Historia de la Química La historia de la química está intensamente

Historia de la Química
La historia de la química está intensamente unida al desarrollo del hombre ya que
embarca desde todas las transformaciones de materias y las teorías correspondientes.
A menudo la historia de la química se relaciona íntimamente con la historia de los
químicos y - según la nacionalidad o tendencia política del autor - resalta en mayor o
menor medida los logros hechos en un determinado campo o por una determinada
nación.
La ciencia química surge en el siglo XVII a partir de los estudios de
alquimia populares entre muchos de los científicos de la época. Se considera que los
principios básicos de la química se recogen por primera vez en la obra del científico
británico Robert Boyle: The Skeptical Chymist (1661). La química como tal comienza sus
andares un siglo más tarde con los trabajos del francés Antoine Lavoisier y sus
descubrimientos del oxígeno, la ley de conservación de masa y la refutación de la teoría
del flogisto como teoría de la combustión.
La Historia de la Química puede dividirse en 4 grandes épocas:
1.- La antiqüedad, que termina en el siglo III a.C. Se producían algunos metales a partir
de sus minerales (hierro, cobre, estaño). Los griegos creían que las sustancias estaba
formada por los cuatros elementos: tierra, aire, agua y fuego. El atomismo postulaba que
la materia estaba formada de átomos. Teoría del filósofo griego Demócrito de Abdera. Se
conocían algunos tintes naturales y en China se conocía la pólvora.
2.- La alquimia, entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C Se buscaba la piedra filosofal
para transformar metales en oro. Se desarrollaron nuevos productos químicos y se
utilizaban en la práctica, sobre todo en los países árabes Aunque los alquimistas
estuvieron equivocados en sus procedimientos para convertir por medios químicos el
plomo en oro, diseñaron algunos aparatos para sus pruebas, siendo los primeros en
realizar una "Química Experimental".
3.- La transición, entre los siglos XVI y XVII Se estudiaron los gases para establecer
formas de medición que fueran más precisas. El concepto de elemento como una
sustancia que no podía decomponerse en otras. La teoría del flogisto para explicar la
combustión.
4.- Los tiempos modernos que se inician en el siglo XVIII cuando adquiere las
características de una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición
cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la
combustión de la materia.
LA QUÍMICA COMO CIENCIA
El filósofo griego Aristóteles pensaba que las sustancias estaba formada por
cuatros elementos: tierra, aire, agua y fuego. Paralelamente discurría otra
corriente paralela, el atomismo, que postulaba que la materia estaba formada
de átomos, partículas indivisibles que se podían considerar la unidad mínima
de materia. Esta teoría, propuesta por el filósofo griego Demócrito de Abdera
no fue popular en la cultura occidental dado el peso de las obras de Aristóteles
en Europa. Sin embargo tenía seguidores (entre ellos Lucrecio) y la idéa se
quedó presente hasta el principio de la edad moderna.
Entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C la química estaba dominada por la
alquimia. El objetivo de investigación más conocido de la alquimia era la
búsqueda de la piedra filosofal un método hipotético capaz de transformar los
metales en oro. En la investigación alquímica se desarrollaron nuevos
productos químicos y métodos para la separación de elementos químicos. De
este modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una
futura química experimental.
La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII.
En esta época se estudió el comportamiento y propiedades de los gases
estableciéndose técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose y
refinándose el concepto de elemento como una sustancia elemental que no
podía descomponerse en otras. También esta época se desarrolló la teoría del
flogisto para explicar los procesos de combustión.
A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características
de una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos
que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la
combustión de la materia, descubriendo Lavoisier el oxígeno y sentando
finalmente los pilares fundamentales de la moderna química.
La historia de la química entronca con la de la alquimia en sus comienzos, y
su crecimiento acelerado hace que hoy en día pueda hablarse de la historia de
campos parciales dentro de el
HISTORIA DE LA QUÍMICA
La historia de la química está íntensamente unida al desarrollo del hombre ya que
embarca desde todas las transformaciones de materias y las teorías correspondientes. A
menudo la historia de la química se relaciona íntimamente con la historia de los químicos
y - según la nacionalidad o tendencia política del autor - resalta en mayor o menor medida
los logros hechos en un determinado campo o por una determinada nación.
La ciencia química surge en el siglo XVII a partir de los estudios de alquimia populares
entre muchos de los científicos de la época. Se considera que los principios básicos de la
química se recogen por primera vez en la obra del científico británicoRobert Boyle: The
Skeptical Chymist (1661). La química como tal comienza sus andares un siglo más tarde
con los trabajos del francés Antoine Lavoisier y sus descubrimientos del oxígeno, la ley de
conservación de masa y la refutación de la teoría del flogisto como teoría de la
combustión.
PRIMEROS AVANCES
El principio del dominio de la química (que para unos antropólogos coincide con el
principio del hombre moderno) es eldominio del fuego. Hay indicios que hace más de
500.000 años en tiempos del homo erectus algunas tríbus conseguieron este logro que
aún hoy es una de las tecnologías más importentes. No sólo daba luz y calor en la noche
y ayudaba a protegerse contra los animales salvajes. También permitía la preparción de
comida cocida. Esta contenía menos microorganismos patógenos y era más fácilmente
digerida. Así bajaba la mortalidad y se mejoraban las condiciones generales de vida.
El fuego también permitía conservar mejor la comida y especialmente la carne y el
pescado secándolo y ahumándolo.
Desde este momento hubo unas relación intensa entre las cocinas y los primeros
laboratorios químicos hasta el punto que la pólvora negra fue descubierta por unos
cocineros chinos.
Finalmente era imprescindible para el futuro desarrollo de la metalurgia, la cerámica y el
vidrio y la mayoría de los pocesos químicos.
LA QUIMICA COMO CIENCIA
El filósofo griego Aristóteles pensaba que las sustancias estaba formada por cuatros
elementos: tierra, aire, agua y fuego. Paralelamente discurría otra corriente paralela, el
atomismo, que postulaba que la materia estaba formada de átomos, partículas indivisibles
que se podían considerar la unidad mínima de materia. Esta teoría, propuesta por el
filósofo griego Demócrito de Abdera no fue popular en la cultura occidental dado el peso
de las obras de Aristóteles en Europa. Sin embargo tenía seguidores (entre ellos Lucrecio)
y la idéa se quedó presente hasta el principio de la edad moderna.
Entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C la química estaba dominada por la alquimia. El
objetivo de investigación más conocido de la alquimia era la búsqueda de la piedra
filosofal, un método hipotético capaz de transformar los metales en oro. En la
investigación alquímica se desarrollaron nuevos productos químicos y métodos para la
separación de elementos químicos. De este modo se fueron asentando los pilares básicos
para el desarrollo de una futura química experimental.
La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En esta época
se estudió el comportamiento y propiedades de los gases estableciéndose técnicas de
medición. Poco a poco fue desarrollándose y refinándose el concepto de elemento como
una sustancia elemental que no podía descomponerse en otras. También esta época se
desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos de combustión.
A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una
ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un
mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la combustión de la materia,
descubriéndo Lavoisier el oxígeno y sentando finalmente los pilares fundamentales de la
moderna química.
EL VITALISMO Y EL COMIENZO DE LA QUIMICA ORGANICA
Después de que se comprendieran los principios de la
combustión otro debate de gran importancia se apoderó
de la química. El vitalismo y la distinción esencial entre
la materia orgánica e inorgánica. Esta teoría asumía
que la materia orgánica sólo pudo ser producida por los
seres vivos atribuyendo este hecho a una vis vitalis
inherente en la propia vida. Base de esta asunción era la
dificultad de obtener materia orgánica a partir de
precursores
inorgánicos.
Este debate fue revolucionado cuando Friedrich
Wöhler descubrió accidentalmente como se podía
sintetizar la urea a partir de cianato de amónio en 1828
mostrando que la materia orgánica podía crearse de
manera química. Sin embargo aún hoy en día se
mantiene la clasificación en química orgánica e
inorgánica, ocupandose la primera esencialmente de
los compuestos del carbono y la segunda de los
compuestos de los demás elementos.
Los motores para el desarrollo de la química orgánica era en el principio la curiosidad
sobre los productos presentes en los seres vivos (con probablemente la esperanza de
encontrar nuevos fármacos) y la síntesis de los colorantes o tintes. La última surgió tras el
descubrimiento de la anilina por Runge y la primara síntesis de un colorante artificial por
Perkin.
Luego se añadieron los nuevos materiales como los plásticos, los adhesivos, los
cristales líquidos, los fitosanitarios etc.
Hasta la segunda guerra mundial la principal materia prima de la industria química
orgánica era el carbón dada la gran importancia de Europa en el desarrollo de esta parte
de la ciencia y el hecho que el carbón en Europa no hay grandes yacimientos de
alternativas como el pertóleo. Con el final de la segunda guerra mundial y el creciente
peso de los estados unidos en el sector químico la química orgánica clásica se convierte
cada vez más en la petroquímica que conocemos hoy en día. Una de las principales
razones era la mayor facilidad de transformación y la gran varidad de productos de partida
encontradas en el petróleo.
LA TABLA PERIÓDICA
En 1860 los cientificos ya habian descubierto más de 60 elementos diferentes y habian
determinado su masa atómica. Notaron que algunos elementos tenian propiedades
químicas similares por lo cual le dieron un nombre a cada grupo de elementos parecidos.
En 1829 el químico J.W. Döbenreiner organizó un sistema de clasificación de elementos
en el que éstos se agrupaban en grupos de tres denominados triadas. La propiedades
químicas de los elementos de una triada eran similares y sus propiedades físicas variaban
de
manera
ordenada
con
su
masa
atómica.
