciones) de lo que se debería encontrar si la hipótesis es cierta...y la observación será lo que servirá para contrastar si se cumple o no lo que se predijo. Sus experimentos están orientados hacia objetivos; Para diseñar un experimento se necesita una idea de lo que se está buscando, y no se hace un experimento para ver qué pasa. El investigador establece predicciones en base a sus hipótesis y diseña el experimento para ver si se cumplen. Puede ser que no sea así y a este resultado se le llama hipótesis nula (el resultado esperado por el investigador resulta falso). Por ejemplo el caso de que un tratamiento farmacológico para tratar la hipertensión no dé resultados significativos diferentes a otro tratamiento con el que se compara. Si se había predicho que el tratamiento contrastado sería mejor, eso no se ha confirmado porque el resultado no es estadísticamente significativo, es decir, el resultado es compatible con la hipótesis nula. La ventaja del experimento es que permite identificar una serie de causas determinadas y permite una mayor controlabilidad de todas las variables y los resultados, a pesar de que ningún experimento por sí solo puede probar una teoría y se deben repetir diferentes experimentos (observaciones) con variantes más refinadas y por diferentes equipos con el objetivo de disminuir errores y sesgos. Su objetivo principal es generar Teorías y Leyes; Los hechos son aquello que se ha observado cuidadosamente y las teorías, las explicaciones a esos 19 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA hechos. Las leyes identifican y describen las relaciones o conducta entre los fenómenos observables, pero no hay que olvidar el carácter provisional y revisable tanto de leyes como de teorías, incluso los hechos, en algunas ocasiones, no son del todo neutros y pueden tener un componente de construcción. Creatividad: La imaginación y la creatividad impregnan toda la actividad científica. Se podría decir que son su elemento artístico. Son importantes para descubrir formas de observar y recoger datos, para elaborar hipótesis, para concretar metodologías concretas que sirvan para contrastar y eliminen el autoengaño, para buscar aplicaciones prácticas, etc. 1.3. Clasificación de las Ciencias Hasta ahora, se han dado interpretaciones de lo que normalmente se entiende por ciencia propiamente dicha, considerada como ciencia por definición. En virtud del método seguido para alcanzar el conocimiento científico, tal como se describe más adelante, pueden establecerse clasificaciones más amplias, perfectamente validas y que definen las Ciencias que se han explicado, como: Ciencias Empíricas o Fácticas, las cuales se caracterizan por el uso del "método de la contrastación empírica" o "método hipotético-deductivo" que se expone más adelante. Se podrían dividir a su vez en ciencias naturales o experimentales y sociales o humanas. Por supuesto, necesariamente hay una fuerte influencia de las ciencias naturales en las sociales. Ciencias formales: se caracterizarían por el empleo del así llamado "método axiomático" Son las matemáticas y la lógica. Constituyen una subparte de las empíricas porque aunque las ciencias formales tienen como objeto abstracciones, también tienen una base en lo empírico. El progreso espectacular de la ciencia empírica desde el S. XVII se debe en gran parte al uso sistemático de las matemáticas (ciencias formales) en el proceso de elaboración de hipótesis y teorías. Para estas clasificaciones, la Ciencia también se caracterizaría por su método y pretensión de explicar la realidad en base a pruebas, en forma racional y crítica. En este caso, se distinguiría la realidad en empírica y no-empírica. 1.3.1. Distinción esquemática entre ciencias empíricas y formales Cada estudio que se realice, debe ser enmarcado en cualquiera de las anteriores clasificaciones, según su naturaleza, pues de ello depende el buen manejo y desarrollo de la investigación misma y de la comprobación o negación de la hipótesis planteada desde el comienzo. Por lo tanto, es importante diferenciar los 20 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA aspectos básicos que destacan a cada una de estas ciencias y que permiten establecer diferencias en el momento de realizar un estudio de un tema específico, tal como los establece el siguiente cuadro6: Tabla 3 Distinción entre Ciencias Empíricas y Ciencias Formales Características Objeto de estudio Método de trabajo Enunciados Objetivo Ciencias Empíricas Ciencias Formales Entidades de carácter ideal Hechos y fenómenos (pero que en último término de la experiencia dependen también de la experiencia) Contrastación empíri- Demostración lógico-deductica va Sintéticos Analíticos Descripción, explicación y predicción de Construcción de sistemas fenómenos del uni- abstractos de pensamiento verso Lección 2. EL MÉTODO CIENTÍFICO La historia del Método Científico data de la antigua Grecia, en donde ya se aplicaron los primeros elementos. Pero este método como lo conocemos hoy en día propiamente viene del trabajo de Francis Bacon, en su trabajo "Novum Organum" en 1620. Otro que aportó a su desarrollo fue René Descartes, en su "Discurso del método" en 1637, el cual era imperfecto pues no consideraba la importancia de las hipótesis en la ciencia. 7 El método científico es el conjunto de estrategias que usan los científicos para desarrollar su función, es decir, hacer ciencia. El método científico es el conjunto de procedimientos lógicos que sigue la investigación para descubrir las relaciones internas y externas de los procesos de la realidad natural y social. La serie ordenada de procedimientos de que se hace uso en la investigación científica para obtener la extensión de nuestros conocimientos. El conjunto de procesos que el hombre debe emplear en la investigación y demostración de la verdad. 6 MORENO, Pilar Alexandra. Introducción a la Ingeniería de Sistemas. UNAD, 2006. http://www.monografias.com/trabajos21/metodo-cientifico/metodo-cientifico.shtml 7 21 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 2.1. Etapas del método científico La ciencia procede identificando problemas, busca hechos relevantes, formula hipótesis, hace predicciones en base a estas y las somete a prueba para ver si se verifican o no. Es el proceso de "adducción, deducción, inducción". Adducimos una hipótesis a partir de una colección de datos y de preguntas acerca de éstos. Deducimos nuevos hechos que implican la hipótesis si es cierta. Empleamos una seria de métodos inductivos para contrastar (probar) si las nuevas predicciones se mantienen. Esto se repite una y otra vez para construir teorías científicas que expliquen la realidad de forma sólida y fiable. Por supuesto, esta es una idea general que se concreta en cada ciencia en formas diversas según sea su objeto de estudio. En resumen, el procedimiento del método científico es buscar estrategias que permitan el acercamiento más objetivo posible a la realidad. Lo que se busca es eliminar al máximo posible toda una serie de mecanismos humanos de distorsión, ilusión y autoengaño en nuestra concepción del mundo, sea individual o grupal: pensamiento deseoso (wishful thinking), pensamiento selectivo, validación subjetiva, autoengaño, refuerzo grupal, explicaciones ad hoc y post hoc. Se desarrolla un "sano" escepticismo que favorece un máximo de objetividad. 8 En líneas generales, el método científico consta de los siguientes 5 pasos básicos: observación, hipótesis, predicción, verificación y replicación. 2.1.1 9Observación: Se observa un fenómeno o aspecto del universo atentamente. Se hace un examen crítico y cuidadoso de los fenómenos, notando y analizando los diferentes factores y circunstancias que parecen influenciarlos. 2.1.2 Hipótesis y teoría: Se elabora un planteamiento consistente con lo observado para explicar el fenómeno, planteamiento que debe ser comprobado o refutado. En este paso se proponen explicaciones tentativas o hipótesis, que deben ser probadas mediante experimentos. Si la experimentación repetida no las contradice pasan a ser teorías. 2.1.3 Predicción: Se utilizan las hipótesis para hacer predicciones sobre el fenómeno; las teorías mismas sirven como guías para nuevos experimentos y constantemente están siendo sometidas a pruebas. En la teoría, se aplican razonamientos lógicos y deductivos al modelo. El resultado final es la predicción de algunos fenómenos no observados todavía o la verificación de las relaciones entre varios procesos. 2.1.4 Verificación: Generalmente se hace por experimentación consistente en la observación del fenómeno bajo condiciones preparadas de antemano y 8 9 http://deismo.iespana.es/queesciencia.htm http://www.monografias.com/trabajos21/metodo-cientifico/metodo-cientifico.shtml 22 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA cuidadosamente controladas. Sin la experimentación la Ciencia Moderna nunca habría alcanzado los avances que han ocurrido. Los laboratorios son esenciales para el método 2.1.5 Replicación: Se ponen a prueba esas predicciones con más observaciones y se mejora la hipótesis en base a los resultados. El conocimiento que un investigador adquiere por medios teóricos, a su vez puede ser utilizado por otros científicos o por él mismo, para realizar nuevos experimentos que buscan comprobar el modelo mismo, o para determinar sus limitaciones o fallas. Se repiten los pasos 3 y 4 hasta que no existan discrepancias entre la experimentación y la observación. El investigador, revisa y modifica su modelo de modo que esté de acuerdo con la nueva información. Se hacen análisis de los resultados cualitativos y cuantitativos obtenidos, se comparan entre ellos y con los resultados de observaciones anteriores, llegando a leyes que se expresan mediante formulas o en palabras. Esta interrelación entre la experimentación y la teoría es lo que permite a la ciencia progresar continuamente sobre una base sólida. Cuando se obtiene gran consistencia en el proceso se llega a una Teoría, que es un marco para explicar y predecir fenómenos. 2.2. Características del método científico10 No se puede concebir el método científico como un procedimiento o instrumento rígido, pero aún así, por ser sistemático, debe mantener características específicas que lo distinguen de otros instrumentos de investigación. Por lo tanto se puede decir que el método científico es: Fáctico porque trata de fenómenos y hechos de la realidad empírica (natural y que observamos). Trascendental: Aunque realmente parte de ellos, va más allá de los mismos hechos. Racional: por basarse en la razón, es decir, en la lógica, y no en sensaciones, opiniones, pareceres o dogmas, lo cual significa que parte de conceptos, juicios y razonamientos y vuelve a ellos; por lo tanto, el método científico no puede tener su origen en las apariencias producidas por las sensaciones, por las creencias o preferencias personales. También es racional porque las ideas producidas se combinan de acuerdo a ciertas reglas lógicas, con el propósito de producir nuevas ideas. La ciencia utiliza la razón como arma esencial para 10 Íbid. 23 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA llegar a sus resultados. Los científicos trabajan en lo posible con conceptos, juicios y razonamientos. La racionalidad aleja a la ciencia de la religión y de todos los sistemas donde aparecen elementos no racionales o donde se apela a principios explicativos extras o sobrenaturales; y la separa del arte donde cumple un papel secundario subordinado a los sentimientos y sensaciones. Verificable en el sentido de comprobable empíricamente. Confronta sus afirmaciones con la realidad. Todo conocimiento obtenido con su concurso debe aprobar el examen de la experiencia. Es observacional y experimental. Por tal razón la ciencia fáctica es empírica en el sentido de que la comprobación de sus hipótesis involucra la experiencia; pero no es necesariamente experimental y, por eso, no es agotada por las ciencias de laboratorio. Se verifican o rechazan las hipótesis por medio del método experimental. Se plantean hipótesis o supuestas respuestas a nuestros problemas y esta confirma o se reestructura de acuerdo a los resultados presentados durante la experimentación. Objetivo porque sus afirmaciones pretenden ajustarse con los datos y hechos de la realidad. Busca o persigue hallar la verdad fáctica, sin importar lo que piense sobre tal hecho el investigador. Es decir que aunque sus ideales o principios sean distintos, acepta como realidad un hecho comprobado. Se intenta obtener un conocimiento que concuerde con la realidad del objeto, que lo describa o explique tal cual es y no como desearíamos que fuese. Se deja a un lado lo subjetivo, lo que se siente o presiente. Sistemático en el sentido de constituir un cuerpo de ideas lógicamente entrelazadas más que un cúmulo de proposiciones inconexas. La ciencia es sistemática, organizada en sus búsquedas y en sus resultados. Se preocupa por construir sistemas de ideas organizadas coherentemente y de incluir todo conocimiento parcial en conjuntos más amplios. Para lograr esta coherencia, se acude a operaciones lógicas que garanticen este orden o sistematicidad. Estas operaciones lógicas son: definición, división y clasificación, que nos proporcionan los lineamientos para determinar con exactitud el contenido y la extensión de los conocimientos científicos. Explicativo en el sentido de que no se conforma con describir cómo es el mundo sino que intenta dar cuenta de las razones por las cuales el mundo es como es vale decir, encontrar las razones por las cuales los fenómenos empíricos se comportan del modo en que lo hacen. Intenta explicar los hechos en términos de leyes, y las leyes en términos de principios; además de responder al como son los cosas, responde también a porqué suceden los hechos como suceden y no de otra manera. Autocorrectivo: En caso de ser necesario, corrige o ajusta sus conclusiones. 24 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Inventivo porque requiere poner en juego la creatividad y la imaginación, para plantear problemas, establecer hipótesis, resolverlas y comprobarlas. Para extender nuestros conocimientos se requiere descubrir nuevas verdades. En cierto sentido, el método nos da reglas y orientaciones, pero no son infalibles. Falible: La ciencia es uno de los pocos sistemas elaborados por el hombre donde se reconoce explícitamente la propia posibilidad de equivocación, de cometer errores. En esta conciencia de sus limitaciones, es en donde reside la verdadera capacidad para autocorregirse y superarse. Perfectible: significa que el método es susceptible de ser modificado, mejorado o perfeccionado. Progresivo ya que al no tomar sus conclusiones como infalibles y finales, está abierto a nuevos aportes y a la utilización de nuevos procedimientos y de nuevas técnicas. Elabora formulaciones generales: Aunque no pasa por alto aspectos individuales, se interesa en hechos generales comprobados como ley o clase clasificable y legal. La preocupación científica no es tanto ahondar y completar el conocimiento de un solo objeto individual, sino lograr que cada conocimiento parcial sirva como puente para alcanzar una comprensión de mayor alcance. Analítico: descompone todo lo que trata con sus elementos; trata de entender la situación total en términos de sus componentes; intenta descubrir los elementos que componen cada totalidad y las interrelaciones que explican su integración. Por tal razón, los problemas de la ciencia son parciales, lo mismo que sus soluciones; más aun: los problemas son estrechos al comienzo, pero van ampliándose a medida que la investigación avanza. Claro y preciso: los problemas se formulan de manera clara, para lo cual, se incluyen en ellos los conceptos o categorías fundamentales. El método científico inventa lenguajes artificiales utilizando símbolos y signos a los que les atribuye significados determinados por medio de reglas de designación. Es inventivo porque requiere poner en juego la creatividad y la imaginación, para plantear problemas, establecer hipótesis, resolverlas y comprobarlas. Significa que para extender nuestros conocimientos se requiere descubrir nuevas verdades. En cierto sentido, el método nos da reglas y orientaciones, pero no son infalibles. Normativo: es un procedimiento, es una guía y en cuanto tal, proporciona principios y técnicas para la investigación. La Técnica es un conjunto de procedimientos de que se sirve una ciencia o arte. 25 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA No es un recetario: no es una lista de recetas para dar con las respuestas correctas a las preguntas que el científico se formula. Lejos de esto, es el conjunto de procedimientos por los cuales se plantean los problemas y se ponen a prueba las hipótesis científicas. 2.3. Aplicación del método científico Puede decirse que el método científico es aplicable en especial en las ciencias puras, entre ellas la Biología, la Química, la Física y otras. Actualmente se aplica en casi toda ciencia que tenga como insumo la investigación, encontrándose entre ellas las ciencias sociales como, la Sociología, la Administración, etcétera. De por si, no se concibe una investigación científica si no se aplica en esta la serie de pasos metódicos explicados en el apartado anterior que guíen la misma. Aunque durante años, el método científico no se consideraba, por muchos, aplicable para las ciencias sociales, hoy es una herramienta elemental para la investigación social. Lección 3. INVESTIGACIÓN 3.1. 11El proceso de la investigación 3.1.1. Definición: investigación se define como "un procedimiento reflexivo, sistemático, controlado y crítico, que permite descubrir nuevos hechos o datos, relaciones o leyes, en cualquier campo del conocimiento humano" "es una indagación o examen cuidadoso o crítico en la búsqueda de hechos o principios; una diligente pesquisa para averiguar algo"12. 3.1.2. Naturaleza: Para entender qué se asume por investigación científica, se deben conocer su naturaleza y sus aspectos o características; algunas de ellas son: a) Es un procedimiento mediante el cual se recogen nuevos conceptos de fuentes primarias. Una investigación existe cuando se ha pasado por el proceso de comprobación y verificación de un problema; el replantear lo ya conocido no se puede llamar investigación. b) Es un aporte importante para el descubrimiento de principios generales por su naturaleza inferencial. c) Es un trabajo de exploración profesional, organizada o sistemática y exacta. d) Es lógica y objetiva. e) En lo posible procura ofrecer resultados cuantitativos de los datos manejados. 11 12 Ibid. Ezequiel Ander-Egg, 1962, p. 21 Webster’s International Dictionary. 26 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA f) El fin de una investigación se expresa en un informe el cual presentará no solo la metodología, resultados, experimentaciones, sino también las conclusiones y recomendaciones finales. 3.1.3. Formas: de manera específica pueden determinarse según una de las clasificaciones siguientes aunque se debe señalar que la mayoría no se puede clasificar exclusivamente en alguno de los tipos señalados, porque en toda investigación se persigue un propósito definido, se busca un determinado nivel de conocimiento y se basa en una estrategia particular o combinada. Según el propósito: pura o aplicada. Según el nivel de conocimiento a obtener: exploratoria, descriptiva o explicativa. Según la estrategia empleada por el investigador: documental, de campo o experimental. 3.1.4. Etapas fundamentales: En general, se aceptan las siguientes: 1. Definición del tema de investigación. 2. Planteamiento del problema. 3. Formulación y sistematización del problema de investigación. 4. Objetivos de la investigación. 5. Justificación. 6. Marco de referencia. 7. Hipótesis. 8. Aspectos metodológicos. 9. Bibliografía. 10. Presupuesto. 11. Cronograma. 3.1.5. Objetivos: Es lo que se espera lograr con la investigación a realizar; hasta dónde se piensa llegar. Se formulan dos tipos de objetivos: Generales: corresponden a las razones de las que deriva el estudio y se refieren a las respuestas generales al problema planteado. Específicos, son los internos o propios de la investigación, y están en relación a lo que se aspira a lograr con el estudio, en un sentido concreto, como parte de los objetivos generales. 3.1.6. Delimitación: Se debe plantear, de manera precisa, clara y concreta, cuál es el tema objeto de la investigación, cómo se da la situación o contexto dentro del que está enmarcado el tema o problema y cual el enfoque que le va a dar a su 27 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA tratamiento (hipótesis de trabajo). También se presenta un marco conceptual de referencias al tema o problema y se precisan los objetivos o propósitos de la investigación. Es decir que luego de tener claro el campo donde se encuentra el problema de investigación, se procede a delimitarlo, formularlo de manera precisa, a reducirlo en los términos más concretos y manejables posibles. Como su nombre lo indica, delimitar es establecer los límites, o explicar hasta donde llega la investigación. 3.1.7. Limitaciones: Antes y durante el proceso de investigación, se presentan aspectos que limitan la extensión del objeto a investigar ya que raramente se encuentran, especialmente en las ciencias sociales, investigaciones completas, definitivas y de validez universal, pues existen dificultades de variada naturaleza (teóricas, prácticas, metodológicas) que de una manera u otra limitan las investigaciones. Por ello es importante incluir en el plan el grado de generalidad y confianza de los resultados que es posible obtener. Al explicar los limites o fronteras de la investigación se esta exponiendo la realidad investigada y se deja claro que no es la totalidad del conocimiento sobre el tema, dejando cabida para otros trabajos investigativos. 3.2. 13El problema como inicio de la investigación 3.2.1. Cómo se origina o nace un proyecto: Existe una gran variedad de fuentes que pueden generar ideas de investigación, entre las cuales se pueden mencionar las experiencias individuales, materiales escritos (libros, periódicos y tesis), teorías y descubrimientos producto de otras investigaciones, conversaciones personales, observaciones de hechos, creencias y aun presentimientos. Tales ideas por sí mismas no son un proyecto pero son su insumo inicial ya que de ellas se plantea un tema de investigación y por esta misma línea, se define el problema del proyecto que es el punto de partida para una investigación. Los problemas se deducen cuando el investigador observa dudas sobre una realidad, hecho o teoría; aparecen a raíz de alguna dificultad, nacen de una necesidad, con dificultades sin resolver. Una vez que se tiene una idea sin resolver, se procede a enmarcar dicho problema en forma de un título de investigación, luego se plantea de forma especifica el problema que se acaba de originar el cual estará contenido en el tema seleccionado. Un problema de investigación puede originarse de la lectura de otras investigaciones, donde quedan interrogantes sin responder, al analizar teorías sobre un aspecto y planteándolo desde otra visión, etcétera. 13 Íbid. 28 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 3.2.2 Definición del problema: Tiene que ver con la delimitación del tema de investigación, donde se procede a definir el problema y el paso de valoración. Se deben tomar en cuenta la precisión y la extensión del mismo, para lo cual, se examinan los antecedentes del estudio, las teorías en las que se basó y los supuestos básicos en los que se apoya el enunciado del problema. Implica el conocimiento adecuado de la realidad porque se sitúan los hechos del problema en relación con el medio dentro del cual aparece. 3.2.3. Criterios de planteamiento del problema: El problema debe expresar una relación entre dos o más variables. Debe estar formulado claramente y sin ambigüedad como preguntas (por ejemplo, ¿qué efecto?, ¿en qué condiciones…?, ¿cuál es la probabilidad de…?, ¿cómo se relaciona _______con_______…?, etcétera. Su planteamiento implica la posibilidad de prueba empírica, es decir, de poder observarse en la realidad, ya que las ciencias trabajan con aspectos observables y medibles de la realidad. 3.2.4. Planteamiento del problema a investigar: El planteamiento da la dirección al objeto del estudio; de allí nacen los objetivos que se coloque el investigador. Consiste en ubicar dentro de un contexto determinado de conocimientos el tema que se pretende estudiar, para definir con mayor propiedad, dentro de él, el problema específico de interés. Es el marco de referencia donde se ubicará el problema, tomando en consideración su importancia y justificación como aportes al área de conocimiento donde se haya ubicado el problema. En el planteamiento del problema debe irse de lo más extenso hasta lograr llegar a lo específico. 3.2.5. Formulación del problema: Después de haber seleccionado el tema de la investigación debe procederse a delimitarlo o formularlo en forma específica, de una manera clara y precisa. Es la elaboración o formulación del problema, mediante la estructuración de toda la investigación en su conjunto, de tal modo que cada una de las piezas resulte parte de un todo y que ese todo forme un cuerpo lógico de investigación. 3.2.6. Justificación del problema: se exponen las razones que tiene el investigador para realizar tal estudio. Toda investigación está orientada por un propósito en particular. Implica acotar los elementos que fundamentan la investigación. Incluye las posibles proyecciones sociales del tema, su importancia dentro del contexto general del conocimiento y de la sociedad, así como del campo al que pertenece. Lección 4. HERRAMIENTAS DE LA QUÍMICA 4.1. Ideas y métodos fundamentales 29 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Son conocimientos de conceptos básicos, la mayoría de los cuales ya los trae el estudiante por haber sido objeto de estudio en los años básicos y en bachillerato y de todas maneras, se profundizan en los cursos de química general; entre ellos, se cuentan: elementos y átomos, compuestos y moléculas, propiedades físicas de los elementos y compuestos, cambios físicos y químicos, clasificación de la materia, unidades de medición, uso de la información numérica, protones, electrones y neutrones, número atómico y masa atómica, isótopos, peso atómico, Mol y masa molar, Tabla periódica, generalidades sobre los elementos, moléculas, iones y sus compuestos, modelos moleculares, compuestos iónicos, iones, cargas iónicas y la tabla periódica, iones poliatómicos, fórmulas de los compuestos iónicos, nombres de los iones y compuestos iónicos, propiedades de los compuestos iónicos, compuestos moleculares, fórmulas, nombres y propiedades, determinación de las fórmulas de los compuestos, composición porcentual, fórmulas empíricas y moleculares a partir de la composición porcentual, determinación de las fórmulas, ecuaciones químicas, balanceo de ecuaciones químicas, relaciones de masa en reacciones químicas, rendimiento porcentual, ecuaciones y análisis químico, propiedades de los compuestos en solución acuosa, tipos de electrolitos, reacciones de precipitación, ácidos y bases y sus reacciones, clasificación de la reacciones, reacciones de óxido reducción, medida de la concentración de compuestos en solución, el pH , estequiometría de reacciones, la energía, capacidad calorífica, cambos de estado, leyes de termodinámica, cambios de entalpía, calorimetría, ley de Hess, entalpías estándar de formación y recursos energéticos. 4.2. Cursos de análisis cualitativo y cuantitativo Aunque el objetivo de estudiar química no es ser analista químico, el tener conocimientos de análisis es elemental para un químico porque en cualquier trabajo que emprenda y que tenga como objetivo realizar una investigación, tendrá que realizar labores de análisis. Es más, no se concibe una investigación en química en la cual las personas involucradas no tengan que realizar análisis. En algunos pocos casos, si se dispone de presupuesto, será posible contratar a otros químicos o tecnólogos para que realicen los análisis o inclusive se pueden contratar los servicios de laboratorios dedicados a estas labores. Pero los conocimientos en análisis son básicos para poder interpretar y utilizar los resultados. Esto es especialmente cierto cuando se habla de los llamados métodos instrumentales, ya que no se conciben investigaciones modernas en química sin que se consideren métodos cromatográficos, de masas, de identificación por infrarrojo, etc. 30 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA AUTOEVALUACIÓN 1. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son VERDADERAS y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA, Pregunta: La búsqueda de conocimiento mediante la organización de la experiencia sensorial objetivamente verificable, se conoce como “ciencia pura”, PORQUE la “ciencia aplicada” es la búsqueda de usos prácticos del conocimiento científico. 2. Seleccione una respuesta. Los enunciados de las ciencias formales son: A. Analíticos. B. Sintéticos. C. Entidades de carácter ideal. D. Construcción de sistemas. 3. Seleccione una respuesta. El método científico es Inventivo porque: A. Requiere poner en juego la creatividad y la imaginación, para plantear problemas, establecer hipótesis, resolverlas y comprobarlas. B. Es uno de los pocos sistemas elaborados por el hombre donde se reconoce explícitamente la propia posibilidad de equivocación. C. Pasa por alto aspectos individuales, interesándose en hechos generales comprobados. D. Trata de fenómenos y hechos de la realidad empírica. 4. Seleccione una respuesta. La Ciencia se basa en la observación de experiencias repetidas porque: A. Son creencias de base empírica. B. Su objetivo principal es generar Teorías y Leyes. C. Es provisional y fiable. D. Los experimentos están orientados hacia objetivos. 31 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 5. Seleccione una respuesta. El método para eliminar los microorganismos por elevación instantánea de la temperatura durante un tiempo corto, básico en la industria actual de alimentos fue descubierto por: A. Luis Pasteur. B. Marie Curie. C. Francis Harry Compton Crick. D. Robert Boyle. 6. Mencione y explique brevemente los pasos del Método Científico. 7. ¿Què es la investigación? La investigación científica? 8. Mencione las formas de la Investigación. 9. Mencione y explique las etapas de la Investigación. 10. ¿Cuáles son las herramientas de la Quìmica? 32 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA CAPITULO 2: ANTECEDENTES Introducción En este capítulo, se hace una recapitulación de los principales científicos que han dedicado su vida a la química, o que han obtenido el premio Nobel en esta disciplina, haciendo una exposición básica de sus descubrimientos e investigaciones más notables, que se consideran actualmente como el núcleo de los conocimientos que se tienen en esta ciencia. Lección 5: HISTORIA DE LA QUÍMICA En este aparte, se van a presentar brevemente las biografías de algunos científicos, cuya obra ha sido muy importante en la construcción de los conocimientos actuales en química. 1400-1464 14Nicolás de Cusa, Nikolaus Krebs, teólogo y filósofo. Padre de la filosofía alemana y clave en la transición del pensamiento medieval al del renacimiento; en sus escritos hace refutación de las ideas aristotélicas. Es considerado por lo tanto como antiaristotélico o antiescolástico. Introdujo la noción de coincidencia de opuestos que es Dios para superar todas las contradicciones de la realidad. Fue uno de los primeros en cuestionar el modelo geocéntrico del mundo. 1561-1626: Francis Bacon: Vivió en el renacimiento, una época en que se creía que todo era posible, fruto de haber negado las teorías aristotélicas (física, metafísica y ontología) y se estaba buscando un nuevo método de entender las ciencias. Personaje con varias facetas; como estadista, buscó siempre su propio beneficio, llegando a ser canciller de Inglaterra. Como literato, tuvo aportes importantes en la historia de la lengua inglesa, tales como su biografía de Enrique VIII y diversos ensayos.15 Y el trabajo filosófico en el que sobresalió. En 1620 publica Novum Organum, en dos libros, segunda parte de una obra más grande que nunca culminó; allí propone la restauración del saber y el poder que tuvo Adán sobre la naturaleza, con ayuda de la religión, las artes y la ciencia. En el primer libro, hace una crítica exhaustiva de la obra de Aristóteles, pero no fue original pues antes que él otros filósofos lo habían hecho. En el segundo hace su presentación de la lógica experimental e inductiva, sin desarrollarlas completamente, de las cuales ya había hablado antes Galileo; además, no se desprendió del ambiente de la época pues seguía creyendo en demonios y magia. Poco influyentes para la ciencia de su época pues estaban en auge las ciencias 14 15 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Nicol%C3%A1s_de_Cusa Adaptado de: http://www.monografias.com/trabajos10/fraba/fraba.shtml 33 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA físicas que no se afectaron con sus pensamientos, sus propuestas llegaron después que Copérnico, Galileo y Kepler y no fueron tenidas en cuenta por Harvey y Newton, por considerar que era hombre de letras y no de ciencia lo que le resta validez a su método pues aunque hacía énfasis en la experimentación, en realidad nunca la hizo. En su trabajo plantea un método cualitativo inductivo formal; ir de las partes hacia el todo (Método sintético), de lo particular a lo general, al contrario de Aristóteles que iba del todo hacia las partes (método analítico), muy útil para las ciencias sociales 16. 1577-1644 J.B. Van Helmont. Químico, físico y médico flamenco17. Fue pionero en la experimentación y en una forma primitiva de bioquímica, llamada iatroquímica. Fue también el primero en aplicar principios químicos en sus investigaciones sobre la digestión y la nutrición para el estudio de problemas fisiológicos; por esto se le conoce como el "padre de la bioquímica". Además, realizó experimentos sobre el crecimiento de las plantas, que le permitieron conocer la existencia de gases discretos, entre los cuales conoció el óxido de nitrógeno y el bióxido de carbono, del cual reconoció que el que se libera al quemar carbón, es el mismo que se produce durante la fermentación del mosto, o jugo de uva, los cuales fueron posteriormente identificados; fue el primer científico que diferenció entre los conceptos de gas (del griego kaos) y aire. Puede considerarse como un representante sincrético de la alquimia y la química. 1627- 1691; Robert Boyle; aristócrata, nacido en Lismore, Irlanda; de niño estuvo en Eton y en Génova, donde tuvo conocimiento de las teorías de Galileo Galilei. De regreso a Londres, se dedicó al estudio e investigación científicos, llegando pronto a desempeñar un lugar prominente entre el grupo de científicos que más tarde formaría el núcleo de la Royal Society, conocidos en esa época como el Colegio Invisible (Invisible College)18. En 1657, se propuso con la ayuda de Robert Hooke desarrollar mejoras en la construcción de la bomba de aire de Otto Von Guericke, que dieron por resultado la máquina Boyleana o máquina neumática o de vacío finalizada en 1659, con la que realizó una serie de experimentos acerca de las propiedades del aire, siendo el primero en demostrar la aseveración de Galileo de que, en el vacío, una pluma y un trozo de plomo caen a la misma velocidad, y también estableció que el sonido no se trasmite en el vacío. Su descubrimiento más importante fue el principio (llamado, más tarde, Ley de BoyleMariotte) de que el volumen ocupado por un gas es inversamente proporcional a la presión con la que el gas se comprime y también que, si se elimina la presión, el aire "recupera" (su propia palabra) su volumen original. En el campo de la química, observó que el aire se consume en el proceso de combustión y que los metales ganan peso cuando se oxidan. Reconoció la diferencia entre un compuesto y una mezcla, y formuló su teoría atómica de la 16 Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Francis_Bacon Tomado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Jan_Baptista_van_Helmont 18 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Robert_Boyle 17 34 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA materia basándose en sus experimentos de laboratorio. Desarrolló los indicadores; descubrió una sustancia vegetal azul, el zumo concentrado de violetas, que se volvía roja con los ácidos y verde con los álcalis. En el "Experimental History of Colours" en 1664 sostenía que, se podían utilizar extractos de plantas como indicadores de la acidez o de la alcalinidad de sustancias desconocidas, teniendo en cuenta el color que presentaban. 1659-1734; Georg Ernst Stahl19. Nació en Ansbach y estudió medicina en la Universidad de Jena; alquimista, en sus comienzos, partió de la teoría del flogisto heredada de J.J. Becher, como explicación de la combustión, la cual perfeccionó hasta convertirla en un sistema coherente que dominó por mucho tiempo la ciencia de la época, siendo reemplazada más tarde por las teorías de Antonio Lavoisier. Propuso una teoría de la fermentación muy parecida a la propuesta por Justus Von Liebig siglo y medio más tarde. 1743-1794: Antoine-Laurent de Lavoisier, noble francés, dedicado a la química y la biología. Padre de la química moderna. Su contribución más importante es la ley de la conservación de la materia, con la cual abolió la teoría del flogisto y confirmó ideas similares propuestas previamente por Mikhail Lomonosov (17111765). Reconoció y nombró el oxígeno y el hidrógeno (denominado aire inflamable por Henry Cavendish), escribió la primera lista de elementos y ayudó a reformar la nomenclatura química. Demostró el papel del oxígeno en la oxidación de los metales y en la respiración de plantas y animales; en experimentos con Pierre Simon Laplace, demostró que la respiración es esencialmente una combustión lenta de compuestos orgánicos por acción del oxígeno y confirmó las aseveraciones de Joseph Priestley de que estos dos gases al unirse producían agua. Fue pionero en la estequiometría, realizando los primeros experimentos de análisis químico cuantitativo, pesando cuidadosamente reactantes y productos de las reacciones y proponiendo una manera de balancearlas20. Supuso que el aire es una mezcla de gases, principalmente nitrógeno y oxígeno y junto con Claude Louis Berthollet, Antoine Fourcroy y Guyton de Morveau desarrolló un sistema de nomenclatura para facilitar la comunicación de los descubrimientos entre químicos, el cual todavía se usa. Escribió el que se considera primer libro de texto de química, en el cual describe sus descubrimientos, clarificando el concepto de elemento como sustancia que no se puede descomponer más y presentando sus teorías de formación de compuestos a partir de los elementos. Realizó experimentos de fisicoquímica con Laplace, usando calorímetros para estimar el calor por unidad de bióxido de carbono producido en las combustiones, encontrando las mismas relaciones en llamas y animales. Estableció tempranamente el concepto de radical como grupo simple en procesos químicos, que se combina con el oxígeno y los principios de la alotropía en elementos químicos al descubrir que el diamante es una forma cristalina del carbono. 19 20 Adaptado de: http://en.wikipedia.org/wiki/Georg_Ernst_Stahl Adaptado de: http://en.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier 35 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1766-1844; John Dalton. Naturalista, químico, matemático y meteorólogo británico. Como meteorólogo, desarrolló varios instrumentos de medición, propuso por primera vez que el origen de la lluvia se encuentra en el descenso de la temperatura y estudió las auroras boreales, determinando que están relacionadas con el magnetismo de la Tierra. En 1794, estudió la enfermedad que padecía, conocida como acromatopsia (posteriormente llamada daltonismo en su honor), y publicó Hechos extraordinarios relativos a la Visión de Colores. En 1801 enunció las leyes de las presiones parciales y de las proporciones múltiples. También ideó una escala de símbolos químicos, que serían luego reemplazadas por la escala de Berzelius. En 1808 expuso la teoría atómica21 en la que se basa la ciencia física moderna, en la que básicamente demuestra que la materia se compone de partículas indivisibles llamadas átomos. Para elaborarla, Dalton tomó como punto de partida una serie de evidencias experimentales conocidas en su época y para explicarlas, propuso las siguientes hipótesis: o La masa es discontinua; esta formada por átomos que son partículas indivisibles. o Todos los átomos de un mismo elemento son iguales, tienen la misma masa y átomos de diferentes elementos difieren en su masa. o Los átomos de diferentes elementos se combinan para formar "átomos compuestos". o Los cambios químicos se producen por diferentes combinaciones de los átomos entre si, los átomos no se crean ni se destruyen. o Los átomos que se combinan para formar un compuesto lo hacen siempre en la misma proporción, es decir, que todos los "átomos compuestos" de una misma sustancia son iguales, que será la Ley de las proporciones múltiples. Por la misma época, Gay-Lussac estudiaba las reacciones químicas de algunos gases y encontró que las relaciones de volúmenes de los gases reaccionantes eran números pequeños. Esto proveía un método más lógico para asignar números atómicos. Gay-Lussac no fue consciente de todas las implicaciones de su trabajo, pero Dalton si reparó en que una relación simple entre los volúmenes de los gases reaccionantes implicaban una relación también simple entre las partículas reaccionantes, a pesar de que todavía no diferenciaba entre partículas y átomos y no podía aceptar que una partícula de oxígeno produjera dos partículas de agua. Esto era una amenaza para la nueva teoría atómica y por lo tanto, Dalton trató de desacreditar el trabajo de Gay-Lussac. La contribución de Dalton fue formular claramente una serie de hipótesis en que describía por primera vez la naturaleza de los átomos, señalando la masa como una de sus propiedades fundamentales, y preocuparse por probar tales ideas mediante experimentos cuantitativos. 21 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/John_Dalton 36 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1776- 1856; Amedeo Avogadro. Físico y químico italiano22. En 1811, enunció la hipótesis que se hizo célebre después, bajo el nombre de Ley de Avogadro; para ello, se apoyó en la teoría atómica de John Dalton y en la Ley de Gay-Lussac sobre los vectores de movimiento en la molécula, y descubrió que dos volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas, número denominado después, de Avogadro, en su honor, que indica el número de moléculas contenidas en un mol, aunque Avogadro nunca lo determinó. Para plantear su hipótesis, tuvo que clarificar entre átomos y moléculas, admitiendo que las moléculas pueden estar constituidas por átomos, (distinción que no hizo Dalton, por ejemplo). También efectuó la distinción entre los términos masa y peso. La comunidad científica no dio una acogida entusiasta a sus teorías, y sus hipótesis no fueron aceptadas inmediatamente. Tres años después que él, AndréMarie Ampère obtenía los mismos resultados por otros métodos pero sus teorías fueron acogidas con la misma indiferencia. Hubo que esperar los trabajos de Gerhardt, Laurent y Williamson sobre las moléculas orgánicas para mostrar que la ley de Avogadro era indispensable para explicar por qué cantidades iguales de moléculas ocupan el mismo volumen en estado gaseoso. Sin embargo en estas experiencias, ciertas sustancias parecían ser una excepción a la regla. La solución la encontró Stanislao Cannizzaro quien sugirió en el curso de un congreso en 1860 (4 años después la muerte de Avogadro) que estas excepciones se explicarían por las disociaciones de las moléculas en el curso del calentamiento. Con su teoría cinética de los gases, Rudolf Clausius pudo dar una nueva confirmación de la ley de Avogadro. Poco después, Jacobus Henricus Van’tHoff aportó la última confirmación a la teoría gracias a sus trabajos sobre las soluciones diluidas. 1778-1829; Humphry Davy23. Químico autodidacta inglés Cuando tenía diecinueve años, leyó el "Tratado elemental" de Lavoisier y eso le condujo a amar la química durante toda su vida. Se le considera el fundador de la electroquímica, junto con Volta y Faraday. Davy aisló e identificó experimentalmente por primera vez varios elementos químicos mediante la electrólisis, y estudió la energía involucrada en el proceso, desarrollando la electroquímica y explorando el uso de la pila de Volta o batería. En 1798 ingresó en la Medical Pneumatic Institution investigando acerca de las aplicaciones terapéuticas de gases como el óxido nitroso (el gas de la risa). En 22 23 Adaptado de: http://www.bulldog.u-net.com/avogadro/avoga.html Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Humphry_Dav 37 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1800, Benjamín Thompson, funda la Institución Real en la cual trabajaría Davy como conferenciante desde los veintitrés años y dónde alcanzó todo su reconocimiento. Era tal la expectación que despertaban sus conferencias, que provocaban problemas de tráfico en la calle, ya que las entradas eran vendidas por más de 20 libras (más de 1400 euros hoy día). Acabó sus días rico y famoso, presidiendo la Royal Society, y considerado como un tesoro nacional. Fue jefe y mentor de Michael Faraday que fue su mayor descubrimiento, según sus propias palabras, y su sucesor en la Institución Real. En 1803 fue nombrado miembro de la Royal Society, la cual llegaría a presidir en 1820. Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis, donde explica la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro. En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas dobles, con la cual descubre el Cloro y demuestra en 1810 que es un elemento químico y le da ese nombre debido a su color amarillo verdoso. En 1807, también, descubre y bautiza el Potasio, del neerlandés potasch, ceniza de pote y más tarde, ese mismo año aísla el Sodio por medio de la electrólisis de la sosa cáustica. Propuso también el nombre aluminum, que más tarde rectificó a aluminio, para ese metal todavía no descubierto. En 1808 obtiene Boro con una pureza del 50% aproximadamente, aunque no reconoce la sustancia como un nuevo elemento. También obtiene Magnesio puro, por electrólisis de una mezcla de magnesia y óxido de mercurio, y calcio mediante electrólisis de una amalgama de mercurio y cal, para lo cual, mezcló cal humedecida con óxido de mercurio que colocó sobre una lámina de platino, el ánodo, y sumergió una parte de mercurio en el interior de la pasta para que hiciera de cátodo; tras hacer pasar la corriente, obtuvo una amalgama que destilada dejó un residuo sólido muy oxidable, que supuso se trataba de calcio, aunque no lo pudo comprobar. También es el primero en aislar el estroncio mediante electrólisis de la estronciana. En 1815 creó una lámpara de seguridad para las minas, que llevó su nombre y fue pionero en el control de la corrosión mediante la protección catódica. En 1818, Junto a W.T. Brande consigue aislar al Litio de sus sales mediante electrólisis del óxido de litio. 1800-1882; Friedrich Wöhler24, químico alemán, estudiante del químico sueco Berzelius. Precursor en el campo de la química orgánica, es famoso por su síntesis de la urea, aunque previamente había sintetizado el Oxalato de Amonio, pero no lo reveló debido a que no sabía su nombre. Estas síntesis son importantes porque demostraron, en contra del pensamiento científico de la época, que un producto de los procesos vitales se podía obtener en el laboratorio a partir de materia inorgánica. También llevó a cabo investigaciones importantes sobre el 24 Adaptado de: http://www.biografica.info/biografia-de-wohler-friedrich-2571 38 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA ácido úrico y el aceite de almendras amargas en colaboración con el químico alemán Justus Von Liebig. Aisló tres elementos químicos: el Aluminio por acción del potasio sobre el cloruro de aluminio, el Berilio y el Itrio y efectuó importantes descubrimientos sobre el Silicio y el Boro, de los cuales preparó la forma cristalina. Descubrió el Carburo de calcio y a partir de éste obtuvo el Acetileno. También desarrolló el método para preparar el Fósforo que se sigue utilizando hoy. En 1830 determinó que el elemento Eritronio descubierto por Andrés del Río en México en 1801 y el Vanadio descubierto por Nils Gabriel Sefstrom en Suecia 30 años después, eran el mismo y con sus trabajos sobre el cianato de plata contribuyó al descubrimiento de la isomería. 1822-1895, Luis Pasteur25; químico francés cuyos descubrimientos tienen mucha importancia en química y microbiología. Estudió química con Jean Baptiste Dumas y se desempeñó como profesor y decano en Lille donde, interesado por los problemas de la industria del vino, descubrió el dimorfismo del ácido tartárico, uno de sus subproductos, al observar al microscopio que el racémico presentaba dos tipos de cristal, con simetría especular, que denominó formas dextrógira y levógira, las cuales comprobó que desvían el plano de polarización de la luz con el mismo ángulo pero en sentido contrario. Tratando de controlar la fermentación, sobre la cual, algunos de sus contemporáneos, incluido el eminente químico alemán Justus Von Liebig, insistían en que era un proceso químico y que no requería la intervención de ningún organismo, descubrió que intervenían dos variedades de levaduras que eran la clave del proceso. Una producía alcohol y la otra, ácido láctico, que agria el vino, siendo necesaria su eliminación. Desarrolló un nuevo método para eliminar los microorganismos que degradan el vino, después de haberse producido la fermentación alcohólica; poner el líquido en cubas selladas al abrigo del aire, a las cuales elevó la temperatura hasta los 44 grados centígrados durante un tiempo corto. Realizó experimentos controlados para demostrar la efectividad del tratamiento y que el vino no perdía sus características organolépticas a pesar del calentamiento. Este proceso, denominado Pasteurización, en su nombre, se usa actualmente para conservar diferentes productos alimenticios líquidos como leche, cerveza, jugos, etc. Demostró26 que todo proceso de fermentación y descomposición orgánica se debe a la acción de organismos vivos, cuyo crecimiento no se debe a la generación espontánea, teoría de moda en la época. Para hacerlo, expuso caldos nutritivos hervidos, en matraces provistos de un filtro que evitaba el paso de partículas de polvo hasta el caldo de cultivo, y simultáneamente, en otros matraces que 25 26 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur Adaptado de: http://www.biografiasyvidas.com/biografia/p/pasteur.htm 39 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA carecían de ese filtro, pero que poseían un cuello muy alargado y curvado que dificultaba el paso del aire, y por ello de las partículas de polvo, hasta el caldo de cultivo. Al cabo de un tiempo observó que nada crecía en los caldos demostrando así que los organismos vivos que aparecían en los matraces sin filtro o sin cuellos largos provenían del exterior, probablemente del polvo o en forma de esporas, procedentes de otros seres vivos, principio científico que fue la base de la teoría germinal que significa un cambio conceptual sobre los seres vivos y el inicio de la Bacteriología moderna. 1834- 1907; Dimitri Mendeleiev27. Químico. Se graduó en 1855 como el primero de su clase y presentando su primera memoria de química sobre El isomorfismo en relación con otros puntos de contacto entre las formas cristalinas y la composición. Presentó la tesis Sobre volúmenes específicos para conseguir la plaza de maestro de escuela, y la tesis Sobre la estructura de las combinaciones silíceas para alcanzar la plaza de cátedra de química en la Universidad de san Petersburgo. A los 23 años era ya encargado de un curso de dicha universidad. Gracias a una beca pudo ir a Heidelberg, donde realizó diferentes investigaciones junto a Kirchoff y Bunsen publicando un artículo sobre "La cohesión de algunos líquidos y sobre el papel de la cohesión molecular en las reacciones químicas de los cuerpos”. Realizó determinaciones de volúmenes específicos y analizó las condiciones de licuefacción de varios gases, gracias a unos aparatos de precisión encargados en París, con los cuales, además, encontró la temperatura absoluta de ebullición, y descubrió que algunos gases no se podían licuar porque se encontraban por encima de la temperatura de ebullición. Sobre las bases del análisis espectral establecido por Bunsen y Kirchoff, se ocupó de problemas químico-físicos relacionados con el espectro de emisión de los elementos. Participó en el congreso de Kalsruhe donde quedó impresionado por las ideas sobre el peso de los elementos que planteó Cannizaro, con quien estudió un tiempo. Al volver a San Petersburgo se dedicó a escribir diferentes obras plasmando las ideas recién desarrolladas en su libro Química Orgánica. En 1864 fue nombrado profesor de tecnología y química del Instituto Técnico de San Petersburgo. En 1867 ocupó la cátedra de química en la Universidad de San Petersburgo, donde estudió el isomorfismo y la comprensión de los gases y las propiedades del aire. Su investigación principal fue la que dio origen a la enunciación de la ley periódica de los elementos, base del sistema periódico que lleva su nombre. La publicó en 1869, en su libro Principios de la química, la mayor de sus obras28, traducida a multitud de lenguas y que fue libro de texto durante muchos años. 27 28 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Dimitri_Mendeleiev Adaptado de: http://www.100ciaquimica.net/biograf/cientif/M/mendeleiev.htm 40 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA En 1876 fue enviado a Estados Unidos, para informarse sobre la extracción del petróleo y ponerla luego en práctica en el Cáucaso, analizando las condiciones del origen de los petróleos. Estos estudios, le llevaron a investigar el fenómeno de la atracción de las moléculas de cuerpos homogéneos o diferentes, materia que estudió hasta el día de su muerte. En 1887, publicó Estudio de las disoluciones acuosas según el peso específico, donde concluye que las soluciones contienen moléculas hidratadas en un estado de equilibrio dinámico, que se disocian de diferentes maneras siguiendo el tanto por ciento de concentración. 1850-1936; H.L. Le Chatelier29. Estudió en la Escuela Politécnica de París y después en la escuela de Minas, frecuentando el laboratorio de Henri SainteClaire Deville. A pesar de su formación como Ingeniero, prefirió seguir carrera como investigador en química. En 1887 fue elegido como jefe del departamento de química general en L`Ecole de Mines de París, cargo que desempeñó hasta su retiro. Fue el sucesor de Paul Schutzenberger en el cargo de jefe de química mineral en el Collège de France (Colegio de Francia) y después en La Sorbona sucedió a Henri Moissan. Los temas que trató en el Colegio de Francia fueron: o Fenómenos de Combustión (1898). o Teoría de los equilibrios químicos, la medida de temperaturas elevadas y los fenómenos de disociación (1898-1899). o Propiedades de las aleaciones metálicas (1899-19009. o Aleaciones de Hierro (1900-1901). o Métodos generales de química analítica (1901-1902). o Leyes generales de la química analítica (1901-1902). o Las leyes generales de la mecánica química (1903). o La sílice y sus compuestos(1905-1906). o Algunas aplicaciones prácticas de los principios fundamentales de la química. (1906-1907). o Propiedades de los metales y de algunas aleaciones (1907). Fue nombrado miembro de L`Academie des Sciences (Academia de las Ciencias) en 1907. Parte de su trabajo fue dedicado a la industria. Por ejemplo, desarrolló investigaciones para La Société des chaux et ciments Pavin de Lafarge, su tesis doctoral fue dedicada al tema de los morteros (Cemento hidráulico): Recherches expérimentales sur la constitution des mortiers hydrauliques (Investigación experimental en la composición de morteros hidráulicos) y efectuó numerosos trabajos en Metalurgia, siendo uno de los fundadores de la revista técnica "La revue de métallurgie (La revista de la metalurgia), en la cual se divulgaron estudios e investigaciones sobre las aleaciones en las cuales participó con Georges Charpy. A pesar de la amplia variedad de temas de química que investigó, es muy conocido por la variación de la solubilidad de las sales en una solución ideal y el 29 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Henry_Le_Ch%C3%A2telier 41 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA principio del equilibrio químico que lleva su nombre: Principio de Le Chatelier, sobre los que publicó aproximadamente treinta trabajos entre 1884 y 1914. Además, sus resultados sobre los equilibrios químicos fueron presentados en L`Academie des Sciences de París. Su ley cualitativa del equilibrio químico emitida bajo el principio que lleva su nombre, hace posible el predecir el desplazamiento del equilibrio de una reacción química; se resume así: "Si un sistema químico en equilibrio reversible experimenta un cambio en concentración, temperatura o presión, el equilibrio del sistema se modificara en orden de minimizar dicho cambio" 1859- 1927. Svante August Arrhenius30; químico sueco que ayudó a fijar las bases de la química moderna. Nació cerca de Uppsala, estudió en la Universidad de Uppsala y se doctoró el año 1884. Mientras todavía era un estudiante, investigó las propiedades conductoras de las disoluciones electrolíticas (que conducen carga), hallando que algunas sustancias en disolución se encuentran en forma de iones y no de moléculas, incluso en ausencia de una diferencia de potencial eléctrico. En su tesis doctoral formuló la teoría de la disociación electrolítica, que sostiene que en las disoluciones electrolíticas, los compuestos químicos disueltos, se disocian en iones separados, y que el grado de disociación depende de la naturaleza del electrólito y en grado inverso, de la concentración de la disolución, lo cual resultó ser cierto sólo para los electrolitos débiles. Esta teoría fue finalmente aceptada y llegó a convertirse en una de las piedras angulares de la química física y la electroquímica modernas. En 1889, también observó que la velocidad de las reacciones químicas aumenta notablemente con la temperatura, en una relación proporcional a la concentración de moléculas activadas. Fue catedrático de Química de la Universidad de Estocolmo en 1895 y director del Instituto Nobel de Química y Física en 1905. Sus galardones y premios incluyen el Premio Nobel de Química en 1903. Escribió obras sobre química física, biología, electroquímica y astronomía, destacándose en este último campo por su idea de que la vida en la Tierra se originó por esporas vivas trasladadas a través del espacio por la presión de la luz. 1867-1934; Marie Curie31; química y física polaca, posteriormente nacionalizada francesa. Pionera en el campo de la radiactividad, fue la primera persona en recibir dos premios Nobel en distintos campos científicos (Física en 1903 y química en 1911), y la primera mujer en ser profesora en la Universidad de París. Nació en Varsovia, donde vivió hasta los 24 años. En 1891 se trasladó a París para continuar sus estudios y se inscribió en la Facultad de Ciencias Matemáticas y Naturales de la Universidad de La Sorbona. En 1893 consigue la licenciatura de física y obtiene el primer puesto de su promoción; En 1894 obtiene la licenciatura en matemáticas y conoce al que sería su marido, Pierre Curie, que era profesor de 30 31 Adaptado de: http://portalecuador.ec/index.php?module=Pagesetter&func=viewpub&tid=2&pid=126 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Marie_Curie 42 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA física. Los dos empiezan a trabajar juntos en los laboratorios y al año siguiente Pierre y Marie se casan. Tras una doble titulación, el siguiente reto era la obtención del doctorado. El primer paso era la elección del tema de su tesis. En 1895 el físico Wilhelm Rontgen había descubierto los rayos X y en 1896 se descubre la radiactividad natural pues el físico Henri Becquerel, demostró que las sales de uranio transmitían unos rayos de naturaleza desconocida y tras analizarlo con su marido, Marie se anima a elaborar su tesis doctoral sobre este último descubrimiento, centrándose ambos en los trabajos del físico, investigando la naturaleza de las radiaciones que producían las sales de uranio. Marie y Pierre estudiaron los materiales radiactivos, en particular el uranio en forma de pechblenda, que tenía la curiosa propiedad de ser más radiactiva que el uranio que se extraía de ella. La explicación lógica fue suponer que la pechblenda contenía trozos de algún elemento mucho más radiactivo que el uranio. También descubren que el torio podía producir radioactividad. Tras varios años de trabajo constante, a través de la concentración de varias clases de pechblenda, aislaron dos nuevos elementos químicos. El primero, en 1898, fue nombrado como polonio en referencia a su país nativo, para atraer la atención hacia su pérdida de independencia; el otro, radio, debido a su intensa radiactividad. Poco después Marie, tras manipular cerca de ocho toneladas de pechblenda, logró obtener un gramo de cloruro de radio. En 1902, presentan el resultado que les lleva a la fama. Los científicos les mandaban cartas y los estadounidenses les pedían que dieran a conocer todos sus descubrimientos. Tanto Pierre como Marie aceptan y prestan todas sus investigaciones sin querer lucrarse de ello mediante patentes, un hecho que es aplaudido por todo el mundo. El 25 de junio de 1903, Marie publicó su tesis doctoral, intitulada Investigaciones sobre las sustancias radiactivas y la defendió ante un tribunal presidido por el físico Gabriel Lippmann, obteniendo el doctorado y una mención cum laude. Además, recibieron el Nobel de física junto con Henri Becquerel, por sus aportes sobre el fenómeno de la radiactividad recientemente descubierto por él. En 1910 demostró que se podía obtener un gramo de radio puro y al año siguiente recibió el Premio Nobel de Química, «en reconocimiento de sus servicios en el avance de la Química por el descubrimiento de los elementos radio y polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y compuestos de este elemento». Con una actitud desinteresada, no patentó el proceso de aislamiento del radio, dejándolo abierto a la investigación de toda la comunidad científica. Tras la muerte de su marido en 1906, Marie obtuvo la cátedra de física en la Sorbona que había sido otorgada a Pierre en 1904. El 15 de noviembre de 1906 la expectación era máxima, ya que se trataba de la primera vez que una mujer 43 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA impartía una clase en la universidad, acudiendo un gran número de personas, muchas de ellas ni siquiera estudiantes; Marie Curie dio su primera lección hablando sobre la radioactividad. Posteriormente, fundó el Instituto Curie en París y en Varsovia. Curie después de quedarse ciega, murió cerca de Salanches, Francia, el 4 de julio de 1934 por anemia aplásica, probablemente consecuencia de las radiaciones a las que estuvo expuesta en sus trabajos. En 1995, sus restos fueron trasladados al Panteón de París, convirtiéndose así en la primera mujer en ser enterrada en él. 1871-1937. Ernesto Rutherford32. Fisicoquímico; se le considera el padre de la física nuclear. Se licenció en Christchurch y poco después consiguió la única beca de Nueva Zelanda para estudiar matemáticas; allí obtuvo el título de "Master of Arts" con una doble primera clase en matemáticas y física y en 1894 obtuvo el título de "Bachelor of Science", que le permitió proseguir sus estudios en Gran Bretaña, en los Laboratorios Cavendish de Cambridge, siendo el primer estudiante de ultramar en alcanzar esta posibilidad. En primer lugar prosiguió sus investigaciones acerca de las ondas hertzianas, y sobre su recepción a gran distancia, trabajos de los que hizo una extraordinaria presentación ante la Cambridge Physical Society, que se publicaron en las Philosophical Transactions de la Royal Society of London, hecho poco habitual para un investigador tan joven, lo que le sirvió para alcanzar notoriedad. A partir de diciembre de 1895, bajo la dirección del descubridor del electrón, J.J. Thomson, empezó a trabajar en el estudio del efecto de los rayos X sobre un gas. Descubrieron que los rayos X tenían la propiedad de ionizar el aire, produciendo grandes cantidades de partículas tanto positivas como negativas, que podían recombinarse para dar lugar a átomos neutros; por su parte, Rutherford inventó una técnica para medir la velocidad de los iones, y su tasa de recombinación. Estos trabajos le dieron tal fama que reemplazaría años más tarde a su maestro J.J. Thomson. En 1898, tras pasar tres años en Cambridge, cuando contaba con 27 años, le propusieron una cátedra de física en la Universidad Mc Gill de Montreal. Allí, Becquerel había descubierto en 1896 que el uranio emitía una radiación desconocida, la "radiación uránica"; Rutherford, tomando como base estos descubrimientos, estudió sistemáticamente la manera en que las radiaciones ionizaban el aire, tras situar al uranio entre dos placas cargadas, midiendo la corriente que pasaba; además, estudió el poder de penetración de las radiaciones, cubriendo sus muestras de uranio con hojas metálicas de distintos espesores. Pudo comprobar que la ionización disminuía rápidamente conforme aumentaba el espesor de las hojas, haciéndolo luego muy débilmente por encima de un determinado valor, por lo cual dedujo que el uranio emitía dos radiaciones 32 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherford 44 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA diferenciadas, que tenían poder de penetración distinto. Llamó a la radiación menos penetrante radiación alfa, y a la más penetrante (y que producía necesariamente una menor ionización puesto que atravesaba el aire) radiación beta. Posteriormente, estudió el torio, utilizando el mismo dispositivo que para el uranio, notando que el abrir una puerta en el laboratorio perturbaba notoriamente el experimento, como si los movimientos del aire lo pudieran alterar. Pronto llegó a la conclusión de que del torio se desprende una emanación, también radiactiva, porque al aislar el aire que rodeaba la muestra, comprobó que podía transmitir la corriente fácilmente. También notó que las emanaciones de torio sólo permanecen radiactivas unos diez minutos y que son partículas neutras, no siendo alteradas por ninguna reacción química, ni por cambios en las condiciones (temperatura, campo eléctrico). En 1900, concluyó, que la radiactividad de esas partículas decrece exponencialmente, puesto que la corriente que pasa entre los electrodos también lo hace, estableciendo así el periodo de descomposición de los elementos radiactivos. En 1902, con la ayuda de un químico de Montreal, Frederick Soddy, llega a la conclusión de que las emanaciones de torio son efectivamente átomos radiactivos, distintos del torio, y que la radioactividad viene acompañada de una desintegración de los elementos. Publicó en 1903 un documento esencial, explicando todos sus descubrimientos, que provocó un gran revuelo entre los químicos, porque la ciencia de esa época se basaba en el principio de indestructibilidad de la materia; representaban una auténtica revolución pero la calidad de sus trabajos no dejaba margen a la duda. El mismísimo Pierre Curie tardó dos años en admitir esta idea, a pesar de que ya había constatado con Marie Curie que la radioactividad ocasionaba una pérdida de masa en las muestras. Pierre Curie opinaba que perdían peso sin cambiar de naturaleza. Sus investigaciones tuvieron en 1903 el reconocimiento de la Royal Society, que le otorgó la Medalla Rumford en 1904, año en que las publicó bajo el título de "Radioactividad", explicando que este fenómeno no estaba influenciado por las condiciones externas de presión y temperatura, ni por las reacciones químicas, pero que comportaba un desprendimiento de calor superior al de una reacción química; junto con Frederick Soddy, calcularon que el desprendimiento de energía debido a la desintegración nuclear era entre 20.000 y 100.000 veces superior al producido por una reacción química, lanzando también la hipótesis de que tal comportamiento podría explicar la energía desprendida por el sol, explicando además que el núcleo de la tierra conserva una temperatura constante, debido a las reacciones de desintegración que se producen en su seno; también demostraba que se producían nuevos elementos con características químicas distintas, mientras desaparecían los elementos radiactivos. Entusiasmado con estos trabajos, Otto Hahn, el descubridor de la fisión nuclear, acudió a estudiar con Rutherford en Mc Gill durante unos meses. Esta idea de una gran energía 45 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA potencial almacenada en los átomos encontró un año después un principio de confirmación cuando Albert Einstein descubrió la equivalencia entre masa y energía. A partir de 1903, investiga la naturaleza exacta de las radiaciones alfa y haciendo que atraviesen campos eléctricos y magnéticos, deduce su velocidad, el signo de su carga, y la relación que hay entre su carga y su masa, concluyendo que el motivo por el cual algunas partículas alfa rebotaban era que se desviaban por los núcleos. Rutherford no sabía al principio la carga del núcleo, pero con el tiempo descubrió que el núcleo estaba formado por dos componentes: protones y neutrones. Durante su estancia en Mc Gill, publicó unos 80 artículos, e inventó numerosos dispositivos que no tienen nada que ver con la física nuclear. En 1907, obtiene una plaza de profesor en la Universidad de Manchester, en donde trabajando junto a Hans Geiger, inventaron un contador que permite detectar las partículas alfa emitidas por sustancias radiactivas (prototipo del futuro contador Geiger), ya que al ionizar el gas que se encuentra en el aparato, producen una descarga que se puede detectar. Este dispositivo les permitió estimar el número de Avogadro de modo muy directo; averiguando el periodo del radio, y midiendo con su aparato el número de desintegraciones por unidad de tiempo, pudieron deducir el número de átomos de radio presente en una muestra. En 1908, junto con Thomas Royds, uno de sus estudiantes, demostraron de modo definitivo que las partículas alfa se transformaban en núcleos de helio, al perder su carga. Para demostrarlo, aislaron la sustancia radiactiva en un material suficientemente delgado para que las partículas alfa lo atravesaran efectivamente, pero bloqueando simultáneamente cualquier producto de la desintegración, y recogiendo a continuación el gas que se halla alrededor de la caja que contiene las muestras, y analizando su espectro; encontraron gran cantidad de helio: los núcleos que constituyen las partículas alfa habían recuperado electrones disponibles. También en 1908, ganó el Premio Nobel de Química en reconocimiento a sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos, sufriendo un pequeño disgusto, pues él se consideraba fundamentalmente un físico. Una de sus citas más famosas es que "la ciencia, o es Física, o es filatelia", con lo que sin duda situaba la física por encima de todas las demás ciencias. En 1911 hizo su mayor contribución a la ciencia, al descubrir el núcleo atómico. Había observado en Montreal que al bombardear una fina lámina de mica con partículas alfa, se obtenía una deflexión de dichas partículas. Al retomar con Geiger y Marsden de modo más concienzudo estos experimentos, pero utilizando una lámina de oro, se dieron cuenta de que algunas partículas alfa se desviaban más de 90 grados. Rutherford lanzó entonces la hipótesis, que Geiger y Marsden enfrentaron a las conclusiones de su experimento, de que en el centro del átomo 46 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA debía haber un "núcleo" conteniendo casi toda la masa y carga positiva del átomo, y que de hecho los electrones debían determinar el tamaño del átomo. Este modelo planetario había sido sugerido en 1904 por un japonés, Hantaro Nagaoka, aunque había pasado desapercibido. Se le objetaba que en ese caso los electrones tendrían que irradiar girando alrededor del núcleo central y, en consecuencia, caer. Los resultados demostraron que ese era el modelo correcto puesto que permitía prever con exactitud la tasa de difusión de las partículas alfa en función del ángulo de difusión y de un orden de magnitud para las dimensiones del núcleo atómico. Las últimas objeciones teóricas (sobre la irradiación del electrón) se desvanecieron con los principios de la teoría cuántica, y la adaptación que hizo Niels Bohr del modelo de Rutherford a la teoría de Max Planck, lo que sirvió para demostrar la estabilidad del átomo de Rutherford. En 1914 empieza la Primera Guerra Mundial, y Rutherford se concentra en los métodos acústicos de detección de submarinos. Tras la guerra, ya en 1919, lleva a cabo su primera transmutación artificial; después de observar los protones producidos por el bombardeo de hidrógeno con partículas alfa (al observar el parpadeo que producen en pantallas cubiertas de sulfuro de zinc), se da cuenta de que obtiene muchos de esos parpadeos si realiza el mismo experimento con aire y aún más con nitrógeno puro. Deduce de ello que las partículas alfa, al golpear los átomos de nitrógeno, han producido un protón, es decir que el núcleo de nitrógeno ha cambiado de naturaleza y se ha transformado en oxígeno, al absorber la partícula alfa; acababa de producir la primera transmutación artificial de la historia. Algunos opinan que fue el primer alquimista que consiguió su objetivo. Muy poco después de su descubrimiento se precisaron las características de las transmutaciones y se comprobó que la energía cinética de los protones emitidos en el proceso podía ser mayor que la de las partículas incidentes, de modo que la energía interna del núcleo tenía que intervenir en la transmutación. En 1923, tras fotografiar cerca de 400 000 trayectorias de partículas con la ayuda de una cámara de niebla, (reemplazada por la más avanzada cámara de burbujas o cámara de Wilson, en los años 50), Blackett pudo describir ocho transmutaciones y establecer la reacción que había tenido lugar. Ese mismo año sucede a J.J. Thomson en el laboratorio Cavendish, pasando a ser el director. Es el principio de una edad de oro para el laboratorio y también para Rutherford; en una conferencia que pronuncia ante la Royal Society, ya alude a la existencia del neutrón y de los isótopos del hidrógeno y del helio y éstos se descubren en el laboratorio Cavendish, bajo su dirección, más tarde. A partir de esa época, su influencia en la investigación en el campo de la física nuclear es enorme: James Chadwick, descubridor del neutrón, Niels Bohr, que demostró que el modelo planetario de Rutherford no era inestable, y Robert Oppenheimer, al que se considera el padre de la bomba atómica, están entre los que estudiaron en el laboratorio en los tiempos de Rutherford. Moseley, que fue alumno de Rutherford, 47 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA demostró, utilizando la desviación de los rayos X, que los átomos contaban con tantos electrones como cargas positivas había en el núcleo, y que de ello resultaba que sus resultados "confirmaban con fuerza las intuiciones de Bohr y Rutherford". También ésta es para Rutherford la época de los honores: fue presidente de la Royal Society entre 1925 y 1930, y chairman de la Academic Assistance Council, que en esos tiempos, ayudaba a los universitarios alemanes que huían de su país. También se le concedió la Medalla Franklin en 1924 y la Medalla Faraday en 1936. Realizó su último viaje a Nueva Zelanda, su país de nacimiento, que nunca olvidó, en 1925 y fue recibido como un héroe. Alcanzó la nobleza en 1931 y obtuvo el título de Barón Rutherford de Nelson, de Cambridge. Murió el 19 de octubre de 1937y se le enterró en la abadía de Westminster, junto a Isaac Newton y Kelvin (William Thomson). 1885-1962. Niels Bohr33; físico danés. Se considera su biografía porque realizó importantes contribuciones para la comprensión de la estructura del átomo y la mecánica cuántica. Nació en Copenhague, se doctoró de la Universidad de Copenhague en 1911 y completó estudios en Manchester a las órdenes de Ernst Rutherford; basándose en sus teorías, elaboró su modelo atómico en 1913, introduciendo la teoría de las órbitas cuantificadas, que en la teoría mecánica cuántica postula que, en torno al núcleo atómico, el número de electrones en cada órbita aumenta desde el interior hacia el exterior. En su modelo, además, los electrones podían caer (pasar de una órbita a otra) desde un orbital exterior a otro interior, emitiendo un fotón de energía discreta, hecho sobre el que se sustenta la mecánica cuántica. En 1922 recibió el Premio Nobel de Física por sus trabajos sobre la estructura atómica y la radiación. Además concibió el principio de la complementariedad según el cual, los fenómenos pueden analizarse de forma separada cuando presentan propiedades contradictorias. Así por ejemplo, los físicos, basándose en este principio, concluyeron que la luz presentaba una dualidad onda-partícula mostrando propiedades mutuamente excluyentes según el caso. Al comenzar la ocupación nazi de Dinamarca, Bohr, que era cristiano, permaneció allí a pesar de tener ascendencia judía. En 1941, en Copenhague, recibió la visita de uno de sus más famosos estudiantes, Werner Heisenberg, que se convirtió en líder del proyecto alemán de bomba atómica, con quien tuvo hondas discrepancias pues Heisenberg y la mayoría de los físicos alemanes estaban a favor de impedir la producción de la bomba atómica para usos militares, aunque deseaban investigar las posibilidades de la tecnología nuclear. 33 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr 48 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA En septiembre de 1943, para evitar ser arrestado por la policía alemana, Bohr se vio obligado a marchar a Suecia, desde donde viajó al mes siguiente a Londres, para finalmente dirigirse a Estados Unidos, donde se radicó. Allí, en 1958, fue el primero que recibió el premio Átomos para la Paz, año en que publicó otra obra famosa: Atomic theory and the human knowledge (Teoría atómica y el conocimiento humano). El elemento químico Bohrio se llamó así en su honor, así como el asteroide 3948 Bohr, descubierto por Poul Jensen el 15 de septiembre de 1985. 1881- 1955; Alexander Fleming34. Científico escocés, trabajó como médico microbiólogo en el Hospital St. Mary de Londres hasta el comienzo de la primera guerra mundial. Aunque no fue químico, su biografía tiene interés porque su aportación científica incluyó descubrir dos compuestos con actividad antibiótica: la penicilina y también la lisozima, una molécula proteica, la cual al igual que los péptidos antibióticos son componentes naturales de la inmunidad innata de los animales que pueden ser utilizados con fines terapéuticos similares a la penicilina. Por esta razón Fleming puede ser considerado como el primero en descubrir una proteína antimicrobiana. Sus dos descubrimientos ocurrieron en los años veinte y aunque fueron accidentales demuestran la gran capacidad de observación e intuición de este médico escocés. El descubrimiento de la lisozima ocurrió después de que un moco de su nariz, procedente de un estornudo, cayese sobre una placa de petri en la que crecía un cultivo bacteriano. Unos días más tarde notó que las bacterias habían sido destruidas en el lugar donde se había depositado el fluido nasal. En septiembre de 1928, estaba realizando varios experimentos en su laboratorio y el día 22, al inspeccionar sus cultivos antes de destruirlos notó que la colonia de un hongo había crecido espontáneamente, como un contaminante, en una de las placas de petri que tenía sembradas con Staphylococcus aureus de una investigación que estaba haciendo. Observó con detenimiento las placas y comprobó que las colonias bacterianas que se encontraban alrededor del hongo (posteriormente identificado como Penicillium notatum) eran transparentes debido a una lisis bacteriana. De esto dedujo que la Penicillium que es un moho, producía una sustancia natural con efectos antibacterianos que denominó penicilina. La lisis significaba la muerte de las bacterias, y en su caso, la de las bacterias patógenas (Staphylococcus aureus) crecidas en la placa. Aunque él reconoció inmediatamente la trascendencia de este hallazgo comunicando su descubrimiento sobre la penicilina en el British Journal of Experimental Pathology en 1929 sus colegas de la comunidad científica no le prestaron atención, subestimándolo pues creyeron que la penicilina sólo sería útil para tratar infecciones banales; sin embargo, trabajó con el hongo durante un tiempo pero la obtención y purificación de la penicilina a partir de los cultivos de 34 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Alexander_Fleming 49 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Penicillium notatum resultaron difíciles y más apropiados para los químicos. Cabe destacar que un científico costarricense, llamado Clodomiro Picado Twight había descubierto la penicilina antes que Fleming pero no la había patentado. Finalmente, el antibiótico despertó el interés de investigadores estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial, quienes intentaban emular a la medicina militar alemana la cual disponía de las sulfamidas. Los químicos norteamericanos Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey desarrollaron un método de purificación de la penicilina que permitió su síntesis y distribución comercial para el resto de la población. Fleming no patentó su descubrimiento creyendo que así sería más fácil la difusión de un antibiótico necesario para el tratamiento de las numerosas infecciones que azotaban a la población. Por sus descubrimientos, compartió el Premio Nobel de Medicina en 1945 junto a Ernst Boris Chain y Howard Walter Florey. 1901-1994; L. Carl Pauling35; cristalógrafo, biólogo molecular e investigador médico. Fue uno de los primeros químicos cuánticos y una de las pocas personas que han recibido el Premio Nobel en más de una ocasión, pues también recibió el Premio Nobel de la Paz en 1962, por su campaña contra las pruebas nucleares terrestres. Siendo niño, un amigo de su padre, Lloyd Jeffriess, tenía un pequeño laboratorio químico en su habitación y los experimentos llevados a cabo en este laboratorio despertaron el interés de Pauling, quien en el bachillerato, continuaba con los experimentos de química, pero las malas calificaciones que obtuvo en Historia, le impidieron graduarse. La escuela le dio su diploma cuarenta y cinco años más tarde, después de que hubo ganado sus dos premios Nobel. En 1917, ingresó a la Universidad Agrícola de Oregón en Corvallis (OAC), trabajando en forma paralela. A partir de su segundo año de estudios en la Universidad dictó la cátedra de química analítica cuantitativa. En el transcurso de sus dos últimos años en la OAC, estudió el trabajo de Lewis y Langmuir sobre la configuración electrónica de los átomos, y de la forma en que éstos se enlazaban para formar moléculas y decidió seguir una carrera en la investigación, concentrándose en la comprensión de la relación de la estructura atómica de la materia, con sus propiedades físicas y químicas; lo cual lo llevaría a convertirse en uno de los pioneros de la química cuántica. Una de sus primeras investigaciones fue con respecto al efecto que un campo magnético tiene sobre la orientación de un cristal de hierro. En 1922, se graduó como Bachiller en Ciencias, en el área de ingeniería de procesos. Inmediatamente, continuó con un posgrado en el California Institute of Technology (Caltech) en Pasadena, investigando la utilización de la difracción de los rayos X, en la determinación de la estructura de los cristales. Durante sus tres años en Caltech, publicó siete artículos sobre la estructura cristalina de los 35 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Linus_Pauling 50 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA minerales. El primero de ellos fue publicado en la revista Journal of the American Chemical Society, y trataba la estructura de la molibdenita, MoS 2. Recibió el doctorado summa cum laude en 1925. Por esta época, recibió una beca de la Fundación Guggenheim, que le permitió viajar a Europa y como durante su estancia en la OAC, se había familiarizado con el trabajo de los científicos, pioneros de la química cuántica, estudió bajo la dirección de Arnold Sommerfeld en Munich, Niels Bohr en Copenhague y Erwin Schrodinger en Zúrich. Además, tuvo la oportunidad de presenciar uno de los primeros estudios sobre los enlaces de la molécula de hidrógeno, basado en química cuántica, realizado por Walter Heitler y Fritz London, por lo que decidió hacerla la materia principal de sus investigaciones futuras. Cuando volvió a los Estados Unidos en 1927, obtuvo una posición de Profesor asistente de química teórica en Caltech, donde sus primeros cinco años fueron muy productivos, aplicando la mecánica cuántica al estudio de átomos y moléculas, en seguimiento a sus estudios de cristales utilizando la difracción de los rayos X. En ese período, publicó alrededor de cincuenta artículos, y creó las cinco Reglas de Pauling, desarrolladas para determinar la estructura molecular de los cristales complejos. En 1929, fue nombrado Profesor asociado, y al año siguiente recibió el título de Profesor. En 1930, tuvo una estancia de verano en Europa, en la cual trabajó en el instituto de Arnold Sommerfeld, viendo la posibilidad de utilizar los electrones para los estudios de difracción, de la misma manera en que había usado los rayos X anteriormente. A su regreso, construyó un aparato de difracción electrónica, auxiliado por su estudiante L. O. Brockway, con el cual estudió la estructura molecular de un gran número de substancias químicas. En 1931, recibió el Premio Langmuir, otorgado por la American Chemical Society, por el trabajo científico más significativo, realizado por un investigador menor de 30 años. En 1932, concibió la noción de electronegatividad; utilizando diversas propiedades de las moléculas, especialmente su momento dipolar y la energía necesaria para romper los enlaces, estableció una escala, que asigna un valor a la mayoría de los elementos químicos, medida de la fuerza con que los átomos de una molécula se atraen entre sí, útil para la predicción de la naturaleza de los enlaces químicos, que recibió su nombre posteriormente. Con sus estudios de la relación entre los enlaces iónicos, en los cuales los electrones son transferidos de un átomo a otro, y los enlaces covalentes, en los cuales ambos átomos aportan electrones, Pauling demostró que estos dos tipos de enlaces, son en realidad casos extremos, y que la mayoría de los enlaces son en realidad una combinación de enlace iónico con covalente. Es en este terreno donde la noción de electronegatividad es más útil, pues la diferencia entre las electronegatividades de los átomos participantes en un enlace resulta ser la medida más adecuada para predecir el grado de ionicidad de un enlace. 51 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Ese mismo año, publicó el que es considerado su artículo más importante, en el cual desarrolla el novedoso concepto de hibridación de los orbitales atómicos y realiza un análisis del carácter tetravalente del carbono; en la mecánica cuántica se utiliza el número cuántico l para determinar el número máximo de electrones en cada orbital (llamando a los orbitales con las letras s, p, d, f, g y h); Pauling observó que para describir el enlace en las moléculas, es preferible construir funciones que son una mezcla de estos orbitales. Por ejemplo, los orbitales 2s y 2p de un átomo de carbono, se pueden combinar para formar cuatro orbitales equivalentes, llamados orbitales híbridos sp3, los cuales pueden describir mejor la existencia de compuestos como el metano, de geometría tetraédrica. Asimismo, el orbital 2s puede combinarse con dos orbitales 2p, formando tres orbitales equivalentes, llamados orbitales híbridos sp2, mientras que el tercer orbital 2p no se hibridiza. Esta estructura permite describir a los compuestos insaturados, como el etileno. Otro tema en el que Pauling trabajó, en el terreno de los enlaces químicos, fue la comprensión y descripción de la estructura de los compuestos aromáticos; especialmente el benceno (C6H6), el compuesto más simple de los aromáticos. La estructura del benceno siempre había sido motivo de controversia entre los científicos, pues no quedaba clara la manera en la que seis átomos de carbono y seis de hidrógeno podían enlazarse satisfaciendo todo su potencial de enlace. Hasta ese momento, la mejor descripción sobre dicha estructura, era la formulada por el químico alemán Friedrich Kekulé, en que la concebía como la transición rápida entre dos estructuras donde se alternaban de posición los enlaces simples y dobles. Pauling propuso una estructura intermedia, basada en la mecánica cuántica, que considera una superposición de las dos estructuras de Kekulé. Más adelante, este fenómeno recibió el nombre de resonancia, la cual en cierto sentido es análoga al fenómeno de hibridación de los orbitales atómicos, ya que consiste en la combinación de varias estructuras electrónicas: en ella, los orbitales de diferentes átomos de carbono se combinan para formar los orbitales moleculares. En el Caltech, desarrolló una fuerte amistad con Robert Oppenheimer, quien asistía regularmente como investigador y maestro aunque trabajaba en la Universidad de California, y comenzaron a trabajar juntos en la investigación de los enlaces químicos. Oppenheimer efectuaría los cálculos matemáticos, y Pauling interpretaría los resultados. Sin embargo, los planes no se concretaron pues Oppenheimer intentó seducir a la esposa de Pauling, lo cual provocó una ruptura entre los dos que duró por el resto de sus vidas. Aunque más tarde Oppenheimer propuso a Pauling ser el jefe de química del Proyecto Manhattan, éste rechazó la propuesta, argumentando que él era pacifista. En 1939, culminó la publicación de sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace químico, con la edición de su famoso libro de texto The Nature of the Chemical Bond, considerado uno de los más importantes trabajos de química 52 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA jamás escritos, tan influyente que, en los primeros treinta años después de su primera edición, el libro fue citado más de 16.000 veces por otros autores, lo que lo convierte en la investigación más citada como referencia en el mundo científico. Las investigaciones en esta área le valieron a Pauling el Premio Nobel de Química en 1954 "por sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace químico y sus aplicaciones a la determinación de la estructura de las substancias complejas". Aunque a comienzos de su carrera, había manifestado una falta de interés por el estudio de las moléculas biológicas, a mediados de la década de 1930, gracias a una beca de la Fundación Rockefeller comenzó a estudiar estas moléculas con interés, debido a que en el Caltech tuvo oportunidad de codearse con biólogos de renombre, como Thomas Hunt Morgan, Theodosius Dobzhansky, Calvin Bridges y Alfred Sturtevant. Sus primeros trabajos en el tema, fueron sobre la estructura de la hemoglobina, sobre la cual hizo notar que cambia dependiendo de que la molécula capte o pierda un átomo de oxígeno. A raíz de este resultado, decidió estudiar de forma más precisa la estructura de las proteínas, utilizando la difracción de rayos X. Sin embargo, la estructura proteínica resultó ser mucho más difícil de determinar usando esta técnica, que la de los cristales minerales estudiados anteriormente. En esta década, el cristalógrafo británico William Astbury fue quien obtuvo los mejores resultados usando rayos X, pero cuando Pauling intentó reinterpretar sus observaciones con ayuda de la mecánica cuántica en 1937, no lo pudo conseguir. Fueron necesarios once años para que comprendiera el origen del problema. Su análisis matemático era correcto, pero los resultados de Astbury habían sido obtenidos de tal modo que las proteínas estaban inclinadas, respecto a las posiciones esperadas. Para explicar esta discrepancia, Pauling propuso un modelo molecular de la hemoglobina, en el cual los átomos estaban posicionados en hélice, y aplicó esta idea a las proteínas en general. Durante la guerra, contribuyó a la puesta a punto de explosivos y de combustible para mísiles. Del mismo modo, puso a punto un detector de nivel de oxígeno para los submarinos. Al comienzo del proyecto Manhattan, que llevaría a la fabricación de la primera bomba atómica, Pauling recibió una oferta de Robert Oppenheimer, para encabezar al departamento de química del proyecto. Pauling rechazó la propuesta. A raíz de sus contribuciones durante la guerra, el Gobierno de USA le concedió la Medalla Presidencial al Mérito, en 1948, que recibió de manos del presidente Harry Truman. En 1941, Pauling descubrió que estaba afectado por una forma grave de la enfermedad renal de Bright, potencialmente mortal, considerada incurable por los médicos de la época. Con la ayuda del doctor Thomas Addis, de Stanford, Pauling consiguió controlar la enfermedad siguiendo una dieta pobre en proteínas y sin sal, con mayores consumos de vitaminas y sales minerales, algo fuera de lo común para la época. 53 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Después de la Segunda Guerra Mundial, marcado por la guerra en general, y por los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki en particular, Pauling se identificó con el activismo pacifista. En 1946, se unió al Comité de Emergencia de Científicos Atómicos (ECAS, por sus siglas en inglés) que Albert Einstein y Leó Szilard habían fundado dos años antes. El comité tenía el fin de advertir a la opinión pública de los peligros asociados al desarrollo de las armas nucleares. El activismo de Pauling provocó que su pasaporte fuera confiscado en 1952, cuando salía para un congreso en Londres. El pasaporte fue restaurado en 1954, poco antes de partir a Estocolmo, a recibir el Premio Nobel. Al año siguiente, Linus Pauling firmó el Manifiesto Russell-Einstein, uniendo su nombre al de Bertrand Russell, Albert Einstein, y otros ocho científicos e intelectuales, apelando a la búsqueda de soluciones pacíficas durante la guerra fría. Dos años después, Pauling redactó una petición junto con el biólogo Barry Commoner, quien había estudiado la presencia de estroncio-90 radiactivo en los dientes de leche de los niños estadounidenses, concluyendo que las pruebas nucleares en la atmósfera tienen riesgos para la salud pública, en forma de precipitación radioactiva. También participó en un debate público con el físico atómico Edward Teller, sobre los riesgos reales de mutaciones genéticas provocadas por estas precipitaciones. En noviembre de 1949, junto con Harvey Itano, S. J. Singer e Ibert Wells, Pauling publicó en la revista Science la primera prueba de la relación entre una enfermedad humana y un cambio en una proteína específica. Utilizando la electroforesis, demostraron que la hemoglobina se había modificado en enfermos de anemia falciforme, y que pacientes que eran propensos a este tipo de anemia, sin haberla desarrollado, tenían dos tipos de hemoglobina, modificada y sin modificar; al concluir que la herencia podía influir en las mutaciones de dicha proteína, marcó los albores de la genética molecular. En 1951, basados en las estructuras de los aminoácidos y de los péptidos y considerando la naturaleza planar del enlace peptídico, Pauling y sus colegas propusieron una estructura secundaria de las proteínas basada en la hélice alfa y la lámina beta. Más adelante, sugirió una estructura helicoidal para el ácido desoxirribonucléico (ADN). Aunque su modelo tenía algunos errores, incluyendo el proponer grupos neutros de fosfato, idea que estaba en conflicto con la naturaleza ácida, y no neutra, del ADN. Sir Lawrence Bragg uno de sus competidores en este campo, había desistido cuando supo que Pauling ya había hecho la propuesta sobre la hélice alfa. El equipo de Bragg había cometido un error fundamental, al no considerar la naturaleza planar del enlace peptídico. Cuando en los Laboratorios Cavendish se supo que Pauling trabajaba con los modelos moleculares de la estructura del ADN, autorizaron a James Watson y Francis Crick a proponer un modelo estructural de la molécula de ADN, utilizando material no publicado, de los investigadores Maurice Wilkins y Rosalind Hélice Franklin del King’s College. 54 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA El 16 de septiembre de 1952, comenzó una nueva línea de investigación con las palabras "He decidido tratar el problema de la estructura del núcleo". Trece años después, publicó su modelo de Esfera Empacada en las revistas Science y Proc. Natl. Acad. Sci. y durante las siguientes tres décadas, continuó publicando artículos basados en dicho modelo, del cual, sin embargo, pocos libros de texto modernos hablan. El modelo ofrece una perspectiva única sobre la forma en que cadenas de núcleos pueden formar estructuras de acuerdo a la mecánica cuántica, cadenas que incluyen a los isótopos deuterio [NP], helión [PNP] y tritio [NPN]. Los núcleos eran descritos como cadenas de partículas alfa, a partir de los sólidos platónicos, en vez de basarse en el principio de exclusión de Pauli, que era más tradicional; aunque Pauling estaba haciendo un innovador intento de entender el trabajo de María Goeppert-Mayer respecto al núcleo atómico, los teóricos nucleares no han profundizado en esta idea, y el modelo de Pauling no ha entrado en el común de la investigación atómica teórica. En 1953, Watson y Crick propusieron una estructura para la doble hélice del ADN, que tenía en cuenta todos los errores de los otros investigadores, antes de que Pauling pudiera hacerlo, lo que les valdría el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1962. Uno de los obstáculos que Pauling enfrentó durante su investigación, fue la imposibilidad de consultar las fotografías, de alta calidad, de difracción del ADN que Franklin había tomado. Cuando Pauling fue a verlas durante un congreso en Inglaterra, su pasaporte fue retenido por el departamento de Estado de los Estados Unidos, que sospechaba que Pauling tenía simpatías por el comunismo. Watson y Crick sí tuvieron acceso a estas fotografías gracias a que Wilkins se las mostró sin el permiso de la autora. Durante este período, Pauling también estudió las reacciones enzimáticas. Se encuentra entre los primeros científicos que demostraron que las enzimas actúan estabilizando los estados de transición de las reacciones químicas, lo cual es fundamental para la comprensión de sus mecanismos de acción. También fue de los primeros que propusieron que los anticuerpos se enlazan a los antígenos gracias a una compatibilidad de sus estructuras, idea que concretó en un artículo, junto con el físico convertido en biólogo Max Delbruck, donde sugiere que la replicación del ADN es debida a la compatibilidad, y no a la similitud, como había sido sugerido por otros científicos. El modelo de Watson y Crick vendría a corroborar esta idea. Además, Pauling contribuyó también, junto con otros investigadores, a la fabricación de anticuerpos artificiales, y a la de un sustituto del plasma sanguíneo. En 1958, Pauling y su esposa presentaron ante la OEA una carta firmada por más de 11.000 científicos, pidiendo la suspensión de las pruebas nucleares. La presión de la opinión pública condujo a una moratoria en las pruebas en la superficie, seguida por la firma del tratado de Prohibición Parcial de Pruebas Nucleares (PTBT, en inglés), firmado por 113 países, el 5 de agosto de 1963. Entre los firmantes, estaban John F. Kennedy por los Estados Unidos, y Nikita Jrushchov, 55 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA por la Unión Soviética. El tratado entró en vigor en octubre de ese año, y entonces Pauling recibió el Premio Nobel de la Paz correspondiente a 1962 (el premio fue reservado para que la fecha de entrega coincidiera con la fecha de entrada en vigor del tratado). A finales de la década de 1950, comenzó a interesarse por el problema de la contaminación del aire; particularmente por el fenómeno del smog que veía en Los Ángeles. La mayoría de los científicos pensaban que el smog se debía a las emisiones de refinerías e industrias químicas, pero gracias a los trabajos de Pauling, Arie Haagen-Smit y otros investigadores del Caltech, se demostró que el principal responsable del smog eran las emisiones de los automóviles. Poco después de este descubrimiento, comenzó a trabajar en el desarrollo del primer auto eléctrico de velocidad controlable, el Henney Kilowatt, en unión de los ingenieros de la empresa Eureka Williams. Tras haber trabajado en el sistema de propulsión, encontró que los acumuladores clásicos no pueden entregar una potencia suficiente para hacer los motores eléctricos comparables a los motores de combustión interna, además de que tendrían baja velocidad y poca autonomía, previendo que serían poco populares; por lo tanto, le solicitó a Eureka Williams que detuvieran el proyecto mientras se desarrollaba una batería más potente, antes de comercializar el auto. La empresa prefirió hacer el lanzamiento, lo que condujo a un fracaso comercial. Por esta época, también se dedicó a investigar la acción de las enzimas sobre las funciones cerebrales, pues pensaba que las enfermedades mentales podrían estar causadas, en parte, por disfunciones enzimáticas, ideas que confirmó cuando leyó "La terapia de niacina en psiquiatría", la publicación de Abram Hoffer en 1965, pues se dio cuenta de que las vitaminas podían tener importantes efectos bioquímicos sobre el organismo, además de los efectos propios relacionados a la prevención de las enfermedades provocadas por su deficiencia. En 1966, Irwin Stone desarrolló el concepto de curación a base de altas dosis de vitamina C; convencido de estas ideas, Pauling comenzó a tomar varios gramos al día para prevenir los resfriados y entusiasmado por los resultados, se interesó por la literatura del tema. En 1968, Pauling publicó en la revista Science su artículo más importante en este terreno: "Psiquiatría ortomolecular”, en el cual inventó la palabra ortomolecular para describir al concepto de control de la concentración de los compuestos presentes en el cuerpo humano, para prevenir y tratar las enfermedades mentales, ideas que constituyeron la base de la Medicina Ortomolecular, fuertemente criticada por los profesionales de la medicina tradicional. En 1970 publicó "Vitamin C and the Common Cold" ("La vitamina C y el resfriado común"), fuente de controversias, pues algunos la consideraron fruto de la charlatanería; una de las afirmaciones más polémicas en dicho texto es aquella en la cual asegura que prácticamente todas las enfermedades se producen por deficiencia de la Vitamina C. Además, al año siguiente, Pauling comenzó una larga 56 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA colaboración con el oncólogo británico Ewan Cameron, trabajando sobre el uso de la vitamina C por vía intravenosa o por vía oral en enfermos de cáncer en fase terminal. Cameron y Pauling escribieron varios artículos, así como un libro de divulgación llamado "La vitamina C y el cáncer" describiendo sus observaciones. Aunque los resultados parecían favorables, la campaña de publicidad negativa en su contra minó la credibilidad de Pauling y sus investigaciones por muchos años. En 1973, Linus Pauling fundó, junto con dos colegas suyos, el Instituto de Medicina Ortomolecular en Menlo Park. El nombre del instituto pronto cambió a Instituto Linus Pauling de Ciencia y Medicina. Durante sus últimos años de vida, se interesó particularmente en el posible papel que la vitamina C tendría en la prevención de la arterioesclerosis, y publicó tres informes sobre el uso de la vitamina C y la lisina, usadas para el alivio de la angina de pecho. Desde sus campañas de lucha contra las pruebas nucleares en la década de 1950, hasta sus investigaciones en biología ortomolecular, Pauling siempre estuvo en la cuerda floja. En 1985, se quedó sin el apoyo de sus colegas y el financiero institucional. Aún así, colaboró con el médico canadiense Abram Hoffer en el desarrollo de una dieta que incluyera la vitamina C en altas dosis, como un tratamiento complementario del cáncer. Las ideas que promovió, de tratamientos con vitamina C de forma prolongada para prevenir varias enfermedades, siempre han sido causa de controversia pues estudios posteriores revivieron el tema y algunos médicos han llamado a una revalorización cuidadosa de la vitamina C, especialmente en forma intravenosa para el tratamiento del cáncer. En Menlo Park, Pauling continuó dirigiendo las investigaciones sobre la vitamina C, pero también mantuvo su interés en trabajos de química y física teórica, hasta su muerte en 1994. 1916-2004 Francis Harry Compton Crick, físico y biólogo inglés.1928- James Dewey Watson. Biólogo y Zoólogo estadounidense. Recibieron junto a Maurice Wilkins el Premio Nobel de Medicina en 1962 por el descubrimiento de la estructura del ADN, así como la Medalla Copley en 1975. Aunque no son químicos, se incluyen en esta reseña porque la estructura del ADN además de su utilidad en medicina, es de vital importancia para la comprensión de las proteínas, ADN, ARN, y otras moléculas que se estudian en química orgánica y en particular en Bioquímica. Francis Crick36, asistió a la escuela Northampton Grammar School (hoy Escuela Northampton para Niños) y después de los 14 años recibió una beca para estudiar Matemáticas, Física y Química en la Mill Hill School de Londres. Estudió física en el University College London, después de ser rechazado por la Universidad de Cambridge, licenciándose en ciencias en 1937 a los 21 años. Para su doctorado trabajó en un proyecto para medir la viscosidad del agua a altas temperaturas, al 36 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Francis_Crick 57 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA que luego describió como aburrido, en el laboratorio del físico Edward Neville Da Costa Andrade, pero con el inicio de la Segunda Guerra Mundial, un incidente en el que una bomba cayó sobre el techo del laboratorio, destruyendo su aparato experimental, truncó su carrera de físico. En la Segunda Guerra Mundial, se incorpora en 1939 y trabaja en minas submarinas magnéticas y acústicas por encargo de la Royal Navy británica. Trabajó en el diseño de una nueva mina, que fue efectiva contra los rastreadores de minas alemanes. Después de la guerra, en 1947, comenzó a estudiar Biología y formó parte de una migración importante de científicos del área de la Física a la investigación biológica. Esta migración fue posible debido a la influencia de físicos como John Randall, que ayudó a ganar la guerra con inventos como el radar. Crick tuvo que pasar de la "elegancia y profunda simplicidad" de la Física, a los "elaborados mecanismos químicos en que la selección natural ha evolucionado a lo largo de miles de millones de años". Describió esta transición "casi como si uno hubiera nacido otra vez". De acuerdo con Crick, la experiencia de aprender Física le enseñó cosas importantes, y la convicción de que como la Física era ya un éxito, también se podrían lograr grandes avances en otras ciencias como la biología. Crick sintió que esta actitud lo animó a ser más atrevido que los biólogos típicos, que tendían a preocuparse de los problemas de la biología, sin prestar atención a los logros obtenidos en Física. Durante casi dos años, Crick trabajó estudiando las propiedades físicas del citoplasma en el Cambridge Strangeways Laboratory, encabezado por Honor Bridget Fell, hasta que se unió a Max Perutz y John Kendrew en el Laboratorio Cavendish en Cambridge. Este laboratorio estaba bajo la dirección general de Sir Lawrence Bragg, un ganador de Premio Nobel en 1915 a la edad de 25 años. Bragg fue una influencia importante en el esfuerzo de ganarle al físico americano, Linus Pauling, en descubrir la estructura del ADN, después de que este determinó la estructura alfa hélice de las proteínas. Al mismo tiempo, también competía con el laboratorio de Sir John Randall, que rechazó a Crick en su laboratorio. En 1951 comienza a trabajar con Francis Crick y consagra todo su tiempo a la estructura de la molécula ADN, ya identificada por los biólogos como llave para el inicio de la comprensión de la genética. Basándose en análisis cristalográficos por rayos X de Rosalind Franklin, en las competencias específicas en genética y en procesos biológicos de Crick y en cristalografía de Watson, proponen la estructura en doble hélice de la molécula de ADN, publicada el 25 de abril de 1953 en la revista Nature. La estructura de la molécula en doble hélice para el ADN dio al mundo la llave para entender que toda la vida en la tierra existe únicamente gracias a este omnipresente ADN, desde la bacteria más pequeña hasta el hombre. Este descubrimiento le valió el premio Nobel de Medicina en 1962 junto a James D. 58 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Watson y al británico de origen neocelandés Maurice Wilkins, cuyos trabajos sirvieron de base. Mientras numerosos equipos de científicos hacían esfuerzos, baldíos por carecer de microscopios lo suficientemente potentes, para tratar de leer la estructura de la molécula, Crick y Watson descubrieron que haciendo cristalizar la molécula e irradiándola con haces de rayos X de los que se estudiaba a continuación los distintos modos de difracción era posible reconstruir la forma de la molécula y entender su funcionamiento. Cada parte de la molécula lleva cuatro bases químicas enfrentadas de a dos: la adenina con la timina y la citosina con la guanina. Estas cuatro bases químicas abreviadas como A, T, C y G, constituyen el alfabeto por el que se escriben los genes a lo largo de las cadenas de ADN. Explican también que cada parte de ADN es un doble espejo del que tiene enfrente, lo que posibilita que el ADN pueda copiarse y reproducirse. Crick y Watson empiezan a estudiar el cifrado del ADN, que finalizaría en 1966. Obtuvo la Royal Medal en 1972. En 1973, entró en el Salk Institute for Biological Studies de la Universidad de San Diego para llevara a cabo investigaciones en neurociencias. Dedicó sus esfuerzos a la comprensión del cerebro, y proporcionó a la comunidad científica numerosas ideas e hipótesis, y la demostración experimental de la transmisión de imágenes fijas a 50 Hz por la retina al cerebro, lo que es una aportación fundamental para el futuro de las teorías de la percepción visual. A pesar de su imagen pública, Crick era miembro fundador de un grupo llamado Soma que en esos años abogaba por la legalización del cannabis, y en nombre del cual incluso pondría su firma en una carta al periódico británico The Times para que la reforma de las leyes antidroga fuera considerada. Soma tiene que ver con la creación del mayor laboratorio clandestino de LSD en Europa, el cual funcionó desde 1973 hasta su desmantelamiento en 1977. Así mismo, Crick conoció a Dick Kemp, un famoso y brillante bioquímico que purificaría la producción de la LSD en los años setenta y que sería perseguido por distribuir gratuitamente dicha droga. Crick propuso el llamado "dogma central" de la biología el cual establece que una vez que la información ha llegado a la proteína, no se puede devolver. En más detalle, la transferencia de información se hace de ácido nucleico a ácido nucleico o de un ácido nucleico a una proteína, pero no es posible de proteína a proteína o de proteína a ácido nucleico. “Información” representa la determinación precisa de la secuencia ya sea en bases del ácido nucleico o de los residuos de aminoácidos en la proteína. En 1976, acepta un puesto de profesor en la Universidad de San Diego, y se instala en La Jolla frente al Océano Pacífico. En 1955, deja su puesto de Presidente del Salk Institute for Biological Studies por razones de salud. Murió el 59 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 28 de julio de 2004 en el Hospital de la Universidad de San Diego, a los 88 años, como consecuencia de un cáncer de colon. James Dewey Watson37: En 1947 Watson ingresa en la Escuela de graduados de la Universidad de Indiana, donde trabajaba Herman Muller, ganador del Nobel por su trabajo sobre las mutaciones inducidas por los rayos X. En mayo de 1950, a la edad de 22 años, Watson completó su doctorado en zoología y se incorporó a la Universidad Harvard en 1955, trabajando junto al biofísico británico Francis Crick en el Laboratorio Cavendish, Universidad de Cambridge, de 1951 hasta 1953, en que tomando como base los trabajos realizados en laboratorio por los biofísicos británicos Maurice Wilkins y Francis Crick, desentrañaron la estructura en doble hélice de la molécula del ácido desoxirribonucleico ADN). Las investigaciones proporcionaron los medios para comprender cómo se copia la información hereditaria. Posteriormente Arthurs Kornberg aportó pruebas experimentales de la exactitud de su modelo. Como reconocimiento a sus trabajos sobre la molécula del ADN, Watson, Crick y Wilkins compartieron en 1962 el Premio Nobel de Fisiología o Medicina. En 1968 Watson fue nombrado director del Laboratorio de Biología Cuantitativa de Cold Spring Harbor, Nueva York. Escribió The Double Helix (La doble hélice, 1968), historia del descubrimiento de la estructura del ADN y participó en el proyecto Genoma Humano en los Institutos Nacionales de la Salud. Posteriormente se dedicó al estudio de la Biología molecular, principalmente la del gen y tratando de descifrar la estructura del ARN sobre el que estaba interesado en investigar los mecanismos en la síntesis de proteínas. Watson ha realizado diversas declaraciones polémicas, muy debatidas por otros científicos y grupos de derechos civiles. La primera polémica estalló en los años 90, cuando dijo que se debería otorgar a las mujeres la posibilidad de abortar si los análisis preparto mostraran que su hijo va a ser homosexual. En octubre de 2007, Watson fue duramente criticado por señalar, según el Sunday Times, que los negros no tienen por qué poseer la misma inteligencia que los blancos. Este comentario fue considerado racista, y el Museo de Ciencias de Londres canceló la disertación que el científico iba a realizar el 19 de octubre de 2007. El laboratorio Cold Spring Harbor emitió una nota según la cual su consejo de administración no concuerda con sus comentarios, además de sentirse "asombrado y entristecido si es que hizo esos comentarios". Además, decidieron suspenderle de sus responsabilidades administrativas. El 19 de octubre de 2007 se disculpó públicamente por sus palabras, alegando que nunca quiso dar a entender que África fuera como continente "genéticamente inferior", y que no existe ninguna base científica que sustente dicha afirmación. Finalmente, ocho días después, presentó la dimisión como presidente del Laboratorio lo que hizo 37 Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/James_D._Watson 60 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA público mediante un comunicado en el que dijo que «he anunciado este jueves mi dimisión de todas mis funciones a los directores del laboratorio, donde he trabajado durante los últimos 43 años.. Estoy más cerca de los 80 que de los 79, y ya es hora de irme [...] Aun así, las circunstancias en las que me marcho no son las que me habría esperado». Lección 6. 