Algo más tarde, el químico ruso Dmitri Ivanovich Mendeleyev desarrolló una tabla
periódica de los elementos según el orden creciente de sus masas atómicas. Colocó lo
elementos en columnas verticales empezando por los mas livianos, cuando llegaba a un
elemento que tenia propiedades semejantes a las de otro elemento empezaba otra
columna. Al poco tiempo Mendeleiev perfecciono su tabla acomodando los elementos en
filas horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades
de eleemntos no descubiertos hasta el momento. El gran parecido del germanio con el
elemento previsto por Mendeleyev conseguió finalmente la aceptación general de este
sistema de ordenación que aún hoy se sigue aplicando.
DESARROLLO DE LA TEORÍA ATÓMICA
A lo largo del siglo XIX la química estaba dividida entre los seguidores de la teoría atómica
de John Dalton y aquellos que no como Wilhelm Ostwald y Ernst Mach. Los impulsores
más decididos de la teoría atómica eran Amedeo Avogadro, Ludwig Boltzmann y otros
que consiguieron grandes avances en la comprensión del comportamiento de los gases.
La disputa fue finalizada con la explicación del efecto Browniano por Albert Einstein en
1905 y por los experimentos de Jean Perrin al respecto. Mucho antes de que la disputa
hubiera sido resuelta muchos investigadores habían trabajado bajo la hipótesis atómica.
Svante Arrhenius había investigado la estructura interna de los átomos proponiendo su
teoría de la ionización. Su trabajo fue seguido por Ernest Rutherford quien abrió las
puertas al desarrollo de los primeros modelos de átomos que desembocarían en el
modelo atómico de Niels Bohr. En la actualidad el estudio de la estructura del átomo se
considera una rama de la física y no de la química.
Capítulo 1
La antigüedad
Contenido:
1. La piedra y el fuego
2. Los metales
3. Grecia: los elementos
4. Grecia: los átomos
1. La piedra y el fuego
Los primeros hombres que empezaron a utilizar instrumentos se servían de la naturaleza tal
como la encontraban. El fémur de un animal de buen tamaño o la rama arrancada de un árbol
eran magníficas garrotas. Y, ¿qué mejor proyectil que una piedra?
Con el paso de los milenios, los hombres primitivos aprendieron a tallar las piedras, dándoles
un borde cortante o una forma que permitiera asirlas fácilmente. El siguiente paso consistió en
unir la piedra a un astil de madera tallado para este propósito. Pero, de todas formas, sus
piedras talladas seguían siendo piedras, y su madera tallada seguía siendo madera.
Sin embargo, había ocasiones en que la naturaleza de las cosas sí cambiaba. Un rayo podía
incendiar un bosque y reducirlo a un montón de cenizas y restos pulverizados, que en nada
recordaban a los árboles que había antes en el mismo lugar. La carne conseguida mediante la
caza podía estropearse y oler mal; y el jugo de las frutas podía agriarse con el tiempo, o
convertirse en una bebida extrañamente estimulante.
Este tipo de alteraciones en la naturaleza de las sustancias (acompañadas, como a veces
descubrían los hombres, de cambios fundamentales en su estructura) constituyen el objeto de
la ciencia que hemos dado en llamar Química. Y una alteración fundamental en la naturaleza y
en la estructura de una sustancia es un cambio químico.
La posibilidad de beneficiarse deliberadamente de algunos fenómenos químicos se hizo
realidad cuando el hombre fue capaz de producir y mantener el fuego (lo que en términos
históricos se conoce como «descubrimiento del fuego»). Tras este hallazgo el hombre se
convirtió en un químico práctico al idear métodos para que la madera -u otro material
combustible- se combinase con el aire a una velocidad suficiente y producir así luz y calor,
junto con cenizas, humo y vapores. Había que secar la madera y reducir a polvo una parte para
utilizarla como yesca; había que emplear algún método -como el frotamiento- para alcanzar la
temperatura de ignición, y así sucesivamente.
El calor generado por el fuego servía para producir nuevas alteraciones químicas: los alimentos
podían cocinarse, y su color, textura y gusto cambiaban. El barro podía cocerse en forma de
ladrillos o de recipientes. Y, finalmente, pudieron confeccionar cerámicas, piezas barnizadas e
incluso objetos de vidrio.
Los primeros materiales que usó el hombre eran universales, en el sentido de que se
encuentran en cualquier parte: madera, hueso, pieles, piedras... De todos ellos la piedra es el
más duradero, y los útiles de piedra tallada son los documentos más claros de que disponemos
actualmente para conocer aquel dilatado periodo. Por eso hablamos de la Edad de la Piedra.
Aún estaba el hombre en esta época de la piedra tallada cuando, unos 8.000 años a. de C, en
la región que ahora conocemos como Oriente Medio, se introdujo un cambio revolucionario en
la producción de alimentos: hasta ahora el hombre obtenía la comida cazando, igual que
cualquier otro animal. Pero a partir de este momento aprendió a domesticar y cuidar animales,
disponiendo así siempre de comida abundante y segura. Y, lo que es aún más importante,
aprendió a cultivar las plantas. Como consecuencia de la acumulación de alimentos que
trajeron consigo la cría de animales y la agricultura, se registró un importante aumento de la
población. La agricultura exige fijar el lugar de residencia, y así nuestros antecesores
construyeron viviendas, desarrollándose poco a poco las primeras ciudades. Esta evolución
determina literalmente el comienzo de la «civilización», pues esta palabra viene del término que
en latín significa «ciudad».
Durante los dos primeros milenios de esta civilización naciente, la piedra se mantuvo como
material característico de los instrumentos, si bien se descubrieron nuevas técnicas de
manufactura. Esta Nueva Edad de la Piedra o Neolítico se caracterizó por un cuidadoso pulido
de la piedra. La alfarería fue otro de los factores que contribuyeron al desarrollo. Lentamente,
los logros del Neolítico superior se extendieron fuera de la región de Oriente Medio. Hacia el
año 4000 a. de C. aparecen características de esta cultura en el oeste de Europa. Pero en esta
época las cosas ya estaban suficientemente maduras en Oriente Medio, Egipto y Sumeria, lo
que hoy es Irak, para que se produjesen nuevos cambios.
El hombre empezaba a servirse de unos materiales relativamente raros. Alentado por las útiles
propiedades de estos materiales, aprendió a sobrellevar las incomodidades de una búsqueda
tediosa y unos procedimientos complicados y llenos de contrariedades. A estos materiales se
les conoce por el nombre de metales, palabra que expresa ella misma el cambio, ya que
probablemente deriva del vocablo griego que significa «buscar».
2. Los metales
Los primeros metales debieron de encontrarse en forma de pepitas. Y con seguridad fueron
trozos de cobre o de oro, ya que éstos son de los pocos metales que se hallan libres en la
naturaleza. El color rojizo del cobre y el tono amarillo del oro debieron de llamar la atención, y
el brillo metálico, mucho más hermoso y sobrecogedor que el del suelo circundante,
incomparablemente distinto del de las piedras corrientes, impulsaban a cogerlos.
Indudablemente, el primer uso que se dio a los metales fue el ornamental, fin para el que servía
casi cualquier cosa que se encontrara: piedrecillas coloreadas, perlas marinas...
Sin embargo, los metales presentan una ventaja sobre los demás objetos llamativos: son
maleables, es decir, que pueden aplanarse sin que se rompan (la piedra, en cambio, se
pulveriza, y la madera y el hueso se astillan y se parten). Esta propiedad fue descubierta por
casualidad, indudablemente, pero no debió pasar mucho tiempo entre el momento del hallazgo
y aquel en que un cierto sentido artístico llevó al hombre a golpear el material para darle formas
nuevas que pusieran más de relieve su atractivo.
Los artífices del cobre se dieron cuenta de que a este metal se le podía dotar de un filo cortante
como el de los instrumentos de piedra, y que el filo obtenido se mantenía en condiciones en las
que los instrumentos de piedra se mellaban. Posteriormente vieron cómo un filo de cobre romo
podía volver a afilarse con más facilidad que uno de piedra. Solamente la escasez del cobre
impidió que su uso se extendiera más, tanto en la fabricación de herramientas como en la de
objetos ornamentales.
El cobre se hizo más abundante cuando se descubrió que podía obtenerse a partir de unas
piedras azuladas. Cómo se hizo este descubrimiento, o dónde o cuándo, es algo que no
sabemos y que probablemente no sabremos jamás.
Podemos suponer que el descubrimiento se hizo al encender un fuego de leña sobre un lecho
de piedras en el que había algunos trozos de mineral. Después, entre las cenizas, destacarían
pequeñas gotas de cobre brillante. Quizá esto ocurrió muchas veces antes de que alguien
observara que si se encontraban piedras azules y se calentaban en un fuego de leña, se
producía siempre cobre. El descubrimiento final de este hecho pudo haber ocurrido unos 4.000
años a. de C. en la península del Sinaí, al este de Egipto, o en la zona montañosa situada al
este de Sumeria, lo que hoy es Irán. O quizá ocurriera simultáneamente en ambos lugares.
En cualquier caso, el cobre fue lo suficientemente abundante como para que se utilizara en la
confección de herramientas en los centros más avanzados de la civilización. En una tumba
egipcia se ha encontrado una sartén con una antigüedad aproximada de 5.200 años a. de C.
En el tercer milenio a. de C. se descubrió una variedad de cobre especialmente dura, obtenida
al calentar juntos minerales de cobre y de estaño, casi seguro que por accidente (fig. 1). A la
aleación (término que designa la mezcla de dos metales) de cobre y estaño se le llamó bronce,
y hacia el año 2000 a. de C. ya era lo bastante común como para ser utilizado en la confección
de armas y corazas. Se han hallado instrumentos de bronce en la tumba del faraón egipcio
Itetis, que reinó aproximadamente 3.000 años a. de C.