38PREMIOS NOBEL Los Premios Nobel se otorgan a personas que han hecho investigaciones sobresalientes, inventado técnicas o equipamiento revolucionario o contribuciones notables a la sociedad. Se instituyeron como voluntad final de Alfred Nobel, el inventor de la dinamita e industrial sueco, mediante su testamento en el Club Sueco-Noruego de París el 27 de noviembre de 1895. Los premios han transcurrido más de un siglo de historia, desde sus inicios en las diferentes categorías de Nobel: Nobel de Física; Nobel de Química; Nobel de Medicina; Nobel de Literatura; Nobel de la Paz y desde 1969, Nobel de Economía. 1833-1896 Alfredo Nobel39; inventor y químico sueco. Desde muy niño su familia emigró a Rusia, donde él y sus hermanos recibieron una esmerada educación en ciencias naturales y humanidades. Pasó gran parte de su juventud en San Petersburgo, donde su padre instaló una fábrica de armamento que quebró en 1859. Regresó a Suecia en 1863, completando allí las investigaciones que había iniciado en el campo de los explosivos: en 1863 consiguió controlar mediante un detonador las explosiones de la nitroglicerina (inventada en 1846 por el italiano Ascanio Sobrero); en 1865 perfeccionó el sistema con un detonador de mercurio; y en 1867 consiguió la dinamita, un explosivo plástico resultante de absorber la nitroglicerina en un material sólido poroso (tierra de infusorios o kieselguhr), con lo que se reducían los riesgos de accidente (las explosiones accidentales de la nitroglicerina, en una de las cuales había muerto su propio hermano Emilio Nobel y otras cuatro personas, habían despertado fuertes críticas contra Nobel y sus fábricas). Patentó en total 350 productos; produjo otras invenciones en el terreno de los explosivos, como la gelignita (1875) que es un explosivo gelatinoso utilizado habitualmente en canteras, minas y en voladuras bajo agua, en cuya composición entran en un 60% la nitroglicerina, 4% de nitrocelulosa o algodón pólvora, 8% de aserrín y 28% de nitrato de potasio (salitre), y la balistita (1887), o pólvora sin humo. 38 39 http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/ Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Alfred_Nobel 61 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Fundó compañías para fabricar y comercializar todos sus inventos desde 1865 (primero en Estocolmo y Hamburgo, luego también en Nueva York y San Francisco). Sus productos fueron de enorme importancia para la construcción, la minería y la ingeniería, pero también para la industria militar (para la cual habían sido expresamente diseñados algunos de ellos, como la balistita); con ellos puso los cimientos de una fortuna, que acrecentó con la inversión en pozos de petróleo en el Cáucaso. Sin embargo, a la par con su enorme riqueza, también acumuló cierto complejo de culpa por el mal y la destrucción que sus inventos pudieran haber causado a la Humanidad en los campos de batalla. La combinación de ambas razones, más la costumbre de la época de hacer algo para perpetuar el nombre, le llevó a legar la mayor parte de su fortuna a una sociedad filantrópica – La Fundación Nobel–, creada en 1900 con el encargo de otorgar una serie de premios anuales a las personas que más hubieran hecho en beneficio de la Humanidad en los terrenos de la física, química, medicina, fisiología, literatura y la paz mundial, y a partir del año 1969 también en la economía. Se calcula que su fortuna en el momento de su muerte era de 33.000.000 coronas, de las que legó a su familia apenas 100.000 coronas. El resto fue destinado a los premios Nobel. En su honor llamaron a un asteroide (6032) Nobel. 1901: Jacobus Henricus van 't Hoff. Netherlands: propuso el átomo de carbono asimétrico, y la actividad óptica. Calor de reacción y el equilibrio. Recibió el premio por el descubrimiento de las leyes del equilibrio dinámico y la presión osmótica en las soluciones. 1902: Hermann Emil Fischer, Alemania. Trabajó sobre ftaleínas, fenilhidrazina, principios activos del café, el te y el chocolate. Nobel por sus trabajos sobre la estereoquímica e isomería de los azúcares y la síntesis de las purinas. 1903: Svante August Arrhenius, Suecia. Propuso las propiedades coligativas de las soluciones. Nobel por la Teoría electrolítica de la disociación. 1904: Sir William Ramsay, Inglaterra. Trabajó en los productos de descomposición de los alcaloides de la quinina. Nobel por el descubrimiento de los gases nobles en el aire: argón, helio, neón, criptón, y xenón. 1905: Johann Friedrich Wilhelm Adolf Von Baeyer, Alemania; a los 12 descubrió una nueva sal doble de cobre. Trabajó sobre el cloruro de metilo, acetilenos y sus ciclos. Descubrió el ácido barbitúrico, el indol y la síntesis de la indigotina. Nobel por la síntesis de colorantes orgánicos y compuestos aromáticos. 1906: Henri Moissan, Francia; trabajos en el intercambio de oxígeno y CO2 en las plantas, estudios sobre los cromatos del grupo del hierro. Propuso la fabricación de diamantes artificiales cristalizando carbón a presión y fabricó la primera mufla de arco eléctrico con la cual se alcanzan temperaturas de 3500oC, utilizándola 62 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA para preparar carburos, siliciuros y boruros y descubrió el carborundum. Nobel por la investigación y aislamiento del flúor. 1907: Eduard Buchner, Alemania. Trabajó sobre aplicaciones de la levadura en la fermentación industrial. Nobel por la fermentación alcohólica sin levadura. 1908: Ernest Rutherford, Inglaterra y Nueva Zelanda; trabajó en las propiedades magnéticas del hierro, estudio de iones producidos por descargas de rayos X y el efecto fotoeléctrico. Nobel por la desintegración de los elementos y la química de sustancias radiactivas. 1909: Wilhelm Ostwald, Alemania; Nobel por sus estudios sobre catálisis y trabajos sobre equilibrio químico y velocidades de reacción. 1910: Otto Wallach, Alemania; trabajó sobre la isomería de posición en derivados del tolueno. Nobel por sus trabajos sobre compuestos alicíclicos. 1911: Marie Curie, Francia; descubrimiento del radio y el polonio y el aislamiento del radio y estudio de sus compuestos. 1912: Víctor Grignard y Paul Sabatier, Francia; Nobel por el descubrimiento del reactivo de Grignard y la hidrogenación de compuestos orgánicos usando como catalizadores metales finamente divididos. 1913: Alfred Werner, Suiza; Nobel por sus trabajos sobre la unión de átomos y moléculas en compuestos orgánicos. 1914: Theodore William Richards, EUA; Nobel por sus determinaciones exactas del peso molecular de varios elementos. 1915: Richard Martin Willstätter, Alemania; Nobel por sus investigaciones sobre colorantes de las plantas, especialmente la clorofila. 1916 y 1917; Se declararon desiertos. 1918: Fritz Haber, Alemania; Nobel por la síntesis del amoníaco a partir del nitrógeno y el hidrógeno. 1919: Desierto. 1920: Walther Hermann Nernst, Alemania; Nobel por sus trabajos sobre la termoquímica. 1921: Frederick Soddy, Inglaterra; Nobel por sus investigaciones sobre la química de sustancias radiactivas y el origen y naturaleza de los isótopos. 63 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1922: Francis William Aston, Inglaterra; Nobel por el descubrimiento por espectrografía de masas de isótopos (212) en varios elementos no radiactivos y su propuesta de la regla del número entero para definir el peso atómico de los isótopos, con respecto a la del oxígeno, muy importante en estudios de energía atómica. 1923: Fritz Pregl, Austria; Nobel por el invento del microanálisis de compuestos químicos. 1924: Desierto. 1925: Richard Adolf Zsigmondy, Alemania; Nobel por el descubrimiento de la naturaleza heterogénea de las soluciones coloidales y el desarrollo de métodos para su estudio. 1926: Theodor Svedberg, Suecia; Nobel por sus estudios sobre sistemas dispersos (coloides y macromoléculas). 1927: Heinrich Otto Wieland, Alemania; Nobel por sus estudios sobre la naturaleza de los ácidos biliares y compuestos relacionados. 1928: Adolf Otto Reinhold Windhaus, Alemania; Nobel por sus estudios sobre esteroles y su relación con la vitaminas. 1929: Arthur Harden y Hans Karl August Simon Von Euler-Chelpin, de Inglaterra y Suecia, respectivamente; Nobel por sus estudios sobre la fermentación de azúcares y de enzimas relacionadas. 1930: Hans Fischer, Alemania; Nobel por sus investigaciones sobre la constitución de la hemina y la clorofila y por la síntesis de la hemina. 1931: Carl Bosch y Friedrich Bergius, ambos de Alemania; Nobel por sus contribuciones a la invención y desarrollo de los métodos químicos de altas presiones (producción de compuestos sintéticos como el amoniaco e hidrogenación catalítica de hidrocarburos). 1932: Irving Langmuir, USA; Por sus descubrimientos e investigaciones en la química de superficies. 1933: Desierto. 1934: Harold Clayton Urey, USA; Nobel por el descubrimiento del hidrógeno pesado (deuterio). 64 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1935: Frédéric Joliot, Irène Joliot-Curie, Francia; por la síntesis de nuevos elementos radiactivos. 1936: Peter Debye, Netherlands; por sus contribuciones al conocimiento de la estructura molecular por sus investigaciones sobre momento dipolar y de difracción de rayos x y electrones en gases. 1937: Walter Norman Haworth y Paul Karrer, de Inglaterra y Suiza; por sus investigaciones sobre carbohidratos y vitamina C el primero y carotenoides, flavinas y las vitaminas A y B2, el segundo. 1938: Richard Kuhn, Alemania; por sus trabajos sobre carotenoides y vitaminas. 1939: Adolf Friedrich Johann Butenandt y Leopold Ruzicka, de Alemania y Suiza; por sus trabajos sobre hormonas sexuales el primero y polimetilenos y terpenos de peso molecular alto, el segundo. 1940, 1941 y 1942, Desierto. 1943: George de Hevesy, Hungría, por sus investigaciones sobre el uso de isótopos y trazadores en el estudio de procesos químicos. 1944: Otto Hahn, Alemania, por el descubrimiento de la fisión de núcleos pesados. 1945: Artturi Ilmari Virtanen, Finlandia, por su investigación e invenciones en química agrícola y de nutrición, especialmente por su método de preservación de forrajes. 1946: James Batcheller Sumner, John Howard Northrop y Wendell Meredith Stanley, de USA, por sus descubrimientos de que las enzimas se pueden cristalizar, el primero y por la preparación de enzimas y virus de proteínas en forma pura, los segundos. 1947: Sir Robert Robinson, Inglaterra, por sus investigaciones sobre principios activos de las plantas, de importancia biológica, especialmente alcaloides. 1948: Arne Tiselius, de Suecia, por su investigación con análisis por adsorción y electroforesis, especialmente por sus descubrimientos acerca de la naturaleza compleja de las proteínas séricas. 1949: William F. Giauque, USA, por sus contribuciones en el campo de la termodinámica química, particularmente en estudios del comportamiento de compuestos a temperaturas extremadamente bajas. 65 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1950: Otto Paul Hermann Diels, Kurt Alder, ambos de Alemania, por su descubrimiento y desarrollo de la síntesis de dienos. 1951: Edwin Mattison McMillan y Glenn Theodore Seaborg, ambos de USA, por sus descubrimientos en la química de los compuestos transuránicos. 1952: Archer John Porter Martin y Richard Laurence Millington Synge, ambos de Inglaterra, por la invención de la cromatografía de partición. 1953: Hermann Staudinger, Francés, por sus descubrimientos en el campo de la química macromolecular. 1954: Linus Carl Pauling, USA, por sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace químico y su aplicación a la elucidación de estructuras de sustancias complejas. 1955: Vincent du Vigneaud, de USA, por sus trabajos sobre compuestos azufrados de importancia bioquímica, especialmente por la síntesis de la primera hormona polipeptídica. 1956: Sir Cyril Norman Hinshelwood, y Nikolay Nikolaevich Semenov, de Inglaterra y USSR, respectivamente, por sus investigaciones sobre los mecanismos de las reacciones químicas. 1957: Lord Todd, de Inglaterra, por sus trabajos sobre nucleótidos y sus coenzimas. 1958: Frederick Sanger, Inglaterra, por sus trabajos sobre la estructura de las proteínas, especialmente la de insulina. 1959: Jaroslav Heyrovsky de Checoslovaquia, por el descubrimiento y desarrollo de los métodos analíticos polarográficos. 1960: Willard Frank Libby, de USA, por su método del uso del Carbono 14 para la determinación de la edad en arqueología, geología, geofísica y otras ramas de la ciencia. 1961: Melvin Calvin, de USA, por su investigación sobre la asimilación de bióxido de carbono en las plantas. 1962: Max Ferdinand Perutz y John Cowdery Kendrew de Inglaterra, por sus estudios sobre la estructura de las proteínas globulares. 1963: Karl Ziegler y Giulio Natta de FDA e Italia, por sus descubrimientos en el campo de la química y tecnología de polímeros de peso molecular alto. 66 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1964: Dorothy Crowfoot Hodgkin, de Inglaterra, por sus determinaciones por técnicas de difracción de rayos x de las estructuras de compuestos bioquímicos importantes. 1965: Robert Burns Woodward de USA, por sus estudios en síntesis orgánica. 1966: Robert S. Mulliken de USA, por su trabajo fundamental sobre los enlaces químicos y la estructura electrónica de moléculas por el método del orbital molecular. 1967: Manfred Eigen, Ronald George Wreyford Norrish y George Porter de Alemania el primero e Inglaterra los segundos, por sus estudios sobre reacciones químicas ultrarrápidas, efectuados por realizar desequilibrios mediante pulsos de energía muy cortos. 1968: Lars Onsager de USA, por su descubrimiento de las relaciones recíprocas que son fundamentales para la termodinámica de los procesos irreversibles. 1969: Derek Barton y Odd Hassel, de Inglaterra y Noruega, por sus contribuciones al desarrollo de los confórmeros y su aplicación en química. 1970: Luis Leloir, de Argentina, por su descubrimiento de los nucleótidos de azúcares y su papel en la biosíntesis de carbohidratos. 1971: Gerhard Herzberg, Canadá por sus contribuciones al conocimiento de la estructura electrónica y geometría de las moléculas, particularmente los radicales libres. 1972: Christian B. Anfinsen, Stanford Moore y William H. Stein USA, el primero por sus trabajos sobre la ribonucleasa, especialmente lo relacionado con la conexión entre la secuencia de aminoácidos y la conformación biológicamente activa, y los segundos por la comprensión de la conexión entre la estructura química y la actividad catalítica del centro activo de la molécula de ribonucleasa. 1973: Ernst Otto Fischer de FDA y Geoffrey Wilkinson de Inglaterra, por su trabajo pionero, independiente sobre la química de los compuestos organometálicos o compuestos sándwich. 1974: Paul J. Flory de USA, por sus avances fundamentales tanto teóricos como experimentales en la fisicoquímica de las macromoléculas. 1975: John Warcup Cornforth Australia y Vladimir Prelog de Suiza, por sus trabajos sobre estereoquímica, el primero en reacciones catalizadas por enzimas y en reacciones orgánicas generales el segundo. 67 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1976: William Lipscomb, de USA, por sus estudios sobre la estructura de los boranos, aclarando los problemas del enlace químico. 1977: Ilya Prigogine de Bélgica, por sus contribuciones a la termodinámica de sistemas en desequilibrio, particularmente la teoría de estructuras disipativas. 1978: Peter D. Mitchell de Inglaterra, por su contribución al entendimiento de la transferencia biológica de energía, con la formulación de la teoría quimiosmótica. 1979: Herbert C. Brown de USA y Georg Wittig de FDA, por sus avances en el uso de compuestos con boro y fósforo en reactivos importantes para la síntesis de compuestos orgánicos. 1980: Paul Berg de USA, Walter Gilbert de USA y Frederick Sanger, por sus estudios fundamentales sobre la bioquímica de los ácidos nucleicos, en especial acerca del DNA recombinante, el primero y sus contribuciones a la determinación de la secuencia de bases en ácidos nucleicos, los segundos. 1981: Kenichi Fukui de Japón y Roald Hoffmann de USA, por sus teorías y desarrollo en forma independiente acerca del curso de reacciones químicas. 1982: Aaron Klug, de Inglaterra, por el desarrollo de la microscopía cristalográfica electrónica y la elucidación estructural de complejos ácido nucleicos- proteínas, biológicamente importantes. 1983: Henry Taube, de USA por su trabajo sobre los mecanismos de reacciones con transferencia de electrones, especialmente en complejos metálicos. 1984: Bruce Merrifield, de USA por su avance en la metodología para la síntesis química en matrices sólidas. 1985: Herbert A. Hauptman y Jerome Karle, ambos de USA, por sus avances sobresalientes en el desarrollo de métodos directos para la determinación de estructuras cristalinas. 1986: Dudley R. Herschbach y Yuan T. Lee de USA y John C. Polanyi de Canadá, por sus contribuciones acerca de la dinámica de procesos químicos elementales. 1987: Donald J. Cram y Charles J. Pedersen de USA y Jean-Marie Lehn de Francia, por el desarrollo y uso de moléculas con interacciones de estructura específica, de alta selectividad. 68 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1988: Johann Deisenhofer Robert Huber y Hartmut Michel de FDA, por la determinación de la estructura tridimensional de un centro de reacción fotosintético. 1989: Sidney Altman y Thomas R. Cech de USA, por el descubrimiento de las propiedades catalíticas del RNA. 1990: Elías James Corey de USA, por el desarrollo de la teoría y metodología de síntesis orgánicas en enzimología mecanística y síntesis enantioselectiva. 1991: Richard R. Ernst, Suiza, por sus contribuciones al desarrollo de la metodología de la espectroscopía de resonancia magnética nuclear de alta resolución NMR. 1992: Rudolph A. Marcus, por sus contribuciones a la teoría de reacciones con transferencia de electrones en sistemas químicos. 1993: Kary B. Mullis de USA y Michael Smith de Canadá, por sus contribuciones al desarrollo de métodos basados en la química con DNA: en el caso de Kary, la invención del método de la reacción por cadenas de polimerasa PCR, y en el de Michael, por sus contribuciones fundamentales al establecimiento de la mutagénesis dirigida basada en oligonucleótidos y su desarrollo para el estudio de proteínas. 1994: George A. Olah de USA, por sus contribuciones a la química de carbocationes, tal como la manufactura por Friedel-Crafts de etilbenceno para la producción de estireno. 1995: Paul J. Crutzen de Netherlands, Mario J. Molina de USA y F. Sherwood Rowland de USA, por su trabajo en la química de la atmósfera, particularmente lo concerniente a la formación y descomposición del ozono. 1996: Robert F. Curl Jr. y Richard E. Smalley de USA y Sir Harold W. Kroto de Inglaterra, por el descubrimiento de los fulerenos, forma alotrópica del carbono. 1997: Paul D. Boyer de USA, John E. Walker de Inglaterra y Jens C. Skou de Dinamarca, por la elucidación del mecanismo enzimático básico para la síntesis del ATP (adenosin trifosfato), los dos primeros y por el primer descubrimiento de una enzima transportadora de iones: la Na+, K+ -ATPasa. 1998: Walter Kohn de USA y John A. Pople de Inglaterra, por su desarrollo de la teoría de densidad funcional, de aplicación en la física de estado sólido, el primero y por el desarrollo de métodos computacionales en química cuántica, el segundo. 69 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1999: Ahmed H. Zewail de Egipto, nacionalizado en USA, por sus estudios sobre los estados de transición de las reacciones químicas de muy corta duración, usando espectroscopía de femtosegundos. 2000: Alan J. Heeger de USA, Alan G. MacDiarmid de Nueva Zelanda y Hideki Shirakawa de Japón, por el descubrimiento y desarrollo de polímeros conductores. 2001: William S. Knowles de USA, Ryoji Noyori de Japón y K. Barry Sharpless de USA, por sus trabajos sobre reacciones de hidrogenación quiralmente catalizadas, los dos primeros y sobre reacciones de oxidación quiralmente catalizadas, el tercero. 2002: John B. Fenn de USA, Koichi Tanaka de Japón y Kurt Wüthrich de Suiza, por el desarrollo de métodos para la identificación y análisis de estructuras de macromoléculas biológicas; los dos primeros, por su desarrollo de métodos suaves de desorción ionización para análisis de espectrometría de masas de macromoléculas biológicas y el tercero, por el desarrollo de espectroscopía de resonancia magnética nuclear para determinar la estructura tridimensional de moléculas biológicas en solución. 2003: Peter Agre y Roderick MacKinnon de USA, por descubrimientos de canales en membranas celulares; el primero por su descubrimiento de canales para moléculas de agua y el segundo por estudios estructurales y mecanísticos de canales para iones. 2004: Aaron Ciechanover y Avram Hershko de Israel e Irwin Rose de USA, por el descubrimiento de la degradación de proteínas por la acción de ubiquitinas. 2005: Yves Chauvin de Francia, y Robert H. Grubbs y Richard R. Schrock de USA, por el desarrollo del método de la metátesis (transferencia de átomos de carbono entre olefinas por medio de catalizadores de Mo o Ru) en síntesis orgánica. 2006: Roger D. Kornberg de USA por sus estudios de las bases moleculares de la transcripción eucariótica. 2007: Gerhard Ertl de Alemania, por sus estudios de procesos químicos en superficies sólidas. 2008: Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien de USA por el descubrimiento y desarrollo de la proteína de fluorescencia verde GFP. 70 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 2009: Ada Yonath (Israel), Venkatraman Ramakrishnan (hindú) y Thomas Steitz (USA), quienes en forma independiente consiguieron descubrir cómo se producen las proteínas en las células, principalmente mediante cristalografía de rayos X, haciendo evidente la estructura en tres dimensiones del ribosoma. Como consecuencia, ahora se conocen con más detalle las diferencias entre los ribosomas de las células bacterianas y las humanas, contestando interrogantes sobre cómo actúan los antibióticos en las células de las bacterias y haciendo posible la creación de varios medicamentos que funcionen bloqueando la función de los ribosomas bacteriales, de los organismos peligrosos únicamente, lo que es un gran paso para luchar contra la preocupante resistencia bacteriana contra los fármacos. 40 2010: Richard F. Heck (EE.UU.), Ei-ichi Negishi (Japón), y Akira Suzuki (Japón), por por el desarrollo independiente de la catálisis por medio del paladio de uniones de acoplamiento cruzadas en las síntesis orgánicas, una importante herramienta para la química orgánica actual, con aplicaciones en medicina, electrónica, y tecnología que desarrolla la posibilidad de los científicos para crear productos químicos sofisticados como moléculas basadas en carbono tan complejas como las mismas que se encuentran en la naturaleza. El uso de catalizadores ya se conocía, pero su uso fallaba al intentar sintetizar moléculas complejas debido a la gran cantidad de compuestos isómeros producidos. la introducción del paladio en ciertas condiciones, direcciona las reacciones de tal manera que se pueden planificar de antemano losproductos a obtener. 41 2011: Daniel Shechtman (Israel), por su propuesta de la existencia de los cuasicristales, estructuras atómicas que nunca se repiten a sí mismas, es decir, no siguen el patrón de construcción de los cristales convencionales que forman estructuras simétricas; a cambio, el científico israelí asegura que se sigue la secuencia de Fibonacci, secuencia infinita en que no existe ninguna pauta periódica sino semiperiódica. Su trabajo ha cambiado la forma en la que los químicos conciben la materia sólida, permitiendo producir cristales de muy diferentes tipos que son malos conductores de la electricidad y extremadamente duros y resistentes a la deformación, por lo que se emplean para recubrimientos protectores antiadherentes, los cuales permiten aplicaciones variadas, desde la fabricación de sartenes hasta la construcción de motores diésel. 40 41 Tomado y adpatado de: http://espaciociencia.com/premio-nobel-de-qumica-2010/ Tomado y adaptado de: http://www.elmundo.es/elmundo/2011/10/05/ciencia/1317809911.html 71 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA AUTOEVALUACIÓN 1. Seleccione una respuesta. El científico que primero profundizó con investigaciones sobre la desintegración de los elementos y el núcleo atómico fue: A. Ernesto Rutherford. B. James Dewey Watson. C. Georg Ernst Stahl. D. Friedrich Wöhler. 2. Seleccione una respuesta. Los estudios que realizó sobre catálisis, el equilibrio químico y las velocidades de reacción le merecieron el Nobel a: A. Wilhelm Ostwald. B. Theodore William Richards. C. Francis William Aston. D. Adolf Otto Reinhold Windaus. 3. Este tipo de preguntas consta de un enunciado, problema o contexto, a partir del cual se plantean cuatro opciones numeradas de 1 a 4 de las cuales, se deberá seleccionar la combinación de dos opciones que responda adecuadamente a la pregunta, de acuerdo con la siguiente información: Marque A si 1 y 2 son correctas. Marque B si 1 y 3 son correctas. Marque C si 2 y 4 son correctas. Marque D si 3 y 4 son correctas PREGUNTA: Los estudios sobre la fermentación de azúcares y de enzimas relacionadas, les merecieron el Nobel a: 1. Irène Joliot-Curie. 2. George de Hevesy. 3. Arthur Harden. 4. Hans Karl August Simon Von Euler-Chelpin. 4. Esta pregunta consta de un enunciado, problema o contexto, a partir del cual se plantean cuatro opciones numeradas de 1 a 4 de las cuales, se deberá seleccionar la combinación de dos opciones que responda adecuadamente a la pregunta, de acuerdo con la siguiente información: Marque A si 1 y 2 son correctas. Marque B si 1 y 3 son correctas. Marque C si 2 y 4 son correctas. Marque D si 3 y 4 son correctas 72 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA PREGUNTA: La síntesis de nuevos elementos radiactivos, mereció el Nobel a: 1. Frédéric Joliot. 2. George de Hevesy. 3. Irène Joliot-Curie. 4. Sir Robert Robinson. 5. Esta pregunta consta de un enunciado, problema o contexto, a partir del cual se plantean cuatro opciones numeradas de 1 a 4 de las cuales, se deberá seleccionar la combinación de dos opciones que responda adecuadamente a la pregunta, de acuerdo con la siguiente información: Marque A si 1 y 2 son correctas. Marque B si 1 y 3 son correctas. Marque C si 2 y 4 son correctas. Marque D si 3 y 4 son correctas PREGUNTA: Los descubrimientos que realizaron en la química de los compuestos transuránicos, les mereció el Nobel a: 1. Sir Cyril Norman Hinshelwood. 2. Edwin Mattison McMillan. 3. Max Ferdinand Perutz. 4. Glenn Theodore Seaborg. 6. Mencione cinco investigaciones o aportes de Robert Boyle a la Quìmica. 7. Explique brevemente cinco descubrimientos en el área de la química debidos a Lavoisier. 8. Mencione las cinco hipótesis de trabajo que propuso John Dalton para explicar su teoría atómica. 9. Explique brevemente el hallazgo de Gay- Lussac, y porqué Dalton sintió amenazadas sus hipótesis por él. 10. Explique brevemente cómo fue la aceptación de la Ley de Avogadro por la comunidad científica. 11. Explique brevemente cinco descubrimientos de Humprhy Davy. 12. Friedrich Wohler, químico alemán, es famoso por su síntesis de la úrea. Cite otros cinco descubrimientos importantes desarrollados por él. 73 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 13. Explique brevemente la isomería óptica y en qué consiste el dimorfismo del ácido tartárico. 14. Mendeleev fue un químico ruso quien descubrió la ley periódica en la cual se basa la Tabla Periódica más en uso actualmente; explique brevemente otros de sus descubrimientos y trabajos. 15. H. Le Chatelier es muy conocido por sus estudios sobre la variación de la solubilidad de las sales en una solución ideal y el principio del equilibrio químico que lleva su nombre; sin embargo, se pueden mencionar al menos cinco temas diferentes sobre los que trabajó en el Colegio de Francia y La Sorbona; menciónelos. 16. Explique en qué consiste la radiactividad. 17. Explique cómo fue el proceso para que Marie Curie recibiera el Nobel de química. 18. Explique detalladamente cómo investigó Rutherford la radiactividad del uranio y el torio. 19. Explique brevemente la teoría cuántica de Niels Bohr. 20. Describa brevemente el descubrimiento de la penicilina y la lizosima por Alexander Fleming. 21. Entre los muchos conceptos aportados por Pauling, destaca el de la hibridación de los orbitales atómicos; descríbalo con algún detalle, dando ejemplos y haciendo énfasis en la importancia que tiene para el estudio de la química orgánica. 22. Explique en qué consiste la anemia falciforme y qué tiene que ver con la genética molecular. 23. Mencione cinco científicos a quienes se haya concedido el premio Nobel y explique los descubrimientos. 74 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA CAPÍTULO TERCERO: COMPETENCIAS EN QUÍMICA Introducción En este tercer capítulo, se definen las competencias y habilidades que conocidas instituciones científicas aceptan para quienes estudian las ciencias en general, así como las necesarias para que una persona se desempeñe como químico, en particular, en Europa y América. Lección 7. COMPETENCIAS QUE DEBEN TENER LOS ESTUDIANTES DE QUÍMICA42 42 Capacidad de abstracción, análisis y síntesis. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Capacidad para organizar y planificar el tiempo. Conocimientos sobre el área de estudio y la profesión. Responsabilidad social y compromiso ciudadano. Capacidad de comunicación oral y escrita. Capacidad de comunicación en un segundo idioma. Habilidades en el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. Capacidad de investigación. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente. Habilidades para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes diversas. Capacidad crítica y autocrítica. Capacidad para actuar en nuevas situaciones. Capacidad creativa. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Capacidad para tomar decisiones. Capacidad de trabajo en equipo. Habilidades interpersonales. Capacidad de motivar y conducir hacia metas comunes. Compromiso con la preservación del medio ambiente. Compromiso con su medio socio-cultural. Valoración y respeto por la diversidad y multiculturalidad. Habilidad para trabajar en contextos internacionales. Habilidad para trabajar en forma autónoma. Capacidad para formular y gestionar proyectos. Compromiso ético. Compromiso con la calidad. Asociación Colombiana de Facultades ACOFACIEN, “Marco de Fundamentación Conceptual y Especificaciones de la Prueba, Programa de Química”, 2005 75 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Lección 8.43COMPETENCIAS CIENCIAS ADQUIRIDAS POR QUIENES ESTUDIAN Los graduados en programas del área de las ciencias (se está hablando de ciencias empíricas o fácticas y concretamente ciencias naturales), aprenden las habilidades propias del proceso científico; son las cosas que hacen los científicos cuando estudian e investigan como observar, medir, inferir y experimentar, se comunican, clasifican, miden, deducen y predicen. Son también conocidas como las habilidades integradas del proceso científico porque son usadas en conjunto para hacer lo que varios consideran el problema fundamental en la solución de problemas en la ciencia y la experimentación; ayudarán a la persona que aplique esta propuesta a desarrollar el tipo de programa científico que refleja una ciencia real para así aprender más acerca de nuestro mundo científico y tecnológico Que los estudiantes lleven a cabo proyectos de ciencia permite que sean personas críticas; los hace ejecutores y responsables de las soluciones que sean planteadas para resolver problemas de su entorno. Las habilidades del proceso científico junto con el conocimiento que estas habilidades producen y los valores científicos como los hábitos de la mente definen la naturaleza de la ciencia. Lección 944 COMPETENCIAS DE LOS QUÍMICOS DE EUROPA Y AMÉRICA Identificar los productos puros o como constituyentes en forma cualitativa y/o cuantitativa. Aplicar normas de calidad para diferentes productos. Purificar productos a partir de recursos naturales o de procesos sintéticos. Realizar el control analítico de materias primas, productos intermedios y terminados. Sintetizar productos a partir de materias primas sencillas o por degradación de moléculas. Impartir docencia en materias de química relacionadas con la misma, en los niveles básico, medio y superior. Efectuar investigación para ampliación del conocimiento, o para la aplicación del mismo. Realizar tareas prácticas inherentes a la síntesis y el análisis químicos, las prácticas básicas relacionadas con ensayos físicos, en laboratorios de análisis, químico, bromatológico, agropecuario, de control de calidad e industrial, tanto públicos como privados. 43 44 Ibíd. Ibíd. 76 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Continuar hacia estudios más avanzados y especializados en el área química que conduzcan a la obtención de Doctorados y Maestrías. Siempre, según los citados documentos, el Químico es un profesional que posee, además de sólidos conocimientos en todas las áreas de la química (analítica, biología, fisicoquímica, inorgánica, orgánica, etc.), tanto en sus aspectos básicos como aplicados, conocimientos en las áreas de desarrollo de negocios y gestión empresarial y debe estar capacitado para: Desarrollar o mejorar productos de aplicación industrial, agropecuaria, alimentaria, medioambiental u otros en concordancia con sus estudios. Investigar, seleccionar, adaptar y mantener tecnologías de síntesis, biosíntesis, análisis y control de calidad de productos clasificables en las áreas químicas y anexas, tanto en sus aspectos básicos como tecnológicos. Diseñar, instalar, operar, dirigir y gestionar laboratorios dedicados a la identificación, caracterización, cuantificación y control de calidad de productos clasificables en las áreas mencionadas u otras empresas en áreas químicas y relacionadas. Constituir, dirigir y gestionar empresas en áreas químicas y relacionadas, en forma individual o integrada a un equipo multidisciplinario, según la escala y complejidad del emprendimiento. Actuar como asesor, consultor y perito en las áreas químicas y relacionadas. Lección 1045HABILIDADES IDENTIFICADAS EN EUROPA Principales aspectos de la terminología química, nomenclatura, convenciones y unidades. Tipos de reacciones químicas más importantes y las características asociadas con ellas. Principios y procedimientos usados en análisis químicos y en la caracterización de compuestos químicos. Características de los diferentes estados de la materia y teorías usadas para describirlos. Postulados de la mecánica cuántica y su aplicación a la descripción de la estructura y propiedades de átomos y moléculas. Leyes de la termodinámica y sus aplicaciones a la química. Cinética del cambio químico, incluyendo catálisis e interpretación mecanística de las reacciones químicas. Técnicas matemáticas e instrumentales para estudios de estructura, incluyendo espectroscopía. Propiedades características de los elementos y de sus compuestos, incluyendo relaciones de grupo y tendencias en la Tabla Periódica. 45 Ministerio de Educación, Competencias_Proyecto Tuning.htm 77 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Propiedades de compuestos alifáticos, aromáticos, heterocíclicos y organometálicos. Naturaleza y comportamiento de los grupos funcionales en las moléculas orgánicas. Aspectos estructurales de los elementos químicos y de sus compuestos, incluyendo la estereoquímica. Principales vías de síntesis en química orgánica, incluyendo interconversiones de grupos funcionales y formación de enlaces c-c y heteroátomos. Relación entre propiedades macroscópicas y propiedades de átomos y moléculas individuales, incluyendo macromoléculas. Simultáneamente, los estudiantes que cursan algún Programa de Química, deben haber desarrollado habilidades y competencias que pueden clasificarse en tres categorías: 10.1 Cognitivas relacionadas con la química, es decir, relacionadas con tareas intelectuales, incluyendo resolución de problemas, tales como habilidades y competencias para: Demostrar conocimiento y entendimiento de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con las áreas descritas antes. Aplicar este conocimiento y entendimiento a la solución de problemas cualitativos y cuantitativos de naturaleza familiar. Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información química. Reconocer e implementar la buena medida en ciencia y en la práctica. Presentar material científico y argumentos, tanto en forma verbal como escrita, a una audiencia conocedora. Efectuar operaciones computacionales y de procesamiento de datos, relacionadas con datos e información química. 10.2 Prácticas relacionadas con la química, las cuales tienen que ver con el desempeño en el laboratorio, tales como habilidades: En el manejo seguro de sustancias químicas, teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, incluyendo peligros potenciales asociados con su uso. Para llevar a cabo procedimientos normales de laboratorio que incluyan el uso de instrumentación en trabajo sintético y analítico, relacionado con sistemas tanto orgánicos como inorgánicos. En el monitoreo, por observación y medida, de propiedades químicas, eventos o cambios y su registro sistemático y confiable. Para interpretar datos derivados de observaciones y medidas experimentales en términos de su significado y su relación con la teoría apropiada. Para juzgar riesgos relacionados con el uso de sustancias químicas y procedimientos de laboratorio. 78 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 10.3 Transferibles, que pueden desarrollarse en el contexto de la química y son de naturaleza general y aplicable en muchos otros contextos, tales como habilidades: De comunicación oral y escrita, en al menos dos de los lenguajes europeos oficiales. Para resolver problemas relacionados con información cuantitativa y cualitativa. De cálculo, incluyendo aspectos tales como análisis de error, estimación de órdenes de magnitud y uso correcto de unidades. De recolección de información en relación con fuentes primarias y secundarias, incluyendo búsqueda a través de computador. En el manejo de información tecnológica, tal como uso de procesadores de palabra y bases de datos, recolección y almacenamiento de datos, comunicación por Internet, etc. Para establecer relaciones interpersonales y para realizar trabajo en equipo. De estudio necesarias para continuar su desarrollo profesional. Lección 1146 COMPETENCIAS ESPECÍFICAS PROPUESTAS PARA LOS QUÍMICOS POR EL PROYECTO TUNNING Capacidad para aplicar conocimiento y comprensión en química a la solución de problemas cualitativos y cuantitativos. Comprender conceptos, principios y teorías fundamentales del área de la Química. Interpretar y evaluar datos derivados de observaciones y mediciones relacionándolos con la teoría. Capacidad para reconocer y analizar problemas y planificar estrategias para su solución. Habilidad para desarrollar, utilizar y aplicar técnicas analíticas. Conocimiento y comprensión en profundidad de un área específica de la Química. Conocimiento de las fronteras de la investigación y desarrollo en Química. Conocimiento del inglés para leer, escribir y exponer documentos, así como comunicarse con otros especialistas. Capacidad para la planificación, el diseño y la ejecución de proyectos de investigación. Habilidad en el uso de las técnicas modernas de la informática y comunicación aplicadas a la Química. Habilidad para participar en equipos de trabajo inter y transdisciplinares relacionados con la Química. Dominio de la terminología química, nomenclatura, convenciones y unidades. Conocimiento de las principales rutas sintéticas en Química. 46 Ministerio de Educación, Competencias_Específicas_Proyecto Tuning.htm 79 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Conocimiento de otras disciplinas científicas que permitan la comprensión de la Química. Habilidad para la presentación de información científica ante diferentes audiencias tanto en forma oral como escrita. Habilidades en el seguimiento a través de la medida y observación de propiedades químicas, eventos o cambios y su recopilación y documentación de forma sistemática y fiable. Dominio de las Buenas Prácticas de Laboratorio. Capacidad de actuar con curiosidad, iniciativa y emprendimiento. Conocimiento, aplicación y asesoramiento sobre el marco legal en el ámbito de la Química. Habilidad para aplicar los conocimientos de la Química en el desarrollo sostenible. Comprensión de la epistemología de la Ciencia. 80 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA AUTOEVALUACIÓN 1. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: Que los estudiantes lleven a cabo proyectos de ciencia permite que sean personas críticas PORQUE los hace ejecutores y responsables de las soluciones que sean planteadas para resolver problemas de su entorno. 2. Seleccione una respuesta. Entre las siguientes, una habilidad cognitiva relacionada con la química es: A. Aplicar el entendimiento y los conocimientos en química a la solución de problemas cualitativos y cuantitativos de naturaleza familiar. B. Llevar a cabo procedimientos normales de laboratorio que incluyan el uso de instrumentación en trabajo sintético y analítico, relacionado con sistemas tanto orgánicos como inorgánicos. C. Interpretar datos derivados de observaciones y medidas experimentales en términos de su significado y su relación con la teoría apropiada. D. Manejo de información tecnológica, tal como uso de procesadores de palabra y bases de datos, recolección y almacenamiento de datos, comunicación por Internet, etc. 3. Seleccione una respuesta. Entre las siguientes, una habilidad transferible, que puede desarrollarse en el contexto de la química es: A. Recolección de información en relación con fuentes primarias y secundarias, incluyendo búsqueda a través de computador. B. Efectuar operaciones computacionales y de procesamiento de datos, relacionadas con datos e información química. C. Interpretar datos derivados de observaciones y medidas experimentales en términos de su significado y su relación con la teoría apropiada. D. El monitoreo, por observación y medida, de propiedades químicas, eventos o cambios y su registro sistemático y confiable. 81 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 4. Nombre cinco competencias que debe tener el estudiante que desee estudiar química. 5. Nombre cinco competencias que se adquieren por el estudio de las ciencias naturales. 6. Nombre cinco competencias que según ACOFACIEN tienen los químicos de Europa y América. 7. Investigue qué es el Proyecto Tunning. 8. Mencione cinco habilidades que poseen los Químicos de Europa, identificadas por el Proyecto Tunning. 9. Mencione cinco habilidades o competencias cognitivas desarrolladas por quienes han estudiado cursos de química. 10. Mencione cinco habilidades o competencias prácticas desarrolladas por quienes han estudiado cursos de química. 11. Mencione cinco habilidades o competencias transferibles desarrolladas por quienes han estudiado cursos de química. 12. Mencione cinco competencias específicas propuestas para los químicos por el Proyecto Tunning. 82 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA FUENTES DOCUMENTALES DE LA UNIDAD 1 Basolo, Fred y Johnson, R. Química de los compuestos de coordinación. Editorial Reverte, Madrid, 1997. Brewster, Ray Q., McEwen, William E., Organic chemistry. N.J.1995. Prentice Hall, Conant, James Bryant, Blatt, Albert Harold. Química de los compuestos orgánicos. Aguilar, 1995. Chamizo, José Antonio (2004). 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Competencias_Específicas_Proyecto Tuning.htm Competencias_Proyecto Tuning.htm Ezequiel Ander-Egg, 1962, p. 21 Webster’s International Dictionary. http://deismo.iespana.es/queesciencia.htm http://deismo.iespana.es/queesciencia.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier http://en.wikipedia.org/wiki/Georg_Ernst_Stahl http://es.wikipedia.org/wiki/Alexander_Fleming http://es.wikipedia.org/wiki/Alfred_Nobel http://es.wikipedia.org/wiki/Dimitri_Mendeleiev http://es.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherford http://es.wikipedia.org/wiki/Francis_Bacon http://es.wikipedia.org/wiki/Francis_Crick http://es.wikipedia.org/wiki/Henry_Le_Ch%C3%A2telier http://es.wikipedia.org/wiki/Humphry_Dav http://es.wikipedia.org/wiki/James_D._Watson http://es.wikipedia.org/wiki/Jan_Baptista_van_Helmont http://es.wikipedia.org/wiki/John_Dalton http://es.wikipedia.org/wiki/Linus_Pauling http://es.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur http://es.wikipedia.org/wiki/Marie_Curie http://es.wikipedia.org/wiki/Nicol%C3%A1s_de_Cusa http://es.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr http://es.wikipedia.org/wiki/Robert_Boyle http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/ 84 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA http://portalecuador.ec/index.php?module=Pagesetter&func=viewpub&tid=2&pid=1 26 http://www.100ciaquimica.net/biograf/cientif/M/mendeleiev.htm http://www.biografiasyvidas.com/biografia/p/pasteur.htm http://www.biografica.info/biografia-de-wohler-friedrich-2571 http://www.bulldog.u-net.com/avogadro/avoga.html http://www.monografias.com/trabajos10/fciencia/fciencia.shtml http://www.monografias.com/trabajos10/fraba/fraba.shtml http://www.monografias.com/trabajos21/metodo-cientifico/metodo-cientifico.shtml http://www.monografias.com/trabajos21/metodo-cientifico/metodo-cientifico.shtml Kotz, John. Treichel, Paul y Weaver, Gabriela. Química y reactividad química. Thomson editores, 2005. W.C. Bagger and W.C. McCabe. Elements of Chemical Engineering. (New York, McGraw Hill Book Co. 1936). P. XIV 85 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA UNIDAD 2 DESARROLLO DEL PROGRAMA DE QUÍMICA 86 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Tabla 4 Ficha técnica de la Segunda Unidad Nombre de La Unidad Palabras Clave Año Desarrollo del Programa de Química Electronegatividad, Hibridación, Resonancia, Principio de exclusión, Polarografía, Metátesis, Fullerenos, Ubiquitinas, Bioquímica, Competencias, Química analítica, Cuántica, Orgánica, Inorgánica, campos de formación, competencias,perfil profesional y ocupacional, líneas de investigación. Universidad Nacional Abierta y a Distancia, UNAD Bogotá, Colombia Manuel Lozano Rigueros [email protected] 2010 Unidad Académica Unidad de Química Campo de Formación Profesional Específica Área del conocimiento Ciencias Naturales, Área de Química N° Créditos Académicos Dos (2), correspondientes a 96 horas de trabajo académico Tipo de curso Destinatarios Teórico Estudiantes del Programa de Química Institución Ciudad Autor de la Unidad Competencia General de aprendizaje Metodología de oferta El estudiante: Conoce y comprende el origen y desarrollo de la química nacional. Demuestra un amplio conocimiento de las características del Programa. Conoce los alcances, campo de acción y la importancia de la Química como Ciencia, a nivel nacional y las competencias que va a desarrollar como profesional egresado de la UNAD. Igualmente, conoce y comprende las tendencias de formación e investigación en química en el país. Tradicional y a Distancia. Formato de circulación Impreso, multimedia, Web (aula virtual) 87 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Introducción La presente unidad está estructurada en tres capítulos: Desarrollo de la Química en Colombia, Áreas de la Química y el Programa de Química; su contenido fue seleccionado, con el fin de que el estudiante interesado en el Programa de Química, pueda comprender a profundidad los avances de la química nacional, conozca algunas de las entidades e instituciones tanto gubernamentales como científicas que trabajan con química en el país y las características del programa en la UNAD así como las competencias que se espera adquiera con él y las tendencias de la investigación en Química en el país. La unidad está orientada a que el estudiante conozca someramente cómo ha sido el desarrollo de la química en el país, así como los acontecimientos más importantes en las vidas de algunos de los químicos colombianos que más han sobresalido en su campo, con el fin de que le sirvan de ejemplo a seguir y le permitan vislumbrar las áreas en las que posiblemente podría desempeñarse. También, se describen las principales áreas de la química, la estructura del programa de Química de la UNAD y algunos trabajos que están realizándose en Química en Colombia que muestran la tendencia actual en investigación. Al final de cada uno de sus capítulos se proponen ejercicios de diferente tipo, a manera de autoevaluaciones que le permitirán al aprehendiente, determinar su grado de avance en relación al estudio de cada uno de los temas. 