El acontecimiento histórico más conocido de la Edad del Bronce fue la guerra de Troya, en la
que soldados con armas y corazas de bronce disparaban flechas con punta de este metal
contra sus enemigos. Un ejército sin armas de metal estaba indefenso frente a los «soldados
de bronce», y los forjadores de aquella época gozaban de un prestigio semejante al de
nuestros físicos nucleares. Eran hombres poderosos que siempre tenían un puesto entre los
reyes. Y su oficio fue divinizado en la persona de Hefaistos, dios mitológico de la fragua.
Incluso hoy día -y no por casualidad- «Smith, o alguno de sus equivalentes, es el apellido más
común entre los pueblos de Europa[1].
La suerte iba a favorecer de nuevo al hombre de la Edad del Bronce, que descubrió un metal
aún más duro: el hierro. Por desgracia era demasiado escaso y precioso como para poder
usarlo en gran cantidad en la confección de armaduras. En efecto, en un principio las únicas
fuentes de hierro eran los trozos de meteoritos, naturalmente muy escasos. Además, no
parecía haber ningún procedimiento para extraer hierro de las piedras.
El problema radica en que el hierro está unido mucho más firmemente, formando mineral, de lo
que estaba el cobre. Se requiere un calor más intenso para fundir el hierro que para fundir el
cobre. El fuego de leña no bastaba para este propósito, y se hizo necesario utilizar el fuego de
carbón vegetal, más intenso, pero que sólo arde en condiciones de buena ventilación.
El secreto de la fundición del hierro fue por fin desvelado en el extremo oriental de Asia Menor,
y al parecer en una época tan temprana como 1.500 años a. de C. Los hititas, que habían
levantado un poderoso imperio en Asia Menor, fueron los primeros en utilizar corrientemente el
hierro en la confección de herramientas. Se conservan cartas que un rey hitita envió a su virrey,
destacado en una región montañosa rica en hierro, fechadas aproximadamente en el 1280 a.
de C, y en las que se dan detalles inequívocos sobre la producción del metal.
El hierro puro (hierro forjado) no es demasiado duro. Sin embargo, un instrumento o una
armadura de hierro mejoraban al dejar que una cantidad suficiente de carbón vegetal formara
una aleación con ese metal. Esta aleación -que nosotros llamamos acero- se extendía como
una piel sobre los objetos sometidos a tratamiento y les confería una dureza superior a la del
mejor bronce, manteniéndose afilados durante más tiempo. El descubrimiento en territorio hitita
de la manufactura del acero marca el punto crucial en la metalurgia del hierro. Un ejército
protegido y armado con hierro duro podía enfrentarse a otro ejército pertrechado de bronce con
muchas probabilidades de vencer. Estamos en la Edad del Hierro.
Mineral de hierro y Crisol
Figura 1. Crisoles primitivos ideados para alcanzar la temperatura adecuada para la reducción
de los diferentes minerales. En el horno para cobre (a) la mena fundía en un crisol sobre fuego
de leña. La reducción del mineral de hierro (b) requería más calor, y para obtenerlo se llenaba
el horno de carbón vegetal, suministrando oxígeno mediante un fuelle.
Los dorios, antigua tribu griega, equipados con armas de hierro, invadieron la península de
Grecia desde el norte, más o menos en el 1100 a. de C, y gradualmente fueron venciendo a los
pueblos micénicos que, pese a su más avanzada civilización, sólo disponían de armamento de
bronce. Otros grupos de griegos penetraron en Canaán portando armas de hierro. Eran los
filisteos, que tan importante papel juegan en los primeros libros de la Biblia. Frente a ellos los
israelitas permanecieron indefensos hasta que, bajo el mando de Saúl, fueron capaces de
fabricarse sus propias armas de hierro.
El primer ejército abundantemente equipado con hierro de buena calidad fue el asirio, lo que le
permitió, 900 años a. de C., formar un poderoso imperio.
Antes de que apuntaran los días gloriosos de Grecia, las artes químicas habían alcanzado un
estado de desarrollo bastante notable. Esto era particularmente cierto en Egipto, donde los
sacerdotes estaban muy interesados en los métodos de embalsamado y conservación del
cuerpo humano después de la muerte. Los egipcios no sólo eran expertos metalúrgicos, sino
que sabían preparar pigmentos minerales y jugos e infusiones vegetales[2].
De acuerdo con cierta teoría, la palabra khemeia deriva del nombre que los egipcios daban a
su propio país: Kham. (Este nombre se usa también en la Biblia, donde, en la versión del rey
Jacobo, se transforma en Ham.) Por consiguiente, khemeia puede ser «el arte egipcio».
Una segunda teoría, algo más apoyada en la actualidad, hace derivar khemeia del griego
khumos, que significa el jugo de una planta; de manera que khemeia sería «el arte de extraer
jugos». El mencionado jugo podría ser sustituido por metal, de suerte que la palabra vendría a
significar el «arte de la metalurgia».
Pero, sea cual sea su origen, khemeia es el antecedente de nuestro vocablo «química».
3. Grecia: los elementos
Hacia el año 600 a. de C, el sutil e inteligente pueblo griego dirigía su atención hacia la
naturaleza del Universo y la estructura de los materiales que lo componían. Los eruditos
griegos o «filósofos» (amantes de la sabiduría) estaban más interesados en el «por qué» de las
cosas que en la tecnología y las profesiones manuales. En resumen, fueron los primeros que según nuestras noticias- se enfrentaron con lo que ahora llamamos teoría química.
El primer teórico fue Tales (aproximadamente 640-546 a. de C). Quizá existieron griegos
anteriores a Tales, e incluso otros hombres anteriores a los griegos, capaces de meditar
correcta y profundamente sobre el significado de los cambios en la naturaleza de la materia,
pero ni sus nombres ni su pensamiento han llegado hasta nosotros.
Tales fue un filósofo griego nacido en Mileto (Jonia), región situada en el Egeo, la costa oeste
de lo que ahora es Turquía. Tales debió de plantearse la siguiente cuestión: si una sustancia
puede transformarse en otra, como un trozo de mineral azulado puede transformarse en cobre
rojo, ¿cuál es la naturaleza de la sustancia? ¿Es de piedra o de cobre? ¿O quizá es de ambas
cosas a la vez? ¿Puede cualquier sustancia transformarse en otra mediante un determinado
número de pasos, de tal manera que todas las sustancias no serían sino diferentes aspectos
de una materia básica?
Figura 2. La cosmología alquimista incorporó los «cuatro elementos» de Aristóteles junto con
las equivalencias terrestres y celestes, haciendo corresponder los mismos símbolos a los
planetas y a 105 metales. Este grabado es original de Robert Fludd (1574-1637), que dio la
espalda al espíritu científico de su época y se lanzó a la búsqueda de lo oculto.
Para Tales la respuesta a la última cuestión era afirmativa, porque de esta manera podía
introducirse en el Universo un orden y una simplicidad básica. Quedaba entonces por decidir
cuál era esa materia básica o elemento[3].
Tales decidió que este elemento era el agua. De todas las sustancias, el agua es la que parece
encontrarse en mayor cantidad. El agua rodea a la Tierra; impregna la atmósfera en forma de
vapor; corre a través de los continentes, y la vida es imposible sin ella. La Tierra, según Tales,
era un disco plano cubierto por la semiesfera celeste y flotando en un océano infinito.
La tesis de Tales sobre la existencia de un elemento a partir del cual se formaron todas las
sustancias encontró mucha aceptación entre los filósofos posteriores. No así, sin embargo, el
que este elemento tuviera que ser el agua.
En el siglo siguiente a Tales, el pensamiento astronómico llegó poco a poco a la conclusión de
que el cielo que rodea a la Tierra no es una semiesfera, sino una esfera completa. La Tierra,
también esférica, estaba suspendida en el centro de la cavidad formada por la esfera celeste.
Robert Fludd
Los griegos no aceptaban la noción de vacío y por tanto no creían que en el espacio que hay
entre la Tierra y el distante cielo pudiera no haber nada. Y como en la parte de este espacio
que el hombre conocía había aire, parecía razonable suponer que también lo hubiese en el
resto.
Tal pudo haber sido el razonamiento que llevó a Anaxímenes, también de Mileto, a la
conclusión, hacia el 570 a. de C, de que el aire era el elemento constituyente del Universo.
Postuló que el aire se comprimía al acercarse hacia el centro, formando así las sustancias más
densas, como el agua y la tierra (figura 2).
Por otra parte, el filósofo Heráclito (aproximadamente 540-475 a. de C), de la vecina ciudad de
Éfeso, tomó un camino diferente. Si el cambio es lo que caracteriza al Universo, hay que
buscar un elemento en el que el cambio sea lo más notable. Esta sustancia, para él, debería
ser el fuego, en continua mutación, siempre diferente a sí mismo. La fogosidad, el ardor,
presidían todos los cambios[4].
En la época de Anaxímenes los persas invadieron las costas jónicas. Tras el fracaso de un
intento de resistencia, el dominio persa se volvió más opresivo, y la tradición científica entró en
decadencia; pero antes de derrumbarse, los emigrantes jonios trasladaron esta tradición más al
oeste.
Pitágoras de Samos (aproximadamente 582-497 a. de C.), natural de una isla no perteneciente
a Jonian, abandonó Samos en el 529 a. de C. para trasladarse al sur de Italia, donde se dedicó
a la enseñanza, dejando tras de sí un influyente cuerpo de doctrina.
Empédocles (aproximadamente 490-430 a. de C), nacido en Sicilia, fue un destacado discípulo
de Pitágoras, que también trabajó en torno al problema de cuál es el elemento a partir del que
se formó el Universo. Las teorías propuestas por sus predecesores de la escuela jónica lo
pusieron en un compromiso, porque no veía de qué manera iba decidirse por una u otra.
Pero, ¿por qué un solo elemento? ¿Y si fueran cuatro? Podían ser el fuego de Heráclito, el aire
de Anaxímenes, el agua de Tales y la tierra, que añadió el propio Empédocles.
Aristóteles (384-322 a. de C), el más influyente de los filósofos griegos, aceptó esta doctrina de
los cuatro elementos. No consideró que los elementos fuesen las mismas sustancias que les
daban nombre. Es decir, no pensaba que el agua que podemos tocar y sentir fuese realmente
el elemento «agua»; simplemente es la sustancia real más estrechamente relacionada con
dicho elemento.
Aristóteles concibió los elementos como combinaciones de dos pares de propiedades
opuestas: frío y calor, humedad y sequedad. Las propiedades opuestas no podían combinarse
entre sí. De este modo se forman cuatro posibles parejas distintas, cada una de las cuales dará
origen a un elemento: calor y sequedad originan el fuego; calor y humedad, el aire; frío y
sequedad, la tierra; frío y humedad, el agua.
Sobre este esquema avanzó todavía un paso más al afirmar que cada elemento tiene una serie
de propiedades específicas que le son innatas. Así, es propio de la tierra el caer, mientras que
en la naturaleza del fuego está el elevarse. Sin embargo, los cuerpos celestes presentaban
características que parecían diferentes de las de las sustancias de la Tierra. En lugar de
elevarse o caer, estos cuerpos daban la impresión de girar en círculos inalterables alrededor de
la Tierra.
Aristóteles supuso que los cielos deberían estar formados por un quinto elemento, que llamó
«éter» (término que proviene de una palabra que significa «resplandecer», ya que lo más
característico de los cuerpos celestes es su luminosidad). Como los cielos no parecían cambiar
nunca, Aristóteles consideró al éter como perfecto, eterno e incorruptible, lo que lo hacía muy
distinto de los cuatro elementos imperfectos de la tierra.
Esta teoría de los cuatro elementos impulsó el pensamiento de los hombres durante dos mil
años. Si bien ahora está ya muerta, al menos en lo que a la ciencia se refiere, todavía pervive
en el lenguaje corriente. Por ejemplo, hablamos de la «furia de los elementos» cuando
queremos expresar que el viento (aire) y las nubes (agua) se manifiestan violentamente por
efecto de la tormenta. En cuanto al «quinto elemento» (éter), se vio transformado por la lengua
latina en la quintaesencia, y cuando hablamos de la «quintaesencia» de algo, queriendo indicar
que se encuentra en el estado más puro y concentrado posible, estamos en realidad invocando
la perfección aristotélica.
4. Grecia: los átomos
Otro importante tema de discusión encontró un amplio desarrollo entre los filósofos griegos: el
debate sobre la divisibilidad de la materia. Los trozos de una piedra partida en dos, incluso
reducida a polvo, siguen siendo piedra, y cada uno de los fragmentos resultantes puede volver
a dividirse. Estas divisiones y subdivisiones ¿pueden continuar indefinidamente?
El jonio Leucipo (aproximadamente 450 a. de C.) parece que fue el primero en poner en tela de
juicio la suposición aparentemente natural que afirma que cualquier trozo de materia, por muy
pequeño que sea, siempre puede dividirse en otros trozos aún más pequeños. Leucipo
mantenía que finalmente una de las partículas obtenidas podía ser tan pequeña que ya no
pudiera seguir dividiéndose.
Su discípulo Demócrito (aproximadamente 470-380 a. de C.), afincado en Abdera, ciudad al
norte del Egeo, continuó en esta línea de pensamiento. Llamó átomos, que significa
«indivisible», a las partículas que habían alcanzado el menor tamaño posible. Esta doctrina,
que defiende que la materia está formada por pequeñas partículas y que no es indefinidamente
divisible, se llama atomismo.
Demócrito supuso que los átomos de cada elemento eran diferentes en tamaño y forma, y que
eran estas diferencias las que conferían a los elementos sus distintas propiedades. Las
sustancias reales, que podemos ver y tocar, están compuestas de mezclas de átomos de
diferentes elementos, y una sustancia puede transformarse en otra alterando la naturaleza de
la mezcla.
Todo esto tiene para nosotros un indudable aire de modernidad, pero no debe olvidarse que
Demócrito no apeló a la experimentación para corroborar sus afirmaciones. (Los filósofos
griegos no hacían experimentos, sino que llegaban a sus conclusiones argumentando a partir
de los «primeros principios».)
Para muchos filósofos, y especialmente para Aristóteles, la idea de una partícula de materia no
divisible en otras menores resultaba paradójica, y no la aceptaron. Por eso la teoría atomista se
hizo impopular y apenas se volvió a tener en cuenta hasta dos mil años después de Demócrito.
Sin embargo, el atomismo nunca murió del todo. Epicuro (342-270 a. de C.) lo incorporó a su
línea de pensamiento, y el epicureismo se granjeó muchos seguidores en los siglos siguientes.
Uno de ellos fue el poeta romano Tito Lucrecio Caro (95-55 a. de C), conocido simplemente por
Lucrecio. Expuso la teoría atomista de Demócrito y Epicuro en un largo poema titulado De
Rerum Natura («Sobre la naturaleza de las cosas»). Muchos lo consideran el mejor poema
didáctico jamás escrito.
En cualquier caso, mientras que los trabajos de Demócrito y Epicuro perecieron, quedando
apenas unas pocas citas sueltas, el poema de Lucrecio sobrevivió íntegro, preservando los
hallazgos del atomismo hasta nuestros días, en que los nuevos métodos científicos se
incorporan a la lucha y la conducen a la victoria final.
1. Alejandría
En la época de Aristóteles, Alejandro Magno de Macedonia (un reino situado al norte de
Grecia) conquistó el vasto Imperio Persa. El imperio de Alejandro se disgregó después de su
muerte en el año 323 a. de C., pero los griegos y macedonios mantuvieron el control de
grandes áreas de Oriente Medio. Durante varios siglos (el «Período Helenístico») tuvo lugar
una fructífera mezcla de culturas.
Ptolomeo, uno de los generales de Alejandro, estableció un reino en Egipto, cuya capital fue la
ciudad de Alejandría (fundada por Alejandro). En Alejandría, Ptolomeo y su hijo (Ptolomeo II)
levantaron un templo a las Musas (el «Museo») que cumplía el mismo fin de lo que hoy
llamaríamos un Instituto de Investigación y una Universidad. Junto a él se construyó la mayor
biblioteca de la antigüedad.
La maestría egipcia en la química aplicada se unió y fundió con la teoría griega, pero esta
fusión no fue totalmente satisfactoria. En Egipto el saber químico estaba íntimamente ligado
con el embalsamado de los muertos y el ritual religioso. Para los egipcios, la fuente de todo
conocimiento era Thot, el de la cabeza de ibis, dios de la sabiduría. Los griegos, impresionados
por la altura de los conocimientos de los egipcios, identificaron a Thot con su propio Hermes y
aceptaron una buena dosis de misticismo.
Los antiguos filósofos jonios habían separado la religión de la ciencia. Esta nueva unión
operada en Egipto entorpeció seriamente los posteriores avances en el conocimiento.
Como el arte de khemeia aparecía tan estrechamente relacionado con la religión, el pueblo
llano recelaba a menudo de quienes lo practicaban, considerándolos adeptos de artes secretas
y partícipes de un saber peligroso. (El astrólogo con su inquietante conocimiento del futuro, el
químico con su aterradora habilidad para alterar las sustancias, incluso el sacerdote con sus
secretos sobre la propiciación de los dioses y posibilidad de invocar castigos servían como
modelos de cuentos populares de magos, brujos y hechiceros.)
Los destinatarios de estos recelos no solían mostrarse resentidos, sino que con frecuencia se
crecían, conscientes de que aumentaban su propio poder y quizá también su seguridad.
Después de todo, ¿a quién se le iba a ocurrir ofender a un mago?
Este respeto o recelo popular impulsó a los practicantes de la khemeia a redactar sus escritos
mediante simbolismos oscuros y misteriosos. El sentimiento de poder y de estar en posesión
de un saber oculto aumentaba aún más con esa oscuridad.
Por ejemplo, había siete cuerpos celestes considerados «planetas» («errantes», porque
continuamente cambiaban de posición con respecto al fondo estrellado) y también eran siete
los metales conocidos: oro, plata, cobre, hierro, estaño, plomo y mercurio (véase figura 2).
Pareció atractivo emparejarlos, y llegó un momento en que el oro se designaba comúnmente
como «el Sol», la plata como «la Luna», el cobre como «Venus» y así sucesivamente. Los
cambios químicos pudieron entonces incluirse en una corriente mitológica.
Aún quedan recuerdos de aquella época. La denominación del compuesto ahora llamado
nitrato de plata era «cáustico lunar». Este nombre, ya en desuso, es un claro indicio de la
antigua relación entre la plata y la luna. El mercurio debe su actual nombre al planeta Mercurio.
El verdadero nombre antiguo era hydrargyrum («plata líquida»), y el nombre inglés antiguo era
el casi idéntico de «quicksilver».
Esta oscuridad más o menos deliberada sirvió a dos desafortunados propósitos. Primero,
retardó el progreso, ya que los que trabajaban en esta materia ignoraban -en parte o del todo-lo
que los otros estaban haciendo, de modo que no podían beneficiarse de los errores ni aprender
de la lucidez de los demás. En segundo lugar, permitió que charlatanes y engañadores contando con la oscuridad del lenguaje- se presentaran a sí mismos como trabajadores serios.
No podía distinguirse al embaucador del estudioso.
El primer practicante de la khemeia greco-egipcia que conocemos por su nombre fue Bolos de
Mendes (aproximadamente 200 a. de C), una población del delta del Nilo. En sus escritos
utilizó el nombre de Demócrito, por lo que se le conoce como «Bolos-Demócrito» o, a veces,
como «seudo-Demócrito».
Bolos se dedicó a lo que se había convertido en uno de los grandes problemas de la khemeia:
el cambio de un metal en otro y, particularmente, de plomo o hierro en oro (transmutación).