88 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Justificación La segunda unidad del curso busca en su primer capítulo desarrollar en el estudiante el interés por conocer cómo ha sido el desarrollo de la química en el país, el tipo de instituciones gubernamentales, privadas y científicas que tienen como base de su funcionamiento la química, y las actuaciones de algunos de los más brillantes químicos colombianos. En unas cuantas páginas es imposible describir la actividad profesional de un científico moderno y esto no es menos cierto para el químico. La química se ha llamado asistente de ciencias; esto quiere decir que la química proporciona materiales, técnicas y puntos de vista para una mejor comprensión en otras profesiones: física, biología, agricultura, geología, ingeniería, alimentos, y medicina. Por eso, el segundo capítulo, está orientado a que el estudiante conozca someramente los fundamentos que permiten clasificar los conocimientos químicos en sus áreas más importantes; se describen allí las características y razón de ser de la Bioquímica, la Analítica, Inorgánica, Orgánica y Cuántica Pero como el propósito fundamental de esta unidad, es proporcionar herramientas y criterios para la toma de decisiones acerca de la conveniencia para el estudiante de seguir este programa, se le presenta la descripción sistematizada del Programa en la UNAD, las competencias que se espera que adquiera con su estudio y que le deben servir para su desempeño profesional, dándole argumentos y herramientas conceptuales y metodológicas para saber más del programa, y que le permitan tomar conscientemente la decisión de hacer de la química su modo de vida. 89 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Intencionalidades formativas Dentro de las intencionalidades formativas que se persiguen en esta unidad se cuentan: Que el estudiante conozca someramente los acontecimientos más importantes así como las vidas de algunos químicos ilustres colombianos que han marcado el desarrollo de la química en el país, con el fin de que le sirvan de ejemplo a seguir y le permitan vislumbrar los campos en los que posiblemente podría desempeñarse. Proporcionar herramientas y criterios para la toma de decisiones acerca de la conveniencia para el estudiante de seguir este programa, apoyándose en la descripción sistematizada que se le suministra del programa, las competencias que permite adquirir y los campos de investigación y acción que puede esperar para su desempeño profesional. Denominación de los capítulos CAPITULO 4: DESARROLLO DE LA QUÍMICA EN COLOMBIA CAPITULO 5: ÁREAS DE LA QUÍMICA CAPITULO 6: EL PROGRAMA DE QUÍMICA Contexto teórico Se presenta en el siguiente cuadro resumen: Tabla 5 Relaciones que se establecen en la Segunda Unidad entre los conceptos que presenta Nexos que se establecen entre la unidad y el campo disciplinario en el que se inscribe Los estudiantes de la Segunda Unidad Desarrollo del Programa de Química, están en capacidad de comprender a profundidad los avances de la química nacional, conocen algunas de las entidades e instituciones tanto gubernamentales como científicas que trabajan con química y las características del programa en la UNAD así como las competencias que se espera adquieran con él y las tendencias de la investigación en Química en el país. En este sentido, podrán identificar organizaciones y campos 90 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Relaciones que se establecen en la unidad entre los conceptos que presenta Problemáticas teóricas, metodológicas y recontextuales a las que responde la unidad Competencias y aportes que fomenta la unidad que son fundamentales para profundizar en el estudio de la Química. La unidad esta diseñada de tal forma que la complejidad de las relaciones que se establecen entre las ideas, se estructuren en conceptos relevantes; es por ello que se inicia con el estudio de las características generales de la química colombiana y las áreas de la química, las cuales están muy presentes en los campos de formación del diseño del Programa de Química. También se relacionan esos conceptos con las características pedagógicas y curriculares del Programa de Química, que permiten que sus graduados tengan las competencias que les permitan desarrollarse en el medio nacional e internacional. La unidad permite un estudio general de las características de la química colombiana, sus instituciones, las características de la Química en la UNAD y su aplicación a través de: Identificación de competencias del egresado, propias del campo disciplinar que deben ser apropiadas por los estudiantes para poderse desempeñar con éxito en el medio profesional. Reconocimiento de líneas de investigación, básicas para el estudio de la Química. La unidad promueve competencias cognitivas, analíticas, contextuales, comunicativas y valorativas, asociadas a los bases conceptuales y metodológicas de la Química. 91 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA CAPITULO CUARTO: DESARROLLO DE LA QUÍMICA EN COLOMBIA Introducción Este cuarto capítulo está orientado a que el estudiante conozca someramente cómo ha sido el desarrollo de la química en el país, desde la época de la colonia hasta nuestros días, así como los acontecimientos más importantes en las vidas de algunos de los químicos colombianos que más han sobresalido en su campo, con el fin de que le sirvan de ejemplo a seguir. Igualmente, se hace una descripción de las principales instituciones y entidades tanto públicas como privadas que tienen que ver con la química con el fin de que pueda vislumbrar las áreas en las que posiblemente podría desempeñarse. LECCIÓN 12: NUEVO REINO DE GRANADA 12.1. Expediciones científicas El cambio entre la España oscurantista e inquisitorial a la España relativamente progresista, así como la destrucción parcial de los prejuicios de la nobleza contra el trabajo manual en la agricultura y a industria se dio, como explica Osorio (1982), a partir de la formación de asociaciones de personas instruidas, llamadas Sociedades Económicas de Amigos del País, corporaciones oficialmente reconocidas, que tuvieron por objeto trabajar por el desarrollo de la riqueza y la prosperidad del país. Si bien, en un principio, se limitaron al fomento de la agricultura y la economía mediante las creadas en Zurich en 1747 y en París en 1761, en España, se creó, en 1765, con sede en Vergara, la primera sociedad española de tal naturaleza: la Real Sociedad Vascongada de Amigos del País, y en 1804, ya había 62 en todo el país. Estas sociedades establecieron centros de enseñanza de ciencias aplicadas a las industrias, como la química, la mecánica, la minería, la metalurgia y la agricultura e impulsaron una serie de expediciones científicas tanto desde España como desde otros países europeos, las cuales constituyen el comienzo de las ciencias naturales en nuestro continente, en general y en Colombia, en particular. Tal como explica José Tudela (1954, citado en Osorio, 1982): “El Siglo XVIII presenció un notable desarrollo científico en América, reflejo del experimentado en la península y por las mismas causas que aquí lo favorecieron. La introducción del pensamiento científico moderno y la acogida dispensada a Copérnico, Galileo, Newton, Descartes y sus innovaciones filosóficas, formando el ambiente típico de la época, favorable al interés de las Ciencias Naturales y a su desarrollo. No se cultivan solo las estrictamente 92 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA biológicas y geológicas, sino asimismo la Física, la Química, la Astronomía y, como base las matemáticas, como asimismo las técnicas y sus aplicaciones: Medicina, Náutica e Ingeniería. Sabios españoles visitan Ultramar, crean núcleos, forman discípulos, despiertan vocaciones, actúan de fermento. El Estado Español, en un momento y situación de espíritu raras veces repetidos, invierte crecidísimas sumas para las investigaciones científicas, las protege con entusiasmo, realiza empresas inasequibles a los particulares, importa sabios extranjeros que coadyuven a tal labor y ejerzan el influjo aludido, y surge una efímera pero intensa época de esplendor científico, destruido tanto en España como en América por las respectivas guerras de independencia y las subsiguientes luchas políticas. Mas no alcanzó igual hondura en toda América este movimiento radicando sus núcleos más importantes en Méjico y Nueva Granada, y después, en Perú. Este movimiento científico hispanoamericano se extiende a la creación de nuevos centros de enseñanza e investigación, las expediciones científicas – rasgo no continuado después- y al cultivo individual o en grupos de diversas actividades científicas por sabios españoles, criollos o extranjeros” Entre estas expediciones científicas, se pueden mencionar: En 1711, la expedición de Hipólito Ruiz y José Pavón en Perú y Chile. En 1787, la Expedición naturalista en Nueva España (hoy Méjico) por iniciativa de Martín Sessé. Entre 1789 y 1794, la expedición de Alejandro Malaspina que dio la vuelta al mundo recogiendo observaciones de todo orden. En 1795, la expedición del Río de la Plata, dirigida por Félix de Azara, que exploró Uruguay, Argentina y Paraguay. Estas expediciones, así como las que se explican a continuación, importantes como antecedentes para la Historia de la Química en Colombia, fueron en opinión de Jaramillo (1952, citado en Osorio, 1989), “expediciones científicas que tuvieron como fin principal el estudio de la Historia Natural del Nuevo Mundo en sus tres reinos, el mineral, el vegetal y el animal, asegurando en esta forma que los súbditos de Carlos III disfrutasen de los beneficios que pudieren derivar de él para el adelantamiento de la ciencia y el incremento del comercio, las industrias y las artes”. En 1734, tal como menciona V.M. Von Hagen (1946, citado en Osorio, 1982), la Academia de Ciencias de París, envió a Sudamérica una expedición científica, encabezada por el filósofo natural Charles Marie de La Condamine. Su objetivo principal era medir en forma exacta un grado de latitud en el 93 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Ecuador para tratar de resolver la controversia que existía entre newtonianos y cassinistas. El grado se midió, pero el resultado más importante fue el descubrimiento del caucho, la quina y el curare, entre otras cosas. En 1783, la Expedición Botánica del Nuevo Reino de Granada, dirigida por el sabio médico y naturalista español José Celestino Mutis, su director hasta su muerte en 1808, funcionó durante ocho años en Mariquita y luego se trasladó a Santafé. Fue la mejor y más famosa y tuvo entre sus colaboradores a un selecto grupo de neogranadinos escogido y formado por él, que realizó una gran labor científica bajo su dirección, entre quienes se destacaron: Jorge Tadeo Lozano, Francisco Antonio Zea, Francisco José de Caldas, Eloy Valenzuela, Fray Diego García, Sinforoso Mutis, Francisco Javier Matiz (de quien Humboldt escribió que “era el mejor pintor de flores del mundo”), Pedro Fermín de Vargas, José Manuel Restrepo y otros. Se caracterizó más que las anteriormente mencionadas por su formación científica integral en Biología y Química y es excepcional por la preparación técnica de su cuerpo de 30 pintores para el trabajo tan exigente de consecución de los elementos e ingredientes de las pinturas y el conocimiento de la composición y las técnicas de su preparación, tan complejos que aún hoy, con todos los adelantos con que se cuenta, resultan difíciles y laboriosos. 12.2 Instituciones de enseñanza 12.2.1. Real Seminario de Minería de México: Tuvo su origen, como expone Izquierdo (1958, citado en Osorio, 1982), en una petición del cuerpo de mineros mexicanos dirigida al rey en que solicitaban: “la creación de un tribunal de Minería formado por cuatro individuos capaces de ayudar a los mineros con algo más que la experiencia común y corriente y dotarlos de nuevas ordenanzas que reemplazaran a las existentes, además de la fundación en la ciudad de México de un Colegio o Seminario Metálico destinado a que en él se formaran individuos debidamente preparados para dirigir, tanto el laboreo de las minas, como el beneficio de los metales, logrando de esta manera que se aprovecharan los minerales pobres y el empleo de mejores métodos en el beneficio de la plata aumentando su producción. El Colegio, dirigido por un hombre sabio en las Matemáticas y en Física Experimental, Chímica y Metálica y profundamente instruido en la minería práctica de la Nueva España, debería tener cuatro maestros: El primero para enseñar en dos años, aritmética y geometría, trigonometría y álgebra. El Segundo, para enseñar en igual tiempo, hidrostática e hidráulica, aerometría (ventilación de las minas) y pirotecnia (manejo de los explosivos en las minas). El Tercero, para dar un curso elemental en Chímica teórica y práctica, y el Cuarto para enseñar 94 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA mineralogía, metalurgia y el uso del azogue, propio de nuestra América. Además de estos cuatro maestros, habrá otro para dibujo. La Real Orden del 19 de julio de 1786, nombró como Director de Minería al profesor de Mineralogía don Fausto D’Elhuyar y Zubice quien por entonces se encontraba en Viena en la misión de estudiar a fondo el proceso de beneficio de la plata por amalgamación con mercurio, recién desarrollado en Hungría por el Barón Ignaz Edler Von Born (publicado en 1786). D’Elhuyar salió para México llevando en su compañía a once mineros alemanes, entre ellos, los mineralogistas Federico Sonneschmidt, Francisco Fischer y Luis Lindner y el ingeniero en minas Carlos Gottlieb Weinhold”. La existencia de esta institución es clave para el desarrollo de la Química en México e indirectamente en el Nuevo Reino de Granada, ya que en ella estuvieron como profesores o estudiantes numerosos personajes que están directamente relacionados con el desarrollo de la Química en México y Colombia. Así, D’Elhuyar impartió en 1797, el primer curso de química que llegó a darse en el país, y en América, circunscrito al reino mineral, tomando como base el Tratado elemental de química de Lavoisier, traducido al español por personal del Real Seminario, traducción distinta a la que posteriormente se haría en España (Chamizo, 2004) y Lindner continuo con esta cátedra en 1801 y 1803, Del Río descubrió el vanadio y como explica Izquierdo (1958, citado en Osorio, 1982): “Humboldt, después de cuatro años de exploraciones en diversas regiones de América tropical, permaneció en territorio mexicano entre el 22 de marzo de 1803 y el 7 de marzo de 1804, y la mayor parte de ese tiempo la empleó en hacer viajes y excursiones de estudio principalmente a las regiones mineras y de interés geológico, recogiendo numerosas observaciones mineralógicas, geológicas, y de diversa índole y el resto del tiempo, repartido en tres estancias parciales, permaneció en la ciudad de México, utilizando el Seminario de Minería como cuartel general, acudiendo a él y permaneciendo durante largas horas, entregado a labores de coordinación y redacción de sus memorias y acudiendo a las clases teniendo frecuente trato con los catedráticos y los alumnos. Allí fue recibido en el laboratorio de Lindner con quien estuvo haciendo muchos de sus ensayos, y con base en las relaciones que estableció con los profesores, ayudantes y alumnos, escribió más tarde: “los principios de la nueva química estaban más extendidos en México que en muchas partes de la península española; los jóvenes mexicanos razonaban sobre la descomposición del agua, el procedimiento de la amalgamación al aire libre, y en México se publicó la primera traducción española de los Elements de Chimie de Lavoisier”. 12.3. Primeros metalúrgicos-químicos 95 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA A continuación, se hará una breve biografía de algunos científicos, especialmente españoles y mexicanos, la mayoría con alguna relación con el Seminario de Minería, quienes se pueden considerar como precursores de la metalurgia, la mineralogía y la química en el entonces Nuevo Reino de Granada. Vale anotar que en esas épocas, las instituciones de educación superior en Europa asociaban en sus programas estas tres ramas de la ciencia bajo el título de Ingeniería de Minas. 12.3.1 Bartolomé de Medina: español, oriundo de Sevilla, tal como explica Osorio (1982), llegó a convertirse en un experto en metalurgia y fundición, por sus trabajos en las minas de cobre del río Tinto y en la de plata de Zalamea del Real. Una vez en ciudad de México, continuó sus ensayos y habiéndose trasladado a Pachuca, descubrió un proceso de amalgamación en 1555 que llegó a conocerse como de “beneficio de patio”, el cual patentó ante el rey por seis años. Este proceso fue llevado a Perú por Fernández de Velasco en 1571, y aunque fue descubierto en México, se menciona en este curso pues fue el proceso que se utilizó ampliamente en todas las minas de plata del Nuevo Mundo, incluidas las del Reino de Granada. 12.3.2. José Luis Proust: nacido y muerto en Angers (1754-1826). Como resume Osorio (1982), fue hijo de un farmacéutico; estudió primero química en el laboratorio de su padre y luego siguió estudios en París, obteniendo la plaza de farmacéutico en Jefe de Salpétiére, siendo al mismo tiempo profesor de química en el Museo de Pilatréde Rozier. Fue llamado por Carlos III a España, recomendado por Lavoisier, siendo sucesivamente profesor de la química de la Escuela de artillería de Segovia y de Salamanca, hasta que en 1789 se trasladó a Madrid, donde el rey le hizo montar un laboratorio que manejó como Director durante diecisiete años. En este laboratorio, Proust tuvo que ver con los trabajos que se adelantaban sobre el platino, validando los trabajos de D’Elhuyar. En 1816 fue admitido en la Academia de Ciencias de París y al año siguiente se trasladó a Croan y Angers, donde murió. Proust fue uno de los químicos más distinguidos de Francia, considerándose como uno de los fundadores del análisis por vía húmeda. Realizó gran número de investigaciones sobre la composición de compuestos minerales de origen natural y artificial. Demostró que varios metales pueden formar más de un óxido (descubrió el óxido cuproso en 1799) y más de un sulfuro, cada uno de los cuales tiene una composición definida, distinguiendo también entre óxidos e hidróxidos u óxidos hidratados. En 1797, Proust enunció la Ley de las proporciones constantes, como describe Partington, (1945, citado en Osorio, 1982) y además, aisló en forma cristalizada el azúcar de uva (1802), y la manita (1806). Además, demostró que la sal microcósmica contiene soda (1775) y aisló la leucina (óxido caseoso) de entre los 96 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA productos de descomposición de la caseína (1819). En 1805, la mayoría de químicos habían aceptado su teoría de las proporciones definidas, y rechazado la las proporciones indefinidas de Bertholet, siendo respaldada en 1807 por la aparición de la teoría atómica de Dalton. 12.3.3 Francisco Chabaneau: Químico. Como describe Osorio (1982), fue recomendado a Carlos III por Hilaire Marin-Rouelle, quien había sido su profesor; llegó a Vergara en 1777 y se encargó de las cátedras de física y francés. Pasó luego a la cátedra de Química en Madrid donde publicó sus trabajos sobre fundición del platino, siendo el primer investigador que lo obtuvo en forma metálica, por lo cual fue enviado a Londres donde perfeccionó la técnica de fundir, dulcificar y darle brillo y vuelto a París, remitió al Rey varias piezas que había labrado, siendo tan de su gusto que el rey pidió al Virrey de Santafé que enviase más platina, con el fin de que Chabaneau pudiera confeccionar un servicio de altar con destino a la Real Capilla y una vajilla para la real mesa. De regreso en Madrid, presentó un plan de estudios de mineralogía y le encargaron la Dirección del Laboratorio de la platina, donde además, se llevaron en colección todos los objetos de platino existentes en la época. Con el platino purificado como fruto de sus trabajos allí, se obtuvieron diversos utensilios científicos, entre los que se cuentan: un telescopio, dos péndulos invariables y la colección de pesas y medidas (1798). En 1873, se fundió el metro patrón iridiado, y en 1802, se fundieron la vara de Burgos y las pesas de 2 libras y sus divisiones que se conservan en la Comisión de pesas y medidas. 12.3.4. Juan José D’Elhuyar (1754-1796): Nació en Logroño. Junto con su hermano Fausto estudió en París durante cinco años, matemáticas, física, química e historia natural. Posteriormente, como menciona Osorio (1982), continuó estudios de alemán, química, metalurgia, geología y mineralogía en la afamada escuela de Freyberg, con el geólogo A.G. Werner, durante dos años. A finales de 1781, continuó estudios en Upsala (Suecia), país en el que se estaban haciendo importantes descubrimientos químicos, bajo la guía del eminente químico profesor T.O. Bergman y algunos de sus discípulos (descubridores del manganeso y el molibdeno), J.G. Gahn y P.J. Hjelm. De regreso a Vergara, continúo el estudio de los minerales de wolframio que había traído de Sajonia, obteniendo a finales de 1783 el ácido túngstico y más tarde el tungsteno metálico. Por esta época, la minería del Nuevo Reino de Granada estaba en decadencia y el Arzobispo-Virrey Antonio Caballero y Góngora solicitó al rey de España el envío de peritos o profesores instruidos para que fundasen escuelas y enseñasen el arte del beneficio de los metales. A instancias de José Celestino Mutis, solicitó expresamente a J.J D’Elhuyar, quien a raíz de sus descubrimientos, fue nombrado para mejorar el beneficio de los metales de fundición del Nuevo Reino de Granada, por lo cual, llegó a Cartagena en 1784. 97 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Comenzó por fabricar en la Maestranza de la Marina los equipos y herramientas que se necesitaban para el laboreo de las minas y los minerales y en 1785 llegó a Mariquita, desde donde atendió los asuntos del Real de Minas de la aldea de Santa Ana, durante cerca de once años. Trabajó en la organización y dirección de los trabajos de minería y el tratamiento de los minerales extraídos y la capacitación de personal sin instrucción alguna. Murió en Santafé en septiembre de 1796. 12.3.5. Guillermo Bowles (1714-1780): Como explica Azara (1782, citado en Osorio 1982), nació en Cork, Irlanda; estudió inicialmente leyes pero más tarde se dedicó por completo a la Historia Natural, Química, Metalurgia y Anatomía. Visitó casi todas las provincias de Francia haciendo observaciones sobre sus minas, vegetales y otras producciones y estando en París, por iniciativa de Antonio de Ulloa aceptó un cargo del Ministerio para establecerse en España, visitar minas, y organizar y dirigir un Gabinete de Historia Natural y un Laboratorio Químico. Ya en Madrid, su primera labor fue reparar y poner en funcionamiento la mina de Almadén, arruinada por un incendio. Luego, viajó por las provincias meridionales, recogiendo muestras de minerales y otras para el Gabinete, además de las que recibía en forma regular de Nueva España y Perú, sobre las cuales se ocupó posteriormente en hacer todo tipo de ensayos, asistido por Agustín de la Planche, químico español. Una de las partes de la obra de Bowles, más destacable fue su estudio del platino, que le llegó proveniente de Popayán, de una mina llamada Chocó, conocido en esa época como platina y que era considerado poco menos que material basura, que dificultaba la extracción del oro para el cual formaba una matriz difícil de tratar, a tal punto que algunas minas en que era más abundante que el mismo oro, se abandonaban por la dificultad de separarlo de éste. Para algunos mineralogistas como Bufón, la platina era una mezcla de oro y de hierro formada por la naturaleza, y para el conde de Milly, tenía además rastros de azogue, cristales de roca y cuarzos de diferentes clases. Pero para la mayoría de químicos de la época que tuvieron ocasión de estudiarla, la platina era un metal distinto, perfecto, indestructible, tan poco alterable como el oro y la plata y tan duro como el hierro. Como conclusión de sus estudios, Bowles sugiere que la platina se puede llegar a utilizar para elaborar utensilios que no se oxidan, pero que se pueden trabajar fácilmente ya que se deja forjar y soldar como el hierro. 12.3.6. Andrés Manuel del Río: (1764-1849): Bargalló, Modesto (1966, citado en Osorio, 1982), en su extensa biografía sobre del Río, explica que nació en Madrid, donde en aquella época abundaban los botánicos y para satisfacer su ansia de saber en mineralogía, geología y minería, tuvo que estudiar en la Real Academia de Minas de Almadén, donde enseñaba Storr y en el Seminario de Vergara con los hermanos D’Elhuyar. Igualmente, estudió durante once años en París con Jean 98 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Darcet, en Freyberg, con Abraham Gottlob Werner y en Chemnitz y en algunos centros mineros ingleses, los procesos empíricos seguidos por los mineros y metalúrgicos de Nueva España y Perú. Finalmente, se estableció en Vergara, donde por instancias de Fausto D’Elhuyar fue enviado por la Corona en calidad de profesor del Seminario de Minería a donde llegó en 1794 y sirvió hasta su muerte en 1849. Allí, enseñó mineralogía, geognosia y laboreo de minas, siendo mineralogista experto, geólogo, minero y metalúrgico; descubridor del vanadio y de la vanaditina e investigador de buena cantidad de minerales mexicanos, fue autor de numerosas e importantes obras como “Elementos de Orictognosia”, en dos volúmenes, de la cual dice Humboldt en su “Ensayo Político de la Nueva España” que “es la mejor obra mineralógica de la literatura española” y Guyton de Morveau la estima como: “la Mineralogía más notable de su tiempo en todas las lenguas”, “Arte de las minas”, “Geometría subterránea” y de un “Tratado de vetas”. Igualmente tradujo y anotó otras importantes obras como “Tablas Mineralógicas de Karsten” y “Nuevo Sistema Mineral del Sr. Bercelio”. Además, dirigió la primera fundición de hierro y acero de Hispanoamérica en Coalcomán. Pero lo que constituyó el mayor aporte científico de Del Río, continúa explicando Osorio (1982), es el descubrimiento del eritronio o vanadio en un mineral de plomo de Zimapán, en 1801. hecho que para Bargalló (1966, citado en Osorio, 1982), “constituye un hecho excepcional para América, y muy honroso para México porque es el primer elemento químico descubierto en un laboratorio de América, casi un cuarto de siglo antes de que se descubriese el segundo en laboratorios de Estados Unidos”. Este descubrimiento tardó tanto tiempo en ser considerado por la comunidad científica europea que prácticamente se había olvidado cuando en 1830 el sueco Sefstrom anunció el descubrimiento en minerales de hierro de un elemento que llamó vanadio (Chamizo, 2004). Del Río indicó que era el mismo elemento que él había descubierto y llamado eritronio, hecho que fue constatado por el químico más importante del mundo en 1831, Jons Jacob Berzelius, validándose así el descubrimiento de Del Río. 12.3.7. Juan Bautista Boussingault (1802- 1887): como narra España (1998), Boussingault, Químico e Ingeniero de Minas francés, nació en París. Estudió en la escuela de Minas de Saint Etienne donde recibió conocimientos de química, física, matemáticas, metalurgia, geología, mecánica, y geometría subterránea. Además, recibió un curso especial de análisis de muestras metálicas y como premio por sus notas lo nombraron para cuidar el laboratorio y preparar los experimentos. Sus actividades incluían visitas a minas, exploración de cuevas y la toma de muestras minerales que luego analizaba en el laboratorio; como resultado de un análisis descubrió silicio en el platino, y la memoria en la que describió el descubrimiento le permitió graduarse. Recién graduado, participó en un concurso organizado por el barón de Cuvier y la academia de Ciencias de París para satisfacer la petición 99 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA especial de Francisco Antonio Zea, quien cumpliendo órdenes de Bolívar tras ganar la batalla de Boyacá deseaba reunir un grupo de científicos que viniera a Santa Fe a establecer una escuela de minas y estudios en ciencias naturales. Un grupo de científicos de la época, entre quienes estaban Laplace, Arago, Gay Lussac, Poisson, Biot y Alejandro de Humboldt se encargaron de entrevistar y seleccionar los posibles candidatos, siendo escogidos finalmente cinco, entre quienes se contaban Boussingault y Mariano de Rivero, otro ingeniero de minas y químico, los cuales fueron contratados en el cuerpo de ingenieros patriota por cuatro años. Una vez seleccionados, se dedicaron a adquirir en París los instrumentos y herramientas que necesitarían en Nueva Granada para sus estudios, los sabios que los habían seleccionado, les obsequiaron instrumentos ya que estaban interesados en los estudios que iban a emprender y les encomendaron misiones especiales para continuar con sus propios estudios. Una vez en Nueva Granada, viajó hasta Caracas que estaba todavía destruida a consecuencia del terremoto de 1812 y se dedicó a estudiar los territorios aledaños tratando de encontrar pistas de la razón por la cual ciertos sitios habían sido más afectados que otros, descubriendo que los sitios donde el terremoto había sido más fuerte estaba constituido por rocas cristalinas, granitos y traquitas principalmente, en tanto que los poblados que sufrieron pocos daños estaban construidos sobre rocas sedimentarias, areniscas, calcáreas y aluvión. Durante el viaje entre Caracas y Santa Fe, tuvo ocasión de analizar la leche del árbol de la leche, descubriendo que tenía: fibrina, albúmina, cera vegetal, sales calcáreas, sales de magnesia y fosfatos. Más adelante, analizando el agua de un lago de Mérida que se utilizaban para curar los tabacos, caracterizó dos minerales no descritos hasta ahora en los tratados de mineralogía: sesquicarbonato de sodio y carbonato doble de calcio y sodio, el cual en honor a Gay Lussac bautizó gaylussita. Una vez en Santafé, les comunicaron que el contrato original había sido cancelado pues el nuevo gobierno no tenía dinero suficiente para pagarles. Disuelta la misión, Boussingault se dedicó a recorrer el país pues sus conocimientos en minas y mineralogía eran muy apetecidos. Así, recorrió Pamplona, Mariquita e Ibagué, Antioquia y el Chocó, dando sus consejos y opiniones. Más adelante, le fue encomendado levantar el plano topográfico de Santafé, fijar los límites de la nueva república y comenzar a levantar sus mapas cartográficos. Evaluar las minas de sal de Muzo, Supía y Marmato y los procesos productivos de las de Zipaquirá, Nemocón y Chita. También analizó las aguas sulfatadas y sódicas de Paipa, llegando a la conclusión que son mejores que las de Carlsbaad. Después, viajó al sur, recorrió Pasto, Quito y Guayaquil, subiendo a los volcanes del Puracé, Cumbal y Chimborazo. 100 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Como explica Osorio (1982), los resultados de todas sus observaciones se plasmaron en innumerables memorias científicas, compiladas bajo el título “Voyage aux Andes Equatoriales”. De vuelta en Europa, dictó la cátedra de química general de la Facultad de Lyón en 1828 y en 1829, fue nombrado en la cátedra de Química Agrícola del Conservatorio de Artes y Oficios, cargo que ejerció hasta su muerte. El resultado de sus investigaciones físicas y químicas en agricultura, fisiología vegetal y economía rural se publicó en los libros”Ecologie rurale (París, 1844), y especialmente en “Agronomie, Chimie Agrícole et Phisiologie” (París, 1851-1856), en el cual se recogen sus descubrimientos de los ciclos del nitrógeno y sus estudios sobre las proporciones de calcio, fósforo y nitrógeno en todo tipo de abonos. En años posteriores, se radicó en Bachelbron (Alsacia) donde aplicó por primera vez los análisis químicos a los problemas agrícolas, estudios por los que es llamado el Padre de la Agronomía. También escribió: Mémoires de Chimie Agricole et de Physiologie (París, 1854), La Fosse a fumier (París, 1858) y Etudes sur la transformation de fer en acier por la cémentation (París, 1875). LECCIÓN 13: REPÚBLICA DE COLOMBIA 13.1 PRIMEROS QUÍMICOS COLOMBIANOS 13.1.1 José María Cabal (1786-1816): Narra Osorio (1982), que nació en Buga (Valle), terminó estudios secundarios en San Bartolomé y se comprometió de lleno en el proceso de la publicación de los Derechos del hombre, junto con Antonio Nariño y otros más, por lo cual permaneció en proceso en Cádiz entre 1796 y 1799. Una vez absuelto, viajó a Madrid donde continúo estudios de botánica con el célebre José Antonio Cavanilles. Un año más tarde, se trasladó a París donde permaneció siete años, estudiando química y sus ramas auxiliares en prestigiosas instituciones, en estrecho contacto con químicos como Vauquelin, Proust, Bertholet, Laplace, Hauy, Biot y otros, con los cuales adelantó varias investigaciones, viviendo de cerca acontecimientos históricos como el triunfo de la revolución francesa, el ascenso de Napoleón Bonaparte al trono, y la invasión a España. Al llegar a la Nueva Granada, en 1809, se encontró con el proceso revolucionario de la independencia y se unió a él, alistándose en el ejército de Nariño, donde ascendió rápidamente hasta llegar a Jefe de Estado Mayor y derrotó en el Alto Palacé a Juan Sámano. Tras la derrota del ejército patriota en la Cuchilla del Tambo, fue apresado, juzgado en consejo de guerra y fusilado en Popayán en 1816. Las autoridades españolas le decomisaron entre otras cosas, “seis tomos manuscritos y empastados que contenían estudios sobre química por José María Cabal” 101 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 13.1.2 Jorge Tadeo Lozano (1771-1816): Hijo de los marqueses de San Jorge, estudió química en el Real Laboratorio de Madrid entre 1792 y 1798, año en que regresó trayendo a Nueva Granada instrumentos, una vasta biblioteca, y todos los elementos necesarios para continuar aquí sus experimentos. Formó parte de la Expedición Botánica, en el campo de la zoología, publicando dos obras: La Fauna cundinamarquesa y Las serpientes. Como patriota fue fusilado por el general Pablo Morillo en 1816 Lozano, Fabio (1916, citado en Osorio, 1982). 13.1.3 Ezequiel Uricoechea (1834-1880): Como se explica en la Serie de Filósofos colombianos del Instituto Caro y Cuervo (1968, citado en Osorio, 1982), Nació en Bogotá. Se graduó médico en Yale y en 1852 viajó a Alemania, matriculándose en Gotinga, donde se graduó en 1854 como doctor con especialización en química y mineralogía, con un estudio en alemán sobre el iridio, metal del grupo del platino. Desde el año de 1852, publicó sus artículos en el New York Herald y en 1853 en Annalen der Chemie und pharmacie de Giesen, entre los que figura el que descubre un compuesto descubierto por él, el octobil. Además, en el Pharmaceutical Journal de Londres, publicó un estudio sobre la cinchona o quina colombiana. En 1857 regresó a Colombia y a partir de 1858 fue durante diez años catedrático de química en el Colegio del Rosario, escribiendo el libro inédito Elementos de Mineralogía y alternado con la publicación Contribuciones de Colombia a las Ciencias y a las artes, de la Sociedad de Naturalistas Neogranadinos, de la cual fue socio fundador. Desilusionado de la falta de ambiente y condiciones propicias para la investigación científica, regresó a Europa en 1869 y se dedicó a los estudios filológicos y lingüísticos en lenguas americanas y en árabe, hasta su muerte en 1880. 13.1.4 Liborio Zerda (1830-1919): nació en Bogotá, y tal como describe el Anuario de la Academia Colombiana (1910, citado en Osorio, 1982), hizo sus estudios secundarios en San Bartolomé, de matemáticas y ciencias naturales en el Colegio del Rosario y se graduó en la Universidad central como médico en 1853. Fue naturalista toda su vida y como divulgador científico hizo conocer los últimos adelantos, especialmente en química, siendo quien primero publicó en español los descubrimientos de los Curie sobre la radiactividad. Dedicó casi toda su vida al laboratorio, publicando además Estudio Químico, Patológico e Higiénico de la chicha, en 1889, en el cual señalaba en esta bebida la presencia de tomaínas, sustancias tóxicas resultantes de la descomposición bacteriológica de los albuminoides, aunque su mayor toxicidad se debía a la presencia de toxinas segregadas por las bacterias. 102 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Fue Ensayador de la Casa de la Moneda de Bogotá, hizo análisis químicos de aguas, sal gema, diversos productos de importación para el Arancel de Aduanas, de fosforitas del Magdalena, muestras de petróleo, de carbón vegetal de distintas procedencias, etc. Presentó en la Exposición Industrial de 1871, una colección de minerales y rocas de Colombia y una exhibición de análisis químicos que obtuvieron el primer premio. Enseñó en escuelas, colegios e institutos durante 48 años, conservando su cátedra en el Colegio del Rosario, de la cual durante varios años fue Rector de la facultad de Medicina, lo que le permitió instalar el laboratorio de química, el anfiteatro anatómico y crear la cátedra de bacteriología. 13.1.5 Vicente Restrepo (1837-1899): Como describe él mismo en Restrepo, Estudio sobre las Minas de Oro y Plata de Colombia (1888, citado en Osorio, 1982), nació en Medellín, en 1851 viajó a París, donde estudió química y trabajó en el Laboratorio del químico francés Teófilo Julio Pelouze y recibió lecciones de mineralogía y geología de Carlos D’Orbigny . En 1857, estuvo en las minas de plata de Freiburg (Sajonia), estudiando sus métodos metalúrgicos y en 1858, estableció en Medellín un laboratorio químico para fundir y ensayar el oro de las minas de Antioquia. Su obra Estudio sobre las Minas de Oro y Plata de Colombia, en estilo sencillo y ágil, es la única que se conoce en su género desde la colonia hasta el año en que fue escrita y contiene una gran riqueza de datos referentes a la minería (entre otros: extractos de la correspondencia de Juan José D’Elhuyar a los virreyes, la descripción del método de amalgamación del Barón Born -similar al descubierto empíricamente por Bartolomé de Medina y aplicado durante tres siglos en las minas de Sudamérica -, el Plan para el establecimiento del Cuerpo de Minería del Nuevo Reino de Granada, a imitación del establecido en Nueva España –México). Tomado de Osorio, (1982), págs 52-53. 13.1.6 Eduardo Lleras Codazzi (1885-1960): Nació en Bogota; autodidacta, empezó a trabajar en 1909 como Ensayador en el Laboratorio Municipal de Bogotá, luego como ayudante y en 1914, como Químico Toxicólogo. Pasó luego al Instituto de Medicina Legal, donde estuvo 40 años, convirtiéndose en una autoridad en la materia. De él dijo el Doctor Guillermo Uribe Cuallla, director del Instituto, al colocarse la primera piedra del edificio en 1943: “tal vez no todos saben que este laboratorio es el único que tiene el país en materia de toxicología y que solamente tiene como motivo de orgullo una eminencia nacional que lo ha aprestigiado con su sabia dirección...” Y más adelante, en el homenaje que le rindió el Primer Congreso de Medicina Legal: “es un verdadero enamorado de sus retortas, reactivos, balanzas y microscopio; le fascinan los problemas de la electricidad y la mecánica; su habilidad manual es proverbial, hasta el punto de que muchas veces ha construido personalmente varios de sus aparatos y dispositivos...” El mismo Congreso le concedió el título de Químico Toxicólogo y el Gobierno Nacional le impuso la Cruz de Boyacá. 103 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Durante varios años enseñó Ciencias Naturales en la Escuela Ricaurte y dictó la cátedra de química en la Escuela de Cerámica del Colegio Mayor de Cundinamarca, construyó su propio horno y preparó personalmente los esmaltes de colores y el oro para la decoración de lozas y porcelanas. En el garaje de su casa tenía instalado un laboratorio donde atendía toda clase de consultas de química y allí fabricó, probablemente por primera vez en Colombia hornos de mufla eléctricos para laboratorio, de una gran sencillez de construcción y satisfactorio rendimiento. Dictó las prácticas de laboratorio en la Facultad de Química de la Universidad Nacional, en las que se distinguió por el espíritu creador que inculcaba, orientándolas no solamente a enseñar determinadas técnicas, el conocimiento de aparatos y reactivos químicos, sino también a mostrar la posibilidad de utilizar y transformar nuestras propias materias primas y recursos minerales. Igualmente, por muchos años desempeñó la cátedra de Química Biológica en la Facultad de Medicina, fue rector de la Facultad de Veterinaria, profesor y Decano de la Facultad de Química y miembro del Consejo Directivo de la Universidad Nacional, la cual le confirió el título de Profesor Honorario. Perteneció a varias academias científicas y murió finalmente en 1960, siendo director del Laboratorio de Toxicología. Tomado de Osorio (1982), Págs. 55-56. 13.1.7 Guillermo Kohn Olaya (1899-1976): Nacido en Bogotá; sus padres fueron Rudolf Kohn, de Pilsen (Checoslovaquia), químico cervecero, quien vino a Colombia contratado por Leo Kopp para la Cervecería Bavaria, pero que se retiró poco después y fundó la Cervecería Germania, y Mariana Olaya Herrera, prima del Presidente Enrique Olaya Herrera. Guillermo hizo sus primeros estudios en Bogotá, inició sus estudios universitarios en Viena y los continuó en la Universidad Técnica de Berlín, donde obtuvo el título de Doctor-Ingeniero “con distinción” en febrero de 1925. De regreso a Colombia, reemplazó a su padre en la Gerencia de la Cervecería Germania, ocupando al mismo tiempo la Gerencia de la Fábrica de Vidrio “La Libertad”. En 1926, fue nombrado Químico-Director del Laboratorio de la Fábrica de Municiones del Ministerio de Guerra, y entre 1927 y 1928 fue profesor de química de la Escuela Militar de Cadetes. Por esa época, el Ministro de Industrias del Presidente Abadía Méndez, José Antonio Montalvo, comisionó a Guillermo Kohn para elaborar el pedido de reactivos y equipos necesarios para montar el laboratorio químico que dependería de la Comisión Científica Nacional y de las dependencias técnicas del Ministerio, y fue llamado nuevamente en 1931 por el Ministro de Industrias Francisco José Chaux, dependiente del nuevo Presidente Olaya Herrera, para instalar los equipos 104 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA recién llegados, en un edificio acondicionado en la Cra 15 entre calles 9 y 10, tal como se describe en Sordo (1978, citado en Osorio, 1982), siendo su ayudante el químico Jorge Ancízar Sordo. En 1932, Guillermo Kohn fundó en asocio con Jorge Ancízar Sordo y otras personas, la Industria Química S.A., siendo su gerente entre 1932 y 1936, con el propósito de explotar las minas de blenda de zinc y azufre de los municipios de Junín y Gachalá (Cund.), poniendo a funcionar en su sede de Bogotá, la primera planta de su género en Colombia, para la producción de óxido de zinc de varias calidades, inicialmente y mas tarde, de azufre y otros minerales, destinados principalmente para su uso como materias primas en fábricas de pinturas. Continuó en la Dirección de Germania hasta que fue comprada por Bavaria en 1949, año en que abandona sus actividades profesionales, muriendo en Viena en 1976. 13.1.8 Antonio María Barriga: Nació en Bogotá en 1893. Hizo sus estudios universitarios en el Colegio Mayor del Rosario, en Filosofía y Letras, complementando con Química, siendo discípulo de Liborio Zerda, su asistente y posteriormente su sucesor en la cátedra. En 1915 se graduó con la tesis: “Algo sobre el Invento de Caldas”. En 1919, obtuvo del Gobierno Nacional, que se volviera a incluir la química, que había sido suspendida desde 1899 con motivo de la Guerra Civil, como materia básica en el bachillerato. Fue profesor de física, química e historia natural en el Colegio del Rosario, posteriormente, de química general, orgánica y física médica en la Facultad de Medicina y de química general y mineralogía en la Facultad de Matemáticas e Ingeniería de la Universidad Nacional y fue nombrado Director de la Sección de Química del Instituto Nacional de Higiene Samper Martínez. De 1919 a 1936 trabajó como Ensayador, y verificador de la Casa de Moneda de Bogotá, Director de la misma de 1938 a 1966 y luego Director del Museo de Numismática del Banco de la República en la Casa de Moneda, convirtiéndose en esta materia y en esmeraldas en el especialista de mayor reputación. Elaboró más de medio centenar de publicaciones sobre los más diversos temas: desde el oro, esmeraldas, café, yuca, panela, aguas termales, fisiología humana, radiación cósmica, etc, hasta la Historia de la Casa de Moneda, sobresaliendo la monografía que publicó en colaboración con su hijo Antonio María Barriga Del Diestro sobre las esmeraldas de Colombia. Fue notoria47 su polémica literaria con varios médicos bogotanos, entre quienes se encontraban Armando Solano, Jorge bejarano y otros, mediante publicaciones en 47 Adaptado de: books.google.com.co/books?isbn=958817354X... 105 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA El Tiempo y varias revistas y periódicos de le época, de artículos en que defendía el punto de vista nutricional, artesanal, termógeno, complementario de la dieta y costumbrista de la chicha para la clase trabajadora, después de más de cincuenta años de haber sido condenada como antihigiénica, a raíz del libro publicado por Liborio Zerda en 1889, ya que aseguraba que con los métodos modernos de elaboración no se producían las tomaínas y toxinas que le daban su calidad de tóxica, disputa que finalmente ganó la cerveza pues el Gobierno dio prioridad a la elaboración de bebidas fermentadas a base de maíz en forma industrial, destacándose entre otras la célebre “Maizola” de Abraham Martínez y más adelante la cerveza “Cabrito” de Bavaria Medicina y Política por Carlos Ernesto Noguera R, Fue miembro, fundador y primer Presidente de la Sociedad Colombiana de Químicos y junto con Eduardo Lleras Codazzi, los primeros químicos en la Academia de Ciencias. En 1935, el Gobierno Nacional le concedió la Cruz de Boyacá por sus servicios y méritos científicos. 13.1.9 Ernesto Pinzón Hernández (1901-1980): Nació en Puente Nacional (Sder) en 1901. Hizo sus estudios superiores en la Escuela Superior de Agronomía, luego Facultad, (que fue cerrada en 1924 como fábrica de “materialistas y comunistas” por el hecho de que allí se enseñaban matemáticas y ciencias naturales de acuerdo con los últimos avances de dichas ciencias, fomentando en los alumnos un espíritu creador), a la cual estaban adscritos brillantes profesores belgas y alemanes, especialmente en hidráulica, agrología y química industrial y químicos como José María Vargas Vergara y Eduardo y Ricardo Lleras Codazzi. Terminados esos estudios, empezó a trabajar en la empresa “Hilados y tejidos de Lana” como asistente del Ingeniero y luego a su retiro, ocupó la Dirección hasta 1928, en que fue vendida a Paños Colombia. Posteriormente trabajó como ingeniero ayudante con los Ferrocarriles Nacionales en los estudios de la Planta Hidroeléctrica del Río Coello y luego, desde 1928, trabajó en el Instituto Nacional de Higiene Samper Martínez, hasta 1943. En 1944 viaja por cuenta de los Ferrocarriles Nacionales a Chile y realiza estudios de Siderurgia en el Instituto Politécnico Militar durante dos años, siendo encargado a su regreso al país de la Dirección del Taller de Fundición, por 13 años, en los cuales lo transforma completamente, dotándolo de maquinaria y procesos modernos, llevando a cabo la formación de personal, capacitándolo en moldeo, manejo de hornos de cubilote, eléctricos y de bronce y modelería. Realiza estudios sobre arenas de moldeo nacionales y metalográficos de aleaciones para repuestos de mayor desgaste de vagones y locomotoras y en el laboratorio químico de control y ensayo de metales, estudia los carbones para locomotoras, lubricantes, etc, atendiendo consultas del departamento de materiales y realizando trabajos para particulares. 106 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA A mediados de 1958 ocupó varias cátedras de metalurgia en la Universidad Industrial de Santander, y en 1963 fue asesor de la Universidad Libre para la creación de la Facultad de Ingeniería Metalúrgica, de la cual fue luego cofundador y catedrático en varias asignaturas de su especialidad. 13.1.10 Manuel Ancízar Sordo: Aunque no fue químico, es interesante mencionar algo de esta persona, por la importancia de la Universidad Nacional en el concierto nacional; Secretario de la Comisión Corográfica de 1850 a 1851, editó Peregrinación Alfa, relato de viaje por los departamentos de Cundinamarca, Boyacá y Santander. Fue el primer Rector de la Universidad Nacional, desde enero de 1868 a junio de 1870, cargo al que fue llamado por el Presidente General Santos Acosta, quien creó la Universidad, en virtud de las facultades otorgadas por el Congreso con el objeto de obtener la organización de una universidad en la capital de la República, que llevara el nombre de “Universidad Nacional de los Estados Unidos de Colombia”. Según el decreto orgánico de l3 de enero de 1868, la nueva institución constaba de seis escuelas: Derecho, Medicina, Ciencias naturales, Ingeniería, Artes y oficios y Literatura y filosofía; más tarde se le adscribieron la Biblioteca Nacional, el Museo, el Laboratorio Químico y los hospitales de caridad y militar. 13.1.11 Jorge Ancízar Sordo: Nació en Bogotá en 1908, nieto de Manuel Ancízar, el primer rector de la Universidad Nacional; se graduó de bachiller en 1924, en la Escuela Ricaurte, teniendo entre sus profesores a Eduardo Lleras Codazzi y Gabriel de Bonald. Gracias al apoyo que recibió de Ernst Rothlisberger, filósofo suizo que había sido contratado en la Universidad Nacional para la cátedra de filosofía e Historia, casado con su tía Inés, viajó en 1925 a Suiza, estudiando Química en la Universidad de Friburgo, recibiendo el doctorado en ciencias con una tesis sobre síntesis de derivados del tiofeno y tionafteno, con la distinción de magna cum laude. Conoció igualmente otros centros científicos en París, Berlín, Alemania, Francia, Bélgica, Inglaterra, Italia y España y a su regreso al país en 1931, es nombrado Jefe de Química Agrícola y Subjefe del Laboratorio del Ministerio de Minas y Petróleos (Laboratorio Químico Nacional). Durante varios años estuvo vinculado a la Universidad Nacional a través de las cátedras de Química Orgánica y Analítica en la Escuela de Farmacia de 1932 a 1933 y de Química General en la Facultad de Medicina de 1935 a 1936. Al frente del Laboratorio Químico Nacional, durante 26 años, tuvo una actividad infatigable y polifacética, orientada a darle proyección nacional e internacional, velando constantemente por su dotación, actualización y mejoramiento en todo sentido, tratando de cubrir todas las actividades acordes con las exigencias del desarrollo nacional, propendiendo por la especialización en el exterior de sus 107 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA profesionales, fomentando permanentemente relaciones con entidades científicas similares de otros países, y haciéndose presente siempre que fue posible en congresos científicos y efemérides, ya que Ancízar opinaba que “El Laboratorio debe aspirar a equiparse en todos los ramos relacionados con las industrias existentes en el país, y con las que se van desarrollando; ha de constituir el centro consultivo de Colombia en materia de química pura y aplicada, y llegar a ser el equivalente, proporciones guardadas, de los institutos de patrones de otros países”. Para dar una idea de la magnitud de los logros alcanzados, es importante anotar que durante esos 26 años, hubo 28 ministros, con los cuales tuvo que mantener excelentes relaciones para sacar adelante el Laboratorio, el cual atravesó en esta etapa por su edad de oro. Asistió como representante de Colombia al VIII Congreso Científico Americano, en Washington entre el 10 y el 21 de abril de 1940, donde fue nombrado Vicepresidente de la Sección de Agricultura y Conservación y Relator de la Sección de Ciencias Físicas y Químicas, la cual dictó la Resolución N° 1 que creó el Comité Colombiano de Análisis de Azúcar, afiliado a la Comisión Internacional de Métodos Uniformes de Análisis de Azúcar. A raíz de este Congreso, permaneció durante cinco años en Estados Unidos, entrando en contacto con instituciones como el National Bureau of Standards, la American Society for Testing Materials (ASTM), universidades y entidades industriales, con el fin de obtener información sobre tópicos tales como concentración de minerales, fabricación de soda y derivados de la sal común, ácido sulfúrico y abonos químicos, presentando a su regreso al país un informe completo y documentado al Ministerio de Economía Nacional y al Instituto de Fomento Industrial, recién creado. Además, este viaje tuvo provechosas consecuencias pues permitió la consecución de becas de especialización para el personal profesional del Laboratorio en el National Bureau of Standards y en la Universidad de California, en las áreas de cerámica, caucho, textiles, suelos, concentración de minerales, metales preciosos, etc, además de que la ASTM admitió como miembro suyo al Laboratorio Químico el 13 de febrero de 1940. Entre sus múltiples labores -con la estrecha colaboración de sus compañeros del Laboratorio- hay que destacar su eficaz participación en la elaboración del Plan de Fomento Manufacturero y su intervención en la mayor parte de proyectos importantes del Instituto de Fomento Industrial IFI, desde los estudios sobre las industrias de derivados del cloruro de sodio, ácido sulfúrico y abonos químicos, los suelos, la industria cerámica, los algodones nacionales, hasta los minerales de hierro, calizas, carbones y materiales refractarios para la Industria Siderúrgica Paz de Río. 108 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Del 8 al 15 de septiembre de 1951, se reunieron en Nueva York y Washington la XVI Conferencia de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) y el XII Congreso Internacional de Química, patrocinado por la misma Unión, con motivo de celebrarse las bodas de diamante de la American Chemichal Society y las de oro del National Bureau of Standards. Colombia fue invitada por pertenecer a la Unión y Ancízar asistió como delegado ad honorem, siendo elegido miembro de Bureau de la IUPAC durante los años de 1951 a 1955. El Laboratorio Químico Nacional fue elegido como su representante en Colombia. En este viaje, Ancízar aprovechó para conocer también Estocolmo, Uppsala y Zurich. Estando en Zurich, en 1955 en la Conferencia de la IUPAC, Ancízar tuvo oportunidad de asistir también en calidad de observador a la Conferencia de Átomos para la Paz, reunida en Ginebra, estableciendo contactos que dieron lugar a la preparación del Laboratorio Químico Nacional para la era atómica en Colombia. En noviembre de 1956 vino a Colombia una misión de expertos de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos y el químico Tulio Marulanda, Subdirector del Laboratorio siguió un curso sobre los usos pacíficos de la energía atómica. Más tarde, Ancízar y Marulanda, invitados por la misma Comisión, asistieron en mayo de 1957 al Simposio Interamericano sobre aplicaciones pacíficas de la energía nuclear y sentaron las bases para una colaboración estrecha con las entidades norteamericanas. De estas iniciativas surgió el Instituto Colombiano de Asuntos Nucleares (IAN), cuyo primer director fue Marulanda. Se debe destacar también como fruto de la activa participación de Ancízar Sordo, la Biblioteca del Laboratorio. Allí reunió una rica colección de revistas, libros técnicos y científicos que ha constituido una herramienta insustituible de consulta permanente para poder atender la infinidad de trabajos que ha tenido que ejecutar el Laboratorio. En 1957, renunció a la Dirección del Laboratorio Químico Nacional, pasando a ocupar la Gerencia de Productos Roche, S.A. 13.1.12 Joaquín Molano Campuzano: Trabajó como ayudante de química en el Laboratorio Químico Nacional y en el Laboratorio Químico de la Fábrica de Municiones entre 1932 y 1938. En la Aduana de Buenaventura trabajó como Químico Merciólogo de 1938 a 1945 realizando un intenso trabajo tendiente a establecer un laboratorio bien dotado y adecuado para atender las necesidades de control químico de aduanas. Es este lapso realizó cerca de 5000 análisis químicos y físicos, sobre los más diversos productos comerciales e industriales: textiles, productos químicos, drogas, metales y aleaciones, licores, vinos, papeles, etc, y produjo innumerables dictámenes y peritazgos químicos para todas las dependencias oficiales locales. 109 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Se propuso modernizar el arancel de aduanas que regía en el país desde 1930, con base en el trabajo realizado por la Sociedad de las Naciones de Ginebra e inició su traducción del francés, traducción que constituye el principio del actual arancel aduanero. En 1946 viajó a París donde realizó estudios libres en el Museo de Historia Natural y en la Escuela de Ingeniería Civil, en la cual recibió el título de Químico. Fue cofundador de la Universidad de Bogotá, Jorge Tadeo Lozano donde ejerció la cátedra de Recursos Naturales por varios años. Ha sido también catedrático en otras universidades y ha publicado numerosas monografías sobre recursos naturales, geografía económica, ecología, etc. A su paso por la oficina de territorios Nacionales contribuyó mucho a dar a conocer sus problemas y recursos, especialmente de la Amazonía, a la cual realizó varios viajes y dedicó sendos estudios. Fue uno de los primeros en escribir sobre limnología de aguas territoriales en Colombia y llamar la atención sobre la economía y buen manejo de esta agua. Fue miembro de numerosas sociedades científicas, nacionales y extranjeras y recibió numerosas distinciones por sus trabajos. Murió en 2003. 13.2. Recuento histórico de la Química en Colombia 48 A partir del 7 de agosto de 1819, con el triunfo de la Batalla de Boyacá lograda por el Ejército Libertador, al mando del General Simón Bolívar (1783, Caracas1830, Santa Marta), se desarrolló una serie casi ininterrumpida de victorias militares, dentro de las cuales destacan Carabobo (1821), Pichincha (1822), del Lago de Maracaibo (1823), Junín (1824) y Ayacucho (1824). Estos logros militares dieron fin al dominio Español en América, creando el escenario de surgimiento de las naciones latinoamericanas, excepción de Brasil que, en estos tiempos, consolidó su independencia de Portugal, constituyéndose como Imperio. Pocos días después del triunfo de la Batalla de Boyacá, el General Francisco de Paula Santander (1792, Cúcuta -1840, Bogotá) fue nombrado por Simón Bolívar como Vicepresidente de la recién independizada Nueva Granada, que el 17 de diciembre de 1819 en Angostura (hoy Ciudad Bolívar, Venezuela) pasó a integrar la Gran Colombia (reconocida por Estados Unidos en 1822 y por Gran Bretaña en 1824), que comprendía los territorios de Venezuela, Nueva Granada y Quito. El Congreso de Cúcuta (1821), ratificó la Ley fundamental de la nueva República, que estableció su capital en Bogotá. Desde 1819 Santander asumió interinamente la presidencia del poder ejecutivo en sustitución del propio Libertador, quien continuó al frente del Ejército 48 De: http://www.farmacia.unal.edu.co/HistCap3.htm recuperado el 22 de junio de 2009 110 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA independentista, estableciendo en Bogotá las pautas iniciales del Estado Colombiano. A partir de 1826, las discrepancias políticas entre Santander y Bolívar se hicieron evidentes, ya que el primero defendía una política liberal y quería mantener los principios acordados en la Constitución de 1821, en tanto que el Libertador promovía la implantación de una norma constitucional más conservadora y centralista. La fracasada Convención de Ocaña de abril de 1828, terminó por suponer la definitiva separación entre los santanderistas y los bolivaristas. Poco después de que Bolívar eliminara el cargo de Vicepresidente, Santander fue acusado de participar en el frustrado atentado contra el Libertador que tuvo lugar en septiembre de 1828. Condenado a muerte, vio conmutada su pena por la de destierro por orden de Bolívar. Desde entonces vivió en Europa y Estados Unidos. Dos años después de la muerte del Libertador, el 9 de marzo de 1832, Santander resultó elegido presidente de la recién instaurada República de Nueva Granada (surgida después de la desaparición de la República de la Gran Colombia), cargo que ejerció desde el 7 de octubre de 1832, para lo cual regresó de su exilio en Nueva York. Su gobierno puso en marcha una administración eficaz, desarrolló una política centralista y promovió la instrucción pública. En este contexto político de creación de la nación colombiana, se da inicios a la estructura educativa y sanitaria del país, de la cual participa de manera expresa el ejercicio de la química, como se observará a lo largo de este capítulo. 1826: Siendo presidente interino de la Gran Colombia Francisco de Paula Santander49, se ordenó que en la Escuelas de Medicina de cada una de las Universidades Centrales50, habría un Laboratorio Químico y Farmacéutico para el estudio de las prácticas de la Química. 51 1827: – Se funda la Universidad de Cartagena, Bolívar. Cuenta con 16 programas académicos presenciales en 7 facultades: Ciencias de la Salud, Derecho, Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Ciencias Económicas, Ciencias e Ingeniería, Ciencias Humanas y Ciencias Sociales y Educación. Su facultad de Ciencias de la Salud es la más importante de la Costa Norte colombiana 52 1835, Manuel María Quijano, Hizo el ensayo de las aguas minerales de Quetame, escribió una memoria sobre las gomas, y en especial sobre la del 49 (VARGAS-RUBIANO, A; 1994. P 23.) ALZATE, Adriana; 1993. P 18. 51 De: www.lasrespuestas.com/acerca-de/Universidad-de-Cartagena recuperado el 22 de junio de 2009 52 Tomado el 22 de junio de 2009 de: http://www.compumedicina.com/historia/hm_010605.htm 50 111 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA dividivi y sobre la pimienta, obras todas que prueban sus conocimientos en medicina, botánica, historia natural y química. 53 1843: Se efectuó una reforma al sistema educativo con el propósito de imprimirle mayor importancia a los estudios prácticos. A las cátedras existentes en los colegios provinciales, donde se impartía una orientación educativa tradicional, se adicionaron cátedras de Física, Química, Geología, Mineralogía y Geografía, algunas de las cuales incluían ciencias auxiliares de las agrícolas; anteriormente, habían figurado las nociones de física, química e historia natural con carácter voluntario. 54 1849, Ezequiel Uricoechea, estuvo en la Universidad de Yale, que lo cuenta entre sus hijos ilustres, obtuvo a los 18 años el grado de doctor en medicina, presentando como tesis un estudio médico-químico sobre la cinchona o quina colombiana. En 1857 regresó a Colombia, donde fue nombrado profesor de Química y Mineralogía en el Colegio Mayor de Nuestra Señora del Rosario; estas cátedras las desempeñó durante diez años. Fruto de su tarea docente fue su libro Elementos de Mineralogía. Fundó la Sociedad de Naturalistas Neogranadinos. 55 1858, Vicente Pastor Restrepo, químico, a su regreso a Colombia, procedente de las minas de plata en Friburgo (Sajonia), donde estuvo dos años estudiando los métodos metalúrgicos que allí se utilizaban, estableció, con su hermano Pastor Restrepo, el primer laboratorio químico de fundición y ensayo del oro para el análisis de minerales en Medellín. Vicente había estudiado química en París en 1850 en el laboratorio de Pelouze y Temy y en particular los métodos de análisis de los minerales y metales. 1867, José Triana, botánico colombiano, gana el primer premio, el diploma y la medalla de oro, del grupo 40 de la industria universal, en la Exposición Universal de 1867, por su producto, una tinta vegetal extraída de una planta llamada chilca, que crece principalmente en las cercanías de Pasto; igualmente, se hizo mención especial a los cartones56 en que presentaba la historia botánica de la planta, por su importancia intrínseca en el mundo de la Flora, por su clasificación científica. 53 Tomado de: Revista de Pedagogía; y Geocritica 84 www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S079897922006000200004&script=sci_arttext y de : www.ub.es/geocrit/geo83.htm recuperados El 22 de junio de 2009. 54 López Ocampo Javier, 2004, Ezequiel Uricoechea. Biblioteca Luis Ángel Arango, recuperado el 22 de junio de 2009 de: http://www.lablaa.org/blaavirtual/biografias/uricezeq.htm 55 De: María Mercedes Botero, La ruta del oro, recuperado el 22 de junio de 2009 de: http://books.google.com/books?id=ooR1Nag2WrEC&pg=PA124. 56 Tadeo Galindo 1900 Autobiografía Biblioteca Luis Angel Arango, www.lablaa.org/blaavirtual/historia/recuergalin/recuergalin10.htm 112 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 57 1867: Universidad Nacional de Colombia, se funda el 22 de septiembre, mediante la Ley 66 expedida por el Congreso. Constaba de seis facultades: Derecho, Medicina, Ciencias naturales, Ingeniería, Artes y Oficios, Literatura y Filosofía. Se anexaron también el Observatorio Astronómico, el Museo Nacional, el Laboratorio Químico Nacional, la Biblioteca Nacional, el Hospital de la Caridad y el Militar. Entre 1903 y 1940 se crearon más de 20 carreras, entre las que se encuentran: Arquitectura, Enfermería, Farmacia, Ingeniería Química, Medicina Veterinaria, Odontología y Química. A finales de la década de los 60 se le dio impulso a los programas de maestría en la Universidad Nacional y en el país. Los primeros programas, a nivel de maestría fueron creados entre 1967 y 1973. 58 1869: Antonio de Gordon y de Acosta, Doctor en Ciencias de la Universidad de La Habana, fue designado el día 8 de Julio Profesor Ad Honoren del Colegio del Estado Soberano de Bolívar, Estados Unidos de Colombia «para la enseñanza de la Química Jeneral». Don Antonio fue hombre de muy extensa cultura, que sin duda alguna pudo adquirir, entre otras cosas, por el conocimiento y fácil manejo de varios idiomas: además del español, hablaba el inglés, francés, alemán, latín y griego. 59 1870: Se crea en Cundinamarca la primera escuela agrícola de Colombia, bajo el Gobierno de Julián Trujillo (1878-1880) aprobando subsidios, lo cual indujo la formación de nuevas escuelas agrícolas regionales a nivel primario y secundario con la participación de profesores alemanes, belgas y franceses. La escuela llamada Instituto Nacional de Agricultura funcionó entre 1880 y 1885. 60 1880: Tulio y Pedro Nel Ospina Vásquez, después de su regreso de California, fundan en Medellín el Laboratorio Químico y Fundición de metales preciosos, abandonando la importación de mercancías, dedicándose a la minería y la metalurgia. 61 1880: Durante el gobierno de Pedro Justo Berrío, se llevó adelante un proceso de modernización que conllevó una mejor educación técnica; se establecieron las cátedras de química, geología y metalurgia en el Colegio del Estado (La actual Universidad de Antioquia) y se creó la Escuela de artes y oficios. Igualmente, se fundó un nuevo laboratorio químico en Medellín dirigido por Genaro Gutiérrez. 57 Comunidad Andina, Biblioteca digital andina recuperado el 22 de junio de 2009 de: http://www.comunidadandina.org/bda/lista_participantes.htm 58 Tomás Durán Quevedo, CUADERNOS DE HISTORIA DE LA SALUD PÚBLICA 104, Don Antonio de Gordon y de Acosta Profesor y Académico. Recuperado el 22 de junio de 2009 de: http://bvs.sld.cu/revistas/his/his104/his09104.htm 59 Bejarano, 1993. 60 María Mercedes Botero, La ruta del oro, Una economía exportadora, Antioquia 1850-1890. 2007. Universidad Eafit. Recuperado el 22 de junio de 2009 de: http://books.google.com/books?id=ooR1Nag2WrEC&pg=PA126 61 Tomado de: www.paginasamarillas.com/clientes/appleseed/informacion.asp 113 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 62 1886, se creo la Escuela Nacional de Minas del Colegio del Estado. 63 1892: Se fundan una cervecería en Itagui y en el municipio de Caldas empresas de locería, vidriería y fundición. En Cartagena una empresa textil y algunas fábricas de tejido de punto. En Barranquilla la fábrica de hilados y tejidos Obregón y en Bogotá algunos establecimientos textiles de menor capacidad. 64 1904: Nace Postobón SA, empresa líder a nivel nacional en la producción y venta de bebidas refrescantes no alcohólicas, con la asociación entre el Químico Gabriel Posada y el Boticario Valerio Tobón; la razón de existir de Postobón se centra en la misión de ser una organización líder en el desarrollo, producción y mercadeo de bebidas. 65 1905: Se establece la primera fábrica de jabones y productos de aseo Fábrica a vapor de jabones y velas La Luz X, actualmente Jabonería Tusica, en Barranquilla; su organización se fundamentó en la presencia de químicos alemanes que habían emigrado a Colombia desde 1890. 66 1908: Conferencia dictada por el Dr. Rafael Uribe Uribe en 1908 ante la Sociedad de Agricultores de Colombia sobre: historia, denominación, geografía, botánica, variedades, usos, composición química, cuidados, abonos, enfermedades, mercado nacional e internacional del cultivo del banano. 67 1911: Comienza en Colombia Lafrancol SA. la importación de medicamentos desde Europa y la representación de compañías multinacionales entre las cuales se encontraban la Unión Química Belga (UCB), Hoffman La Roche, Carlo Erba Spa y Laboratorios Debat. 68 1912: Se crea en la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín, la carrera de Ingeniería de Minas, dependiente de la llamada “Escuela Nacional de Minas”: Los Anales de la Escuela reportan que el programa de la carrera de Ingeniería de Minas, incluía entre otros tópicos, la química y la física industriales, la físico-química, la cinética química y el diseño de equipos de separación. Esto explica en parte, el porqué los ingenieros de la Escuela de Minas fueron pioneros en la industrialización del país. 62 Ibíd. Ibíd. 64 Tomado de: http://www.computrabajo.com.co/bt-empd-gfgm656pbe.htm recuperado El 22 de junio de 2009. 65 Recuperado de: http://www.tusica.com/pagina%20HISTORIA.htm 63 66 orton.catie.ac.cr/cgi-in/wxis.exe/?IsisScript=AUGURA.xis&method=post&formato=2&cantidad=1& expresion=mfn=001869 Recuperado el 22 de junio de 2009. 67 68 www.lafrancol.com/Espanol/NuestraTradicion.htm Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín. www.unalmed.edu.co/~maestriq/historia.htm 114 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 69 1913: Se crean, en Medellín el Laboratorio Químico Departamental, el Bacteriológico de Medellín y el del Hospital San Vicente de Paúl; El origen del laboratorio como ayuda diagnóstica en Colombia, se remonta entonces a los primeros años del siglo XX y se institucionaliza con el nacimiento del primer laboratorio bien dotado en el Hospital San Juan de Dios, por iniciativa del doctor Santiago Samper. 70 1915: El 4 de julio, Oscar Duperly DuFriez abrió el primer almacén de artículos fotográficos de Medellín siendo el primer distribuidor Kodak para América Latina y se dio a la tarea de crear el primer laboratorio fotográfico de Colombia el cual se conoce hoy como Oduperly SA. Oscar había aprendido los secretos y técnicas del arte de la fotografía de su padre el Químico francés Henri Louis Duperly, quien había puesto en práctica los primeros descubrimientos de los científicos europeos en este campo. 71 1916: La United Fruit contrató al investigador del Massachussets Institute of Technology (MIT), Samuel Prescott para que dirigiera estudios de suelos en Colombia, Costa Rica, Guatemala, Honduras y Jamaica con la intención de encontrar indicios acerca de cómo la fisiografía y/o la constitución química de los suelos afectaba a los patógenos del banano. Sin embargo, Prescott no logró identificar ninguna correlación entre las características de los terrenos y la incidencia del mal. 72 1920: Llegan a Colombia, los Gilinski, una familia de emigrantes de origen lituano, que constituyeron un emporio concentrado especialmente en la industria química y la fabricación de herramientas, extendiendo sus intereses hacia Centroamérica y Venezuela, teniendo como sede la ciudad de Cali (suroeste). Fundadores del Grupo Empresarial Antioqueño, es considerado el principal conglomerado de compañías colombianas, las cuales finalmente, llegaron a ser unos de los dueños del Banco de Colombia. 73 1921: Se crea Inversiones Mundial, presente en países como Colombia, Venezuela, Ecuador, México, Brasil, Chile y Argentina. Factura anualmente alrededor de USD 800 millones. Sus principales negocios son la producción de resinas, pinturas, productos químicos, artículos de consumo y tuberías. En particular para el negocio de las tuberías, el Grupo Inversiones Mundial opera bajo el paraguas de O-tek, holding creado para este nuevo negocio y que controla las 69 www.cna.gov.co/cont/publicaciones/estandares/salud/anexo_ant_for_pro_cie_sal.htm De: Algunos de los primeros habitantes de El Prado prado-pradopatrimonio.blogspot.com/2008/06/algunosde-los-primeros-habitantes-de.html 71 De: Consumo de masas, biodiversidad y fitomejoramiento del banano de exportación, 1920-1980. Soluri, Jhon. Revista de Historia, 2001 http://www.accessmylibrary.com/coms2/summary_0286-32255091_ITM 72 http://www.terra.com/finanzas/articulo/html/fin14874.htm 73 Tomado de: www.amitech.com.mx/ 70 115 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA plantas de PRFV propias en Brasil, Colombia, Argentina y México. Son dueños del 70% de Amitech, siendo el 30% restante de Amiantit de Arabia Saudita. Ambos grupos líderes latinoamericano y mundial respectivamente en la producción de tubos de PRFV. Amiantit que es a su vez el mayor fabricante a nivel mundial de tuberías y accesorios de P.R.F.V. posee plantas de P.R.F.V. además en Alemania, Arabia Saudita, China, Dubai, Egipto, Emiratos Árabes, España, Estados Unidos, India, Italia, Polonia, Sudáfrica y Turquía, entre otros países. 74 1922: Se funda en Barranquilla "Química Industrial Bayer Weskott & Cía", fecha que marcó el ingreso formal de Bayer a la Región Andina. A partir de ese momento el crecimiento de Bayer en Colombia fue dinámico y se reflejó en la constitución de nuevas sociedades que ampliaron el cubrimiento de los productos Bayer a lo largo y ancho del país. 75 1923: Fischer Cárdenas, químico colombiano lleva a cabo un nuevo estudio sobre la composición química de la liana ayahuasca; aisló un alcaloide al que llamó telepatina. El nombre había sido propuesto casi veinte años antes por un tal Zerda Bayón. Alrededor de 1820, varios químicos aislaron diversos alcaloides a los que propusieron nombres como yajeína, yajenina, banisterina y finalmente, harmina, nombre que se debe a los estudios sobre la planta mediterránea Peganum harmala (Ruda Siria o harmel) y que demostró que todos esos compuestos eran el mismo, harmina, un alcaloide bien conocido desde el siglo XIX. Con la Ayahuasca, se prepara un brebaje que se emplea en toda la olla amazónica, incluyendo Brasil, Colombia, Ecuador, Perú y Bolivia, así como en la cuenca del río Orinoco en Venezuela y las zonas costeras de Colombia, Panamá y Ecuador. Se conoce que al menos 72 grupos indígenas han usado las pociones de ayahuasca desde hace más de 5000 años, siendo probable su uso hasta 12000 años. Aunque se registran hasta 42 nombres distintos para la bebida Ayahuasca, este término es el más conocido y significa en quechua “liana o soga de los muertos”, de las palabras aya (muerto) y huasca (liana). Su nombre hace referencia a que se emplea para comunicarse con los espíritus y es “el fundamento de la conexión mágico-espiritual de los pueblos amazónicos”. El ayahuasca es sobre todo una medicina; con ella los chamanes diagnostican y tratan distintas dolencias y enfermedades, pero también se toman decisiones importantes, se pide consejo a las divinidades, se resuelven problemas familiares o de la comunidad, además de adquirir condiciones paranormales (telepatía o clarividencia). La mayoría de las pociones de ayahuasca se preparan a partir de la liana Banisteriopsis Caapi, pero se emplean también otras variedades de banisteriopsis. (por ejemplo B. martiniana var. Lavéis). 74 75 Tomado de: www.bayerandina.com/nuestra_colombia.htm Tomado de: www.nixipae.com/textos/t_ayahuasca%20o%20madre%20medicina.html 116 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 76 1930, Lafrancol SA, comprometida con el desarrollo económico del país, decide iniciar un proceso de industrialización con la producción de medicamentos de calidad y altamente confiables, estableciendo la primera planta farmacéutica del país, piedra angular de lo que hoy en día es uno de los más modernos complejos industriales en América Latina. 77 1936 Jorge Álvarez Lleras, funda la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, y también la revista publicada con el mismo nombre, en donde aparecen trabajos de Garavito Armero inéditos hasta entonces. 78 1938: Abre sus puertas el Programa de Ingeniería Química de la Universidad Pontificia Bolivariana, como una Escuela de Química Industrial orientada a la formación académica superior científica, tecnológica e investigativa con actividades prácticas de conformidad con las tendencias de los tiempos. Desde entonces, el programa ha servido de soporte al desarrollo industrial del país, al progreso de la industria nacional y al bienestar de la sociedad colombiana. Dicha Facultad otorgaba dos títulos: el de Ingeniero Químico, y el de Doctor en Ciencias Químicas industriales. 79 1939: R.E. Schultes, considerado como el padre de la etnobotánica contemporánea, realizó estudios de campo, particularmente en el Amazonas, especializándose en plantas medicinales y tóxicas usadas por los nativos. Le acompañó durante más de 25 años, R.F. Raffauf, profesor de farmacognosia y química médica, realizando múltiples expediciones en la búsqueda de nuevos agentes medicinales provenientes de fuentes naturales. 80 1939: Se funda la Sociedad Colombiana de Ciencias Químicas, con la intención de agrupar a los profesionales de la Química, en un ente que represente sus intereses y vele por el adelanto y desarrollo de las actividades químicas en el país; Como consecuencia de las hostilidades de las primeras acciones de la II Guerra Mundial iniciada en septiembre de 1939, el comercio internacional del país se vio duramente afectado por la carencia de los elementos y materias primas indispensables para su desarrollo. Los objetivos de los asociados son: ¨Propender por el adelanto de las Ciencias Químicas, crear y mantener un ambiente favorable de interés hacia las actividades de esta profesión en Colombia, coadyuvar y fomentar el estudio y desarrollo de nuevas industrias, contando para ello con la colaboración de los profesionales nacionales¨. 76 www.lafrancol.com/Espanol/NuestraTradicion.htm www.lablaa.org/blaavirtual/biografias/alvarez-jorge.htm 78 www.upb.edu.co/portal/page?_pageid=1054,32912176&_dad=portal&_schema=PORTAL 79 Schultes RE, Raffauf RF. El bejuco del alma, los médicos tradicionales de la Amazonía colombiana, su plantas y sus rituales. Bogotá: El Áncora Editores – Fondo de Cultura Económica, 2004. 295 páginas. ISBN: 958-38-0099-6. www.fitoterapia.net/biblioteca/biblioteca_ficha.php?codigo_libro=142&codigo_categoria= 80 Tomado de: www.geocities.com/sccquimicas/historia.htm 77 117 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 1939 la Universidad Nacional inició los estudios de Química como profesión universitaria. 81 1940: Regresa a Barranquilla, Elías Bechara Zainúm nacido en santa cruz de Lorica en 1920, quien cursó química en la Universidad de Cartagena y se especializó en bioquímica y laboratorio en México y Texas U.S.A. Ejerció su profesión en Barranquilla y se vinculó como docente en la Universidad del Atlántico, alternando el tiempo entre el laboratorio y la investigación, inventando la formula retardada de la penicilina (pensolvox), vendida para su distribución al laboratorio Own de Colombia. Radicado en Montería quiso contribuir con el desarrollo de la región aflorando su vocación de maestro y fundó, en 1962 el ITA Instituto Agrícola de Lorica. En 1964 crea la primera Universidad en la región: la Universidad Nacional de Córdoba, de la además de fundador, fue dos veces rector. En 1965, crea en Montería el primer bachillerato nocturno departamental en la Costa Atlántica y en 1974 crea la Corporación Educativa Superior de Córdoba, que en 1980 se convierte en la Corporación Universitaria del Sinú, primer centro de educación superior de carácter privado que hoy goza de gran tradición y prestigio regional y nacional. 82 1941: La Sociedad Colombiana de Ciencias Químicas hizo su afiliación a la ¨American Society for Testing Materials¨ y posteriormente logró la incorporación de destacados científicos de Argentina, Brasil, Chile, Estados Unidos, Perú y Uruguay como miembros correspondientes de la Sociedad. 83 1945: Nace Pinturas de Colombia, Pintuco, S.A., fundada por Germán Saldarriaga, con el fin de darle trabajo a un hijo suyo, recién graduado de químico en la Universidad de Berkeley. Tuvo la participación de un socio norteamericano, Peter Grace, con quien Germán se encontró en Nueva York cuando realizaba las pesquisas para el montaje de la planta. 84 1947: Se funda Industria Química Andina & Cia S.A.; desde su nacimiento, IQA ha sido una empresa líder en el desarrollo, fabricación y comercialización de materias primas especializadas para atender diversas industrias, organizada en tres Unidades de Negocio: Farmacéuticos, Alimentos e Industrial. Cuenta con un moderno laboratorio de Control de Calidad, y las políticas de Aseguramiento de Calidad, son garantía de idoneidad de los productos que suministran a los clientes. La actividad de comercialización está soportada por personal de Servicio al Cliente 81 Adaptado de: www.unisinu.edu.co/enlaces/nuestro_fundador.html Tomado de: www.geocities.com/sccquimicas/historia.htm 83 Tomado y adaptado de: www.dinero.com/wf_InfoArticulo.aspx?IdArt=13764 84 Adaptado de http://www.inandina.com/presentacion.htm 82 118 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA y de Ventas, altamente entrenado y con experiencia en las industrias que cada uno atiende. 85 1950: Se funda la fábrica de Grasas y Productos Químicos por Morís Gutt, nacido en Kiev, en el seno de una familia Judía. Había venido a Colombia a trabajar con su tío Salomón Gutt, dedicado entonces al comercio. La empresa, posteriormente se denominó Grasco, convirtiéndose en una Sociedad Anónima. 86 1950: Se funda Escobar & Martínez S.A., E & M compañía colombiana dedicada a la fabricación y comercialización de productos derivados de caucho clasificados en: Adhesivos e Insumos para la industria del calzado: adhesivos, suelas, tapas, láminas de neolite, crupolite, goma, eva y tintas para acabados. Adhesivos para diversas industrias: adhesivos industriales en policloropreno y poliuretano base solvente y base agua para industrias de madera, colchones, ensambladoras de automóviles, construcción entre otras. Correas transportadoras de caucho: para la industria minera, la de alimentos y otras aplicaciones. Productos de caucho: cintas para sellado, laminas de mediano y gran formato, perfiles de caucho, apoyos en neopreno etc. Pisos de caucho: en baldosas y rollos de alto tráfico para oficinas, instalaciones agrícolas, canchas deportivas y diversas obras civiles. 87 1951: Empieza en Bogotá, Sika, pionera en Colombia en el tema de los productos químicos para la construcción, ya que contaba con el soporte de la casa matriz, en Suiza, que para ese entonces tenía 42 años en el mercado. Al comienzo, operaba con personal que enviaban directamente de Suiza. 88 1951: La Sociedad Colombiana de Ciencias Químicas organizó, con el liderazgo del Ingeniero Ernesto Cortissoz R., el Primer Congreso Colombiano de Químicos en Bogotá en la sede de la Facultad de Química e Ingeniería Química de la Universidad Nacional. 1958: Inicia labores la Corporación Tecnológica de Bogotá, mediante autorización otorgada por el Consejo Universitario del Ministerio de Educación Nacional con la denominación de Escuela de Química Industrial, debido a la necesidad que el país presentaba de contar con profesionales idóneos a nivel de la Industria Química en el campo especifico de la Química Industrial, que exigía procesos académicos específicos en la preparación de Tecnólogos Químicos 85 Adaptado de: CECODES Consejo Empresarial Colombiano para el desarrollo Sostenible; http://www.cecodes.org.co/asociados/indupalma.htm 86 http://www.eym.com.co/eym/index.php?option=com_content&view=article&id=7&Itemid=3 87 El Tiempo.com Archivo: www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-2219183 88 Tomado de: www.geocities.com/sccquimicas/historia.htm 119 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA capaces de realizar procesos en la Industria, con una preparación clara en el desarrollo del sector industrial Colombiano. 89 1960: Se crea el IDEA Instituto de Estudios especiales conformado por biólogos, ingenieros y químicos, entidad destinada para hacer estudios ambientales y que fue junto con el IDEADE, la entidad pionera en asuntos ecológicos. 90 1961: Grasco, adelanta en su proyecto de tener un cultivo de palma africana que abasteciera de materia prima (aceite) a su fábrica En 1961 se firmó la escritura de constitución de Industrial Agraria la Palma Indupalma S.A. como principal empresa proveedora de materia prima a Grasco. 91 1962: Se crea el Instituto de Química, como dependencia de la Universidad de Antioquia, al tiempo con el Instituto de Estudios Generales de la Universidad. En sus inicios, centró por varios años su labor en ofrecer y prestar servicios docentes sin tener un programa académico. Ofrecía cursos básicos de Química a estudiantes que aspiraban a realizar estudios de medicina, veterinaria, química farmacéutica, educación e ingeniería química, entre otros. 92 1964: Se funda Enka de Colombia SA, cuyo objeto social se enfoca en la producción y comercialización de polímeros y fibras sintéticas que son usadas como materia prima en la industria textil, y como material de refuerzo para llantas, envases, industria química y del plástico. Hoy en día, con una capacidad que supera las 130000 toneladas al año, se ha convertido en uno de los principales productores de fibras sintéticas de Latinoamérica y en el mayor fabricante de estos productos. 93 1965: El Padre José Bernal Restrepo (Sacerdote Jesuita), Biólogo Genetista nacido en Medellín el 27 de Noviembre de 1908, utilizando su Sistema Químico Biológico, SQB, póstumamente llamado Heteroinjerto Bernal, crea el Pasto Maralfalfa. 94 1970: el Dr. Germán Moreno Moya, químico colombiano graduado en la Universidad Nacional de Colombia, desarrolla el Sistema de Trasporte Coloidal (STC) la última tecnología aplicada a la agricultura. El Dr. Moreno es Master en procesos de malteado de bebidas, Especialista en formulación de surfactantes 89 www.uv.mx/eventos/simposiumotono/documentos/carrizosa.html. La universidad colombiana y las políticas para el desarrollo sostenible. julio Carrizosa Umaña Segundo Simposio Veracruzano de otoño. 2007. 90 Adaptado de: CECODES Consejo Empresarial Colombiano para el desarrollo Sostenible; http://www.cecodes.org.co/asociados/indupalma.htm 91 Adaptado de: http://quimica.udea.edu.co/~coloides/institucional.html 92 www.enka.com.co/enka/index.php/es/content/view/full/241 93 (HIBhttp://grupos.emagister.com/ficheros/dspflashview?idFichero=15774 94 Adaptado de: agrosolar.org/index.php?pagina=noticiacompleta&id=11 120 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA agro-químicos e Investigador en formulaciones químicas para usos industriales basados en tecnología coloidal aplicada. La tecnología del Sistema de Trasporte Coloidal, presentado comercialmente con las marcas KEM-KOL® y GREEMAX™, ha demostrado resultados exitosos en varios campos de la agricultura, mediante la racionalización en el uso y aplicación de productos agroquímicos que mantiene y mejora su desempeño con respecto a las dosis comerciales tradicionales (Herbicidas, Fungicidas, Insecticidas, Nematicidas y Fertilizantes entre otros) los productos bioplaguicidas racionalizados con STC mantienen su actividad almacenados a temperatura ambiente sin necesidad de refrigeración. Con el STC se reducen los niveles de residuos químicos en las cosechas, tiene un efecto de reverdecimiento en las plantaciones (Greening effect) y se disminuyen los costos de producción, al reducirse los costos de los fertilizantes, herbicidas, insecticidas y fungicidas hasta en 40% y nematicidas hasta un 90%. La acción del (STC) es básicamente la de un coadyudante globulizador logrando mayor eficiencia en la penetración donde se aplica, además de permitir mayor cubrimiento de área y ofrecer la posibilidad de mezclar productos que aparentemente son incompatibles manteniéndolos activos en las mezclas y mejorando la micronización de partículas, con lo cual se logra que el producto quede disponible durante un periodo más largo. Esta tecnología de Sistema de Trasporte Coloidal trabaja a superficies de un nanómetro o sea a una milmillonesima parte de un metro (nano es 10 elevado a 9) o sea 0.000000001 m; a esta escala nanométrica, los materiales tienen un comportamiento similar a las partículas grandes ( lo que se cumple en lo macro se cumple en lo micro). Esto hace la diferencia del sistema coloidal. El STC a diferencia de otros sistemas trabaja en todo el rango de Balance Hidrolipofílico (0-20), por lo tanto lo hace compatible en ambiente orgánico e inorgánico, polar y no polar, es decir, le imparte propiedades de surfactante, adherente, penetrante, encapsulador y trasportador faciltando al ingrediente activo su absorción y actividad. El STC (PMEC) facilita la compatibilidad, homogenización y distribución de un ingrediente activo lo cual aumenta la eficiencia y disminuye significativamente el impacto ambiental. 95 1970: Se funda la Asociación Colombiana para el Avance de la Ciencia ACAC como una entidad privada sin ánimo de lucro cuya misión es el fomento de la ciencia y la tecnología como base para el desarrollo nacional, ”integrar, comunicar y fomentar el adelanto y desarrollo de la ciencia y la tecnología: integrar 95 Adaptado de: http://www.acac.org.co/index.shtml?s=b&x=6 121 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA a la comunidad científica y tecnológica, transferir el conocimiento y promover la investigación”. Sus objetivos son: o Promover y apoyar actividades de investigación científica y desarrollo tecnológico. o Asesorar al gobierno en materia de política científica y tecnológica e impulsar el desarrollo del Sistema Nacional de Ciencia y Tecnología. o Trabajar por la consolidación de las comunidades científicas, tecnológicas y académicas a nivel nacional y contribuir a la creación de mecanismos que posibiliten su integración al contexto internacional. o Contribuir a la difusión y apropiación del conocimiento científico, tecnológico e investigativo. o Fomentar el desarrollo y transferencia de tecnología. o Asesorar a individuos y entidades que realizan proyectos en el campo de la ciencia y la tecnología. o Promover y orientar actividades científicas juveniles. Trabajar en torno a estos objetivos ha sido un reto permanente que se va precisando en la medida en que los programas de la institución asumen los problemas que afectan al país y las discusiones correspondientes se realizan en el campo de la academia, de lo social y también de lo político. Cada vez más, la ACAC se perfila como promotora de los derechos de los investigadores; conocedora del papel de la ciencia y la tecnología en la vida nacional; facilitadora de la integración de la comunidad científica colombiana, del intercambio, la colaboración científica y la vinculación de los profesionales residentes en el país y fuera de él al estudio y solución de los problemas nacionales; generadora de un clima proactivo de investigación y estudio permanente en busca de un adecuado aprovechamiento de todos los recursos que poseemos. 96 1972: Manuel Elkin Patarroyo funda en Bogotá un pequeño laboratorio que más tarde se convertiría en el Instituto de Inmunología del Hospital de San Juan de Dios, bajo su dirección. Interesado por la química, y convencido del enorme interés del desarrollo de vacunas sintéticas, puso en esta empresa todo su empeño y pasión por la investigación. 97 1974: Se funda en Medellín, Química Prodes, como una Sociedad de Hecho, por el Administrador Mauricio Lalinde, el Técnico en Pinturas Francisco Martínez y el ingeniero químico Ramiro Restrepo. En sus comienzos, su principal actividad es la fabricación de productos especiales, insumos que no fueran de producción nacional, como aceite de decoración (Squeegee Oil) para vidrio y cerámica. 96 Adaptado de: REVISTA Nº XXXIII(segunda parte)- 2002 XXI. http://www.paginadigital.com.ar/articulos/2002rest/quint/hornero1/33salud2p.html 97 De: Química PRODES, Nuestra Compañía: http://www.sorein.com.co/web/ncompania.htm 122 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA En su fase inicial Química Prodes, se dedicó a fabricar contando con una maquinaria rudimentaria y unas instalaciones precarias, donde se tenían que ejercer las labores técnicas, operativas, administrativas y gerenciales al mismo tiempo. Debido a la recesión mundial de los años 1974 y 1975, la materia prima importada para la fabricación de Aceite de Decoración, empezó a generar un exceso frente a lo que consumía su producción, por lo que se empezaron a comercializar estas materias primas en el mercado Colombiano. Actualmente, Química Prodes S.A. es una empresa dedicada a la importación y comercialización de productos químicos, para las industrias de pinturas, tintas, cerámicas, plásticos, vidrios, agroquímica, resinas, adhesivos, alimentos, lavandería (stone wash), minería y papel. 98 1974: Se funda en Medellín Productos Químicos Panamericanos S.A. –PQP, propiedad de inversionistas colombianos. Actualmente cuenta con seis instalaciones manufactureras en el país con estructura completa; modernos y automatizados sistemas de producción, laboratorios de control de calidad, y un laboratorio de investigación y desarrollo de productos para tratamiento de aguas y relacionados, nuevos para el mercado. 99 1975: Mediante el acuerdo No. 10 del 22 de enero, expedido por el Instituto Colombiano para el Fomento de la Educación Superior (ICFES), el Ministerio de Educación Nacional autorizó a la Universidad de Antioquia y su Instituto de Química para cambiar el título de Licenciado en Ciencias otorgado en el programa, por el de Químico, ya que ambos programas cumplieron con las expectativas académicas con las cuales habían sido creados, y necesitaban tener una ampliación en los campos académico y técnico que les permitiera justificar su perfil ocupacional. Actualmente los programas de Química y Tecnología Química están fortalecidos con una planta profesoral de alta calidad. Cuentan con 11 profesores con título de doctorado y 10 profesores con título de magíster, quienes orientan a los estudiantes en diversas líneas de investigación, como química orgánica de los productos naturales, carboquímica y análisis de residuos. Además de los programas de pregrado, el Instituto de Química ofrece, a través del postgrado en Química, la especialización en Ciencias Forenses y la maestría y el doctorado en Ciencias Químicas; este último, aprobado por el Consejo de la Educación Superior (CESU), cuya primera cohorte inició actividades en el segundo semestre de 1997. 100 1976: Se funda en Medellín, Colorquímica S.A., con capital 100% colombiano. Empresa, inicialmente 100% comercializadora, actualmente produce el 80% de los productos comercializados, contando con la colaboración de más de 400 98 Tomado de: http://www.quiminet.com/sh3/sh_vcdzgtvcdRsDF.htm Adaptado de: http://quimica.udea.edu.co/~coloides/institucional.html 100 Adaptado de: http://acciontrabajo.com.co/cddcAAO.html 99 123 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA empleados y cinco plantas de producción en las que se fabrican: colorantes para alimentos, colorantes y pigmentos industriales, resinas emulsionadas, auxiliares químicos, dispersiones pigmentarias, tintas flexográficas y pinturas arquitectónicas, cuya calidad se ha extendido a través de América Latina, llegando directamente o a través de distribuidores a más de veinte países, incursionando en diferentes sectores industriales, como la industria alimenticia, textil, papelera, cueros, adhesivos, artes gráficas, detergentes, construcción, pinturas, plásticos, entre otros, favoreciendo el desarrollo de la industria en Latinoamérica. 101 1978: Se firma entre Colombia y Ecuador el Tratado de Cooperación Amazónica (TCA), acuerdo que prevé como áreas potenciales de cooperación entre los países signatarios las referentes a salud, recursos naturales y pesqueros, recursos minerales, hidrología y climatología, población y aspectos socioculturales, desarrollo urbano y saneamiento básico, además de química de los productos naturales. Dentro del ámbito de cooperación técnica y científica a ser desarrollada entre las partes contratantes, el Tratado dio énfasis a los siguientes mecanismos: - La realización conjunta y/o coordinada de programas de Investigación y Desarrollo. - La creación y operación de institutos de investigación o de centros de perfeccionamiento y experimentación. - La organización de seminarios, conferencias, intercambios de información y documentación y sistematización de los medios destinados a su difusión. 102 1980: Se crea por el Consejo Superior Universitario de la Universidad de Antioquia, la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, dependencia académica actualmente constituida por los institutos de Biología, Física y Química y por el Departamento de Matemáticas, además de contar con el Centro de Investigaciones en Ciencias Exactas y Naturales (CIEN), el Herbario Universidad de Antioquia y el Centro de Extensión; su misión se fundamenta en el desarrollo y la difusión del conocimiento científico y tecnológico, en los campos de la Biología, la Física, las Matemáticas y la Química. Además, desarrolla programas académicos de formación en pregrado y posgrado y promueve actividades de investigación, docencia y extensión sobre la base de la interdisciplinariedad, la cooperación y la formación integral de sus miembros para responder al compromiso de aportar al desarrollo científico, político, social y económico de la región y el país. 103 1981: Se aprueba por parte de Colombia, mediante Ley 12 de 1981, el Convenio Marpol Edición 2003 – (versión electrónica), convenio internacional 101 Adaptado de:http://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea32s/ch03.htm http://quimica.udea.edu.co/~coloides/institucional.html 103 Adaptado de: www.marpol.net/convenio1.htm -, www.derechomaritimo.info/pagina/marpol.htm, y www.natureduca.com/cont_legisla_convmarpol2.php 102 124 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA para prevenir la contaminación por los buques, existente desde 1973 pero que nunca entró en vigor. Se aplica a todos los tipos de buques abarcando aspectos técnicos y de contaminación procedentes de los mismos, bien sea por hidrocarburos, productos químicos, sustancias perjudiciales transportadas en bultos, aguas sucias y basuras. En esta edición, se transcriben los 20 artículos, tres protocolos, y cinco anexos que hacen parte del convenio. 104 1986: El equipo de investigadores, principalmente químicos y microbiólogos del médico Manuel Elkin Patarroyo, logró obtener la primera vacuna contra la malaria (SPf66), contra el Plasmodium falciparum, hecho doblemente notable, por tratarse de la primera vacuna químicamente desarrollada en la historia, mediante la definición de moléculas a un nivel atómico, cuya manipulación y producción a gran escala de forma idéntica, se abarata enormemente, radicalmente distinta de las vacunas biológicas hasta entonces desarrolladas y que fue donada, en 1992, a la Organización Mundial de la Salud con la condición de que su producción y comercialización fueran hechas en Colombia. En América Latina se vacunaron 30.000 personas para probar la eficacia y seguridad de la vacuna. La malaria o paludismo es una enfermedad causada por un protozoo, el denominado Plasmodium, y se caracteriza por la aparición de accesos febriles periódicos, anemia secundaria y esplenomegalia. Es propia de regiones con climas cálidos y húmedos, donde existen condiciones para el desarrollo de los mosquitos transmisores de estos parásitos. Existen cuatro tipos de malaria o Plasmodio, aunque sólo un tipo puede conducir a la muerte, el Plasmodium falciparum. Los otros tres tipos de malaria son el Plasmodium vivax, el Plasmodium malariae y el Plasmodium ovale. Se trata de una enfermedad endémica en un total de 101 países, que corresponden a la mayor parte de las regiones tropicales y subtropicales de Asia, África y América, aunque también existe en algunas zonas templadas. Infecta a unos 500 millones de personas y causa entre 1 y 1,5 millones de víctimas mortales cada año. Estos datos lo convierten en uno de los peores problemas de salud del mundo. Aunque el éxito de la vacuna desarrollada por el médico colombiano fue parcial en sus comienzos, con sólo un 40% de efectividad, la investigación ha continuado hasta hoy. Actualmente el equipo de Patarroyo ha desarrollado una nueva vacuna sintética con la que se espera alcanzar, para el año 2001, una efectividad del cien por cien. Hasta ahora se ha experimentado en monos con un sistema inmunológico similar al de los humanos. Si tiene el éxito esperado, será producida en Colombia y distribuida en todo el mundo. 104 Adaptado de: REVISTA Nº XXXIII(segunda parte)- 2002 XXI. http://www.paginadigital.com.ar/articulos/2002rest/quint/hornero1/33salud2p.html 125 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 105 1991: Se inauguró la cuarta ampliación de la planta de poliestireno de Dow Química de Colombia; costó unos 18 millones de dólares, unos 11.000 millones de pesos de hoy. Dow Química había venido produciendo unas 12.600 toneladas anuales de resinas de alta calidad y consistencia, utilizadas en empaques, refrigeración y cosméticos, entre otros usos, sustituyendo importaciones; con esta nueva unidad de producción, Dow Cartagena aumentó a 45.000 toneladas anuales su producción, que será utilizada como materia prima para la fabricación de espumas flexibles, para colchones y almohadas, rígidas, para la refrigeración doméstica, y elaboración de suelas de zapatos. La planta de poliestireno, que fue construida en Mamonal por Dow Química en 1965, en 66 hectáreas, incluyen además de las bodegas y tanques de almacenamiento, un terminal marítimo propio, oficinas administrativas, plantas de poliestireno, de poliuretanos y de agroquímicos, y las nuevas plantas de resinas epóxicas y de derivados de óxido de etileno y propileno y genera 500 empleos directos 106 1992: Un elemento que identifica a las compañías alemanas que operan en Colombia, es su sobresaliente preocupación por la protección del medio ambiente. Para estas firmas es un deber y una de sus prioridades. Con base en los estrictos parámetros de sus casas matrices y a través de millonarias inversiones, están dejando como enseñanza en Colombia que no es necesario sacrificar el medio ambiente en aras del desarrollo. Hoechst: ha invertido más de 2.200 millones de marcos en la investigación, la protección y la seguridad industrial y del personal. Sus plantas se revisan continuamente y gracias a ello, el número de accidentes que afectan el ecosistema se redujo un 75 por ciento, situándose un 30 por ciento por debajo de la industria química en general. La emisión de bióxido sulfúrico procedente de las centrales eléctricas y plantas de producción se ha disminuido en 17 toneladas al día; hace 10 años era de 67.6 toneladas. Del mismo modo, el 99 por ciento de las aguas residuales se procesan en sus plantas de depuración biológica, y se cuenta con una moderna técnica para la purificación de gases del humo. La firma, además, lanzó en Colombia su campaña denominada Qué bonito sería si... , orientada a la educación y divulgación de una cultura de cuidado del planeta, por medio de stickers, afiches, almanaques y plegables con motivos ecológicos. 105 Adaptado de: Dow Química: Una Ampliación De 18 Millones De Dólares. En El Tiempo julio de 1991. http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-126047 106 Adaptado de: Unificadas en Protección ambiental. De El Tiempo, 3 de octubre de 1992. Sección Suplementos Especiales: http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-215837 126 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Química Schering Colombiana S.A.: su reglamento del medio ambiente, incluye cuatro frentes: desechos, aguas servidas, emisiones de aire y seguridad de los trabajadores. Los desechos, dependiendo de su clase (industriales, domésticos o especiales), se controlan mediante cuatro sistemas: evitar, reducir, aprovechar o incinerar. Por ejemplo, la estrategia con los domésticos (papel, madera, chatarra, etcétera) es reducirlos al máximo. Para el caso de los industriales, en cambio, se recurre a los incineradores de Hoechst y Basf Colombiana. El segundo gran frente es el tratamiento de aguas, y la firma tiene varias maneras de evitar la contaminación. El agua usada en la caldera no se desecha, sino que entra a un sistema de recirculación. Para el resto de aguas de desecho, hay una trampa de grasas, que las acumula en su parte superior, evitando que lleguen a los desagües de la planta. Por otro lado, todas las máquinas poseen extractores que impiden la contaminación del medio ambiente. Bayer Colombiana: Entre 1988 y 1991, Bayer invirtió en todo el mundo cerca de 2.000 millones de marcos en protección de la naturaleza y seguridad, dando como resultados que la carga de aguas residuales se redujo en 43 por ciento y los metales pesados bajaron entre 50 y 70 por ciento; y frente a 1986, se emite un 40 por ciento menos de óxido nítrico, bióxido de azufre y polvo. Su programa de protección se basa en tres puntos: desechos sólidos, tratamiento de aguas tóxicas e instalaciones físicas. Los desechos sólidos se separan: los domésticos se compactan y los tóxicos se envían al incinerador de Hoechst. Las aguas contaminadas se procesan en una planta purificadora y luego pasan por pruebas de pureza y oxigenación antes de llegar a la tubería de drenaje final, la cual posee exclusas que, en una emergencia, se cierran y obstruyen la devolución de aguas residuales. Para impedir la emisión de gases tóxicos dentro de la planta o en el exterior, las máquinas empleadas en el proceso tienen filtros que limpian los humos antes de su salida al medio ambiente. El edificio de la firma posee dos pisos de concreto que evitan filtraciones en el suelo, y toda la planta está construida con base en rampas que impiden, en caso de inundación, el escape de aguas contaminadas. Basf Química: ha invertido más de 500 millones de pesos en los últimos años, representados entre otras en su planta de tratamiento de aguas residuales, que ha constituido un aporte definitivo para la recuperación del río Medellín; en ella, primero se extraen las grasas, luego se quitan el color y las partículas suspendidas por métodos de coagulación y floculación y finalmente, el agua se trata con carbón activado y se reutiliza. 127 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Opera un horno incinerador totalmente sistematizado en Itaguí, con el cual, no solo elimina los desechos industriales, líquidos o sólidos, sino que garantiza que los gases emitidos a la atmósfera no contaminen. Asimismo, el sistema de las nuevas bodegas de la firma garantiza que los líquidos inflamables y tóxicos no lleguen a los desagües en casos de emergencia, gracias a unos colectores. 107 1995: Luego de 24 años de funcionamiento en el país, la compañía Sandoz Colombiana formalizará la separación de su división química en una nueva empresa a partir de julio próximo; Sandoz colombiana se dedicará exclusivamente al mercado de los farmacéuticos y el actual sector de alimentos y nutrición se dedicará además a la producción y comercialización de químicos y colorantes para los sectores textil, del cuero, el papel y los plásticos. 108 1996: Inicia actividades en la Escuela de Ciencias Químicas de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, el Programa de Química de Alimentos, concretando diversas inquietudes sobre el aprovechamiento de los recursos agrícolas del país. Había sido creada, mediante el Acta 113 del 26 de Octubre de 1988. 109 1997: Se pone en rigor el Control de precursores químicos, mediante el Decreto No 0907 del 1-04-1997, por el cual se promulga el "Acuerdo entre la Comunidad Europea y la República de Colombia relativo a los precursores y sustancias químicas utilizados con frecuencia en la fabricación ilícita de estupefacientes o de sustancias sicotrópicas», que había sido hecho en Madrid el 18 de diciembre de 1995. 110 1997: Comienza el IDEAM a desarrollar en Colombia, actividades relacionadas con el monitoreo del comportamiento químico de la lluvia en diferentes ciudades del país a largo plazo; Esta entidad representa a la Organización Meteorológica Mundial- OMM, que con su Programa para la Vigilancia Global-VAG (Global Atmospheric Watch- GAW, por sus siglas en inglés) se ha encargado del seguimiento a escala global de los problemas relacionados con el cambio químico de la atmósfera terrestre. El Programa VAG ha desarrollado programas para el seguimiento a largo plazo de la radiación, concentraciones de ozono, aerosoles y gases de efecto invernadero (GEI), y parámetros para medirlos, así como para el estudio de la química de la precipitación (lluvia ácida). Para el desarrollo de estos programas, se han instalado en diferentes sitios del planeta, estaciones para el 107 Adaptado de:, Sección Economía, El Tiempo. http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-331633 15 de mayo de 1995. 108 Adaptado de: http://www.facebook.com/group.php?gid=62968585586 109 Tomado de: http://www.presidencia.gov.co/prensa_new/decretoslinea/1997/abril/01/conte.htm 110 Adaptado de: IDEAM-Sector Ozono. http://www.ideam.gov.co/sectores/Lluvia/LLuviaAcidaMonitoreo.html 128 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA monitoreo con estrictos procedimientos de toma, manejo y análisis químico de las muestras recolectadas. En lo que va corriendo del programa, en Colombia no se han evidenciado científicamente efectos importantes sobre los ecosistemas, relacionados con la lluvia ácida. 111 1998: El Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia y la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales, están auspiciando la Olimpiada Colombiana de Química, a la cual están invitados todos los estudiantes de bachillerato del país que no vayan a ser mayores de 19 años en octubre de 1999; los ganadores tendrán la posibilidad de ser elegidos para representar a Colombia en la V Olimpiada Iberoamericana que se realizará en España en esa fecha. Las citadas instituciones se pusieron desde hace seis años a la tarea de formar colombianos que puedan participar en eventos internacionales, ya que Colombia nunca ha estado en un concurso mundial de química, principalmente por la baja intensidad de esta área en los colegios y el poco gusto que tienen algunos estudiantes por la materia. Según Luis Alberto Maldonado, uno de los principales organizadores y profesor de química de la Nacional, los objetivos de la olimpiada colombiana son fomentar el interés por la química en todos los niveles educativos, encauzar la capacidad creadora e investigativa de estudiantes y docentes, desarrollar una actitud positiva hacia esta materia e impulsar el intercambio entre instituciones nacionales y extranjeras relacionadas con la educación y la ciencia. 