La teoría de los cuatro elementos consideraba que las diferentes sustancias del universo
diferían únicamente en la naturaleza de la mezcla elemental. Esta hipótesis podría ser cierta
según se aceptase o no la teoría atomista, ya que los elementos podrían mezclarse como
átomos o como una sustancia continua. Realmente parecía razonable pensar que todos los
elementos eran intercambiables entre sí. Aparentemente el agua se convertía en aire al
evaporarse, y retornaba a la forma de agua cuando llovía. La leña, al calentarla, se
transformaba en fuego y vapor (una forma de aire), y así sucesivamente.
¿Por qué, entonces, considerar algunos cambios como imposibles? Probablemente todo era
cosa de dar con la técnica apropiada. Una piedra rojiza podía convertirse en hierro gris a través
de un procedimiento que aún no se había descubierto en tiempo de Aquiles, quien tuvo que
usar armas de bronce. ¿Qué razón había para que el hierro gris no pudiera convertirse en oro
amarillo mediante alguna técnica aún no descubierta en tiempo de Alejandro Magno?
A través de los siglos muchos químicos se esforzaron honradamente en hallar el medio de
producir oro. Sin embargo, algunos estimaron mucho más sencillo y provechoso pretender
hallarse en posesión de la técnica y comerciar con el poder y la reputación que ello les
proporcionaba. Este engaño se mantuvo hasta la época moderna, pero no voy a tratar de ello
en este libro.
Aunque Bolos en sus escritos da aparentemente detalles o técnicas para la obtención del oro,
no podemos realmente considerarlo un fraude. Es posible alear cobre y cinc, por ejemplo, y
obtener latón, que tiene un tono amarillo parecido al del oro, y es bastante probable que para
los antiguos artesanos la preparación de un metal dorado fuese lo mismo que la preparación de
oro.
Durante la dominación romana el arte de la khemeia entró en declive, junto con la decadencia
general del conocimiento griego. Después del año 100 d. de C. es prácticamente imposible
encontrar ninguna aportación nueva y se asiste al surgimiento de una tendencia a volver cada
vez más a las interpretaciones místicas de los primeros pensadores.
Por ejemplo, hacia el año 300 d. de C. un tratadista nacido en Egipto, Zósimo, escribió una
enciclopedia en veintiocho volúmenes que abarcaba todo el saber sobre khemeia acumulado
en los cinco o seis siglos precedentes, y en la que había muy poco de valor. Para ser exactos,
se puede encontrar ocasionalmente un pasaje con alguna novedad, como la que parece
referirse al arsénico. También parece que Zósimo describió métodos para preparar acetato de
plomo y que tuvo conocimiento del sabor dulce de este compuesto venenoso (que se ha
llamado hasta hoy «azúcar de plomo»).
La muerte final sobrevino a causa del miedo. El emperador romano Diocleciano temía que la
khemeia permitiera fabricar con éxito oro barato y hundir la tambaleante economía del imperio.
En tiempos de Zósimo ordenó destruir todos los tratados sobre khemeia, lo que explica el
escaso número de ellos que han llegado hasta nosotros.
Otra razón es que, con el nacimiento de la Cristiandad, el «pensamiento pagano» cayó en
desgracia. El museo y la biblioteca de Alejandría resultaron gravemente dañados a causa de
los motines cristianos ocurridos a partir del año 400 d. de C. El arte de la khemeia, por su
estrecha relación con la religión del antiguo Egipto, se hizo particularmente sospechoso,
convirtiéndose prácticamente en clandestino.
En cierta manera el pensamiento griego desapareció del mundo romano. La Cristiandad se
había escindido en sectas; una de ellas era la de los nestorianos, así llamados porque sus
miembros seguían las enseñanzas del monje sirio Nestorio, que vivió en el siglo v. Los
cristianos ortodoxos de Constantinopla persiguieron a los nestorianos, algunos de los cuales
huyeron hacia el este, hasta Persia. Allí los monarcas persas los acogieron con gran deferencia
(posiblemente con la esperanza de utilizarlos contra Roma).
Los nestorianos llevaron consigo a Persia el pensamiento griego, incluyendo muchos libros de
alquimia, y alcanzaron el cenit de su poder e influencia hacia el año 550 d. de C.
2. Los árabes
En el siglo VII los árabes entraron en escena. Hasta entonces habían permanecido aislados en
su península desértica, pero ahora, estimulados por la nueva religión del Islam fundada por
Mahoma, se extendieron en todas direcciones. Sus ejércitos victoriosos conquistaron extensos
territorios del oeste de Asia y norte de África. En el 641 d. de C. invadieron Egipto y, tras
rápidas victorias, ocuparon todo el país; en los años siguientes Persia sufrió el mismo destino.
Fue especialmente en Persia donde los árabes encontraron los restos de la tradición científica
griega, ante la que quedaron fascinados. Esta admiración quizá se viera también incrementada
por un combate de gran significación práctica. En el año 670 d. de C, cuando sitiaron
Constantinopla (la mayor y más poderosa ciudad cristiana), fueron derrotados por el «fuego
griego», una mezcla química que ardía con gran desprendimiento de calor sin poder apagarse
con agua, y que destruyó los barcos de madera de la flota árabe. Según la tradición la mezcla
fue preparada por Callinicus, un practicante de khemeia que había huido de su Egipto natal (o
quizás de Siria) ante la llegada de los árabes.
En árabe khemeia se convirtió en al-kímiya, siendo al el prefijo correspondiente a «la».
Finalmente la palabra se adoptó en Europa como alquimia, y los que trabajaban en este campo
eran llamados alquimistas. Ahora el término alquimia se aplica a todo el desarrollo de la
química entre el 300 a. de C. y el 1600 d. de C. aproximadamente, un período de cerca de dos
mil años.
Entre los años 300 y 1100 d. de C. la historia de la química en Europa es prácticamente un
vacío. Después del 650 d. de C. el mantenimiento y la extensión de la alquimia greco-egipcia
estuvo totalmente en manos de los árabes, situación que perduró durante cinco siglos. Quedan
restos de este período en los términos químicos derivados del árabe: alambique, álcali, alcohol,
garrafa, nafta, circón y otros.
La alquimia árabe rindió sus mejores frutos en los comienzos de su dominación. Así, el más
capacitado y célebre alquimista musulmán fue Jabir ibn-Hayyan (aproximadamente 760-815 d.
de C), conocido en Europa siglos después como Geber. Vivió en la época en que el Imperio
Árabe (con Harún al Raschid, famoso por Las mil y una noches) se hallaba en la cúspide de su
gloria.
Sus escritos fueron numerosos y su estilo era relativamente avanzado. Muchos de los libros
que llevan su firma pueden haber sido escritos por alquimistas posteriores y atribuidos a él.
Describió el cloruro de amonio y enseñó cómo preparar albayalde (carbonato de plomo).
Destiló vinagre para obtener ácido acético fuerte, el ácido más corrosivo conocido por los
antiguos. Preparó incluso ácido nítrico débil que, al menos en potencia, era mucho más
corrosivo.
Sin embargo, la mayor influencia de Jabir reside en sus estudios relacionados con la
transmutación de los metales. Consideraba que el mercurio era el metal por excelencia, ya que
su naturaleza líquida le confería la apariencia de poseer una proporción mínima de material
terroso. Por su parte, el azufre poseía la notable propiedad de ser combustible (y además
poseía el color amarillo del oro). Jabir creía que los diversos metales estaban formados por
mezclas de mercurio y azufre, y solamente restaba hallar algún material que facilitase la mezcla
de mercurio y azufre en la proporción necesaria para formar oro.
La antigua tradición sostenía que esta sustancia activadora de la transmutación era un polvo
seco. Los griegos lo llamaban xerion, derivado de la palabra griega correspondiente a «seco».
Los árabes la cambiaron por al-iksir, y en Europa se convirtió finalmente en elixir. Como una
prueba más de que se le atribuían las propiedades de seca y terrosa diremos que en Europa
fue llamada vulgarmente la piedra filosofal. (Recordemos que todavía en 1800, un «filósofo»
era lo que ahora llamamos un «científico».)
El sorprendente elixir estaba destinado a poseer otras maravillosas propiedades, y surgió la
idea de que constituía un remedio para todas las enfermedades y que podía conferir la
inmortalidad. Por ello se habla del elixir de la vida, y los químicos que trataban de conseguir oro
podían conseguir igualmente la inmortalidad (también en vano).
En efecto, durante los siglos posteriores, la alquimia se desarrolló según dos vías paralelas
principales: una mineral, en la que el principal objetivo era el oro, y otra médica, en la que el fin
primordial era la panacea.
Seguidor de Jabir, y poseedor de análogos conocimientos y reputación, fue el alquimista persa
Al Razi (aproximadamente 850-925), conocido más tarde en Europa como Rhazes. También él
describió cuidadosamente su trabajo, preparando, por ejemplo, emplasto de París, y
describiendo el modo en que podía emplearse para hacer enyesados que mantuviesen en su
sitio los huesos rotos. Igualmente estudió y describió el antimonio metálico. Al mercurio (que
era volátil, esto es, forma vapor al calentarlo) y al azufre (que era inflamable) añadió la sal
como tercer principio en la composición general de los sólidos, porque la sal no era ni volátil ni
inflamable.
Al Razi se interesó más por la medicina que Jabir, y esto dio origen a los aspectos médicos de
la alquimia, que continuaron con el persa Ibn Sina (979-1037), mucho más conocido como
Avicena, versión latinizada de su nombre. En realidad, Avicena fue el médico más importante
entre la época del Imperio Romano y los orígenes de la ciencia moderna. Había aprendido lo
bastante de los fracasos de siglos y siglos como para dudar de la posibilidad de formar oro a
partir de los metales. Aunque en esto era, y sigue siendo, una excepción entre los alquimistas.
3. El despertar en Europa
La ciencia árabe declinó rápidamente después de Avicena. Eran tiempos difíciles para el
mundo islámico y se hicieron más difíciles aún como resultado de las invasiones y victorias de
los turcos y mongoles, pueblos relativamente bárbaros. La palma del liderazgo científico
abandonó a los árabes al cabo de tres siglos, para no volver más, y pasó al oeste de Europa.
Los europeos occidentales tuvieron su primer contacto íntimo y más o menos pacífico con el
mundo islámico como resultado de las Cruzadas. La primera Cruzada fue en 1096, y los
cristianos europeos conquistaron Jerusalén en 1099. Durante casi dos siglos consecutivos
existió un dominio cristiano en la costa siria, como una pequeña isla en el océano musulmán.
Hubo cierta fusión de culturas y el fluir de cristianos que volvían a Europa occidental trajo
consigo una cierta apreciación de la ciencia árabe. En este mismo período, los cristianos
españoles iban reconquistando gradualmente el territorio que habían perdido ante el Islam en
los primeros ocho siglos. De esta forma, tanto ellos como en general toda la Europa cristiana
tuvieron una nueva noción de la brillante civilización morisca que se había desarrollado en
España.
Los europeos supieron que los árabes poseían libros de profundo contenido científico que
habían sido traducidos de los originales griegos -los trabajos de Aristóteles, por ejemplo-, así
como sus propias producciones -los trabajos de Avicena, entre otros.
A pesar de la relativa aversión a manejar los trabajos de aquellos que parecían enemigos
mortales e irreconciliables, surgió un movimiento para traducirlos al latín con objeto de que
pudiesen utilizarlos los estudiosos europeos. El humanista francés Gerbert (aproximadamente
940-1003), futuro Papa Silvestre II en el año 999, fue uno de los primeros alentadores de este
movimiento.
El escolástico inglés Robert de Chester figura entre los primeros que tradujeron una obra árabe
de alquimia al latín, acabando dicho trabajo en 1144. Siguieron muchos otros, y el principal
traductor fue el erudito italiano Gerardo de Cremona (aproximadamente 1114-87). Pasó mucho
tiempo de su vida en Toledo, que había sido tomado por las tropas cristianas en 1085. Tradujo
noventa y dos trabajos árabes, algunos de ellos extraordinariamente largos.
Así, pues, a partir de 1200 aproximadamente los escolásticos europeos pudieron asimilar los
hallazgos alquimistas del pasado e intentar avanzar con ellos, encontrándose, desde luego,
con más callejones sin salida que amplias vías de progreso.
El primer alquimista europeo importante fue Alberto de Bollstadt (aproximadamente 1200-80),
más conocido como Alberto Magno. Estudió intensamente los trabajos de Aristóteles, y fue a
través de él como la filosofía aristotélica adquirió tanta importancia para la erudición de finales
de la Edad Media y principios de la Moderna.
Alberto Magno describió el arsénico con tanta claridad en el transcurso de sus experimentos de
alquimia, que en ocasiones se le considera como descubridor de esta sustancia, aunque, al
menos en forma impura, era probablemente conocida por los antiguos alquimistas.
Un contemporáneo de Alberto Magno fue el monje inglés Roger Bacon (1214-92), a quien hoy
día se le conoce mejor por su creencia claramente expresada de que en la experimentación y
en la aplicación de técnicas matemáticas a la ciencia residiría la principal esperanza de
progreso. Tenía razón, pero el mundo no estaba todavía en condiciones de aceptarlo.
Bacon intentó escribir una enciclopedia universal del saber, y en sus escritos se encuentra la
primera descripción de la pólvora negra. Se le considera a veces como su descubridor, pero no
lo fue; el verdadero descubridor es desconocido.
En aquella época la pólvora negra contribuyó a destruir el orden medieval de la sociedad,
proporcionando a los ejércitos un medio de arrasar los muros de los castillos, y a los hombres
de a pie una oportunidad de disparar contra los de a caballo en el combate. Fue el primer
símbolo del progreso tecnológico que condujo a los ejércitos europeos a conquistar otros
continentes durante los cinco siglos transcurridos entre 1400 y 1900, conquista que sólo en
nuestros días está invirtiendo su signo.
La alquimia en una orientación más mística se encuentra en trabajos atribuidos a los españoles
Arnaldo de Vilanova (aproximadamente 1235-1311) y Raimundo Lulio (1235-1315), aunque no
es seguro que fueran ellos los verdaderos autores. Estos escritos están profundamente
apoyados en la idea de la transmutación, y se ha supuesto incluso (por tradición) que Lulio
fabricó oro para el derrochador Eduardo II de Inglaterra.
Pero el más importante de los alquimistas medievales no se conoce por su nombre, ya que
escribió con el seudónimo de Geber, el alquimista árabe que había vivido dos siglos antes.
Nada se sabe de este «falso Geber» excepto que fue probablemente español y que escribió
alrededor de 1300. Fue el primero en describir el ácido sulfúrico, la sustancia simple más
importante de las utilizadas por la industria química en la actualidad (después del agua, aire,
carbón y petróleo). Describió también la formación de ácido nítrico fuerte. Estos ácidos se
obtenían de los minerales, mientras que los ácidos conocidos con anterioridad, como el acético
y el vinagre, procedían del mundo orgánico.
El descubrimiento de los ácidos minerales fuertes fue el adelanto más importante después de
la afortunada obtención del hierro a partir de su mena unos tres mil años antes. Los europeos
lograron llevar a cabo muchas reacciones químicas y disolver numerosas sustancias con ayuda
de los ácidos minerales fuertes, cosa que no podían conseguir los griegos ni los árabes con el
vinagre, el ácido más fuerte de que disponían.
En realidad los ácidos minerales eran mucho más importantes para el bienestar de la
humanidad de lo que hubiera sido el oro, incluso de haberlo obtenido por transmutación. El
valor del oro habría desaparecido tan pronto como éste dejase de ser raro, mientras que los
ácidos minerales son tanto más valiosos cuanto más baratos y abundantes. No obstante, la
naturaleza humana es tal, que los ácidos minerales no causaron gran impresión, mientras que
el oro siguió buscándose ávidamente.
Pero entonces, después de un prometedor comienzo, la alquimia empezó a degenerar por
tercera vez, como había ocurrido primero entre los griegos y después entre los árabes. La caza
del oro se convirtió en dominio casi absoluto de charlatanes, aunque los grandes eruditos
(Boyle y Newton entre ellos) no pudieron, ya en el siglo XVII resistirse a dedicar a ello sus
conocimientos.
Una vez más, igual que bajo el dominio de Diocleciano mil años antes, el estudio de la química
fue prohibido, más por miedo al éxito en la obtención de oro que por indignación ante la
charlatanería. El papa Juan XXII la declaró anatema en 1317, y los alquimistas honrados,
obligados a trabajar a escondidas, se volvieron más oscuros que antes, mientras que, como
siempre, florecieron los químicos deshonestos.
Nuevos vientos se agitaban cada vez con más violencia en Europa. Los restos del Imperio
Bizantino, con su capital en Constantinopla, se extinguían a todas luces. En 1204 fue
brutalmente saqueado por los cruzados del oeste de Europa, y muchos documentos del saber
griego, que hasta entonces habían permanecido intactos, al menos en aquella ciudad, se
perdieron para siempre.
Los griegos recuperaron la ciudad en 1261, pero a partir de entonces sólo fue una sombra de lo
que había sido antes. En los dos siglos posteriores, los ejércitos turcos pusieron cerco sin
tregua a la ciudad y, finalmente, en 1453, cayó Constantinopla, que desde entonces ha sido
turca. Tanto antes como después de la caída los eruditos griegos huyeron a Europa Occidental,
llevando consigo la parte de sus bibliotecas que pudieron salvar. El mundo occidental sólo llegó
a heredar restos del saber griego, pero aun así fueron enormemente estimulantes.
Esta fue también la época de las grandes exploraciones, a lo que contribuyó en el siglo XIII el
descubrimiento de la brújula. En 1497 se exploró la costa de África y se dio la vuelta al
continente. Con la posibilidad de llegar a la India por mar y evitar el mundo islámico, Europa
podía comerciar directamente con el lejano Oriente. Aún más espectaculares fueron los viajes
de Cristóbal Colón entre 1492 y 1504, gracias a los cuales pronto se reveló (aunque el mismo
Colón nunca admitió este hecho) que se había descubierto una nueva parte del mundo.
Los europeos estaban descubriendo tantos hechos desconocidos para los grandes filósofos
griegos que empezó a cundir la idea de que, después de todo, los griegos no eran
superhombres omniscientes. Los europeos, que habían demostrado ya su superioridad en la
navegación, también podían mostrarse superiores en otros aspectos.
Se destruyó así una especie de bloqueo psicológico, y resultó más fácil poner en duda los
hallazgos de los antiguos.
En esta misma «Era de la Exploración» un inventor alemán, Johann Gutenberg
(aproximadamente 1397-1468), proyectó la primera imprenta práctica, utilizando tipos movibles
que podían ser desmontados y colocados juntos para imprimir cualquier libro que se desease.
Por primera vez en la Historia fue posible producir libros en cantidad y económicamente, sin
miedo de que se produjesen errores en las copias (aunque, por supuesto, podía haber errores
en la composición).
Gracias a la imprenta, las concepciones poco populares no se extinguirían necesariamente por
falta de alguien que cargara sobre sus espaldas la laboriosa tarea de copiar el libro. Uno de los
primeros que apareció en forma impresa fue el poema de Lucrecio, que difundió la concepción
atomista a lo largo y ancho de toda Europa.