112 2001: Del 5 al 7 de septiembre de 2001 se realizó en Bogotá, el XII Congreso Colombiano de Química, auspiciado por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. 113 2003: Alpina cerró un acuerdo con Lucta Grancolombiana, por el cual utilizará en su producto Alpinete, su aroma de mora, desarrollado por el equipo de trabajo dirigido por la Doctora Carmenza Duque, en la Universidad Nacional. Un aroma es una mezcla y puede estar conformado hasta por 140 compuestos, como en el caso de la curuba. Uno de los más complejos, el del lulo, le valdría a Carmenza Duque en 1999 el Premio Internacional de Cromatografía, entregado en Japón. 111 Adaptado de: Sección Educación. http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-809655 El Tiempo, 2 de agosto de 1998. 112 Adaptado de: http://www.accefyn.org.co/Eventos/eventos.html 113 Adaptado de: http://www.universia.net.co/galeria-de-cientificos/-matematicas-fisica-y-cienciasnaturales/carmenza-duque/mensaje-mole.html Paula González para Universia red de universidades 129 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA El aroma de la papayuela, la primera fruta en ser investigada, se logró tras seis años de trabajo; ahora el afinamiento en la técnica llega a tal punto que caracterizar un aroma frutal se toma sólo 12 meses. Durante los 18 años de trabajo en este campo con su equipo, la Dra. Carmenza le ha entregado al saber científico 65 nuevos compuestos, en un mundo donde casi todo está descrito; los de la badea, la piñuela, la uchuva, el tomate de árbol, la guanábana, entre otros, han sido concienzudamente estudiados por ella y su equipo de química de aromas. Estos hallazgos han tenido repercusiones en la industria, ya que de esta manera se aprovechan las frutas silvestres y cultivadas para generar productos que se puede emplear como saborizantes o aromatizantes. 114 2004: Mediante convenio firmado por los Ministros de Educación de Colombia, Cecilia María Vélez; de Chile, Sergio Bitar Chacra, y de Ecuador, Roberto M. Passailaigue Baquerizo, se hace el lanzamiento de la Red Latinoamérica de Portales Educativos, a fin de intercambiar contenidos virtuales que enriquezcan sus sitios de Internet En la presentación del portal Colombia Aprende, diseñado en la ciudad de Bogotá, se estableció que el objetivo primordial de esta acción es ofrecer al público, particularmente latinoamericano, sitios en internet en los que se muestre la historia y actualidad de sus naciones Asimismo, pretende ofrecer otros contenidos y materiales didácticos que incidan en los procesos de enseñanzaaprendizaje de la región. Desde México también se pondrá a disposición de las naciones latinoamericanas la Red Escolar a fin de que los contenidos de Formación Cívica y Etica, Español, Matemáticas, Biología, Física, Química, Historia, Geografía y Computación, entre otros, sean consultados por profesores, alumnos y padres de familia Esta estrategia de coordinación conforma un espacio virtual para la construcción y articulación de redes educativas y académicas, además de fomentar el uso de herramientas cibernéticas entre las comunidades de los países signantes El portal educativo Colombia Aprende ofrece libros digitales, videos, sonido, imágenes, programas computacionales y juegos en línea, con contenidos organizados por temáticas y grados escolares, lo que facilita a los estudiantes la realización de sus tareas y a los docentes la planeación de sus clases. 115 2004: En Cartagena, se realizó el XIII Congreso Colombiano de Química, del 15 al 17 de octubre, evento auspiciado por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. 114 Adaptado de: En El Siglo de Torreón.com.mx Lanzarán Red de Portales Educativos: .http://www.elsiglodetorreon.com.mx/noticia/91330.lanzaran-en-al-red-de-portales-educativos.html 115 Adaptado de: http://www.accefyn.org.co/Eventos/eventos.html 130 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 116 2006: Se realizó en Armenia, del 17 al 19 de mayo, el XIV Congreso Colombiano de Química, auspiciado por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. 117 2008: Entre el 29 y el 31 de Octubre se celebró la versión número 15 del Congreso Colombiano de Química, el séptimo premio nacional de química y el tercer foro nacional, en el cual, según Miguel Tobares, su Presidente, se contó con la presencia del científico Roald Hoffmann de la Universidad de Cornell en Nueva York, a quien se le adjudicó el Premio Nobel de 1981, por “sus teorías, desarrolladas de forma independiente, en relación con el curso de las reacciones químicas”. Además, se hicieron conversatorios especiales, en los cuales se trató con mayor detalle el descubrimiento y desarrollo de la proteína verde fluorescente (GFP), en qué consiste este avance y cómo se puede implementar en la realidad en los procesos científicos y médicos para los cuales fue desarrollada en años anteriores por los científicos Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y.Tsien, y por lo cual fueron premiados con el Premio Nobel de Química en 1981. Esta proteína verde fluorescente (o GFP, por sus siglas en inglés, green fluorescent protein) se vuelve verde bajo el efecto de los rayos ultravioletas, lo que convierte en visibles sus procesos. Chalfie y Tsien llevaron el descubrimiento al campo de la biomedicina, ya que con este desarrollo químico, los investigadores pueden observar ahora procesos naturales antes imperceptibles, como el desarrollo de las células nerviosas en el cerebro o la propagación de las células cancerígenas. 118 2009: Fabio Zuluaga, químico docente de Univalle, en equipo con Kenneth Wagener y Piotr Matloka, de la Universidad de Florida, patentaron un material elástico que soporta temperaturas de -50oC, elaborado sintéticamente por el procedimiento llamado metátesis cuyas aplicaciones dieron lugar al Premio Nobel de Química en el 2005, otorgado al francés Yves Chauvin y a los estadounidenses Robert H. Grubbs y Richard R. Schrock. La clave fue hallar un monómero, en este caso un segmento blando, que con el procedimiento de laboratorio se pudiera multiplicar (polímero) para dar las propiedades deseadas de elasticidad. "La técnica consiste, básicamente, en construir una molécula que consta de dos partes: una flexible y una rígida. Esa molécula se puede polimerizar, es decir, convertirla en una gigantesca, mediante la unión de las más pequeñas, y ese proceso es el que permite garantizar su elasticidad", explica el investigador. 116 Adaptado de: http://www.asquimco.org Adaptado de: http://radionacionaldecolombia.gov.co/programas/contenido/4/Nobel_de_Quimica.html 118 Adaptado de: Con caucho que soporta temperaturas de menos 50 grados, profesor logra patente en E.U. ElTiempo.com. Zona de Occidente 117 131 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 13.3. Primeras instituciones químicas 119 13.3.1. Escuela de Minas de Medellín: Muy importante para el desarrollo del occidente colombiano y de Antioquia en particular; fue creada por la Ley 60 de 1886 y el decreto 181 de 1887. En sus estatutos se dio importancia especial a las ciencias naturales aplicadas. Su primer rector fue el General Pedro Nel Ospina pero se abrió oficialmente bajo la dirección del Vice-Rector Luis Tiznes, el 11 de abril de 1887. Sin embargo, debido al bajo número de alumnos y deficiencias en las disposiciones orgánicas se clausuró tres meses después, volviéndose a reabrir oficialmente en 1888, con Tulio Ospina V. Como rector y 27 alumnos matriculados. El 30 de noviembre de 1893, se confirieron los primeros grados de Ingenieros de Minas a los señores Carlos Cock, Antonio Álvarez y Alonso Robledo Villa. En 1895, por la guerra civil, fue clausurada durante nueve años. En 1904 comienza la nueva etapa y en 1906 pasa a formar parte de la Universidad de Antioquia. En 1911 volvió a ser instituto independiente, con Tulio Ospina al frente pues renunció a la rectoría que ocupaba en la Universidad de Antioquia para dirigirla. A partir del 1º de enero de 1940 se le dio el nombre de Facultad Nacional de Minas, volviendo a ser parte de la Universidad de Antioquia. Desde su fundación hasta el 15 de mayo de 1956 se han conferido 710 grados, así: 317 en Ingeniería civil y de minas, 300 en ingeniería civil, 10 en ingeniería de petróleos y geología, 4 en ingeniería de minas y metalurgia y 16 en arquitectura. 120 13.3.2. Laboratorio de la Fábrica de Municiones del Ministerio de Guerra: La Industria Militar tiene su origen en el año 1908, cuando se organizó el "Taller Nacional de Artes Mecánicas" dependiendo del Ministerio de Guerra. En el año 1954 dadas las exigencias de nuevas estructuras y objetivos de mayor alcance se reorganiza como entidad autónoma y después como Empresa Industrial y Comercial del Estado, iniciando con su primera Fábrica denominada General José María Córdova", para la fabricación de armamento y de munición de pequeño calibre para uso militar prioritariamente. En cumplimiento de la Misión General de la Empresa, esta factoría esta orientada a servir de apoyo a las Fuerzas Militares y Policía Nacional, a los Organismos de seguridad del Estado, a las Empresas de vigilancia, seguridad ciudadana, los particulares en general y en la atención de mercados externos. 119 Adaptado de: Luis Santiago Botero, Breve reseña Histórica de la Facultad de Minas. Revista Dyna. Año XXIII No. 72, Octubre de 1956, Citado en Osorio (1982). 120 Adaptado de: http://www.indumil.gov.co/?id_c=5&tpl=entidad 132 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA De acuerdo con las políticas gubernamentales, como la modernización del Estado y la apertura económica, la Empresa ha hecho esfuerzos para ofrecer al Sector Defensa, productos como los siguientes: Munición 5,56 mm., Fusil GALIL calibre 5,56 mm, Munición 9 mm. Nato., Revólver Indumil Llama calibre 32L y 38L., Escopeta Indumil en calibre 12, Piezas y repuestos para el mantenimiento de los fusiles G-3 y Galil, Munición 7,65 mm., munición para escopeta en los calibres 12, 16 y 20, munición para revólver calibre 38L, 32L, 38 Wad Cutter, 32 Wad Cutter y cartuchos especiales para la prospección sísmica-petrolera. La Fábrica "Santa Bárbara", nace en el año 1955, como la segunda Unidad Operativa con maquinaria y equipos destinados a la fabricación de municiones pesadas de artillería para las Fuerzas Militares, iniciando operaciones en el año 1964. La Fábrica Metalúrgica y Metalmecánica, ubicada en Sogamoso-Boyacá, dedica su capacidad instalada en gran parte a la fabricación de productos metalmecánicos tanto en fundición convencional como en microfundición, para diferentes empresas dentro del ámbito nacional e internacional, contando para esto con una infraestructura que le permite elaborar piezas fundidas, mecanizadas y microfundidas en diferentes tipos de materiales metálicos. Esta planta desarrolla sus actividades específicas, tanto administrativas, como operativas, siempre bajo el concepto de calidad. Dentro de las diferentes líneas de producción y servicios originadas en esta factoría, se tienen las siguientes: Producción productos militares (MGL), Munición para artillería. Servicios de laboratorio. Mantenimiento armamento mediano y mayor como Cañones de 90 mm. Para el Sector Civil: Fundición en: Aceros aleados, Inoxidables, al Manganeso, Refractarios, al Carbono. Hierros Modulares, Aleados, Alto Cromo, Grises y No Ferrosos, microfundición en Aceros al Carbono, Inoxidables, Hierro Gris y No Ferrosos, Servicios de: Mecanizado, Tratamientos Térmicos y Superficiales, y pintura electroestática. Finalmente la Fábrica de Explosivos "Antonio Ricaurte", se creó en el año de 1963 con el carácter de Sociedad Comercial Anónima y en 1968 pasó a convertirse en la tercera Unidad Operativa de la Industria Militar. Ubicada en la localidad de Sibaté - costado occidental de la laguna de El Muña -Cundinamarca. En cumplimiento de las políticas de la Industria Militar, produce para el mercado interno y externo, explosivos y accesorios de voladura, para contribuir al desarrollo de las Fuerzas Militares y el sector minero. Indumil adelanta estudios, con el propósito de incorporar nuevas tecnologías en la formulación y producción de una amplia variedad de explosivos industriales. Este 133 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA proyecto apunta hacia dos metas: disminuir los costos de producción de la explotación minera y ofrecer un producto con garantía de máxima seguridad en el transporte, almacenamiento y manejo. La Fábrica Antonio Ricaurte produce: Accesorios de voladura, Explosivos comerciales, Explosivos militares, Productos militares especiales y Asistencia Técnica. Para su control de calidad básicamente, Indumil cuenta con un Laboratorio, del cual, el primer director fue el químico Guillermo Kohn Olaya, durante los años de 1927 y 1928, quien lo recibió en un estado lamentable que fue mejorando bajo su administración. Entre 1933 y 1938 fue dirigido por los químicos Luis Montoya Valenzuela y Joaquín Molano Campuzano quienes lo mejoraron todavía más y en los años de 1945 y 1946 fue dirigido por primera vez por un egresado de la Facultad de Química de la Universidad Nacional, el químico Ciro Duarte Pacheco. Desde julio de 1947, fue dirigido durante ocho años por el químico Ramiro Osorio O. Acompañado con varios ingenieros militares recién especializados en Chile. En el laboratorio se desarrollan diversas actividades, entre las que se cuentan: preparación de pavón para armas, desarrollo a escala semi-industrial de los procesos electrolíticos de dorado y plateado de insignias, cobrizado y bronceado, niquelado y a escala industrial el zincado. Además, se hace rutinariamente el control de calidad de los materiales adquiridos por el ejército, desde explosivos hasta metales y aleaciones, textiles, etc. Además, se montó un laboratorio para ensayos físicos de metales y aleaciones y se cuenta con una planta de tratamiento auxiliar de aguas para controlar la calidad de las aguas servidas a fin de cumplir con las disposiciones oficiales de la CAR. 13.3.3. 121Laboratorio Químico Nacional: Su nacimiento se dio por las necesidades de la incipiente industria nacional que empezó a desarrollarse a raíz de la primera guerra mundial. Fue creado por el Decreto No. 86 de 1928, del Ministro de Industrias. Como no disponía de sede, mientras llegaban los equipos pedidos a Alemania, se efectuaron los trabajos de ambos ministerios en el Laboratorio Químico de la Fábrica de Municiones, mediante un convenio con el Ministerio de Guerra. El Laboratorio en sus comienzos prestó servicios exclusivamente a los Departamentos de Minas y Petróleos y de Agricultura. Poco a poco, fue ampliando sus labores, a medida que las necesidades y el progreso del país lo fueron exigiendo, hasta convertirse en una entidad de carácter nacional que centralizó las 121 Adaptado de: Osorio, O. Ramiro.(1982). Historia de la Química en Colombia. Publicaciones geológicas especiales del Ingeominas. N° 11, pp. 1-122, Bogotá, Colombia. 134 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA principales actividades químicas oficiales. Así, a pesar de estar adscrito al Ministerio de Minas y Petróleos, prestó sus servicios a los demás Ministerios y dependencias oficiales lo mismo que a la industria y los particulares. Así funcionó durante cincuenta años adelantando numerosos trabajos sobre química merciológica, agrícola, del petróleo y el carbón, textiles, metales y aleaciones, metales preciosos, papeles, cauchos, azúcares, minerales metálicos y no metálicos, productos químicos y materias primas, etc. Estos estudios contribuyeron en muchos casos a la creación de un número considerable de industrias, entre las que se consideran básicas de toda verdadera industrialización: hierro y acero, soda cáustica, ácido sulfúrico, combustibles y cementos. El Laboratorio ha sido una escuela para varias generaciones de químicos, egresados tanto de universidades extranjeras como colombianas y de personal auxiliar en las áreas propias, lo cual puede considerarse como un aporte más al desarrollo tecnológico y científico del país. El control de calidad oficial nació en el Laboratorio y es interesante anotar que esto ocurrió por iniciativa de la industria privada que vió en él la entidad seria e imparcial más capacitada para realizarlo, concretamente la industria azucarera, cuya organización de distribución interna y de exportación, vió la necesidad de establecer la calidad de los diferentes productos de la industria nacional azucarera y de controlarla permanentemente para la equidad de sus transacciones. Para la exportación se exigía un certificado expedido por el Laboratorio, que adquirió carácter internacional al ser admitida la institución en la Comisión Nacional de Métodos Uniformes de Análisis de Azúcar ICUMSA, ya que el Gobierno Nacional por el decreto 331 de 1941 creó el Comité Colombiano correspondiente, integrado por el Director del Laboratorio, el Director del Departamento de Agricultura, el gerente de la Compañía distribuidora de azúcares y un representante de la industria azucarera. 122 13.3.4. Ingeominas: Tuvo su origen en 1916, cuando se creó y organizó la Comisión Científica Nacional, a la que se le encomendó realizar la cartografía geológica, la exploración de los recursos minerales y el estudio del subsuelo. Este organismo fue reemplazado en 1940 por el Servicio Geológico Nacional, al cual se le anexó en 1953 la Planta Metalúrgica de Medellín y los Laboratorios de Fomento Minero de Pasto e Ibagué, y adoptó en ese momento el nombre de Instituto Geológico Nacional. A partir de 1968, con la reforma administrativa del país, la entidad asumió las funciones correspondientes al Inventario Minero Nacional y al Laboratorio Químico Nacional creado en 1928 y se constituyó en el Instituto Nacional de Investigaciones Geológico Mineras, INGEOMINAS. 122 Adaptado de: Revista Ingeominas al día. http://www.ingeominas.gov.co/content/view/70/260/lang,es/ 135 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Como consecuencia de la erupción del Volcán Nevado del Ruiz en 1985 le asignaron las funciones de monitoreo y vigilancia de los volcanes del país, el estudio de las amenazas y de los riesgos naturales; para tal efecto se creó el Observatorio Vulcanológico de Manizales y posteriormente, los de Pasto y Popayán. En 1991 el Gobierno Nacional organiza el Sistema de Ciencia y Tecnología, en cuyo marco se reestructura el Instituto inicia su proceso de modernización y asume el nombre de “Instituto de Investigaciones en Geociencias, Minería y Química”, conservándose la sigla INGEOMINAS. En 1998 se le encomiendan al INGEOMINAS algunas funciones del Instituto de Ciencias Nucleares y Energías Alternativas (INEA) luego de su liquidación, entre ellas las relacionadas con los minerales y materiales nucleares y radiactivos y las fuentes no convencionales de energía. El Decreto 1129 del 29 de junio de 1999 reestructura el INGEOMINAS y asume el nombre de Instituto de Investigación e Información Geocientífica, Minero- Ambiental y Nuclear, reconocido como la entidad responsable de “generar la información básica para el conocimiento geocientífico y aprovechamiento del subsuelo del territorio colombiano”. Mediante los decretos 2656 y 2657 del 24 de diciembre de 1999 se estableció la estructura del Instituto y la planta de personal, respectivamente. La ultima reestructuración del INGEOMINAS se realizó el 28 de enero de 2004 dándole como objeto realizar la exploración básica para el conocimiento del potencial de recursos y restricciones inherentes a las condiciones geológicas del subsuelo del territorio colombiano; promover la exploración y explotación de los recursos mineros de la Nación y participar, por delegación, en actividades relacionadas con la administración de dichos recursos. En lo sucesivo la entidad se denominó Instituto Colombiano de Geología y Minería y continuó utilizando la sigla INGEOMINAS. Dicha reestructuración se realizó mediante el decreto 252 de enero 28/04 y con el decreto 253 de la misma fecha modificó su planta de personal. Mediante el Decreto 3577 de 29 de octubre 2004 se modifican algunas de las funciones del decreto 252 y se agregan funciones de Salvamento Minero, Modifica la conformación del Consejo Directivo y se elimina la Subdirección de Administración de Recursos y se adiciona la Oficina Asesora Jurídica. 123 13.3.5. Departamento y Facultad de Química, Universidad Nacional: El comienzo de la Química en Colombia se da en los años treinta, cuando se reconoce por ese entonces, que sin ciencia no se puede pensar en el desarrollo de un país. Por esa razón fueron traídos a Colombia el Dr. Antonio García Banús valenciano de origen y candidato al premio Nobel, y varios colegas suyos, entre ellos el Profesor Rodolfo Low Maus, el profesor Enrique Murtra y otros, quienes trajeron la Química a la academia en la Universidad Nacional. Con ellos se formó 123 Tomado de Una breve reseña de la Química en la UIS por: EDGAR ALBERTO PAEZ MOZO Profesor Emérito UIShttp://tux.uis.edu.co/quimica/index.php?option=com_content&task=view&id=90&Itemid=69 136 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA el primer núcleo de Químicos, que se localizó en el sótano de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional, que para ese entonces estaba ubicada en el parque de los Mártires en Bogotá. Allí empezó a funcionar la carrera de Química y el 30 de octubre de 1942 se graduó la primera promoción de Químicos en Colombia. Durante sus primeros años la carrera tuvo una concepción científica con la idea de formar Químicos investigadores que contribuyeran con sus innovaciones, sus conceptos y sus adaptaciones al crecimiento del país. Pasada la II guerra mundial con la influencia de las compañías transnacionales y con la llegada al país de las llamadas industrias de patente, se varió la concepción hacia una carrera de Química de servicio para la industria, que desafortunadamente tuvo el efecto de reducir al químico a un auxiliar de laboratorio. En el proceso de desarrollo de la carrera de Química en la Universidad Nacional, se consideran cinco estadios124: el primero se refiere al período anterior a 1920, cuando la Química era practicada en el país por profesionales de otras disciplinas y por algunos químicos formados en el exterior, que por varios factores no alcanzaron a formar una comunidad química. Predominaba en el país la producción agrícola, frente a una industria incipiente y artesanal. El segundo estadio se enmarca dentro del proceso de industrialización del país, hacia los años treinta. Se establecen en esa época plantas para la producción de cloro, de ácido sulfúrico, de cemento, de refinación de petróleo y procesos para la explotación y beneficio de minerales, entre otras. Esto crea una demanda grande de profesionales químicos y en esta época se estableció el Laboratorio Químico Nacional y se iniciaron las carreras de Química e Ingeniería Química en Bogotá, se fundan las asociaciones profesionales y aparecen las primeras publicaciones químicas. Un tercer estadio de la Química se presenta por influencia directa del clima generado en la postguerra. Con la llegada al país de las industrias de patente, con plantas diseñadas y armadas en el exterior, pierde el químico su papel de creador y se lo relega a una posición de analista al servicio del control de calidad. Esta situación tiene una gran influencia en la academia y el pensum del químico se adapta a las nuevas circunstancias. Se establece un cuarto estadio, en los años sesenta, caracterizado por la iniciación de la investigación, reflejado en la creación del Instituto de Investigaciones Tecnológicas, cuyo objetivo era modernizar y mejorar el nivel tecnológico del país, especialmente en lo referente al agro. Se abrió así el campo 124 Cubillos, Poveda y Villaveces, "Notas para una Historia Social de la Química en Colombia". 137 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA de investigación en química Agrícola y en la química de los productos naturales, que rápidamente hicieron curso en la investigación universitaria. El quinto estadio se caracteriza por la "formación de una comunidad de investigadores químicos que dejan de definir su trabajo por la necesidad de colocar la química al servicio de la industria o de la agricultura o de cualquier tercero y entran a asumir la tarea de la química en sí misma, como una tarea válida". 125 13.3.6. Instituto Nacional de Salud: El 24 de enero de 1917, los doctores Bernardo Samper Sordo y Jorge Martínez Santamaría fundaron el Laboratorio Samper Martínez. La entidad fue privada en un comienzo. Surgió en parte por el dolor y la preocupación personales que en sus fundadores habían producido la difteria de un pariente cercano y una mordedura por un animal infectado con rabia de otro. Su proyección lo convirtió pronto en un centro de investigación de producción de insumos para la salud pública. Los primeros sueros antidiftéricos del país fueron repartidos gratuitamente por el doctor Samper. En 1928, la situación de hecho del laboratorio asumió el marco jurídico adecuado, ya que el Estado compró la empresa privada y la convirtió en el Laboratorio Nacional de Higiene que algunos todavía recuerdan. En 1962 se fusionó con el Instituto Carlos Finlay para el estudio de la fiebre amarilla, y en 1968 con los laboratorios estatales para la producción de BCG (vacuna antituberculosa), de higiene industrial y de control de productos farmacológicos, todos bajo el nombre de Instituto Nacional de Salud "Samper-Martínez". Con la adición de algunas divisiones del Ministerio de Salud se convirtió en el Instituto Nacional para Programas Especiales de Salud, INPES, en 1975 se constituyó en el Instituto Nacional de Salud, INS mas o menos en la forma en que hoy funciona. En sus laboratorios se estudió la viruela y se produjo la vacuna que finalmente llevó a su erradicación y se arrinconó a la poliomielitis que va por el mismo camino. Se desarrollaron vacunas y biológicos para controlar la rabia, la fiebre amarilla, la difteria, el tétano y la tos ferina; se produjeron los mejores sueros antiofídicos del continente. Cuando la segunda guerra impidió la importación de la quinina, el Instituto la produjo. De él salió en 1952 la primera vacuna colombiana contra la aftosa. Varios cientos de publicaciones atestiguan su productividad científica. Se constituyó en centro de referencia nacional para muchas enfermedades y mundial para algunas. En él, por nombrar solo algunos pocos ejemplos, el doctor Augusto Gast Galvis estudió la fiebre amarilla y el doctor Hernando Groot aisló nuevos virus, no conocidos antes y caracterizó la biología de parásitos tropicales americanos; el doctor Carlos San 125 Adaptado de: http://www.ins.gov.co/?idcategoria=1196 138 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Martín aisló el primer virus de encefalitis equina venezolana e hizo la mejor descripción que se haya hecho de una epidemia por ese virus. El doctor Guillermo Muñoz Rivas estudió la lepra y el doctor Guillermo Aparicio la tuberculosis. El Samper-Martínez era visita obligada de científicos extranjeros y fue una de las tres instituciones de salud más importantes en Latinoamérica. Hoy, aún tiene el pulso firme y una cara nueva. Los aislamientos virales de hace años han dado paso en gran medida a la secuenciación de genes; la preparación artesanal de biológicos a la moderna biotecnología. Los jóvenes investigadores construyen ahora organismos recombinantes usando la ingeniería genética y con esos instrumentos se estudian las epidemias. Dentro de las secciones del instituto, la Sección de Química se ocupó en un principio del control de drogas y sirvió como entidad de consulta en las cuestiones químicas que se les presentaban a las demás secciones de la institución. Al mismo tiempo, se ocupó del análisis de aguas, bebidas gaseosas y alcohólicas y de algunos alimentos. En la actualidad, desde el punto de vista químico, tiene una sección destinada a la investigación de riesgo e impacto de contaminantes ambientales en salud, donde se estudian elementos peligrosos como mercurio y otros en agua, suelo y aire. 126 13.3.7. Sociedad colombiana de Químicos: Se fundó en 1941 con 37 miembros activos los cuales habían hecho en su mayoría estudios en el extranjero. Entre los objetivos iniciales se cuentan: Velar por el adelanto de las ciencias químicas, ampliar las perspectivas de la investigación química en el ramo científico y en el industrial, crear y mantener un ambiente favorable y de interés hacia las actividades químicas en Colombia, trabajar por el reconocimiento de las prerrogativas de los químicos colombianos y estimular la solidaridad y relaciones entre los profesionales químicos y las entidades interesadas en la química pura y aplicada. Su órgano de publicidad fue la Revista Colombiana de Química de la cual fue su primer director el químico Ancízar Sordo y apareció en 1944. En 1958 se transformó e la Sociedad Colombiana de Químicos e Ingenieros Químicos y como tal ha venido publicando la revista Química e Industria cuyo No 1 apareció en agosto de 1949. 13.3.8. Asociación Química colombiana- ASQUIMCO: Creada para atender básicamente asuntos gremiales relacionados con la profesión del Químico en Colombia, en 1966. El artículo 5 de sus estatutos dice, El Objeto de ASQUIMCO es: 126 De Revista Colombiana de Química Vol I N° 1, 1944-1945, pág 5, citado en Osorio (1982). 139 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA a) Estudiar las características de la profesión y las condiciones de trabajo de los asociados. b) Asesorar a sus asociados en la defensa de los derechos emanados del contrato de trabajo o de la actividad profesional y representarlos ante las autoridades administrativas, ante los patrones y ante terceros. c) Representar en juicio o ante cualquier autoridad u organismo, los intereses económicos comunes o generales de los agremiados o de la profesión y representar esos mismos intereses ante los patronos y terceros. d) Promover el avance científico y técnico de sus asociados. e) Promover constantemente una reglamentación técnica y científica de la profesión y sus especializaciones. En 1970 apareció el primer número de Noticias Químicas, órgano de publicidad de esta asociación, que ha servido de vínculo entre los colegas y con cuyas campañas se han conseguido varios objetivos importantes, como lograr la aprobación de la ley reglamentaria de la profesión del químico, aprobada en 1975 gracias a la colaboración entusiasta de María Teresa Mejía primera representante química en el Parlamento. 13.3.9. Consejo Profesional de Química: Entidad creada por la Ley 53 de 1975 y sus Decretos Reglamentarios, 2616 de 1982 y 2589 de 2006. Las normas reglamentarias de diversas profesiones, estipulan que los Consejos Profesionales son organismos de creación legal; en su conformación se incluyen personas naturales ajenas al Ministerio o entidad estatal del que hacen parte (generalmente sólo tienen un representante de la respectiva Cartera u organismo); cumplen funciones de asesoría para el ejercicio de la profesión; se ocupan de la expedición de matrículas o tarjetas profesionales y de certificaciones de ley: mantienen un registro actualizado de los profesionales; dictan su propio reglamento; y pueden crear consejos seccionales. Los Consejos profesionales también se encargan de investigar disciplinariamente a los profesionales e imponer las sanciones correspondientes. Los Consejos Profesionales son órganos consultivos y auxiliares del gobierno, de carácter administrativo, creados por ministerio de la Ley, con funciones específicas de cada profesión, con régimen especial para la destinación de sus recursos y con autonomía para la administración de sus empleados, en la medida en que la ley los autoriza para fijar su planta de personal. De conformidad con la normatividad legal vigente el Consejo Profesional de Química, tiene las siguientes características: En su conformación participa un representante del Ministro de Salud Pública, o el Viceministro o su delegado (hoy Ministerio de la Protección Social), un representante del Ministerio de Educación Nacional, (hasta la expedición de la Ley 140 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Antitrámites, Ley 962 de 2005, mediante la cual se revocó la participación del Ministro de Educación Nacional), y personas naturales que representan diversos estamentos de la profesión Química (representantes de las universidades oficialmente reconocidas y aprobadas que otorgan título de químico y afines, y un representante de las Asociaciones de Químicos). Según el Parágrafo 1º del artículo 8º de la Ley 53 de 1975, los representantes del Consejo Profesional de Química son elegidos por el Ministerio de Educación Nacional. Las Funciones de Consejo Profesional de Química se encuentran taxativamente señaladas en el artículo 9 de la Ley 53 de 1975. Como cuerpo plural y deliberante, adopta sus decisiones de conformidad con la ley y las disposiciones de su Reglamento Interno. Los actos que dicte el Consejo Profesional en ejercicio de sus funciones, se denominarán Resoluciones. Según la facultad otorgada por la Ley 53 de 1975 y sus Decretos Reglamentarios 2616 de 1982 y 2589 de 2006, y la resolución 2041, el Consejo Profesional de Química tiene competencia sobre las profesiones de Químico, Químico de Alimentos, Químico Industrial, Químico Ambiental, Técnico y Tecnólogo Químico. Por disponer de funciones de inspección y vigilancia en relación con la profesión de Química y afines de su competencia, le corresponde al Consejo Profesional de Química velar porque se cumplan en el territorio nacional las disposiciones sobre el ejercicio de la profesión de Química y de las afines de su competencia; denunciar ante las autoridades competentes las violaciones que se presenten; y adelantar las investigaciones a que haya lugar por quejas contra los Químicos y los profesionales afines de su competencia o por las infracciones que éstos cometan. De conformidad con el literal f) del artículo 9º de la Ley 53 de 1975, el Consejo Profesional de Química de Colombia, dentro de sus funciones tiene la de “Velar por el cumplimiento de la presente Ley y cancelar la matrícula a quienes no se ajusten a los preceptos contenidos en las Normas de Ética Profesional”. Dando cumplimiento al anterior mandato, el Consejo Profesional de Química, expidió mediante la Resolución No. 3270 del 13 de julio de 2007, el Código de Ética Profesional, el cual contiene las normas de ética profesional para los Químicos, Químicos de Alimentos, Químicos Industriales, Químicos Ambientales, Técnicos y Tecnólogos Químicos, las normas procesales que rigen el debido proceso disciplinario y las sanciones que se deben aplicar en el evento de establecerse una falta disciplinaria en contra de la profesión de Químico y sus afines. 13.4. Algunos químicos actuales importantes 141 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 127 13.4.1 Elías Bechara Zainúm Nacido en santa cruz de Lorica en 1920. Cursó estudio de química en la Universidad de Cartagena y se especializó en bioquímica y laboratorio en México y Texas U.S.A. su regreso, ejerció su profesión en Barranquilla y se vincula como docente en la Universidad del atlántico, alternando el tiempo entre el laboratorio y la investigación, inventando la formula retardada de la penicilina (pensolvox) y vendida para su distribución al laboratorio Own de Colombia. Radicado en Montería quiso contribuir con el desarrollo de la región aflorando su vocación de maestro y funda, en 1962 el ITA Instituto Agrícola de Lorica. En 1964 crea la primera Universidad en la región: la Universidad Nacional de Córdoba, de la cual fue fundador y dos veces rector. Pero su capacidad de entrega y su espirito altruista continua y en 1965, crea en Montería el primer bachillerato nocturno departamental en la Costa Atlántica. En 1974 crea la Corporación Educativa Superior de Córdoba, que en 1980 se convierte en la Corporación Universitaria del Sinú, primer centro de educación superior de carácter privado que hoy goza de gran tradición y prestigio regional y nacional. 128 13.4.2 José Luis Villaveces Cardozo: Ha sido siempre y por encima de cualquier otra cosa, investigador. Es químico, con especialización en química cuántica, tiene maestría en químico-física molecular y doctorado en química pura. Se graduó con una tesis sobre el estudio de la abstracción molecular de un pequeño átomo, el del hidrógeno. Ya en la Universidad Nacional de Colombia, en 1962 empezó a estudiar química y le atraía la parte teórica, aunque en ese entonces el énfasis de la carrera estaba más en la industria. Por causa de la Segunda Guerra Mundial llegaron a Colombia varios profesores de ciencias, entre ellos Marcel Ewert, químico belga, con doctorado de la Universidad Libre de Bruselas, a cuyo grupo de estudiantes perteneció Villaveces por su constante motivación hacia la investigación y el estudio permanente. Al terminar la carrera de química resolvió iniciar la carrera de física, ya que aunque le fascina la química, al mismo tiempo, respeta y entiende los vericuetos de la física, que en el siglo pasado, a su juicio, se robó el show porque la física tuvo unos logros tan espectaculares a principios del siglo –como la teoría de la relatividad o los avances de la física cuántica-, que opacaron los cuerpos conceptuales fundamentales de la química y durante más de 70 años, fue tan fuerte el brillo de la física que los químicos dejaron de pensar. Se vinculó como profesor en su alma máter y comenzó una carrera que lo llevó a Suecia, donde su profesor de química cuántica Per Olov Löwdin impuso un sello imborrable en su pensamiento. Volvió a Colombia y ante la precariedad de las 127 Adaptado de: www.unisinu.edu.co/enlaces/nuestro_fundador.html Adaptado de: Lisbeth Fog, periodista científica - Especial Universia Colombia http://www.universia.net.co/galeria-de-cientificos/matematicas-y-ciencias-naturales/jose-luis-villaveces/lapregunta-herramienta-fundam.html 128 142 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA maestrías y la inexistencia de doctorados se fue a Bélgica, buscando formación de investigador y allí realizó su doctorado. Aprendió francés, pulió su inglés, adquirió nociones de alemán y de italiano, y empezó a hablar portugués. Al comienzo de su vida laboral, antes de ser profesor universitario, estuvo en el Instituto de Investigaciones Tecnológicas, IIT, trabajando en química de alimentos, buscando lograr la arepa perfecta, no solo en consistencia, sabor, color, textura y forma, sino también enriquecida para convertirla en un alimento nutricional completo, muy interesado en la química de los almidones en general porque se trata de moléculas muy grandes y difíciles de digerir que, cuando se calientan, se fraccionan ligeramente, y se vuelven digeribles, al tiempo que se logra que adquieran una consistencia especial. En el departamento de química de la Universidad Nacional el paso de Villaveces fue fundamental. Hizo un cambio curricular en la carrera que la volvió mucho más atractiva para los jóvenes, incluyó la enseñanza de la fisicoquímica, la filosofía de la ciencia, la epistemología, y fue abriendo camino hasta lograr consolidar el doctorado en la universidad, el primero que se ofrecía en el país. Sus primeros discípulos formados como doctores en química, Flor Marina Poveda, Edgar Daza, Gloria Moyano, Martha Daza y Constanza Cárdenas, se destacan hoy en día en diferentes universidades y regiones del país en donde desarrollan la química cuántica, esa rama muy teórica de la química a la que sus colegas, burlonamente, se referían en los años sesenta como “la búsqueda del electrón perdido”. Aunque su vida está dedicada a la química, y eso es lo que realmente lo desvela, José Luis Villaveces ha tenido tiempo para pensar en cómo se genera el conocimiento, cómo promover la cultura científica en la sociedad colombiana, y cómo motivar un pensamiento crítico y profundo desde la niñez. Por eso participaba por ejemplo en el grupo de Cuclí-Cuclí, un programa de ciencia para niños y niñas, en las discusiones sobre los contenidos y la forma de hacer que los pequeños se interesaran por la ciencia. Su interés por la enseñanza de la ciencia se manifestó también en la publicación de la revista Naturaleza, educación y ciencia de la Universidad Nacional, con sus colegas Paul Bromberg, Antanas Mockus, Fabio Chaparro, así como otros destacados profesores de matemáticas, física y química. Ellos mismos serían sus compañeros de administración cuando fue nombrado Secretario de Educación de Bogotá, siendo alcalde Antanas Mockus. Su compromiso con mejorar la educación no se limitaba a la discusión académica; todo el mundo reconoce que las alcaldías de Mockus fueron esencialmente procesos educativos. Fue subdirector de programas de ciencia y tecnología de Colciencias en dos oportunidades, desde donde fue pieza clave en la propuesta, discusión y puesta en marcha del Sistema Nacional de Ciencia y Tecnología, que funciona en nuestro país desde 1990. Asesoró además a la Misión de Ciencia, Educación y Desarrollo 143 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA en 1994, que marcó un derrotero de lo que debía hacer el país en materia de generación de conocimiento para insertarse en las grandes ligas mundiales. Dirigió el Observatorio de Ciencia y Tecnología, trabajó con indicadores y mediciones de la ciencia, con el Manual de Frascati y el de Oslo. Impulsó además en la comunidad científica colombiana la costumbre de la publicación en revistas científicas internacionales. Es Miembro de Número de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales desde 1984 y fue su secretario hasta 1990. La producción bibliográfica de este químico bogotano asciende a más de 75 artículos, capítulos en libros, y libros como la Historia de la química en Colombia, Indicadores de C y T en Colombia y la Historia epistemológica de la química. Su vocación es de investigador. La química computacional y la química matemática porque su interés está en las bases conceptuales de la ciencia química; las bases matemáticas de esta ciencia así como su desarrollo histórico, su fundamento filosófico y su inserción social. Por eso su participación tan activa en la historia social y en la filosofía de la ciencia. Como vicerrector de investigaciones de la Universidad de los Andes continúa pensando en “lo universitario”, en la importancia de consolidar los doctorados, en la formación de investigadores útiles, creativos e ingeniosos, capaces de dar respuestas a tantas preguntas que surgen en los diferentes campos del conocimiento y en la cotidianidad que vive el país. En los últimos años ha incursionado en el tema empresarial también: pertenece a la junta directiva de Cenipalma y es miembro del Foro de Presidentes de Bogotá. 129 13.4.3 Carmenza Duque: la mejor investigadora colombiana; especializada en dos campos: Aromas y productos naturales marinos. Se inscribió en la carrera de Química de la Universidad Nacional en 1968. Con una tesis laureada alcanzó no sólo su título, sino también una beca de honor que la llevaría a obtener su doctorado en Japón. En varias oportunidades ha obtenido galardones como mejor investigadora de Colombia, así mismo, el grupo de química de aromas y el de productos naturales marinos, que fundó y dirige en la Universidad Nacional, fueron calificados por Colciencias en la categoría de excelencia nacional tipo A. Al llegar de Tokio Carmenza Duque se inclinó por el estudio de las esponjas, que constituyen el mayor número de compuestos (7.500) de la mayor biodiversidad del planeta que se encuentra en el mar, donde habitan millones de especies fuente de compuestos químicos sin equivalente terrestre. Según John Faulkner, químico 129 Adaptado de: Paula González para Universia red de universidades http://www.universia.net.co/galeria-decientificos/-matematicas-fisica-y-ciencias-naturales/carmenza-duque/mensaje-mole.html 144 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA estadounidense pionero en este campo, existen 10 mil sustancias bioactivas aisladas de hongos, algas, esponjas y corales. Durante varios años ella y su equipo se han dedicado al análisis de estos organismos, en su mayoría útiles en la farmacología y de gran impacto sobre el sector salud. Muchos de los productos que se extraen de ellos son antivirales, antiinflamatorios y hasta anticancerígenos. El colectivo de Carmenza Duque alcanzó a descubrir 57 sustancias y fórmulas que sientan las bases para crear 12 medicamentos. Este tipo de estudios tiene una enorme importancia económica, sobre todo para los países en vías de desarrollo, que son los poseedores de los mares más grandes y de mayor diversidad de flora y fauna, constituyendo una fuente de riqueza que está siendo ignorada, o peor, cedida a países desarrollados que sí cuentan con el conocimiento y los medios necesarios para hacer del mar una fuente importante de recursos químicos con interés comercial. Uno de sus temas centrales de investigación en las esponjas, tienen que ver con los mecanismos de comunicación entre ellas. Uno de los primeros estudios en ecología química, como se le denomina a esta especialidad, lo realizó en la esponja Ircinia felix, abundante en el Caribe colombiano. Duque encontró que sus ácidos, furanos ester terpénicos, que le sirven para prevenir infecciones a causa de las bacterias que consume, también son usados por ellas como antibiótico cuando están heridas y para disuadir a sus depredadores de que se las coman. Sin embargo, la profesora Duque tiene este campo un poco aislado. Sólo pudieron llegar hasta establecer las estructuras de los compuestos que identificaban debido a que el país no tiene aún la infraestructura para fabricar medicamentos; para producir una droga se necesitan 1.700 millones de dólares, cerca de 20 años y unos equipos muy especializados. Lo cual significa que la exploración del potencial químico de los mares colombianos con miras industriales es inexistente, pues se utiliza principalmente como fuente de alimentos tradicionales. El otro campo en que se ha destacado la Dra. Duque son los aromas, mezclas que pueden estar conformadas hasta por 140 compuestos, como en el caso de la curuba, que junto con la badea, la piñuela, la uchuva, el tomate de árbol y la guanábana, entre otros, han sido concienzudamente estudiados por ella y su equipo de química de aromas. Uno de los más complejos, el del lulo, le valdría a Carmenza Duque en 1999 el Premio Internacional de Cromatografía, entregado en Japón. El aroma de la papayuela, la primera fruta en ser estudiada, se descifró tras seis años de trabajo; ahora el afinamiento en la técnica llega a tal punto que la caracterización de un aroma se toma sólo 12 meses. En el ámbito de los aromas, con su equipo le ha entregado al saber científico 65 nuevos compuestos, en un mundo donde casi todo está descrito. Estos hallazgos han tenido repercusiones en 145 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA la industria. Con Lucta Grancolombiana desarrollaron el aroma de la mora que luego fue aplicado al bombombún y al Alpinete. De esta manera se aprovechan las frutas silvestres y cultivadas para generar productos que se puede emplear como saborizantes o aromatizantes. 146 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA AUTOEVALUACIÓN 1. Esta pregunta consta de dos proposiciones: una afirmación y una razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: La Real Sociedad Vascongada de Amigos del País, y otras similares constituyeron el comienzo de las ciencias naturales en Colombia, PORQUE condujeron al cultivo individual o en grupos de diversas actividades científicas por sabios españoles, criollos o extranjeros. 2. Seleccione una respuesta. El primer curso de química que se dictó en México y América fue impartido por el químico: A. Fausto D’Elhuyar y Zúbice. B. José Luis Proust. C. Andrés Manuel del Río. D. Francisco Chabaneau. 3. Seleccione una respuesta. Obtuvo el ácido túngstico y el tungsteno metálico por primera vez: A. Juan José D’Elhuyar. B. Ezequiel Uricoechea. C. Antonio María Barriga. D. Bartolomé de Medina. 4. Seleccione una respuesta. Primer rector de la Universidad Nacional de Colombia: A. Manuel Ancízar Sordo. B. José Luis Proust. 147 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA C. Juan Bautista Boussingault. D. Liborio Zerda. 5. Esta pregunta consta de un enunciado, problema o contexto, a partir del cual se plantean cuatro opciones numeradas de 1 a 4 de las cuales, se deberá seleccionar la combinación de dos opciones que responda adecuadamente a la pregunta, de acuerdo con la siguiente información: Marque A si 1 y 2 son correctas. Marque B si 1 y 3 son correctas. Marque C si 2 y 4 son correctas. Marque D si 3 y 4 son correctas PREGUNTA: Juan José D’Elhuyar: 1. Fue nombrado para mejorar el beneficio de los metales de fundición del Nuevo Reino de Granada, durante once años, 2 .Trabajó en la organización y dirección de los trabajos de minería y el tratamiento de los minerales extraídos y la capacitación de personal sin instrucción alguna en Mariquita. 3. Fue autoridad en química toxicológica 4. Llegó a ser el mayor especialista en monedas y esmeraldas. 6. Seleccione una respuesta. Inventó la formula de la penicilina retardada (Pensolvox): A. Elías Bechara Zainúm. B. Carmenza Duque. C. Fischer Cárdenas. D. Moris Gutt. 7. Explique brevemente qué fueron las expediciones científicas, cuál fue su importancia para los países de la colonia y mencione al menos tres de ellas. 8. Explique qué fue el Real Seminario de Minería de México y cuál fue su importancia para el desarrollo de la química en Colombia. 9. Mencione al menos tres metalúrgicos – químicos y sus principales contribuciones a la química. 10. Mencione tres de los primeros químicos colombianos y sus principales contribuciones a la química. 148 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 11. Mencione cuáles fueron las primeras universidades con carrera de Química que se fundaron y en qué año comenzaron a funcionar las facultades de Química correspondientes. 12. Nombre tres instituciones relacionadas con química y explique sus funciones. 13. Mencione al menos dos químicos actuales y explique sus principales logros. 149 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA CAPITULO 5: ÁREAS DE LA QUÍMICA Introducción La química se ha llamado asistente de ciencias; esto quiere decir que la química proporciona materiales, técnicas y puntos de vista para una mejor comprensión en otras profesiones: física, biología, agricultura, geología, ingeniería, alimentos, y medicina; para hacer esto, la Química estudia la materia desde diferentes puntos de vista y este capítulo, está orientado a que el estudiante conozca someramente los fundamentos que permiten clasificar los conocimientos químicos en sus áreas más importantes; se describen allí las características y razón de ser de la Bioquímica, la Analítica, Inorgánica, Orgánica y Cuántica. Lección 14. BIOQUÍMICA La Bioquímica es la parte de la química que estudia los seres vivos a nivel molecular130, mediante el aislamiento de los compuestos que los forman y la determinación de sus estructuras, exponiendo sistemáticamente sus procesos, especialmente los que se llevan acabo en el ser humano. Su desarrollo ha estado muy condicionado a la invención y desarrollo de nuevas técnicas e instrumentos que han permitido a la ciencia identificar las moléculas que constituyen los organismos, las reacciones que transforman unas sustancias en otras y los procesos que les permiten desarrollar las actividades vitales. De esta manera, la descripción y el estudio de la inmensa mayoría de los procesos vitales pueden expresarse mediante conceptos, métodos y procedimientos bioquímicos. La Bioquímica131 ha incorporado en los últimos años, al igual que hechos nuevos, un conjunto de principios normativos que la han transformado en una materia muy comprensible y al mismo tiempo, en un medio muy poderoso para analizar un buen número de los problemas importantes de la biología. No es solamente la mera catalogación de hechos biológicos y de reacciones enzimáticas de gran número de compuestos orgánicos. Para ello, la bioquímica ha experimentado una transición profunda, ya que su sistema de hechos y de hipótesis que eran algo dispersos, han cristalizado en un esquema lógico, unificado por unos pocos conceptos básicos, estimulada por el hallazgo de nuevos hechos experimentales y de nuevas apreciaciones, entre ellos, 130 Villaverde Gutiérrez, Carmen, Mendoza Oltras, Carlos, Blanco Gaitán María Dolores y Ramírez Rodrigo, Jesús. Fundamentos de Bioquímica Metabólica. Alfaomega, México, 2005. 131 Lehninger Albert L. Bioquímica. Ediciones Omega, Barcelona, 1980 150 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA el principio de la transferencia de energía en las células, los mecanismos reguladores de las grandes rutas metabólicas, la importancia de las membranas, los ribosomas y otros elementos ultraestructurales de las células en sus actividades moleculares, y la conclusión trascendental de que la secuencia aminoácida determina la confirmación tridimensional de las moléculas proteicas y por lo tanto, sus funciones biológicas. Gracias a este desarrollo, la bioquímica posee en la actualidad un tema central, ya que se ha comprobado que a nivel molecular no hay grandes diferencias entre los organismos y ello ha dado lugar a la teoría de la unidad bioquímica de la vida. El nuevo conocimiento de las bases moleculares de la genética, que ha transformado toda la biología, ha ejercido la más profunda influencia; la utilización de refinadas técnicas moleculares ha permitido caracterizar la naturaleza del material hereditario, los estudios sobre los genomas de los organismos han refrendado la utilización de moléculas para describir los procesos de la vida, su evolución y su variedad. El conocimiento de los genes, su descripción y sobre todo, su comprensión, están posibilitando entender los aspectos morfológicos, la evolución de las especies, el comportamiento de sus productos y la función y disfunción de ellos, además de que están permitiendo controlar el desarrollo y la diferenciación de órganos, el metabolismo y proliferación de las células y, lo que es más importante, descifrar la causa y el origen de muchas enfermedades. Por otro lado, para quienes se interesan por los compuestos descritos antes, pero no quieren profundizar en los procesos bioquímicos, la bioquímica también presenta un campo muy amplio, especialmente como apoyo en la química de alimentos132, ya que la comprensión de las propiedades estructurales y funcionales de las principales moléculas que intervienen como constituyentes de los alimentos y el papel que ellas juegan en el metabolismo proporcionan criterios para juzgar el valor nutritivo de un alimento de uso común o de una fuente nutricional potencialmente utilizable, además de que los conceptos bioquímicos son claves para una correcta interpretación y una predicción acertada de las transformaciones sufridas por los nutrientes como resultado de agentes físicos, químicos y biológicos. Lección 15. QUÍMICA ANALÍTICA ¿Qué tienen133 en común la arqueología, la antropología, la botánica, la química, la ingeniería, las ciencias forenses, la geología, la ciencia de los materiales, la medicina, la biología molecular, la farmacología y la toxicología? Todas estas disciplinas dependen de los análisis químicos. ¿Por qué? Porque las personas que 132 Pérez, Gerardo y Navarro, Yolanda. Bioquímica. Editorial Unisur, 1991. Adaptado de: Rubinson, Judith F, Rubinson, Kenneth A. Química Analítica contemporánea. Pearson Educación, Prentice Hall, México, 2000. 