En el año 1543 se publicaron dos libros revolucionarios que en la época anterior a la imprenta
fácilmente hubieran permanecido ignorados por los pensadores ortodoxos, pero que ahora se
extendieron por todas partes y no pudieron ignorarse. Uno de ellos había sido escrito por un
astrónomo polaco, Nicolás Copérnico (1473-1543), quien mantenía que la Tierra no era el
centro del universo, como habían dado por sentado los astrónomos griegos, sino que lo era el
Sol. El otro libro estaba escrito por un anatomista flamenco, Andreas Vesalius (1514-1564),
quien trazó la anatomía humana con una exactitud sin precedentes. Se basaba en
observaciones del propio Vesalius y rechazaba muchas de las creencias que databan de las
antiguas fuentes griegas.
Este derrocamiento simultáneo de la astronomía y la biología griegas (aunque las
concepciones griegas mantuvieran su influencia en algunas zonas durante un siglo o más)
marcó el comienzo de la «Revolución Científica». Esta revolución sólo penetró ligeramente en
el mundo de la alquimia, pero infundió algún vigor tanto en los aspectos mineralógicos como
médicos de la misma.
4. El fin de la alquimia
El nuevo espíritu hizo acto de presencia en los trabajos de dos médicos contemporáneos, uno
alemán, Georg Bauer (1494-1555), y otro suizo, Teophrastus Bombastus von Hohenheimm
(1493-1591).
Bauer es más conocido como Agrícola, que en latín quiere decir campesino (lo mismo que
'Bauer' en alemán). Se interesó en la mineralogía por su posible conexión con los fármacos. De
hecho, la conexión entre la medicina y los fármacos y la combinación médico-mineralogista fue
un rasgo destacado en el desarrollo de la química durante los dos siglos y medio siguientes. El
libro de Agrícola De Re Metallica («Sobre la Metalurgia») (ver fig. 3) se publicó en 1556, y en él
se reúnen todos los conocimientos prácticos que podían recogerse entre los mineros de la
época.
Este libro, escrito en un estilo claro y con excelentes ilustraciones de maquinaria para la
minería, se popularizó rápidamente y hoy día aún permanece como un notable clásico de la
ciencia[1]. De Re Metallica, el más importante trabajo sobre tecnología química anterior a 1700,
estableció la mineralogía como ciencia. (El libro más valioso sobre metalurgia y química
aplicada anterior al de Agrícola fue el del monje Theophilus, posiblemente griego, que vivió
hacia el año 1000 d. de C.)
En cuanto a von Hohenheim, es más conocido por su auto seudónimo Paracelso, que significa
«mejor que Celso». Celso fue un romano que escribió sobre medicina, y cuyas obras habían
sido recientemente impresas. Ambos fueron objeto de una desmedida y, en el caso de
Paracelso, errónea idolatría.
Figura 3. Portada del libro De Re Metallica, de Agrícola
Paracelso, como Avicena cinco siglos antes, representó un desplazamiento del centro de
interés de la alquimia, el oro, hacia la medicina. Paracelso mantenía que el fin de la alquimia no
era el descubrimiento de técnicas de transmutación, sino la preparación de medicamentos que
curasen las enfermedades. En la antigüedad lo más frecuentemente usado para estos fines
eran las preparaciones con plantas, pero Paracelso estaba sinceramente convencido de la
eficacia de los minerales como fármacos.
Paracelso fue un alquimista de la vieja escuela, a pesar de su insistencia en contra de la
transmutación. Aceptó los cuatro elementos de los griegos y los tres principios (mercurio,
azufre y sal) de los árabes. Buscó incesantemente la piedra filosofal en su función de elixir de
la vida, e incluso insistió en que la había encontrado. También, con más fundamento esta vez,
obtuvo el metal cinc y con frecuencia se le considera su descubridor, pese a que el cinc, en
forma de mineral o de aleación con cobre (latón), era conocido desde la antigüedad.
Paracelso siguió siendo una figura polémica durante medio siglo después de su muerte. Sus
seguidores aumentaron el contenido místico de sus concepciones, y en algunos aspectos las
redujeron a sortilegios sin sentido. A esta corrupción se unió las desventajas de un momento
en el que la alquimia apuntaba cada vez más hacia una etapa de claridad y racionalidad.
Por ejemplo, el alquimista alemán Andreas Libau (aproximadamente 1540-1616), más conocido
por el nombre latinizado de Libavius, publicó una Alquimia en 1597. Este libro era un resumen
de los logros medievales en alquimia, y puede considerarse como el primer texto de química de
nombre conocido, pues estaba escrito con claridad y sin misticismo. De hecho, atacó con saña
las oscuras teorías de los que él llamaba «paracelsianos», si bien estaba de acuerdo con
Paracelso en que la función principal de la alquimia era la de auxiliar de la medicina.
Libavius fue el primero en describir la preparación del ácido clorhídrico, tetracloruro de estaño y
sulfato amónico. También describió la preparación del agua regia, una mezcla de ácidos nítrico
y clorhídrico cuyo nombre viene de su capacidad para disolver el oro. Incluso sugirió que las
sustancias minerales pueden reconocerse por la forma que adoptan los cristales originados al
evaporarse sus soluciones.
Sin embargo, estaba convencido de que la transmutación era posible, y de que el
descubrimiento de métodos para fabricar oro era un importante fin del estudio de la química.
En 1604, un alemán llamado Johann Tholde publicó un texto más especializado (no se sabe
nada más sobre su autor). Atribuyó el libro a un monje alemán, Basil Valenine, pero es casi
seguro que este nombre no es sino un seudónimo. El volumen, titulado La carroza triunfal del
antimonio, trata sobre los usos médicos de este metal y sus derivados.
Más tarde, un químico alemán, Johann Rudolf Glauber (1604-68), descubrió un método para
preparar ácido clorhídrico por medio de la acción del ácido sulfúrico sobre la sal común. En el
proceso obtuvo un residuo, el sulfato sódico, que actualmente se sigue llamando «sal de
Glauber».
Glauber se familiarizó con esta sustancia, la estudió intensivamente y advirtió su actividad
laxante. La llamó «sal mirabile» («sal maravillosa») y la consideró como un curalotodo, casi el
elixir de la vida. Glauber se dedicó a la fabricación de este compuesto, así como de otros que
consideró de valor medicinal y que también resultaron ser de gran valor como modo de
ganarse la vida. Si bien esta ocupación era menos espectacular que la fabricación de oro,
resultó más útil y provechosa.
La realidad económica hablaba a gritos incluso para aquellos que se mostraban impenetrables
al razonamiento científico. Había demasiado de útil y provechoso en el conocimiento de los
minerales y las medicinas como para perder el tiempo en una interminable carrera de locos tras
el oro.
De hecho, en el curso del siglo XVII la alquimia entró en franca decadencia, y en el XVIII se
transformó en lo que hoy llamamos química.
La piedra filosofal es una supuesta sustancia que según la alquimia tendría propiedades
extraordinarias, como la capacidad de transmutar los metales vulgares en oro. Existirían dos
tipos de piedra: la roja, supuestamente capaz de transmutar metales innobles en oro, y la
blanca, cuyo uso transformaría dichos metales innobles en plata. La roja se obtendría
empleando la Vía Seca; la blanca a través de la Vía Húmeda; en ambos casos el elemento de
partida sería la pirita dehierro.
Descripción
Sus orígenes parecen estar en una antigua teoría alquímica que proponía analizar los
elementos Aristotélicos atendiendo a sus cuatro "cualidades básicas": calor, frío, sequedad y
humedad. Elfuego sería caliente y seco, la tierra fría y seca, el agua fría y húmeda y
el aire caliente y húmedo. Más aún, la teoría propone que cada metal es una combinación de
los cuatro principios; aunque se debe resaltar que después llegaron a la conclusión de que los
elementos eranazufre, plomo y oro. De ella se desprende el fenómeno de transmutación; es
decir, el cambio de la naturaleza de un elemento en función del cambio en sus cualidades.
La piedra filosofal y el elixir de la vida, eran algo ansiosamente buscado y codiciado debido a
las virtudes maravillosas que se le suponían; no sólo la de conseguir oro, sino también la de
curar algunas enfermedades y otorgar la inmortalidad. Para la fabricación de oro se buscaba un
material que facilitase la mezcla de mercurio y azufre, porque teóricamente ése era el camino
acertado. La función transmutadora y la de otorgar la vida eterna están relacionadas: una
característica del oro es que se oxida más lentamente que otros metales; es decir: el oro es
"inmortal"; por lo tanto, si se descubría cómo formar oro a partir de otros elementos, esperaban
poder hacer el cuerpo humano inmortal.
Las supuestas características físicas de la piedra filosofal también varían según diversas
fuentes. Generalmente se la presenta como materiales minerales amorfos o cristalinos de
diversos colores. Incluso en obras relativamente modernas como "El Retorno de los Brujos" se
menciona la posibilidad de que la piedra filosofal en sí misma sea un gas, "nube de electrones",
plasma o cuerpo similar no sólido, que tiene la propiedad de penetrar el vidrio u otros cuerpos
cristalinos y quedar almacenada allí. En el tesoro de los alquimistas de Jacques Sadoul se
analiza el procedimiento fisico paso a paso de la via humeda en todo el libro y también se
señala en que en el punto final se debe absorber una especie de nube roja en suspensión y ser
absorbida por un trozo de vidrio, el que posteriormente se machaca. Segun dicho autor los
cristales obtenidos deben recubrirse con cera o en una pelota pequeña de papel y
posteriormente ingresarlo en el metal derretido a transmutar. Ingresar la piedra filosofal sin
ningun recubrimiento es un error y no se obtendría ninguna tramutacion. Según algunas
teorías, en forma estable puede llevarse fuera del laboratorio y activarse luego con fuego para
usarse cuando sea necesario.
Otra leyenda de la piedra filosofal dice que la persona que la posee puede transmutar todo tipo
de objetos en oro, pero su uso constante hace que poco a poco la persona que la use vaya,
casi sin advertirlo, convirtiéndose en oro.[cita requerida] Esto seria un castigo al abuso de los
poderes de la piedra, y a la codicia de la persona...