133 151 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA trabajan en estas áreas necesitan resolver problemas con respecto al contenido de los materiales con los cuales trabajan. Por lo tanto, la química analítica es el estudio del análisis de materiales con objeto de determinar su composición elemental y molecular. Al determinar la composición de sólidos, líquidos, gases, soluciones, vidrios, llamas y otras formas de materia, logramos comprender sus características y determinar sus mejores aplicaciones, o en ciertos casos, descubrir de dónde proviene. La química analítica es tan antigua y tan nueva como la misma ciencia química. 134 Podría decirse con justa razón que la investigación analítica, en oposición general con la investigación sintética, anunció la transición de magia y alquimia a la química cuantitativa científica. El trabajo analítico llevó directamente a la revolución que derribó la teoría del flogisto, y con el creciente uso de la balanza analítica se hicieron posibles los experimentos racionales que colocarían la química sobre una base sólida de teoría y hechos. Los análisis cuidadosos condujeron a las leyes de las proporciones definidas y múltiples e hicieron posible el gran logro de Dalton: una hipótesis atómica apoyada en hechos más que en especulaciones místicas. El final del siglo XIX y el principio del XX presenciaron descubrimientos tan grandes en fisicoquímica, química orgánica y en física, que empequeñecieron otros campos. Durante este tiempo, muchos químicos analíticos se interesaron en la composición química de diversos materiales que eran importantes para el comercio de una sociedad industrial simple. En muchas universidades, la química analítica se enseñaba como un simple libro de recetas; no obstante, un pequeño grupo de hombres admirables mantuvieron este campo vivo como una ciencia. Aproximadamente desde la Segunda Guerra Mundial, se combinaron el incremento en la complejidad de la investigación en todas las áreas de la química, la física y la biología, y el desarrollo tecnológico explosivo para crear problemas analíticos cuya solución exigía cada vez más conocimientos e instrumentación sofisticada; ejemplos típicos de este tipo de problemas son: determinar los vestigios de impurezas a un nivel de partes por billón en materiales semiconductores ultrapuros, deducir la secuencia de los aminoácidos en la molécula gigante de una proteína, detectar indicios de moléculas no usuales en la atmósfera contaminada de una ciudad cubierta de smog, determinar residuos de pesticidas a un nivel de partes por billón en productos alimenticios y determinar la naturaleza y concentración de moléculas orgánicas complejas, dentro del núcleo de una célula. Las soluciones a multitud de problemas como éstos han sido desarrolladas por investigadores de las más diversas especialidades. Por ejemplo, un bioquímico 134 Adaptado de: Day Jr, R.A., Underwood, A.L., Química Analítica Cuantitativa, Quinta Edición, Prentice Hall Hispanoamericana, México, 1989. 152 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA recibió el premio Nobel por descifrar la secuencia de aminoácidos de la proteína insulina, un físico participó activamente en el primer análisis de un semiconductor por medio de espectrometría de masas. Los investigadores que trabajan en muchos campos se enfrentan constantemente a problemas analíticos, y en muchos casos determinan sus propias soluciones. Es interesante hacer notar que en años recientes, cerca del 60% de los artículos publicados e la revista Analytical Chemistry fueron escritos por personas que no se consideran a sí mismas químicos analíticos. Los artículos se originaron en una amplia variedad de laboratorios asociados con escuelas de medicina, hospitales, institutos oceanográficos, estaciones experimentales de agricultura, departamentos de física y muchos más. Las tendencias de los años recientes han llevado a la química analítica al primer plano del desarrollo en muchas áreas de interés pero su misma relación ha borrado las fronteras de la disciplina y ha hecho caso imposible, en muchos casos, decidir lo que es un químico analítico. Con respecto a esto, podemos citar una parte del discurso que David N. Hume135 pronunció al recibir el Premio Fisher: “Uno de los problemas más difíciles que enfrenta el químico analítico hoy en día es el explicar a otros lo que es la química analítica. Gran parte de esta dificultad se deriva de los cambios en la naturaleza de la profesión y del hecho de que una palabra puede tener toda una gama de significados…La complejidad creciente de la química moderna es de alguna manera la causa de la confusión, como lo es el hecho de que un químico rara vez trabaja en una sola rama de esta materia; es más frecuente que combine las técnicas y métodos de varias”. Con este amplio traslape dentro de varios campos, ¿Qué es lo que distingue al químico analítico de todos aquellos que trabajan en estas áreas? Por regla general, el químico analítico tiene más interés en los métodos y en las técnicas en sí. Los bioquímicos, los fisicoquímicos y los químicos orgánicos con frecuencia necesitan desarrollar métodos analíticos para sus propósitos, pero su interés primario no es propiamente el método. Pero los químicos analíticos no solamente están interesados en resolver problemas específicos, sino también en descubrir mejores métodos para conseguirlo. Para este trabajo de desarrollo, generalmente se requiere un profundo conocimiento de amplias áreas de la química, y quizás también de biología, estadística y física. Sin embargo, para la etapa del análisis se necesita más práctica y conocimiento de los detalles. La química analítica es la ciencia de “manos a la obra” y su práctica requiere bastante más que simplemente leer sobre el tema. 135 D.N. Hume, Anal. Chem., 35,29 A (1963), citado en Day Jr, R.A., Underwood, A.L., Química Analítica Cuantitativa, Quinta Edición, Prentice Hall Hispanoamericana, México, 1989. 153 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Para el químico analítico, la parte desafiante de la investigación es desarrollar los métodos. Debido a su interés en el método en sí, es probable que sea escéptico ante los datos presentados sin una exposición completa de los detalles experimentales, y conserva una actitud crítica ante los resultados que muchos otros aceptarían para que se ajustaran con otras cosas. El químico analítico trata con sistemas reales, prácticos, y gran parte de su esfuerzo se utiliza en un intento de aplicar a teoría pura a las situaciones químicas reales. Lección 16. QUÍMICA CUÁNTICA A finales del siglo diecisiete136, Isaac Newton descubrió la mecánica clásica, las leyes del movimiento de los objetos macroscópicos. Solamente al comienzo del siglo veinte, los sabios comenzaron a penetrar en el mundo indivisible de los átomos, núcleos atómicos y partículas elementales; los físicos encontraron que la mecánica clásica no describe correctamente el comportamiento de partículas tan pequeñas como los electrones y los núcleos de los átomos y las moléculas. En el mundo sorprendente de lo infinitamente pequeño, las leyes a las cuales estamos acostumbrados no son a menudo válidas. Así, una partícula puede cambiar de dirección y adquirir propiedades ondulatorias, mientras que las ondas, a su vez, pueden adquirir propiedades de las partículas. Los electrones y otras partículas elementales de la materia pueden atravesar barreras infranqueables o desaparecer completamente, transformándose en fotones. Estos sorprendentes fenómenos, el comportamiento de estas partículas está regido por un conjunto de leyes denominado mecánica cuántica, que ha podido explicarlos brillantemente; data de hace sesenta años y actualmente sirve de guía a físicos y químicos en la investigación. Desde su aparición, la mecánica cuántica ha tenido tres etapas de desarrollo 137. La primera, de Max Planck a Luis De Broglie, en un período de 25 años, desde el descubrimiento de las propiedades materiales de las ondas luminosas al de las propiedades ondulatorias de las partículas de materia. De esta fecha datan la creación por Albert Einstein de la teoría de las partículas de luz (fotones) y por Niels Bohr de la primera teoría, todavía muy imperfecta, de la estructura de los átomos y de los fenómenos a que ellos dan lugar. La segunda etapa, parte del descubrimiento de Louis De Broglie en 1924; en el espacio extraordinariamente corto de cinco años, fue creada la herramienta principal de trabajo de la nueva teoría. Erwin Schrodinger desarrolló la forma más útil para los químicos de la denominada mecánica cuántica; propuso expresiones 136 Tomado de: Levine, Ira, N. Química Cuántica, Quinta edición. Prentice Hall, Pearson Educación, Madrid, 2001. 137 Tomado de: Quitián Camacho, Juan N. Conferencias para el curso de pregrado: Fundamentos de Química cuántica. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química. 154 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA matemáticas que describían el movimiento de los electrones en términos de su energía, denominadas ecuaciones de onda, porque se basan en el concepto de que los electrones muestran propiedades no solamente de partículas sino también de ondas. Las ecuaciones de onda no dicen exactamente dónde se halla un electrón en un momento dado, o qué tan rápido es su movimiento; no permiten tampoco dibujar una órbita precisa de tal electrón con relación al núcleo. A cambio, expresan a probabilidad de encontrar un electrón en un determinado lugar; la región en el espacio donde es más probable que se encuentre, se denomina un orbital y hay diferentes clases de orbitales, con variados tamaños y formas, dispuestos cerca de los núcleos en formas específicas. Sus ecuaciones son tan complicadas que no pueden ser resueltas de una manera exacta. Se han tenido que desarrollar métodos para obtener soluciones aproximadas denominadas funciones de onda, cuya naturaleza es tal que entre más bajo sea el nivel de energía involucrado, más aproximadamente correctas son. A pesar de lo inexacto de tales soluciones, la mecánica cuántica ofrece respuestas que concuerdan tan bien con los hechos conocidos, que es aceptada como la aproximación más fructífera al entendimiento de las estructuras atómica y molecular. Más adelante, en 1926, P.M.A. Dirac realiza la primera síntesis de la mecánica cuántica con la teoría de la relatividad restringida de Einstein. Los años siguientes hasta el comienzo de la segunda guerra mundial, se inició la elaboración de la teoría del núcleo atómico. Durante la tercera fase, que se sitúa después de la segunda guerra mundial, la mecánica cuántica fue extendida a las partículas elementales de la materia y a la segunda forma principal de la materia, el campo electromagnético. La ciencia se desarrolla de tal suerte que las nuevas concepciones nacen muy lentamente, debido a que el hombre se habitúa a los objetos y nociones ordinarias entre los cuáles vive; para él es muy difícil hacer abstracción de ellos, pasar a los conceptos inconcebibles, correspondientes a la naturaleza del mundo microscópico, cosa que es absolutamente necesaria. En efecto, es muy incómodo hablar de una partícula, sabiendo que ella no es solamente eso, pensar en un campo, sabiendo que también es algo sólido, etc. Por el momento, la mecánica cuántica ha logrado conciliar las antiguas nociones con la imagen de ondapartícula. Sin embargo, en el espíritu de los investigadores, esta dualidad no está aún enteramente fundada en una realidad única; tanto los físicos como los químicos no han cesado de escudriñar en lo más profundo del átomo, para lograr en un futuro no muy lejano, dar explicación a muchos fenómenos que todavía se presentan muy oscuros. Sin la mecánica cuántica, las asombrosas propiedades de los 155 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA semiconductores quedarían sin explicación. Fue ella la que reveló los medios para elucidarlas de una manera radical. Actualmente, la rama de la mecánica cuántica conocida bajo el nombre de “Teoría de Bandas de los sólidos“ es la guía de millares de investigadores en el campo de la electrónica. La aplicación de la mecánica cuántica a los problemas de la química constituye la Química cuántica. La influencia de la química cuántica es manifiesta en todas las ramas de la química. Los químicos físicos utilizan la química cuántica para calcular (con la ayuda de la mecánica estadística) propiedades termodinámicas (por ejemplo la entropía, la capacidad calorífica) de los gases; para interpretar los espectros moleculares, lo que permite la determinación experimental de propiedades moleculares (por ejemplo, longitudes de enlace y ángulos de enlace, momentos bipolares, barreras de rotación interna, diferencias de energía entre isómeros conformacionales); para calcular propiedades moleculares, teóricamente; para calcular propiedades de los estados de transición de las reacciones químicas, lo que permite estimar las constantes de velocidad; para comprender las fuerzas intermoleculares; y para estudiar el enlace en los sólidos. Los químicos orgánicos usan la mecánica cuántica para estimar las estabilidades relativas de las moléculas, calcular las propiedades de los intermedios de reacción, investigar los mecanismos de las reacciones químicas y analizar los espectros RMN. Los químicos analíticos utilizan de forma habitual los métodos espectroscópicos. Las frecuencias y las intensidades de las líneas de un espectro sólo pueden entenderse e interpretarse adecuadamente mediante el uso de la mecánica cuántica. Los químicos inorgánicos, usan la teoría del campo ligando, un método mecanocuántico aproximado, para predecir y explicar las propiedades de los iones complejos de los metales de transición. El gran tamaño de las moléculas biológicamente importantes hace que los cálculos mecanocuánticos de las mismas sean extremadamente difíciles. Sin embargo, los bioquímicos están comenzando a sacar provecho de los estudios mecanocuánticos de conformaciones de moléculas biológicas, de enlaces enzima sustrato y de solvatación de moléculas biológicas. En la actualidad, varias compañías venden programas de computador para realizar cálculos químico cuánticos moleculares. Estos programas están diseñados para que puedan ser utilizados no sólo por los químicos cuánticos, sino por cualquier químico. Quienes desean profundizar en estos temas, pueden seguir cursos avanzados de química cuántica molecular, que suministra buena formación 156 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA en este dominio y los capacita para efectuar investigaciones de alto nivel en estos tópicos. Lección 17. INORGÁNICA Hay diferentes criterios138 acerca de lo que constituye el objeto de la química inorgánica, pero todos ellos coinciden en que es la única rama de la química que estudia las propiedades y correlaciones de los elementos desde un punto de vista global. En los otros campos de la química, se ha alcanzado tal grado de especialización que esta visión de conjunto ha desaparecido, hasta el punto de que los diferentes especialistas apenas pueden establecer relaciones científicas entre sí. Es humanamente imposible dominar más de una rama de una ciencia tan desarrollada. La química, que es sin duda, la de mayor unidad, se presenta dividida, por su amplitud y desarrollo, en varios fragmentos que no reflejan su procedencia común y unidad fundamental. Se precisan químicos generales, cuya especialidad es conservar la unidad intelectual de esta ciencia. Mientras tanto, corresponde a la química inorgánica mantener una visión de conjunto de los conocimientos acumulados en los distintos campos de la química. La química inorgánica, en su estado actual, resuelve este problema de forma tan efectiva como sería de desear, al estudiar en profundidad la naturaleza de los enlaces químicos. Se pueden conseguir avances útiles mediante el examen detenido de los conocimientos actuales. Sería interesante sugerir que sería más provechoso para la civilización que los científicos hicieran un alto en sus investigaciones experimentales y se dedicaran durante uno o dos años a desentrañar el significado de los hechos ya descubiertos. De todas maneras, la química inorgánica tiene una unidad fundamental que se deduce de los hechos conocidos, resaltando las relaciones entre los elementos que permiten conocer sus causas últimas. Así, se llega al concepto de que la electronegatividad lleva a concepciones químicas que permiten obtener conclusiones cuantitativas aproximadas y corroboran resultados que ya se aceptaban intuitivamente y con carácter cualitativo, como lógicos. Así, se encuentra por ejemplo, que las anomalías encontradas en el comportamiento de los metales de transición, son solamente el resultado de conocimientos deficientes. Uno de los temas que resultan del estudio sistemático de la electronegatividad 139, es la existencia de los llamados elementos de transición, que conlleva a la química de los compuestos de coordinación, ocupada en primer lugar en estudiar los aspectos de los complejos metálicos, a partir de conceptos teóricos modernos, tales como las teorías de campo cristalino y de los orbitales moleculares, sin 138 139 Sanderson, R.T. Periodicidad química. Aguilar, Madrid, 1995. Basolo, Fred y Johnson, R. Química de los compuestos de coordinación. Editorial Reverte, Madrid, 1997. 157 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA olvidar las más antiguas como las de ligado de valencia, así como los mecanismos de reacción. Se estudian estos compuestos porque desempeñan un papel esencial en la industria química y en la vida misma. Las investigaciones de K. Ziegler y G. Natta sobre el proceso de polimerización del etileno a bajas presiones, que les hizo merecedores del premio Nobel de 1963, y cuyo fruto son los miles de artículos de polietileno que son de uso común, fueron posibles por el desarrollo de un catalizador elaborado a partir de un complejo de los metales aluminio y titanio. Además, se advierte su importancia si se piensa que la clorofila, que es vital para la fotosíntesis de las plantas, es un complejo de magnesio y que la hemoglobina, que lleva oxígeno a las células animales, es un complejo de hierro. Lección 18. ORGÁNICA 140 La química orgánica es la química de los compuestos del carbono. Tuvo su origen en el estudio de las sustancias obtenidas de los seres vivos, vegetales o animales: el alcohol etílico, por fermentación del mosto; el colorante púrpura de Tiro, a partir de ciertos crustáceos mediterráneos, y el ácido fórmico, por destilación de las hormigas. El engañoso nombre “orgánica” es una reliquia de los días en que los compuestos químicos eran divididos en dos clases, inorgánicos y orgánicos, dependiendo de la consideración de dónde provenían. Hasta bien entrado el siglo XIX141, se creyó que estas sustancias, de origen natural, no podían prepararse a partir de materiales inorgánicos. Los inorgánicos eran aquellos obtenidos de los minerales; los compuestos orgánicos, eran los obtenidos de fuentes animales o vegetales, esto es, de materiales producidos por organismos vivos. Realmente hasta 1850, muchos químicos creían que los compuestos orgánicos habían tenido su origen en organismos vivientes, y consecuentemente nunca podrían ser sintetizados de material inorgánico. Se suponía142 que compuestos del carbono muy conocidos como alcohol, ácido acético y muchos otros productos de las plantas o vida animal no podían ser producidos sin la ayuda de una “fuerza vital” suministrada por las células vivientes. El dominio de esta “teoría de la fuerza vital” fue puesto en duda a partir de la primera mitad del siglo XIX por la producción de algunas sustancias orgánicas a partir de fuentes no vivas, por síntesis directa; entre ellos, la urea, un producto final del metabolismo de las proteínas y presente en la orina de todos los mamíferos. Fue obtenida en 1828 por Wohler cuando reparó en que la 140 Adaptado de: Morrison, Robert Thornton, Boyd, Robert Neilson. Química Orgánica. Segunda edición. Boston, 1966. 141 Adaptado de: Conant, James Bryant, Blatt, Albert Harold. Química de los compuestos orgánicos. Aguilar, 1995. 142 Brewster, Ray Q., McEwen, William E., Organic chemistry. Prentice Hall, N.J.1995. 158 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA evaporación de una solución de cianato de amonio había convertido una parte de esta sal inorgánica en urea. En retrospectiva, este experimento parece suministrar la síntesis de un compuesto orgánico a partir de uno inorgánico, pero en 1828, todo el amoníaco que se conocía era obtenido calentando desechos animales con óxido de calcio y se podía alegar que la “fuerza vital” estaba todavía presente. Ahora que el amoníaco sintetizado por la combinación de hidrógeno y nitrógeno, está disponible en cualquier cantidad que se desee, la síntesis de la úrea es no solamente un hallazgo científico del laboratorio de investigación sino una gran empresa comercial puesto que la urea sintética es un fertilizante muy importante, materia prima para la manufactura de los plásticos con su base y un suplemento de nitrógeno en la alimentación del ganado. Varios años después de la preparación de la urea por Wohler, Kolbe sintetizó el ácido acético de fuentes inorgánicas. La síntesis en el laboratorio de otros denominados “compuestos orgánicos” pronto la siguieron, y para 1850, la teoría de la fuerza vital había sido gradualmente derrotada. Ahora, a comienzos del siglo veintiuno, encontramos que términos tales como “química sintética”, o “química creativa” han adquirido significados muy reales y que se pueden preparar compuestos cuyas estructuras moleculares cumplan especificaciones exactas. Los compuestos provenientes de fuentes orgánicas tienen en común que todos contienen el elemento carbono. Aún después de que se ha hecho evidente que estos compuestos no necesariamente tienen que provenir de fuentes vivientes, sino que se pueden producir en el laboratorio, se ha creído conveniente conservar el nombre orgánicos para describirlos; la división entre compuestos inorgánicos y orgánicos se ha mantenido hasta nuestros días. Actualmente, aunque muchos compuestos con carbono, se pueden aislar convenientemente de fuentes vegetales o animales, la mayoría son sintetizados; Algunas veces, a partir de sustancias inorgánicas como carbonatos o cianuros, pero más frecuentemente de compuestos orgánicos. Hay dos grandes fuentes de material orgánico a partir de las cuales se pueden obtener compuestos orgánicos simples: el petróleo y el carbón, (ambos son orgánicos en el viejo sentido, siendo productos de la descomposición de plantas y animales). Los compuestos simples obtenidos pueden utilizarse para construir otros más grandes y complicados. Pero ¿que hay tan especial acerca de los compuestos del carbono que permite que puedan ser separados de los compuestos de los otros ciento dieciocho elementos de la tabla periódica? En parte, al menos, porque hay muchos compuestos y sus moléculas pueden ser muy grandes y complejas. El número de compuestos que contienen carbono es muchas veces más grande que el número de los compuestos que no lo contienen y ha sido dividido en familias que no tienen contraparte entre los compuestos inorgánicos. 159 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Se conocen moléculas orgánicas con miles de átomos y la disposición en el espacio de los átomos aún en moléculas relativamente sencillas, puede ser muy complicada. Uno de los mayores problemas de la química orgánica es precisamente encontrar esa disposición de los átomos en las moléculas, esto es, determinar la estructura de los compuestos. Hay muchas formas en las cuales esas moléculas complicadas se pueden romper o reorganizar para formar otras nuevas, así como muchas formas por las cuales se pueden añadir nuevos átomos a esas moléculas o sustituir los anteriores. Gran parte de la investigación en química orgánica está dedicada a identificar esas reacciones, cómo suceden y cómo se pueden emplear para sintetizar los compuestos deseados. ¿Qué hay de especial acerca del átomo de carbono que le permite formar tantos compuestos? Los átomos de carbono se pueden unir entre sí en una extensión que no es posible para los átomos de los demás elementos. Pueden formar cadenas de miles de átomos, o anillos de todos los tamaños; estas cadenas y anillos tienen ramas y enlaces entrecruzados. A los átomos de carbono de esas cadenas y anillos, se pueden unir otros átomos, principalmente hidrógeno, pero también flúor, cloro, bromo, iodo, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y muchos otros. (Tómense como ejemplos, la celulosa, la clorofila o la oxitocina). Cada disposición particular de átomos corresponde a un compuesto diferente, y cada compuesto tiene su conjunto característico de propiedades químicas y físicas. No es sorprendente, entonces, que se conozcan actualmente cerca de un millón de compuestos del carbono y que miles de compuestos nuevos sean producidos cada año. No es sorprendente que el estudio de su química sea un campo tan especial. La Química orgánica es un campo de gran importancia para la tecnología: es la química de los pigmentos, colorantes y drogas, el papel y la tinta, las pinturas y los plásticos, la gasolina y los neumáticos de caucho; es la química de los alimentos que nos nutren y la ropa que usamos. La síntesis orgánica es un campo fundamental para la medicina. Y en biología: además del agua, los organismos vivientes están constituidos principalmente de compuestos orgánicos, y los procesos biológicos son en última instancia un asunto de la química orgánica. 160 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA AUTOEVALUACIÓN 1. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: El segundo estadio en el proceso de desarrollo de la carrera de Química en la Universidad Nacional enmarcado dentro del proceso de industrialización del país, hacia los años treinta, creó una demanda grande de profesionales químicos PORQUE se establecieron en esa época plantas para la producción de cloro, de ácido sulfúrico, de cemento, de refinación de petróleo y procesos para la explotación y beneficio de minerales, entre otras. 2. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: El desarrollo de la Bioquímica ha estado muy condicionado a la invención y desarrollo de nuevas técnicas e instrumentos PORQUE han permitido a la ciencia identificar las moléculas que constituyen los organismos, las reacciones que transforman unas sustancias en otras y los procesos que les permiten desarrollar las actividades vitales. 161 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 3. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: Disciplinas como la arqueología, la antropología, la botánica, la química, la ingeniería, las ciencias forenses y otras dependen de la Química Analítica que es el estudio del análisis de materiales con objeto de determinar su composición elemental y molecular PORQUE al determinar la composición de sólidos, líquidos, gases, soluciones, vidrios, llamas y otras formas de materia, logramos comprender sus características y determinar sus mejores aplicaciones, o en ciertos casos, descubrir de dónde provienen. 4. Esta pregunta consta de un enunciado, problema o contexto, a partir del cual se plantean cuatro opciones numeradas de 1 a 4 de las cuales, se deberá seleccionar la combinación de dos opciones que responda adecuadamente a la pregunta, de acuerdo con la siguiente información: Marque A si 1 y 2 son correctas. Marque B si 1 y 3 son correctas. Marque C si 2 y 4 son correctas. Marque D si 3 y 4 son correctas PREGUNTA: Los siguientes son ejemplos típicos del tipo de problemas que resuelve la bioquímica: 1 Identificar las moléculas que constituyen los organismos y las reacciones que transforman unas sustancias en otras. 2 Determinar residuos de pesticidas a un nivel de partes por billón en productos alimenticios. 3 Caracterizar los procesos que les permiten a los organismos desarrollar las actividades vitales. 4 Determinar la naturaleza y concentración de moléculas orgánicas complejas, dentro del núcleo de una célula. 162 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 5. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: La mecánica cuántica se desarrolló PORQUE los físicos encontraron que la mecánica clásica no describe correctamente el comportamiento de partículas tan pequeñas como los electrones y los núcleos de los átomos y las moléculas. 6. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: Sin la mecánica cuántica, las asombrosas propiedades de los semiconductores quedarían sin explicación PORQUE actualmente, la rama de la mecánica cuántica conocida bajo el nombre de “Teoría de Bandas de los sólidos“ es la guía de millares de investigadores en el campo de la electrónica. 7. Seleccione una respuesta. Los compuestos de coordinación se estudian porque: A. Desempeñan un papel esencial en la industria química y en la vida misma. B. Su análisis cuidadoso condujo a las leyes de las proporciones definidas y múltiples. 163 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA C. Permiten determinar los vestigios de impurezas. D. Describen correctamente el comportamiento de partículas tan pequeñas como los núcleos de los átomos. 8. Esta pregunta consta de un enunciado, problema o contexto, a partir del cual se plantean cuatro opciones numeradas de 1 a 4 de las cuales, se deberá seleccionar la combinación de dos opciones que responda adecuadamente a la pregunta, de acuerdo con la siguiente información: Marque A si 1 y 2 son correctas. Marque B si 1 y 3 son correctas. Marque C si 2 y 4 son correctas. Marque D si 3 y 4 son correctas PREGUNTA: Son propios de la primera etapa de desarrollo de la mecánica cuántica: 1. La propuesta de Erwin Schrodinger de las denominadas ecuaciones de onda. 2. La creación por Albert Einstein de la teoría de las partículas de luz (fotones). 3. La aplicación de la mecánica cuántica a las partículas elementales de la materia. 4. La propuesta por Niels Bohr de la teoría de la estructura de los átomos y de los fenómenos a que ellos dan lugar. 9. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: El estudio de la química de los compuestos orgánicos es un campo muy especial conociéndose actualmente cerca de un millón de ellos en tanto que miles de compuestos nuevos son producidos cada año PORQUE cada disposición particular de átomos corresponde a un compuesto diferente y 164 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA cada compuesto tiene su conjunto característico de propiedades químicas y físicas. 10. Explique qué es la Bioquímica y qué estudia. 11. Explique la importancia de la Química analítica, 12. Explique qué es la química cuántica, ¿Cuales son los temas que estudia? 13. ¿Qué es la Inorgánica? Qué parte de la química constituye su especialidad? 14. ¿Cuál es la importancia de la Química Orgánica? 165 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA CAPITULO 6: EL PROGRAMA DE QUÍMICA Introducción Consecuentemente con el propósito fundamental de este capítulo, de proporcionar al estudiante herramientas y criterios para la toma de decisiones acerca de su conveniencia de seguir este programa, se le presenta la descripción sistematizada del Programa en la UNAD, las competencias que se espera que adquiera con su estudio y que le deben servir para su desempeño profesional, así como un vistazo general del tipo de investigaciones y proyectos que se espera que pueda desarrollar, dándole argumentos y herramientas conceptuales y metodológicas que le permitan tomar conscientemente la decisión de hacer de la química su modo de vida. LECCIÓN 19: CARACTERÍSTICAS DEL PROGRAMA 19.1. DURACIÓN El programa de Química tendrá una duración de cinco años, incluyendo el proyecto de grado, el cual se puede ir desarrollando simultáneamente con los cursos que se van estudiando. 19.2. REQUISITOS DE ADMISIÓN El estudiante que desee ingresar al programa debe acreditar haber culminado y aprobado la enseñanza media o secundaria y haber presentado el examen de estado ICFES. 19.3 TÍTULO OTORGADO El programa está enfocado hacia la adquisición del título de Químico, lo cual se garantiza por el contenido y orientación de los cursos académicos ofrecidos en el área profesional disciplinar y específica. 19.4 CONTENIDOS El programa ofrecido tendrá los cursos específicos enumerados más adelante, los cuales serán un punto de partida que expresan una dimensión de futuro 143 y conllevan un proceso permanente de reflexión, investigación y construcción. 143 Leal Afanador, Jaime Alberto, Salazar Ramos, Roberto, Ramón Martínez, Miguel Antonio y Vidal Arizabaleta, Elizabeth. , Inducción Unadista, Proyecto Académico Pedagógico, UNAD, 2005. 166 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 19.5 OTRAS CARACTERÍSTICAS Montar un programa de Química es una gran empresa, especialmente en Colombia donde como ya se vio, hay trece programas de universidades renombradas. Por consiguiente, el programa ofrecido, además de desafiante debe ser atractivo. En primer término, el programa propone inicialmente una línea de profundización muy acorde con la experiencia y conocimientos desarrollados en la UNAD, a saber alimentos, (garantizada por los conocimientos y aptitudes obtenidos a través de los cursos académicos: Síntesis Orgánica, Bioquímica Avanzada, Química Agrícola y Química de Alimentos), en la cual se cuenta con varias líneas de investigación que están descritas más adelante, que garantizarán grandes oportunidades al futuro profesional, pudiéndose en el futuro presentarse otras más, dependiendo de las necesidades que se vayan detectando. Desde el punto de vista de la metodología, el programa es gradual, desarrollándose inicialmente los cursos académicos con conocimientos básicos, que van sirviendo de base o apoyo para emprender el estudio de los más complejos, permitiendo que el estudiante vaya intensificando el amor y el afán de conocimiento por la química. Es sistemático, permitiendo comprender teorías, leyes y fundamentos a partir de un lenguaje informal y exige disciplina, quizás más que en otras de las carreras de la UNAD por sus características de no presencialidad. Es desafiante por articularse en una modalidad nueva para este tipo de carreras, sin parangón con ningún programa ofrecido en el país, excepto el de la Universidad del Valle donde se incluye el servicio de tutoría pero en un contexto completamente distinto. En la modalidad ofertada, estimula al máximo el desarrollo de la autonomía y autosuficiencia (en el buen sentido), del estudiante, lo cual repercute en el futuro desempeño profesional y hace que el proceso sea dinámico, ofreciendo desde un comienzo la oportunidad de investigar, profundizar, socializar y aprender verdaderamente química, garantizando el desarrollo de competencias de orden superior que caracterizarán al profesional egresado de la UNAD entre sus similares de otras universidades. También se busca incentivar la realización de proyectos especialmente en el campo de DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS con proyectos de caracterización de sustancias funcionales y promisorias con tecnologías limpias y caracterización de subproductos agrícolas, susceptibles de ser aprovechables, en todo tipo de procesos, tales como de la industria de producción de jugos y productos frutales, los cuales pueden utilizarse como fuente de alimentos no 167 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA tradicionales o aditivos alimenticios, tan importantes en países como el nuestro donde una proporción importante de población no tiene los medios para adquirir los alimentos más nutritivos. LECCIÓN 20: ÁPORTES ACADÉMICOS Y VALOR SOCIAL AGREGADO El programa está concebido de tal manera que produce el afianzamiento de la academia a través del compromiso institucional de formación integral de la persona humana, permitiendo que los estudiantes adquieran sentido de compromiso, responsabilidad, honestidad, autorregulación y ética y se fortalezcan la generación y socialización del saber científico y la voluntad de servicio a la comunidad, ya que el químico egresado de la UNAD debe trabajar en un contexto social y para éste serán sus aportes grandes o pequeños. Esta situación es una consecuencia de la formación socio humanística que tiene el programa, con la cual se busca que el estudiante comprenda su participación en procesos intra e interdisciplinarios. Igualmente, el desarrollo de la academia está relacionado íntimamente con el acompañamiento del aprendizaje autónomo144, significativo y colaborativo, conformado por la apropiación crítica de la realidad y de sí mismos por medio de la investigación del contexto y por el reconocimiento del propio potencial de aprendizaje, la construcción creativa del conocimiento mediante procesos lógicos, analógicos, reflexivos e interpretativos, que favorecen el acceso al dominio de conceptos, teorías y competencias de diferente orden y la aplicación práctica del conocimiento, con el propósito de contribuir a la transformación de la realidad, al avance del conocimiento y al cambio de los comportamientos individuales y colectivos, con la transferencia de situaciones conocidas a situaciones menos conocidas o totalmente ignoradas. LECCIÓN 21: COHERENCIA CON LA MISIÓN Y EL PROYECTO ACADÉMICO INSTITUCIONAL Siguiendo los lineamientos de la MISIÓN de la UNAD145, el programa presente de Química pretende la formación de todos aquellos que consideren y demuestren ser capaces de seguirlo, tiene un campo de investigación muy amplio, en la línea pura o mediante su aplicación al estudio de alimentos, con una acción pedagógica definida y bien clara para el trabajo académico. Por estar en su contexto, el programa busca que el profesional interactúe activamente en su comunidad local, nacional y aún internacional, ya que los conocimientos son universales 144 Inducción Unadista, Componentes básicos del Proyecto Académico Pedagógico. “Contribuír a la formación para todos, mediante la investigación, la acción pedagógica, la proyección social y las innovaciones metodológicas y didácticas en la utilización de las tecnologías de la información y la comunicación TIC, para acompañar el aprendizaje autónomo y el desarrollo humano sostenible de las comunidades locales y globales, con calidad, eficiencia y equidad social” 145 168 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA permitiendo que la capacidad se pueda aplicar en cualquier parte u contexto. Tiene componentes significativos en la parte de tecnología a través de sus herramientas informáticas y telemáticas que permiten al profesional enfrentar y utilizar los nuevos medios de información y comunicación TIC cuando lo requiera. Acorde con la filosofía del proyecto académico de la UNAD, el estudiante de química desarrolla su propio proceso por medio del aprendizaje autónomo que hace que sea el principal protagonista de todo el proceso académico y especialmente de su formación como profesional, permitiendo que su desarrollo humano sea significativo y verdaderamente sobresaliente en los contextos físicos e intelectuales, dotando de calidad, eficiencia y equidad social su quehacer ya sea como empleado o gestor de empresas químicas. Respecto al proyecto académico institucional, que para nuestro caso se denomina el Proyecto Académico Pedagógico PAP, el programa contempla los componentes académico, pedagógico, tecnológico, organizacional, comunitario y regional, unos con mayor ponderación que otros, por sus mismas características. En el componente Académico, la fortaleza son los cursos a ofrecer, actualizados, con especificidades y una profundidad que los hace especiales; además, el lenguaje con que se desarrollan es muy sencillo, pero sin perder la objetividad científica. La investigación es fuertemente incentivada durante todo el programa, para que el estudiante se familiarice y comience su propio camino, en el área que se ofrece para hacer su énfasis. Académicamente los programas en su orden secuencial y sistemático permitirán el desarrollo de la lógica y el análisis, factores fundamentales para un Químico. Los cursos de Química Industrial, Agrícola, Productos Naturales y Química de Alimentos, serán de impacto por la utilidad y aplicabilidad de los mismos en el campo de la industria y la gestión particular de industrias químicas de alimentos. La gran variedad de software específico para química existente, conlleva al estudiante a familiarizarse con la tecnología, situación muy necesaria en el mundo actual y que permite una gran interactividad con las fórmulas y representaciones espaciales de los compuestos químicos. La oferta de electivas, hace que el profesional se fortalezca en campos específicos de la Química (Química Industrial, Tecnología Química, Biotecnología), y adquiera buenos elementos en el respeto por el medio ambiente (Higiene y Seguridad Industrial y Evaluación y control de contaminación en Química), y en administración de la Química (Fundamentos de Economía, Mercadeo, Costos y Presupuestos y Gestión empresarial) con consecuencias tanto en el ámbito industrial como particular. El componente pedagógico, es muy especial, por la naturaleza del sistema utilizado. La UNAD tiene como fin formar profesionales por medio de la metodología a distancia, que sean competentes y es así como para el caso de 169 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Química, la pedagogía estará enmarcada dentro de la que se tiene establecida para los programas que la Universidad oferta, aunque con algunas particularidades para éste programa (laboratorios personales presenciales y virtuales permanentes), debido al grado de complejidad en la comprensión de los conocimientos, el mismo sistema de créditos y el nivel de acompañamiento que se requiere. Respecto al componente tecnológico, el programa incentiva el trabajo y dominio de las TIC, primero como herramientas para obtener información e interactuar con los docentes y los programas especializados, segundo como recurso para el trabajo de temas específicos de los cursos, tal es el caso de simulaciones, laboratorios virtuales, solución de problemas en red y otros. En el componente organizacional, el programa esta articulado con el funcionamiento de la Institución, debido a que por su principio de autoformación, el estudiante conoce y hace parte de la organización que tiene la UNAD para su funcionamiento; además, el programa por hacer parte del nuevo departamento de Ciencias Básicas, tiene su financiamiento dentro de la línea de ciencias básicas. La Universidad cuenta con una infraestructura que permitirá al programa desarrollarse adecuadamente, en los nodos inicialmente propuestos y en algunos CEAD satélites, donde las condiciones favorecerán su ejecución. El componente comunitario, aparentemente es el menos fuerte, pero el programa busca que los estudiantes y futuros profesionales tengan mucho contacto con su comunidad, impulsando la búsqueda y análisis de problemas especialmente en el campo de la química de alimentos, a través de estudios regionales para investigar fenómenos del mismo, y en capacitación y apoyo a proyectos de desarrollo regional donde se pueda hacer parte activa. Debido a que la UNAD tiene presencia nacional, el componente regional se verá fuertemente favorecido en corto tiempo al ofrecerse el programa en nodos con poblaciones diferentes de las tradicionalmente seleccionadas para este tipo de programas, especialmente por el atractivo de su énfasis, el cual permitirá que el profesional formado pueda participar más directamente en su propia comunidad, haciéndolo protagonista en su región, al poder aplicar sus conocimientos a los problemas del diario vivir. LECCIÓN 22: ASPECTOS CURRICULARES 22.1. FUNDAMENTACIÓN EPISTEMOLÓGICA 22.1.1. El problema del conocimiento: Toda teoría científica puede concebirse como un conjunto de enunciados interrelacionados por ciertos principios y/o leyes 170 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA que intentan explicar un cierto dominio de la realidad. Las teorías científicas, tomadas como conjunto de enunciados, suponen un objeto y un punto de vista o metodología, y tanto el objeto como la metodología deben enunciarse por medio de conceptos o términos. La filosofía ha buscado desde sus inicios comprender y establecer las relaciones entre los conceptos más generales pues por medio de ellos se ha intentado alcanzar las dimensiones últimas de la realidad. En esta tarea de fundamentación del conocimiento, han jugado un papel decisivo los conceptos de “forma” y “contenido”. Tradicionalmente hablamos de forma de un objeto cuando establecemos la organización de su contorno, y de contenido cuando consideramos el dominio o la materia de ese mismo objeto. La experiencia sensible nos advierte que la materia puede adquirir diversas formas según los factores y circunstancias que la determinen en un momento dado. Para la filosofía tradicional, el contenido se identificaba con la materia, siendo esta tomada como lo indeterminado, lo susceptible de adquirir un contorno, una estructura, y la forma se asumía como lo determinado, el principio organizado, el principio actualizante. Sin embargo, la aplicación reiterada del par conceptual “forma-contenido” se ha extendido a prácticamente todos los dominios del conocimiento de las ciencias (química, física, matemáticas, etc) y no solo a la metafísica. Así, el examen de toda teoría científica descubre la presencia de forma y contenido en ella. En su estudio debe asignarse un lugar especial a la forma y al contenido de su objeto y su metodología. El hacer preponderante la forma sobre el contenido o viceversa ha conducido históricamente a concepciones fragmentarias o parcializadas del conocimiento. Los conceptos han ido “madurando” a través de las concepciones de diferentes estudiosos de la materia. Del concepto de que la matemática es un sistema de verdades externas al hombre, existentes fuera de la mente humana, conmensurables y eternas, cuyas ideas son universales, constantes e invariables, y cuyo aprendizaje se debe realizar por descubrimiento e indagación cuantitativa, independiente de la actividad creadora o los conocimientos previos, de los primeros tiempos de la filosofía, se pasó a los conceptos de que los juicios son en verdad las cosas de la naturaleza, en la matemática una rama de la lógica, que puede ser inductiva o deductiva ya que es una creación de la mente humana mediante axiomas, definiciones y símbolos adquiriendo coherencia dentro de este juego simbólico, y las leyes numéricas no eran consideradas leyes de la naturaleza. El aprendizaje de estos postulados se hacía en forma lógica, operando con conceptos y proposiciones, base de todas las formas de argumentación. Estas concepciones fueron transformándose de tal manera que se llegó a que lo importante es la “validez” no solamente de los enunciados aislados sino de las relaciones que se toman en forma de argumentos o razonamientos o entre 171 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA premisas y conclusiones para demostrarlos, hasta el punto que se definió Lógica como “la ciencia de los sistemas deductivos”. la La lógica antigua, clásica se ha entendido como el estudio de los procesos deductivos de las leyes del pensar expresados en tres elementos: concepto, juicio y razonamiento, pero más que una descripción de cómo se piensa, se concebía como una compilación de las reglas del pensar correcto, que indicaban cómo se debía pensar. Se suponía que si no se seguían las reglas del pensar lógico, se caía en el error, lo cual se explicaba a partir de la imperfección de la mente humana. No se hacía diferencia entre una disciplina que describe como se piensa y como se razona de hecho, y una disciplina que se ocupa de cómo se debe razonar. Con el surgimiento y desarrollo de la ciencia moderna, las matemáticas asumieron un rol fundamental por el apoyo que prestaban a las demás ciencias (física, química, etc), quedando la concepción lógica reducida al campo de la retórica, en papel secundario. Esto se debió básicamente a la restricción lingüística que reducía todo el lenguaje en forma predicativa, en tanto que el lenguaje de las nuevas ciencias era un lenguaje relacional. Se llegó así, a la creación de un “cálculo lógico” mucho más amplio que el de las matemáticas, sin relación con la idea de cantidad, creado para describir una multiplicidad de estructuras diversas. Se caracterizaba por tener un lenguaje universal que devino en ideas “simples” representadas por los números naturales e ideas “complejas” como productos de números primos y la posibilidad de mecanización de todo tipo de razonamiento, que culminó con la creación moderna de algoritmos para resolver mecánicamente cualquier tipo de problema racional o matemático. Más adelante, surgieron los conceptos de que la matemática es una elaboración de la mente humana a partir de las percepciones de los sentidos y de las construcciones mentales originadas en las de los números naturales. Solamente se consideraban “reales” los objetos matemáticos construidos por procedimientos finitos. La intuición tendía al objeto concreto, a la representación de realidades concretas que se pueden expresar matemáticamente, y su aprendizaje se realizaba por construcción mental, a partir de la intuición, efectuándose la validación por demostrabilidad constructiva empírica o por evolución de las intuiciones, sin ocuparse de cómo ocurren las construcciones y dichas intuiciones en la mente humana. A fines del siglo XX, se creía todavía en el carácter empíricamente unificado de nuestro conocimiento de lo real, pero se había ubicado la lógica formal en un espacio determinado de las teorías, superando la confusión de la lógica antigua en la cual lenguaje, pensamiento y forma no se diferenciaban. En la ciencia moderna se habla de “contexto de descubrimiento” y “contexto de justificación”, propios de las teorías científicas, elaborados de tal manera que el primero estudia la 172 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA producción de las ideas científicas tal y como tienen lugar de hecho, siendo aquí importantes la sicología y la sociología, jugando el papel central la lógica inductiva. El contexto de justificación analiza la ciencia como algo producido y se ocupa de estudiar qué condiciones deben satisfacer las teorías científicas para ser consideradas como tales, es decir tratan de realizar una “reconstrucción racional” de la ciencia que no siempre tiene que ver con la producción de la misma teoría, siendo importante para ésta la lógica deductiva. La orientación del programa es la epistemología constructivista, basada en la lógica deductivista, la cual es explicada por pensadores como K. Popper, T.S. Kuhn, I. Lakatos y S. Toulmin, cada uno con sus concepciones propias sobre cómo se construye el conocimiento. Así, K. Popper, asegura que no hay observaciones perfectas porque cualquiera de ellas es afectada por las estructuras conceptuales, metodológicas, actitudinales y axiológicas del investigador, razón por la cual las teorías elaboradas deben ser falseables para que sean científicas, además de que el conocimiento no es acumulativo. Para Kuhn, el avance científico se da cuando hay crisis o cambios de paradigmas que rompen el ordenamiento anterior obligando a la comunidad científica a proponer nuevas teorías que conllevan la construcción de nuevos conceptos o la modificación significativa de los existentes; El conocimiento es una construcción humana. Según Lakatos, la ciencia es un enorme programa de investigación dotado de reglas metodológicas que definen las rutas o caminos a seguir, en forma de guías heurísticas positivas que explican lo que debe evitarse y heurísticas negativas que constituyen el núcleo firme del programa, con hipótesis auxiliares que forman un cinturón protector en torno al núcleo, para protegerlo de las contrastaciones. Finalmente, para Toulmin, lo básico está en los procedimientos utilizados para obtener los conocimientos, ya que a través del tiempo, estos evolucionan diferenciándose o reintegrándose hasta asimilarse totalmente. Es necesario socializarlos para que sean validados en las comunidades científicas. Respecto de la Química en particular, se fue consolidando a lo largo del siglo XIX y se benefició enormemente con el desarrollo de la teoría atómica a principios del siglo XX de tal manera que alrededor de 1925 alcanzó su madurez y transformó para siempre el mundo. Para dar una idea de cómo han cambiado las cosas en estos últimos doscientos años, baste decir que a principios de 1800, los químicos conocían si acaso unas 300 sustancias distintas y hoy se cuentan cerca de 19 millones, con la característica de que en los últimos cincuenta años, este número ha venido duplicándose en promedio cada trece años, de manera que si continúa esa tendencia, para el año 2050 tendremos 300 millones de compuestos químicos diferentes y 5000 millones para el 2100. Si suponemos que solo una pequeña fracción de esas sustancias tendrá alguna utilidad práctica, se puede imaginar la diversidad de nuevos medicamentos y materiales de que se dispondrá. 173 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA La química es la mejor herramienta con la que hoy se cuenta para enfrentar algunos de los que serán los grandes problemas del siglo XXI, la escasez de alimentos, la aparición de nuevas enfermedades, el agotamiento de las fuentes de energía convencionales y el deterioro del ambiente. En esta labor, su alianza con la biología y la física serán indispensables. El conocimiento de los fenómenos biológicos en el ámbito molecular permitirá, por ejemplo, realizar la síntesis de fármacos específicos para cada persona, de acuerdo con sus características genéticas particulares, y generar sustancias que controlen el funcionamiento de las células del cuerpo. La identificación de la estructura y propiedades químicas de los componentes del código genético de diversos seres vivos, incluidos los humanos, abrirá la puerta a la reprogramación genética como vía para corregir defectos genéticos o para desarrollar cultivos más resistentes a las plagas o a la escasez de agua. Por otra parte, la comprensión de las propiedades físicas de las sustancias con base en la estructura atómica dará lugar al desarrollo de nuevos materiales, que sin duda revolucionarán áreas como la microelectrónica, los sistemas de almacenamiento y distribución de energía y el control ambiental. Con respecto a la química analítica, se vislumbran temas como espectroscopía de difracción en solución, mapas de composición de biopolímeros individuales, sondas analíticas para organismos vivientes, determinaciones rápidas y paralelas de multianalitos, mediante instrumentos miniaturizados autocalibrables y microscopias de superficie, todo lo cual resume los grandes desafíos del siglo XXI, el estudio de otros mundos, el conocimiento detallado de la química de la vida, la miniaturización y la automatización. La química permitirá también evitar la destrucción de la capa de ozono, el calentamiento global de la tierra y la devastación generada por la lluvia ácida. Dentro de este contexto, por lo tanto, la demanda del trabajo para los químicos será intensa, aunque de una naturaleza completamente diferente a la requerida a comienzos del siglo XX. 22.1.2. El conocimiento en el programa de Química: La UNAD fundamenta el proceso educativo en el conocimiento en general y particularmente en la ciencia, considerada ésta como una manifestación cultural que ocupa un lugar preponderante en el mundo contemporáneo, porque influye en todos los campos de la actividad humana, determinando los procesos de acción y transformación (tecnología), los cuales a su vez, determinan los procesos de representación e interpretación del mundo vital y de la realidad en particular (ciencia). La situación de aprendizaje y las características culturales de quienes ingresan al proceso de aprendizaje hacen recomendable partir del otro, de sus condiciones, capacidad y potencial de aprendizaje, para realizar la aplicación del conocimiento, en el sentido de que quien aprende haga algo con su aprendizaje lo que puede significar desarrollar la capacidad conceptual, discursiva y transformativa o la 174 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA capacidad para aprender a aprender, reflexionando y actuando, es decir, apropiándose del conocimiento para incorporarlo a su experiencia, personal y social. En Colombia, la química es hoy en día uno de las ciencias más aplicadas en diferentes situaciones como las que se evidenciaron en la sección 2.2.2. De todas ellas, haremos énfasis en la industria de los alimentos, por tres razones: La importancia que tiene para la UNAD por su tradición en Ingeniería de Alimentos y porque mediante ella, los alimentos sufren ciertas transformaciones o modificaciones para su propia conservación mejorando así las propiedades que los constituyen. Adicionalmente, la población consume diferentes sustancias químicas que se encuentran en la mayoría de los alimentos como harinas, enlatados, aceites vegetales e instantáneos empaquetados; Son los aditivos, proporcionados para darle al producto propiedades que no posee por sí mismo, mediante la utilización de procedimientos adecuados tales como el secado, ahumado, y otros de carácter similar para su conservación y el beneficio humano. Saborizantes, colorantes artificiales y demás, que permiten preservar las características de los alimentos por largos períodos, productos nuevos como flavoides, folatos y ácidos grasos polinsaturados (omega 3) para alimentos funcionales y suplementos alimenticios, suplementos de vitaminas y minerales, enzimas y antioxidantes, existen más de 2000 aditivos alimentarios, edulcorantes, y antimicrobianos, autorizados para usarse en los alimentos. Otro aspecto que debe contribuir a la consolidación e implementación cualitativa de los diseños y desarrollos curriculares en consideración a la naturaleza y exigencias epistemológicas de las disciplinas del saber, la formación básica de los estudiantes y las posibilidades y limitaciones de los medios de información y comunicación para el aprendizaje autónomo, es el estudio e implementación del uso de las TIC’s. La incorporación de las TIC a los procesos de aprendizaje autónomo impone un cambio en el paradigma pedagógico, en términos de una actitud abierta a la innovación y a las exigencias de una nueva modernidad que facilite la construcción de un futuro mejor. Este cambio conlleva la utilización de nuevos criterios y estrategias para un adecuado tratamiento de contenidos y formas de expresión suministrándoles motivación y animación, que acompañen a los estudiantes en el proceso de autogestión formativa y deben favorecer el intercambio de información, la consulta de base de datos, la integración del personal científico y académico en ámbitos regionales, la organización de la información y el establecimiento de sistemas de monitoreo permanente, en relación con la evolución de las tecnologías para aprovechar las oportunidades y 175 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA coyunturas de actualización y avance científico y tecnológico, en función de la calidad del comportamiento organizacional y de la educación, para mejorar el nivel de vida de la población. Para utilizar pedagógicamente las tecnologías de la información y la comunicación, se hace necesario convertirlas en objeto de estudio, con el fin de comprender, al menos, cómo despliegan los respectivos discursos según la naturaleza de los nuevos lenguajes y cómo se relacionan con la percepción y habilidad comunicativa de los interlocutores. Una utilidad adicional de las TIC’s es la posibilidad de contar con una población químicamente informada y educada, que pueda juzgar y tomar decisiones sobre los materiales y sustancias que quiere utilizar, el manejo de los desechos que genera y las consecuencias de usar tal o cual producto. Una población cuya voz tenga el peso y la influencia de la razón para evitar los abusos y la negligencia de los que no entiendan o se nieguen a entender. 22.2. PRINCIPIOS Y PROPÓSITOS QUE ORIENTAN LA FORMACIÓN Impartir conocimientos generales y específicos en el área de la Química en sus aspectos teóricos, experimentales y aplicados para la transformación de los recursos y materias primas naturales en productos indispensables para la vida diaria y el desarrollo socioeconómico del país. Formar de manera básica pero rigurosa, químicos con habilidades y actitudes propias para el estudio y aplicación de las ciencias experimentales ocupadas de las transformaciones de la materia, capaces de identificar los problemas pertinentes y llevar a cabo investigaciones y trabajos interdisciplinarios pata resolver dichos problemas. Formar profesionales capaces de crear, interpretar, analizar y asimilar tecnología química y aplicarla dentro de los medios socioeconómico y ecológico colombianos. Formar profesionales capaces de realizar síntesis, separaciones y caracterizaciones de compuestos químicos provenientes de productos naturales destinados principalmente para la alimentación humana. 22.3. PERFILES DE FORMACIÓN 22.3.1. Perfil profesional Profesionales de la más alta calidad académica, capacitados para interpretar y solucionar las necesidades propias de la profesión mediante la planeación y el 176 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA desarrollo de actividades de investigación básica y aplicada en las distintas áreas de la química. Alta formación integral con liderazgo en la evolución y desarrollo de la investigación y de la industria química del país. Desarrollo de conocimientos y manejo de las técnicas básicas para el diseño y ejecución de experimentos, procesamiento y evaluación de resultados del análisis de muestras representativas empleando los recursos de la informática, los sistemas y la estadística para mantener y mejorar la producción y la calidad de productos químicos. Capacidad para redactar informes científico-técnicos, valorando los resultados de los trabajos e investigaciones ante la comunidad científica nacional e internacional. En particular, por el énfasis dado a la parte académica, el egresado podrá afrontar y resolver problemas teóricos y prácticos del desarrollo, producción y control de calidad en materias primas y productos alimenticios utilizando métodos químicos. 22.3.2. Perfil ocupacional El Químico de la UNAD estará capacitado para: La planeación e investigación en todas las áreas de la química (exceptuando las específicas del Químico Farmacéutico), tanto pura como aplicada y en particular en el diseño, elaboración, desarrollo y control de productos químicos y biológicos y materiales nuevos, alimenticios, así como de las materias primas de origen vegetal y/o mineral que se requieran para la obtención de los mismos. Organizar, dirigir, controlar, planificar y actuar en programas de centros de investigación públicos y privados. Programar, dirigir y actuar en producción química, controlando y optimizando procesos para el desarrollo programático de productos nuevos. Generar y desarrollar industrias químicas. Administrar Control o Aseguramiento de Calidad, planeando, manejando y desarrollando programas de diferente tipo en esta área. Realizar todo tipo de análisis, tanto cualitativos como cuantitativos de diferentes materiales, adecuarlos y/o modificarlos de acuerdo a las necesidades específicas para las funciones anteriores. El mercadeo y la asesoría técnica comercial de materias primas, reactivos analíticos, equipos de laboratorio y de proceso, manejando además la información técnica y el desarrollo de investigaciones en el área técnica de mercados. Ejercer la enseñanza de la Química en Universidades e instituciones de Educación Superior. 177 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 22.4. ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN DE LOS CONTENIDOS 22.4.1. Áreas o campos de formación De acuerdo con el Decreto 2566 de 2003 y con las nuevas tendencias de los estándares de calidad y del sistema de créditos académicos, la organización académica de todos los programas de formación universitaria en la UNAD, se establece en áreas y campos146 los cuales buscan la formación integral del estudiante, mediante la articulación estructural de la formación disciplinaria con la formación para el desempeño profesional, y de estas áreas o campos con la formación investigativa y socio humanística. Las áreas o campos se desglosan en componentes y estos a su vez en elementos. En lo que respecta a los criterios de organización del plan de estudio como uno de los elementos estructurales del diseño curricular del programa de formación académica para Química en el contexto universitario, es posible identificar también tendencias explícitas o implícitas en las regulaciones normativas. Así, se tienen las siguientes: Formación socio-humanística: Tiene como propósito contribuír a la formación del estudiante en calidad de persona en sus dimensiones sicológica, ética y comunicativa. Es el estudio de los factores sociales y humanísticos que hacen parte del ser humano y su entorno, a los cuales se añaden los procesos de aprendizaje autónomo, muy importantes para el Químico que se va a desempeñar en un contexto social en cuyo favor desarrollará todos sus esfuerzos. Formación investigativa: Tiene como propósito fomentar el desarrollo del espíritu científico entre los estudiantes matriculados en los diversos programas de la institución de tal manera que se apropien de herramientas básicas en torno a los procesos investigativos con el fin de agregar valores tanto en la formación personal como en la búsqueda sistemática de alternativas diversas para la resolución de problemas específicos. Desde el comienzo de la carrera se busca dotar y motivar el espíritu investigativo, por medio de los cursos propios de esta área, acentuando la orientación académica o disciplinaria para que el futuro Químico pueda hacer parte de grupos de investigación ya sea disciplinar o científica, de tal forma que pueda ofrecer aportes trascendentales para la dinamización de la investigación. Formación en ciencias básicas: Esencial para Química por ser parte de la formación básica disciplinar entre los programas de Ciencias, ofreciendo componentes, elementos y competencias específicos que se requieren como 146 Inducción Unadista, Políticas y Organización sistémica del área académica. 178 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA fundamentos disciplinarios. Y de la formación básica común de varios programas de pregrado, a los cuales les aporta estructuras de pensamiento ligadas a las formas lógicas y matemáticas y a herramientas algorítmicas para la interpretación de la información. Formación disciplinar: Es la referente a la disciplina y las áreas de conocimiento propias para la fundamentación (matemáticas, física, química), que le permite al químico conocer, interiorizar y aplicar principios, teorías, propiedades y definiciones para la solución de problemas del entorno. Formación profesional: Comprende aquellos campos que permiten adquirir destrezas y desarrollar competencias para el quehacer propio de la Química con interés especial en los campos de actuación e intervención y adquirir la capacidad de llevarlas a cualquier contexto que se requiera. Estas le permitirán al profesional en Química de la UNAD, desempeñarse en cualquier laboratorio (que no sea de la industria farmacéutica) como analista, investigador, consultor, integrante de grupos interdisciplinarios y docente (entre otros) en los diferentes campos del saber. Formación telemática: Tiene el propósito de fomentar el desarrollo de competencias para el dominio del computador como procesador que permite la búsqueda avanzada de información y como herramienta de interactividades para la creación de redes y comunidades de trabajo cooperado, dominio que es esencial en el desarrollo de procesos formativos mediados, y fundamental para el desempeño eficiente en los estudios a distancia del futuro químico. Formación en idioma extranjero: Permite el dominio de un idioma extranjero, facilitando el enriquecimiento de la formación tecnológica, profesional y posgradual. En el caso de Química, el Inglés es un componente específico del campo de formación profesional. Formación económico administrativa: Con el apoyo de la Facultad de Ciencias Administrativas, los cursos correspondientes facilitarán la formación de los químicos en términos de dotarlos de fundamentos de mercadeo y de la gestión empresarial, indispensables para manejar la parte comercial de las empresas químicas. Dentro de la organización del área académica, la institución ha establecido que el currículo de sus diversos programas incluyendo el de Química, articule las formaciones básica disciplinaria y específica o profesional con la investigativa y la sociohumanística. Surgen, así unas áreas de formación básica común compartidas por todos los programas de pregrado, íntimamente correlacionadas, como intenta explicar el Gráfico 1. 179 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Los rangos sugeridos de la distribución porcentual de las diferentes áreas o campos de formación dentro del currículo son: Disciplinaria, entre el 25% y el 35% de créditos académicos. Profesional, entre el 25% y el 40% de créditos académicos. Investigativa, entre el 10% y el 25% de créditos académicos. Humanística, entre el 10% y el 20% de créditos académicos. Además, el porcentaje de créditos académicos para la formación básica es del 75% y para la electiva del 25%. Disciplinar Profesional (2) (1) Investigativa (3) Sociohuma nística (4) Figura 1 Interrelaciones entre los diferentes tipos de formación El plan de estudios para Química se ha preparado teniendo en cuenta el Componente Académico del PAP, en donde se hace énfasis en la Apropiación crítica de la realidad, la construcción creativa del conocimiento y de la propia persona y en la aplicación práctica del conocimiento, sin olvidar la investigación, factor tan importante en la motivación para el desarrollo y creación de conocimientos para el progreso de la humanidad. La estructura y organización de los contenidos, descansan en la secuencia lógica teniendo en cuenta que un curso debe ser la base del que sigue, de tal forma que a pesar de su grado de complejidad, se garantiza el buen desarrollo de los mismos. 22.4.2. Cursos académicos ofrecidos 180 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Siguiendo los lineamientos anteriores, el programa de Química tendrá los siguientes cursos académicos147 (con el número de créditos académicos entre paréntesis)148, los cuales se resumen en las Tablas 11 y 12: En el área de Formación sociohumanística se le ofrecerán al futuro Químico los siguientes: Competencias comunicativas (2), Proyecto Pedagógico Unadista (2), Cultura Política (2), Ética (2), Sociología (2), Antropología (2) y Sicología (2). Tabla 6 Cursos académicos ofertados, Formación Básica Común AREAS O CAMPOS DE FORMACIÓN COMPONENTES FORMACIÓN PERSONAL FORMACIÓN SOCIOHUMANÍSTI CA FORMACIÓN CONTEXTUAL FORMACIÓN INVESTIGATIVA FORMACIÓN INVESTIGATIVA INVESTIGACIÓN FORMATIVA FORMACIÓN PROFESIONAL FORMACIÓN INFORMÁTICA FORMACIÓN TELEMÁTICA CURSOS CRÉDITOS Competencias comunicativas Proyecto Pedagógico Unadista Ética Sicología Cultura política Antropología Sicología Metodología del trabajo académico Metodología de la Investigación Lógica matemática Epistemología Estadística descriptiva Técnicas de Investigación Diseño de proyectos Evaluación de proyectos Seminario de Investigación Herramientas Informáticas 2 2 Herramientas Telemáticas 2 Competencias lectoescritoras 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 147 El curso académico, según la Inducción Unadista, ya citada, es la unidad fundamental de formación y enlaza las intencionalidades pedagógicas con los procesos propios de los saberes disciplinarios. 148 El número de créditos de cada curso académico es establecido por el autor del módulo, pero en general depende de que sea Teórico (2 créditos), Práctico (un crédito) o Teórico-práctico (tres créditos). 181 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA FORMACIÓN IDIOMA EXTRANJERO Competencias conversacionales Competencias técnicolectoras Competencias técnicoescriturarias 2 2 2 En el área de Formación Investigativa, se tendrán: Metodología del Trabajo Académico (2), Metodología de la Investigación (2), Lógica Matemática (2),Técnicas de Investigación (2), Diseño de proyectos (2), Evaluación de proyectos y Seminario de Investigación (2), Estadística descriptiva (2) y Epistemología (2). En el área de Formación Profesional Básica común, se distinguen: Formación en un Idioma extranjero dentro del cual se ofrecerá para Inglés, Competencias lectoescritoras (2), Competencias conversacionales (2), Competencias técnicas lectoras (2) y Competencias técnicas escriturarias (2) y Telemática, para la cual se dispondrá de: Herramientas Informáticas (2) y Herramientas Telemáticas (2). Dentro de la Formación Disciplinar, se ofrecerán cursos propios de la carrera y con el apoyo de la Unidad de Ciencias Básicas, algunos de sus cursos, apropiados para Química: Álgebra, Trigonometría y Geometría Analítica (3), Cálculo Diferencial (3), Cálculo Integral (3), Estructura de la materia (3), Estructura Molecular (3), Física General (3), Ecuaciones Diferenciales (3), Fisicoquímica (3), Física Electrónica (3) y Física Cuántica (2). Tabla 7 Formación Básica Disciplinaria y Profesional Específica AREAS O CAMPOS DE FORMACIÓN DISCIPLINAR CURSOS Álgebra, Trigonometría y Geometría Analítica Cálculo Diferencial Cálculo Integral Estructura de la Materia Estructura Molecular Física General Ecuaciones Diferenciales Fisicoquímica Física Electrónica Física Cuántica CRÉDITOS 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 182 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA PROFESIONAL ESPECÍFICA Introducción al Programa de Química. Fenomenología de la reacción química Reacciones Químicas Naturales Química Cuántica Hidrocarburos Nomenclatura Inorgánica Análisis Cuantitativo Derivados Halogenados Análisis Orgánico Cinética Inorgánica Industrial Espectroscopia Química Industrial Electroquímica Ácidos carboxílicos Síntesis Orgánica Bioquímica Química Agrícola Química de Alimentos Investigación aplicada 2 3 3 2 2 2 3 2 3 3 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3 Dentro de la Formación Profesional Específica, se dispondrá de: Introducción al Programa de Química (2), Fenomenología de las Reacciones Químicas (3), Reacciones Químicas Naturales (3), Análisis Orgánico (3), Química Cuántica (2), Hidrocarburos (2), Nomenclatura Inorgánica (2), Análisis Cuantitativo (3), Derivados halogenados (2), Cinética (3), Química Inorgánica Industrial (2), Espectroscopía (3), Química Industrial (2), Electroquímica (3), Ácidos carboxílicos (2), Bioquímica (3), Química Agrícola (3), Química de Alimentos (3), Investigación aplicada (3) y Trabajo de Grado (3), cuyas descripciones y resúmenes se incluyen. El énfasis en Alimentos se garantiza con los conocimientos y aptitudes obtenidos a través de los cursos académicos Bioquímica, Química Agrícola y Química de Alimentos. Dentro de las Electivas, se tienen: Enlaces Inorgánicos (3), Potencial Electroquímico (3), Cromatografía-Espectrometría (3), Cromatografía de gases, HPLC, y Espectrometría de masas (3), Síntesis Orgánica (3), Espectrografía (3), Química Orgánica Industrial (3), Análisis Industriales (3), Tecnología Química (3), Análisis de Alimentos (1), Evaluación y Control de Contaminación en Química (3), Higiene y Seguridad Industrial (3), Biotecnología (2), Métodos Numéricos (2), Productos Naturales marinos (3), Productos Naturales Vegetales (3), y Química de Aromas (3). 183 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA En este Currículo, es de anotar en general: Matemáticas: 10,5%, Física: 11,8%, Química: 11,8%, Química Analítica: 11,8%, Química Inorgánica: 10,5%, Química Orgánica: 9,2%, Fisicoquímica: 11,8%, Bioquímica: 4% y Flexible: 23,7%, que se comparan muy favorablemente con la Tabla 2149. 22.5. COMPETENCIAS DEL QUÍMICO EN LA UNAD El Químico egresado de la UNAD será un profesional que poseerá además de sólidos conocimientos en todas las áreas de la química (analítica, biología, fisicoquímica, inorgánica, orgánica, etc.), tanto en sus aspectos básicos como aplicados, conocimientos en las áreas de desarrollo de negocios y gestión empresarial y estará capacitado para: Desarrollar o mejorar productos de aplicación industrial, agropecuaria, alimentaría, medioambiental u otros en concordancia con sus estudios. Desarrollar, seleccionar, adaptar y mantener tecnologías de síntesis, biosíntesis, análisis y control de calidad de productos clasificables en las áreas químicas y anexas, tanto en sus aspectos básicos como tecnológicos. Diseñar, instalar, operar, dirigir y gestionar laboratorios dedicados a la identificación, caracterización, cuantificación y control de calidad de productos clasificables en las áreas mencionadas u otras empresas en áreas químicas y relacionadas. Constituir, dirigir y gestionar empresas en áreas químicas y relacionadas, en forma individual o integrado a equipos multidisciplinarios, según la escala y complejidad del emprendimiento. Actuar como asesor, consultor y perito en las áreas químicas y relacionadas. Actuar como docente en instituciones de educación superior y universidades. 22.6. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN 22.6.1. Programa de Investigación en Química Mientras se consolida el programa y se puede pensar en líneas de Química pura, se propone una línea o campo principalmente en Química aplicada; Más adelante, se pueden proponer y desarrollar otras líneas de investigación disciplinar, formativa e incluso, científica, con aplicación en las diferentes áreas del conocimiento que se profundicen en el programa, principalmente por iniciativa de los propios estudiantes con su sentido crítico y autónomo, las cuales se 149 Página 9, Tabla que muestra los promedios de los diferentes componentes en las universidades colombianas. 184 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA fortalecerán por medio de los cursos de profundización que los estudiantes desarrollen. La línea de investigación propuesta para el programa es ANÁLISIS Y SÍNTESIS QUÍMICA. Sublíneas: Caracterización de compuestos orgánicos naturales obtenidos mediante transformaciones, biofermentaciones o procesos naturales propios mediante la utilización de macromoléculas, microorganismos o células animales y vegetales para la producción, mejoramiento y conservación de una gran gama de productos alimenticios o de utilidad general, entre otros. • Caracterización de agar agar proveniente de algas rojas • Caracterización de carragenanos provenientes de algas • Caracterización de concentrados de proteína provenientes de algas azules (Spirulina máxima, Chlorella pyreneidosa y Scenedesmus acutus). Caracterización de sustancias funcionales y promisorias contribuyendo al estudio de la biodiversidad de la flora colombiana y la etnomedicina y también a la industria de aditivos de aromas en alimentos. Aquí cabe la caracterización de sustancias tales como principios medicinales (p ej. Aceites esenciales) de varias de las denominadas “plantas aromáticas”, que inclusive se están comercializando en Colombia a partir de cultivos artesanales. o de frutas. Caracterización de subproductos agrícolas susceptibles de ser aprovechables, de todo tipo de procesos, tales como de la industria de producción de jugos y productos frutales. Aquí se pueden caracterizar compuestos químicos como pectinas, varios tipos de frutooligosacáridos y fibras alimentarias. Caracterización de compuestos orgánicos sintéticos. Lección 23. CAMPOS DE ACCIÓN DEL QUÍMICO EN COLOMBIA Existen oportunidades de ejercer la Química en Colombia, en industrias, laboratorios de investigación, laboratorios de aplicaciones, y otros, en las siguientes labores: Desarrollar o mejorar productos de aplicación industrial, agropecuaria, alimentaria, medioambiental u otros en concordancia con sus estudios. Investigar, seleccionar, adaptar y mantener tecnologías de síntesis, biosíntesis, análisis y control de calidad de productos clasificables en las áreas químicas y anexas, tanto en sus aspectos básicos como tecnológicos. Diseñar, instalar, operar, dirigir y gestionar laboratorios dedicados a la identificación, caracterización, cuantificación y control de calidad de productos clasificables en las áreas mencionadas u otras empresas en áreas químicas y relacionadas. 185 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Constituir, dirigir y gestionar empresas en áreas químicas y relacionadas, en forma individual o integrada a un equipo multidisciplinario, según la escala y complejidad del emprendimiento. Actuar como asesor, consultor y perito en las áreas químicas y relacionadas. En la realización de estas funciones, en el país, numerosos investigadores Químicos están efectuando trabajos, en gran diversidad de áreas o campos tanto en el ámbito privado como en el estatal, de los cuales, los siguientes son algunos ejemplos: Alimentos: Investigaciones sobre aromas en general y de frutas en particular150, antioxidantes151, Aditivos: Ej. Steviosa (un edulcorante natural)152. Sucedáneos: (Extractos de proteínas de algas y m.o. para enriquecer alimentos). Bioquímica153: Investigaciones sobre rutas metabólicas y anabólicas para diferentes aplicaciones. Ej. Medicamentos (SIDA, cáncer, virosis en general). Materiales: Inorgánica, Investigación y síntesis de polímeros154 y otros compuestos con diferentes aplicaciones industriales y domésticas, ej. fibra de carbono, fibras sintéticas, aditivos, etc. Estructura, interacciones, reactividad: Investigación básica155 con aplicaciones en todos los campos. Ej. Nanocompuestos. Productos orgánicos156: Investigación básica, aislamiento y síntesis de nuevos productos157 especialmente como medicamentos, aditivos, etc. Química ambiental158: Seguimiento de compuestos químicos en el medio ambiente y cadenas tróficas para investigar la acción sobre la fauna y como evitarla. 150 U. Nacional, Grupo de Aromas dirigido por la Dra. Alicia Lucía Morales. Química e Industria, Vol. 24, N°3, Octubre de 2005. 151 U. De Antioquia, Grupo de investigaciones sobre antioxidantes en frutas colombianas. U.N. Vol. 83, 19 de noviembre de 2006. 152 Indes, está comercializando la marca registrada BIODIET, que es el principio natural de las hojas de stevia, originaria de Paraguay, cultivada actualmente en Vichada, Putumayo, Magdalena Medio, Meta y Valle de Cauca. U.N. Vol. 80, 6 de noviembre de 2006. 153 Se destacan las investigaciones hechas por químicos bajo la dirección del Dr. Elkin Patarroyo, y bioquímicos como el Dr. Moisés Wasermann, Director del Instituto Nacional de Salud, en el campo de la malaria. 154 General Electric comenzará en el 2006 a construir una nueva planta de plásticos en Cartagena; Su objetivo es fabricar “Ultem”, un polímero de última tecnología, de alta resistencia a las temperaturas altas, útil en industrias automóvil, aeronáutica, alimentaria y médica. Noticias Químicas de Asquimco, noviembre 29/05 www.Asquimco.org/menu/. 155 Asquimco está invitando a su XIV Congreso Nacional de Química, a realizarse en Armenia en marzo del 2006 cuyo Tema Central es “Retos de la Química en el mundo globalizado” al cual se enviarán trabajos sobre: Agroalimentaria, Ambiental, Catálisis, Petroquímica, Productos Naturales y Química Teórica y Computacional, entre otros. 156 “Formulación de pinturas a partir de colágeno sobrante de la industria del cuero”, Química e Industria, Vol. 24 N° 3 de octubre de 2005. 157 Obtención de acetato de terpenilo a partir de trementina comercial colombiana”. Química e Industria, Vol. 24, N° 3, Octubre de 2005. 158 “Elaboración de una guía para la compra de productos domésticos inocuos para la salud humana”. www.Asquimco.org/menu/. 186 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Electroquímica159: Investigación básica sobre aplicaciones de técnicas de análisis o metales y materiales nuevos en recubrimiento para ornamentación y protección (anticorrosivos). 23.1 TENDENCIAS EN LA FORMACIÓN DEL QUÍMICO Aunque durante la carrera se estudien muchas materias, durante este proceso no se entiende lo que es la química real como se practica comúnmente, sino que se percibe como una serie de ejercicios y temas que se han seleccionado por ser adecuados para los principiantes por la manera en que se acoplan a su currículo sobre química en su nivel de estudios. Por ejemplo, en química orgánica elemental, no se realiza lo que hacen los químicos orgánicos profesionales: sintetizar compuestos nuevos, desarrollar conceptos nuevos; en lugar de esto, se aprenden las teorías aceptadas y las reacciones estándar y en el laboratorio se llevan a cabo las operaciones de rutina. Por algo se debe comenzar, y la emoción de la investigación llega cuando las personas han realizado sus obligaciones. Lo primero que se debe entender acerca del currículum estudiantil es que la asignación de los temas en los diversos cursos refleja no una clasificación por mandato de la naturaleza, sino más bien un desarrollo histórico, de tradición y política, sin mencionar las mentes inflexibles de las facultades encargadas de diseñar los cursos. Por esto, los estudiantes no deben considerar que sus estudios se reduzcan a trimestres o semestres. Existen innumerables oportunidades para utilizar el material de un curso anterior o posterior. El valor de cualquier curso no está limitado a la oportunidad en que se vió. Por ejemplo, la teoría ácido base proporciona el medio para estimar en bioquímica los cambios en las moléculas de proteína y para entender cómo se mantiene un pH casi constante en los fluidos corporales. En forma similar, las explicaciones del equilibrio redox proporcionan gran parte de las bases para interpretar las reacciones biológicas. Los cálculos que se realizan en dichos equilibrios pertenecen a la fisicoquímica como en cualquier otro caso; es sólo que este material se estudia por primera vez en los cursos de química analítica, por ejemplo. Todos intuimos que en un corto enunciado sería imposible dar un panorama claro de lo que es cualquiera de los campos de la química, ya sea orgánica, física, analítica o cualquier otro. Decir que la química analítica es fisicoquímica aplicada no sería una mala delineación, tal como lo menciona Kolthoff en una forma más elegante: “El progreso y el avance de la química analítica dependen en gran parte de una aplicación inteligente de 159 “La electroantenografía, una herramienta analítica del siglo XXI”. Química e Industria, Vol 24, N°3, octubre de 2005. 187 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA los fundamentos de la fisicoquímica fisicoquímica y la química analítica”160. y de las relaciones cercanas entre la Sin embargo, esto no quiere decir que las subdivisiones no tienen significado y que todos los químicos hacen lo mismo. Existen personas que se dedican a la investigación, resolviendo problemas respecto a la composición de muestras, o investigan la aplicación de los desarrollos que hay en otros campos a la solución de problemas analíticos. Si son buenos, conocen muchas de las cosas que sabe la gente que se dedica a la fisicoquímica, química orgánica y bioquímica. Para la mayoría de la gente que tiene otros intereses científicos, el problema principal con la química es que no hay suficientes químicos o que se ignoran las capacidades que tienen los químicos. Este campo es notable por la frecuencia con la que surge en otras áreas de tal manera que requiere total competencia profesional en la parte de los conocimientos que para la mayoría de la gente no son de interés. Con frecuencia se topan con problemas de química los biólogos, geólogos, médicos científicos, agrónomos e ingenieros químicos. Hablando de química analítica, por ejemplo, el estudiante que la haya estudiado y la conozca, podría encontrarse a sí mismo utilizando resultados analíticos para tomar decisiones en su campo o en algunos casos, realizando o supervisando por sí mismo el trabajo analítico. El trabajo real de un laboratorio dedicado al análisis químico lo puede realizar cualquiera que pueda aprender ciertas operaciones mecánicas; gran parte de esto se puede automatizar para eliminar mano de obra. Pero detrás de esto, debe haber alguien que seleccione los métodos analíticos, vea que se mantengan los estándares, compre los equipos, contrate y entrene a la gente, saque la frente cuando surjan problemas y sea la persona responsable que está en la interfase entre el laboratorio analítico , y quienes esperan los resultados. Esta persona se debe mantener al día, leyendo lo que otras personas están haciendo para resolver problemas similares, buscando permanentemente nuevas formas de mejorar su trabajo, con base en la confiabilidad y el costo y, cuando surjan nuevas situaciones, será un investigador. De hecho, es muy probable que utilice parte de su tiempo para hacer una investigación en cualquier momento, solo porque le gusta hacerlo. Los estudiantes que aún no se gradúan, muchas veces preguntan qué es lo que se hace en el campo de la investigación o cómo se escogen los problemas de investigación. Puesto que la química analítica proporciona soluciones necesarias, en diversos campos, los problemas, en particular en la industria, gobierno o laboratorios diversos, a menudo se resuelven con la química analítica en forma 160 Chemical and Engineering News, 28, 2882 (1950). Citado en: DAY, Jr. R.A y UNDERWOOD, A.L. Química Analítica Cuantitativa. Prentice Hall Hispanoamericana. México, 5a Ed. 1993. 188 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA fácil. Entonces, la creatividad se encamina a encontrar el método analítico más simple y menos costoso que dará la confiabilidad necesaria. La investigación académica en química analítica es difícil de caracterizar, pero en forma aproximada, se pueden señalar dos enfoques al escoger los problemas de investigación: uno está relacionado con la técnica y el otro con la muestra. De hecho, uno puede convertirse en un espectroscopista, en un químico electroanalítico o en un experto en espectrometría de masas, en cromatografía o en extracción por solventes y así dedicarse al trabajo básico para mejorar la técnica: fuentes de extracción novedosas, mejores detectores, nuevos empaques para las columnas, métodos nuevos para el procesamiento de datos. Para demostrar que ha logrado algo, el investigador dará a conocer algunas aplicaciones analíticas para cualquier tipo de muestras que sean convenientes. En el otro enfoque, el químico analítico se dedica a un cierto elemento o a un grupo de la tabla periódica, a ciertas clases de compuestos orgánicos o a muestras de cierto orígen. Aplicará cualquier técnica analítica para demostrar una expectativa de la mejora en la metodología del área de su elección. Un químico analítico cuyo interés es la química de fertilizantes es un ejemplo de su inclinación para la selección de problemas de investigación. Trabajará con muestras de plantas o de suelos y con lo que él perciba como las necesidades presentes o futuras de los laboratorios del ramo, para ayudar a desarrollar mejores fertilizantes o su control de calidad. Puede preocuparse por mejorar los métodos comunes con respecto a su confiabilidad, velocidad o costo; o puede desarrollar métodos para determinar componentes de las muestras que hasta ahora no se habían tenido en cuenta. En unas cuantas páginas es imposible describir la actividad profesional de un científico moderno y esto no es menos cierto para el químico. La química se ha llamado asistente de ciencias; esto quiere decir que la química proporciona materiales, técnicas y puntos de vista para una mejor comprensión en otras profesiones: física, biología, agricultura, geología, ingeniería, alimentos, y medicina. El estudiante que permanezca en contacto con la ciencia a lo largo de su vida verá incrementarse el número de conclusiones importantes que se cimentan en el trabajo químico en cualquiera de los campos que elija observar. El ejercicio de la química en Colombia, como profesión, está reglamentado por la Ley 53 de 1975, que en su artículo 2° dice: Para todos los efectos legales se entenderá por ejercicio de la Química toda actividad profesional realizada dentro de cualquiera de las siguientes áreas generales del trabajo intelectual y físico: a) La ejecución y dirección de la investigación científica destinada a establecer nuevos hechos y principios y adquirir mejores conocimientos acerca de la naturaleza, composición y propiedades de las sustancias naturales o sintéticas, 189 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA como también acerca del comportamiento y de las transformaciones que dichas sustancias pueden sufrir frente a los diversos agentes físicos, químicos y bioquímicos, naturales o inducidos, las sustancias naturales o sintéticas, con excepción de los clasificados como medicamentos; b) La contribución, mediante la aplicación de la química mineral, de la química orgánica, química analítica, fisicoquímica, bioquímica, química agrícola, química nuclear, petroquímica, radioquímica y demás ramas de la ciencia química, al estudio del mejor uso y aprovechamiento racional de los recursos naturales del país renovables y no renovables, para beneficio del hombre y para provecho de la economía y el desarrollo de la Nación; c) La aplicación de los conocimientos y medios de la química al establecimiento de nuevas y mejores técnicas que puedan ser utilizadas y aprovechadas en el ejercicio de la química misma o de cualquier otra profesión; d) Llevar a cabo investigaciones puras para incrementar el conocimiento científico en el campo de la química orgánica e inorgánica, química física y química analítica. Efectuar ensayos y análisis químicos para controlar la calidad y los procedimientos de fabricación; desarrollar métodos y técnicas de análisis; e) Realizar investigaciones aplicadas y efectuar estudios para probar, elaborar y perfeccionar materiales, productos y procedimientos industriales de fabricación, así como la dirección técnica y asesoría en los laboratorios correspondientes, cuya función principal requiera el conocimiento del profesional químico con la matrícula correspondiente; f) La realización de la enseñanza de la química será ejercida preferencialmente por los profesionales químicos. Sin embargo la docencia podrá ejercerse por otros profesionales o licenciados cuyo nivel académico los faculte para ello. Al amparo de esta ley, se puede ejercer la profesión en industrias, laboratorios de investigación, laboratorios de aplicaciones, y otros, en las siguientes labores: Desarrollar o mejorar productos de aplicación industrial, agropecuaria, alimentaria, medioambiental u otros en concordancia con sus estudios. Investigar, seleccionar, adaptar y mantener tecnologías de síntesis, biosíntesis, análisis y control de calidad de productos clasificables en las áreas químicas y anexas, tanto en sus aspectos básicos como tecnológicos. Diseñar, instalar, operar, dirigir y gestionar laboratorios dedicados a la identificación, caracterización, cuantificación y control de calidad de productos clasificables en las áreas mencionadas u otras empresas en áreas químicas y relacionadas. 190 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Constituir, dirigir y gestionar empresas en áreas químicas y relacionadas, en forma individual o integrada a un equipo multidisciplinario, según la escala y complejidad del emprendimiento. Actuar como asesor, consultor y perito en las áreas químicas y relacionadas. A continuación, se presentan algunos trabajos elaborados por químicos colombianos en diferentes instituciones. - Con cultivo de tejidos, a partir de la uchuva, se crean withanólidos que son unos metabolitos compuestos de la fruta que tienen funciones biológicas entre la que se cuentan la de evitar el desarrollo de algunos tipos de cáncer en humanos, así como para controlar biológicamente plagas en otras plantas. Esta investigación se ha estado realizando en el Laboratorio de Investigación de Tejidos Vegetales de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá, dirigido por Margarita Perea Dallos, Bióloga de la Javeriana y doctora de la Universidad de París, quien realizó el postdoctorado en biotecnología, ciencia que reúne las técnicas para utilizar las propiedades biológicas de los organismos con el objeto de mejorar la producción agrícola o la fabricación industrial de compuestos químicos. Otros trabajos, realizados por químicos, son los siguientes: BARBARA MORENO, ANGELICA SANCHEZ, ARIEL RODOLFO QUEVEDO PASTOR, JUAN CARULLA. Estudio Químico preliminar de los Fenoles y Polifenoles de dos Accesiones de Calliandra calothyrsus (MIMOSAE). Colombia, Scientia Et Technica ISSN: 0122-1701, 2007 Vol. XIII fasc: 33 Págs.: 47 – 50. ARIEL RODOLFO QUEVEDO PASTOR, VICTOR FAJARDO, SERGIO ANTOLINEZ, BARBARA MORENO. Tabienina A: Un Nuevo Alcaloide Aporfinabencilisoquinolina Oxidado. Colombia, Scientia Et Technica ISSN: 01221701, 2007 Vol. XIII fasc: 33 Págs.: 167 – 169. ARIEL RODOLFO QUEVEDO PASTOR, LORENA NUNEZ, BARBARA MORENO, Contribución al estudio químico y de bioactividad de dos especies nativas: (Croton bogotanus. Cuatr. y Croton funckianus. Cuatr.) EUPHORBIACEAE. Colombia, Scientia Et Technica ISSN: 0122-1701, 2007 Vol. 13 fasc: 33 Págs.: 391 – 393. BARBARA MORENO, CILIA MARILU LAVERDE ORTIZ, VICTOR FAJARDO, ARIEL RODOLFO QUEVEDO PASTOR, KATHERINE VALDERRAMA, A new bisbenzyltetrahydroisoquinoline alkaloid from Berberis tabiensis. Inglaterra, Biochemical Systematics And Ecology ISSN: 0305-1978, 2008 Vol. 36 fasc: 11 Págs.: 812 – 814. BARBARA MORENO MURILLO, M SUAREZ, A URREA BULLA, Biological activity 191 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA of phenolic compounds from Alchornea glandulosa. Holanda, Fitoterapia ISSN: 0367-326X, 2004 Vol. 75 fasc: 3 Págs.: 392 – 394. BARBARA MORENO MURILLO, JUAN E CARULLA F, MARTHA L. PABON RESTREPO, JORGE E RICO, Composición de la grasa láctea en la sabana de Bogota con énfasis en ácido ruménico CLA cis-9, trans-11. Colombia, Revista Colombiana De Ciencias Pecuarias ISSN: 0120-0690, 2007 Vol. 20 fasc: 1 Págs.: 30 – 39 BARBARA MORENO MURILLO, ARIEL RODOLFO QUEVEDO PASTOR, One step synthesis of a new family of heterocyclophanes. Inglaterra, Tetrahedron Letters ISSN: 0040-4039, 2008 Vol. 50 fasc: 8 págs: 936 – 938. BARBARA MORENO MURILLO, JUAN E CARULLA F, ARIEL RODOLFO QUEVEDO PASTOR, MARTHA L. PABON RESTREPO, ANGELICA SANCHEZ TORRADO, 3-O-L-ramnopiranosilflavonoides y otros derivados fenólicos de hojas de Calliandra calothyrsus Meissner (Mimosaceae). Colombia, Revista Colombiana de Química ISSN: 0120-2804, 2008 vol: 37 fasc: 3 págs: 270 – 280. BARBARA MORENO MURILLO, La electroantenografia una herramienta analítica del siglo XXI. Colombia, Química E Industria /Sociedad Colombiana de Ciencias Químicas ISSN: 03702887, 2005 Vol. 24 fasc: Págs.: 13 – 15. PEDRO CUADRA, MARIA FURRIANCA, ALEJANDRA AYARZUN, ERWIN YANEZ, AMALIA GALLARDO, VICTOR FAJARDO MORALES, Patagonian plants citotoxicity. Italia, Fitoterapia ISSN: 0367-326X, 2005 Vol. 76 fasc: Págs.: 718 – 721. Trabajos en eventos (Capítulos de memoria) ARIEL RODOLFO QUEVEDO PASTOR, VICTOR FAJARDO, BARBARA MORENO, biflavonas y biflavanonas de hojas de Salpichroa difusa. Miers. (Solanaceae). Colombia, Evento: Congreso latinoamericano de Química Ponencia: año: 2008, Memorias 28 congreso latinoamericano de Química ISBN: 0 Vol. Págs.: BARBARA MORENO MURILLO, FAJARDO VICTOR, EDISSON TELLO C, triterpenoles bioactivos de hojas de Alchornea glandulosa. Chile, Evento: V Congreso Internacional de la Química de los productos Naturales y sus aplicaciones. Ponencia: año: 2005, Memorias del V Congreso Internacional de la Química de los productos Naturales y sus aplicaciones ISBN: 0000 Vol. Págs.: BARBARA MORENO MURILLO, VICTOR FAJARDO MORALES, AMALIA B GALLARDO, Compuestos Bioactivos de Huperzia fueguiana. Colombia, Evento: IV 192 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Congreso Colombiano de Cromatografía Ponencia: año: 2005, Memorias del 4º Congreso Colombiano de Cromatografía ISBN: 0000 Vol. Págs.: , BARBARA MORENO MURILLO, GIRON JOEL, FAJARDO VICTOR, Response of Culex quinquefasciatus ans Liriomyza trifolii to extracts and compounds from Muntingia calabura and Alchornea glandulosa. Estados Unidos, Evento: 21st Annual Meeting of the International society of Chemical Ecology Ponencia: año: 2005, ICSE 21st Annual Meeting Memories ISBN: 0000 Vol. págs:, A. SÁNCHEZ y D. MOLINA VELASCO. Obtención de jarabes de d-glucosa por hidrólisis enzimática del almidón extraído de tres variedades de yuca (amarga, Armenia y chile) cultivadas en la región Güanentá (Santander). XIII Congreso Colombiano de Química, Cartagena, octubre de 2004. J. C POVEDA JARAMILLO y D. R. MOLINA VELASCO. Obtención de parámetros moleculares promedio de fracciones pesadas del petróleo por espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear 1H y 13C. XIII Congreso Colombiano de Química, Cartagena, octubre de 2004. BELTRÁN GARCÉS ISADORA, MOLINA VELASCO DANIEL RICARDO, Obtención de biocompost a partir de los residuos sólidos de tres variedades de yuca (Armenia, Chile y amarga), usando el proceso oxigénico. XIII Congreso Colombiano de Química, Cartagena, octubre de 2004. CABANZO O. ANDREA C., LUNA P.TATIANA, CARREÑO MARIELA Y MOLINA VELASCO DANIEL RICARDO. Estudio del proceso de extracción de almidón de yuca de tres variedades (amarga, Armenia y Chile) y evaluación de la remoción del cianuro en el residuo líquido obtenido en la sedimentación del almidón. XIII Congreso Colombiano de Química, Cartagena, octubre de 2004. BLANCO VELÁSQUEZ JUAN CARLOS, MOLINA VELASCO DANIEL RICARDO. Producción de jarabes especiales de alta fructosa (HFSS) a partir de jarabes de glucosa obtenidos de tres variedades de yuca (Armenia, amarga y Chile) cultivadas en la región Güanentá (Santander). XIII Congreso Colombiano de Química, Cartagena, octubre de 2004. ANAYA VEGA FERNANDO JOSÉ, MOLINA VELASCO DANIEL RICARDO. Obtención de jarabes de glucosa a partir de almidón de yuca mediante hidrólisis ácida asistida por microondas. XIII Congreso Colombiano de Química, Cartagena, octubre de 2004. J.C. POVEDA, D. R. MOLINA V., C. BALDRICH. Semiquantitative analysis of thiofenic compounds in light cycle oil (LCO) using 13C-NMR spectroscopy. Fuel, 83 (2004), 337-342. (available on line 13 september 2003 at www.sciencedirect.com) 193 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA J. C. ALARCÓN B., D. R. MOLINA V. Deshidratación de alcohol asistida por microondas. XXII Congreso Colombiano de Ingeniería Química. Agosto 13 -15 de 2003, Bucaramanga, Colombia. JAIME TORRES, DANIEL MOLINA, CARLOS PINTO, FERNANDO RUEDA. Estudio de la mezcla de gasolina con 10% de etanol anhidro. Evaluación de propiedades fisicoquímicas. CT&F Ciencia, Tecnología y Futuro, Vol. 2 Num. 3, Dic. 2002. 71-82. J. A. HENAO, J. A. PINILLA, J. C. POVEDA, D. MOLINA , C. BALDRICH Structural Characterization of dibenzothiophene 5,5-dioxide by X-ray Powder Diffraction. XIX Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography, Geneva, Switzerland, August 6 – 15, 2002. MOLINA D., POVEDA J. C. , BALDRICH C. Evaluación de los cambios químicos en procesos de hidrotratamiento de aceite desmetalizado (DMO). XII Congreso Colombiano de Química, Bogotá, septiembre 5-7 de 2001. MOLINA D., POVEDA J. C. , BALDRICH C. 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La formación universitaria en la transformación de la imagen mítica de los estudiantes de Química ante la vida cotidiana. Monografía. U.I.S. 1997. 194 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA D. R. MOLINA, J. A. CARRILLO, J. R. MARTÍNEZ Optimización del desparafinado en la producción de bases lubricantes. Ingeniería Química (España), julio/agosto 1996, pp. 141-145. A. PALMA, V. KOUZNETSOV, D. MOLINA. Heteroespiroanelación en tres etapas de cetonas cíclicas en condiciones de catálisis ácida. IV Simposio Colombiano de Catálisis. Bucaramanga 6,7 y 8 de junio de 1996. V. KOUZNETSOV, A. PALMA, D. MOLINA, J. URBINA, S. SALAS. Formilación y acilación de nuevos derivados de Espiro [tetrahidrobenzo-2-azepina-3cicloalcanos]. X Congreso Colombiano de Química. Medellín 17-20 de abril de 1996. D. R. MOLINA, A. PALMA, V. KOUZNETSOV. 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XXII Congreso Latinoamericano de Química, 7-12 enero 1995, Concepción, CHILE. MOLINA Daniel, MARTINEZ Jairo. Estudio Químico y Morfológico de la Cristalización de Parafinas obtenidas a partir de un DAO. IX Congreso Colombiano de Química. Santa Marta, Junio 1 al 5 de 1994. MOLINA Daniel, MARTINEZ Jairo. Determinación de la relación ParafinasNaftenos-Aromáticos de fracciones del Petróleo por Resonancia Magnética Nuclear C-13. IX Congreso Colombiano de Química. Santa Marta, Junio 1 al 5 de 1994. 195 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA MOLINA Daniel, PAEZ Edgar. Síntesis y Caracterización del Carburo de Silicio obtenido a partir de la Cascarilla de arroz. VIII Congreso Colombiano de Química. Cali, sept. 25 al 28 de 1991. AUTOEVALUACIÓN 1. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. 196 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: La línea de profundización en alimentos es muy acorde con la experiencia y conocimientos desarrollados en el programa a través de los cursos académicos: Síntesis Orgánica, Bioquímica Avanzada, Química Agrícola y Química de Alimentos PORQUE cuenta con varias líneas de investigación que garantizarán grandes oportunidades al futuro profesional. 2. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: El programa busca que el profesional interactúe activamente en su comunidad local, nacional y aún internacional PORQUE los conocimientos son universales permitiendo que la capacidad se pueda aplicar en cualquier parte u contexto. 3. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. 197 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: El componente pedagógico, del programa de química es muy especial PORQUE además de que estará enmarcado dentro de lo que se tiene establecido para los programas que la Universidad oferta (laboratorios presenciales), se ofrecerán algunas cosas especiales tales como simulaciones en red, debido al grado de complejidad en la comprensión de los conocimientos, el mismo sistema de créditos y el nivel de acompañamiento que se requiere. 4. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: En la ciencia moderna se habla de “contexto de descubrimiento” y “contexto de justificación”, propios de las teorías científicas; el contexto de justificación analiza la ciencia como algo producido y se ocupa de estudiar qué condiciones deben satisfacer las teorías científicas para ser consideradas como tales PORQUE tratan de realizar una “reconstrucción racional” de la ciencia que no siempre tiene que ver con la producción de la misma teoría, siendo importante para ésta la lógica deductiva. 5. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. 198 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: Para la UNAD, la ciencia influye en todos los campos de la actividad humana, determinando los procesos de acción y transformación PORQUE es una manifestación cultural que ocupa un lugar preponderante en el mundo contemporáneo. 6. Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación. Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación. Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA. Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: La incorporación de las TIC a los procesos de aprendizaje autónomo impone un cambio en el paradigma pedagógico PORQUE conlleva la utilización de nuevos criterios y estrategias para un adecuado tratamiento de contenidos y formas de expresión suministrándoles motivación y animación, que acompañen a los estudiantes en el proceso de autogestión formativa. 7. Seleccione una respuesta. El curso de epistemología pertenece al área de Formación: A. Investigativa. B. Profesional. C. Disciplinar. D. En ciencias básicas. 8. ¿Cuáles son las características principales del Programa de Química en la UNAD? 9. Explique brevemente sus aportes académicos y su valor social agregado. 10. Explique cómo es la coherencia de este programa con la Misión y el Proyecto Académico Institucional de la UNAD. 199 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA 11. Mencione los principales aspectos curriculares; su fundamentación epistemológica, cómo se enfoca el problema del conocimiento. Explique cómo son el perfil profesional y el ocupacional esperados. Explique brevemente cómo es la estructura del programa, cuáles son sus áreas o campos de formación y mencione al menos dos cursos académicos propios de cada campo. Cuáles son las competencias del químico que se espera graduar en la UNAD? 12. Explique algunos de los diferentes campos de acción que puede tener el egresado de la UNAD y cite ejemplos de las tendencias que se observan para el desarrollo de la Química en el país. REFERENCIAS DE LA SEGUNDA UNIDAD Basolo, Fred y Johnson, R. Química de los compuestos de coordinación. Editorial Reverte, Madrid, 1997. Brewster, Ray Q., McEwen, William E., Organic chemistry. N.J.1995. Prentice Hall, 200 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Conant, James Bryant, Blatt, Albert Harold. Química de los compuestos orgánicos. Aguilar, 1995. Chamizo, José Antonio (2004). Apuntes sobre la historia de la química en América Latina. Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México. Rev. Soc. Quim. Mex. 2004, 48, 165-171. 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Publicaciones geológicas especiales del Ingeominas. N° 11, pp. 1-122, Bogotá, Colombia. Pérez, Gerardo y Navarro, Yolanda. Bioquímica. Editorial Unisur, 1991. Quitián Camacho, Juan N. Conferencias para el curso de pregrado: Fundamentos de Química cuántica. Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Química. Rubinson, Judith F, Rubinson, Kenneth A. Química Analítica contemporánea. Pearson Educación, Prentice Hall, México, 2000. Sanderson, R.T. Periodicidad química. Aguilar, Madrid, 1995. 201 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA UNIDAD DE QUÍMICA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 401580 – INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE QUÍMICA Villaverde Gutiérrez, Carmen, Mendoza Oltras, Carlos, Blanco Gaitán María Dolores y Ramírez Rodrigo, Jesús. Fundamentos de Bioquímica Metabólica. Alfaomega, México, 2005. CIBERGRAFÍA (HIBhttp://grupos.emagister.com/ficheros/dspflashview?idFichero=15774 (VARGAS-RUBIANO, A; 1994. 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