Hay vertientes más místicas de la alquimia que creen que, en realidad, la obra y la piedra
filosofal no son realidades físicas, sino metáforas del perfeccionamiento espiritual.
Por otra parte se afirma que el "lapis philosophorum" era simple y llanamente el conocimiento, y
lo que se buscaba era realmente la ciencia pura.
Los alquimistas, además de buscar con fruición el elixir de la vida, buscaban también un
remedio que se pudiera preparar en el laboratorio, capaz de curar todas las enfermedades
(véase panacea universal).
No existe un tratado alquímico que sea claro y se le dan distintos nombres a las sustancias
utilizadas por ejemplo el fuego alquímico es diferente al fuego común esto se hace con el fin de
hacer dificultosa la construcción de la piedra por parte de otras personas con malos fines.
Cabe señalar que para realizar las supuestas tres fases del magisterio (Nombre dado a las tres
fases que se deben hacer para llegar a construir la piedra) se debe poseer una llama de fuego
encendida calentando la materia prima de la piedra, durante años, pues el alquimista pretende
"imitar" a la naturaleza la cual se demora tiempo y debe tener paciencia para crear algo.
Por esta razón, algunos tratados afirman que para crear la piedra, se debe tener asegurada la
sobrevivencia por al menos veinte años, ya que unos años se emplearan en investigar y otros
en cometer errores y otros para la elaboración exitosa.
Los intentos de elaboración de la piedra resultaron arriesgados, requiriendo tiempo y dinero
para llevarse a cabo, además de una enorme paciencia. El trabajo con materiales inflamables o
explosivos, como la polvora, supuso un factor de riesgo para las practicas alquimicas.
Ingredientes
Los ingredientes son muy discutibles. Jacques sadoul tiende a pensar que son:

la base sería una mezcla de pirita de hierro o tierra muy rica en hierro, pues otros autores
señalan que es un compuesto que esta en todas partes y es un elemento que todos
conocen (en la epoca solo se conocian 6 elementos)
 El mercurio de los filosofos y el azufre, no son los elementos quimicos sino preparados a
partir de la pirita de hierro y mezclados con acido tartarico.
 acido tartarico: es un compuesto extraido del arbol llamado "encina" que se muestra
numerosas veces en el "Mutus liber". Un argumento a favor es que en el proceso de
elaboracion de la piedra se debe hacer a oscuras en algunas fases, y el acido tartarico es
un compuesto sensible a la luz y seria el responsable del cambio de color de la gran obra.
 rocio: en una de las laminas del mutus liber se pueden ver telas sobre las plantas. Se cree
que se extrae rocio en una epoca del año establecida por los animales de la lamina que
hacen referencia al horoscopo occidental.
 el rocio y el acido tartarico (llamado de diversas formas en los escritos alquimicos) se
mezclan con la pirita de hierro para obtener el mercurio de los filosofos o el azufre filosofal.
Preparación
La preparación se establece en el mutus liber. En resumen se mezcla el mercurio y el azufre
filosofales y se calientan a fuego constante por años en un huevo de cristal protegido de la luz,
la cual puede arruinar por completo la gran obra. La mezcla pasaría por diversos colores y
olores. Siendo la etapa anterior a la consecución de la gran obra una mezcla oscura posterior a
la cual surgiría una "nube" roja a la cual se debería acercar un vidrio para absorberlo. Después
se molería el vidrio un poco y se tendría la piedra filosofal definitiva. El paso previo para
obtener "la nube roja", en palabras profanas, es desconocido y se piensa que el alquimista
interfiere de alguna forma con este paso, desde un punto de vista de su conciencia, en paso
mucho más místico.
Conseguidos los pasos previos y los ingredientes correctos
Despistando a los profanos
Una de las características de la alquimia es que se establece un lenguaje confuso en los
escritos con el fin de despistar intencionalmente a quien quiera construirla. Así, por ejemplo, se
supone que las referencias a al Azufre y el Mercurio no se referían a los elementos químicos
"normales", sino a algún tipo de variante de los mismos solo conocida por los alquimistas 1 .
Por eso algunos autores alquimistas hablan del mercurio de los filósofos, por ejemplo, para dar
una pista que no es el elemento mercurio.
Sobre los pasos para realizar la piedra filosofal se cree que estos están de forma explícita en
"Mutus liber" o libro mudo. Aquí también se encontrarán símbolos que indican Azufre y
Mercurio, pero cabe destacar que no son los elementos químicos S y Hg, sino compuestos
obtenidos de los pasos previos a la realización de la Gran Obra.
Situación actual de la transmutación
Con la aparición de la física nuclear se demostró que la idea de convertir plomo en oro
resultaba posible, ya que bastaría con extraer 3protones de un átomo de plomo (de 82
protones) para obtener un átomo de oro (de 79 protones).2
Con el tiempo la idea de transmutación fue sustituida por la práctica de las reacciones
químicas y el creciente conocimiento de la naturaleza de los elementos químicos hizo que cada
vez quede más claro que la transformación de los metales en oro o, más generalmente, la
transformación de un elemento en otro, que es lo que los alquimistas buscaban - con todos los
procesos químicos - es imposible mediante los procesos que usaban, ya que se necesitaría
una cantidad de energía enorme para lograr cambios físicos en el núcleo atómico. Estas
transformaciones sólo funcionan con millones de veces más energía de trabajo de procesos y
métodos nucleares, tales como se aplican todos los días en los reactores nucleares para la
producción de plutonio en grandes cantidades. En 1980, el físico estadounidense y Premio
Nobel, Glenn Theodore Seaborg, fue el primer hombre en usar métodos nucleares para
transmutar varios miles de átomos de plomo en oro (véase el oro de síntesis).
INTRODUCCION
La aparición de la ciencia que llamamos "Química" requiere un proceso histórico más dilatado y
lento que otras ramas de la ciencia moderna. Tanto en la antigüedad como en la Edad Media
se contemplan denodados esfuerzos por conocer y dominar de alguna forma los elementos
materiales que constituyen el entorno físico que nos rodea. Averiguar cuáles sean los
elementos originarios de los que están hechos todas las cosas así como establecer sus
características, propiedades y formas de manipulación son las tareas primordiales que se
encaminan al dominio efectivo de la naturaleza. No es, pues, extraño que en sus primeros
balbuceos meramente empíricos los resultados no tengan otro carácter que el que
denominamos "mágico": la magia como conocimiento de la realidad que se oculta tras la
apariencia de las cosas y como práctica que permite actuar sobre ellas según nuestra
voluntad. Numerosas técnicas inventadas por el ser humano desde sus orígenes conciernen a
la química: preparación de alimentos y de medicinas, procedimientos de curtido, de teñido, etc.
Sin
embargo
el
nacimiento
de
una
ciencia
química
es
muy
reciente.
La química, recoge hoy el conjunto de disciplinas científicas que estudian las transformaciones
de una sustancia en otra, sin que se alteren los elementos que la integran.. Las especulaciones
de los filósofos de la antigua Grecia sobre los elementos o la búsqueda de la piedra filosofal y
del
elixir
de
larga
vida
por
algunos
alquimistas
de
la
Edad
Media,
no
son
sino
el
lejano
preludio
de
la
química
moderna.
Hasta el siglo XVIII no se introdujo en la química un auténtico método experimental, en el siglo
XIX
se
establece
la
clasificación
periódica
de
los
elementos,
que
iba
a
inaugurar
una nueva era para la ciencia química. Actualmente el trabajo experimental de los químicos es
fruto de una enorme labor de equipo más que de químicos aislados.................................
EL NACIMIENTO DE LA QUÍMICA EN LA PREHISTORIA
Desde sus orígenes, el hombre fue adquiriendo, los conocimientos necesarios para fabricar
productos que hoy usamos, sin siquiera pensar de donde salieron.
El hombre primitivo fue explorador de su territorio, tocaba y apreciaba la textura de cada cosa,
las olía y producía ruido sobre ellas. El hombre cavernícola cazaba su presa y comía la carne
cruda, no le quedaba otra alternativa. Pero a medida que formaba comunidades, comenzó a
sacar provecho de las propiedades de cada cosa, descubrió la manera en que podía utilizarlas
mejor. Aprendió que la leña al quemarse producía calor; que al beber agua saciaba su sed.
En el pasado, los materiales que se usaron en las diferentes actividades humanas, han servido
hoy para establecer ciertos periodos en la historia del hombre. Así la Edad de Piedra
corresponde a la etapa anterior al uso de los metales, y los periodos que siguen, la Edad del
Bronce y la Edad del hierro, comprenden la etapa en la que el hombre aprendió a extraer el
cobre y el hierro de sus minerales.
Un Buen día, alguien arrojó al cobre caliente y fundido un misterioso polvo de color gris, y
entonces surgió un metal más resistente: El Bronce. También de manera fortuita, algún otro, al
calentar ciertas piedras rojizas sobre carbón de leña, logró obtener un nuevo metal: el Hierro.
Los guerreros utilizaron el hierro para fabricar sus armas; sin embargo, la historia nos informa
que el agresor, después de asestar sobre su enemigo un golpe rudo, tenía que enderezar la
espada. El Problema del metal quedó resuelto cuando descubrieron nuevas aleaciones como el
acero.
La química más antigua que conocemos es la metalurgia, el arte de tratar los metales, un
conocimiento que mezcla la magia, la mística y la técnica de los pueblos antiguos.
EL CONOCIMIENTO DE LA MATERIA EN LAS CULTURAS ANTIGUAS
Cultura Arcaica Egipcia:
En el Egipto arcaico alcanzó un notable desarrollo la obtención de colorantes minerales y
vegetales, de colas, ceras y barnices. Ello se refleja en un bajorrelieve del Imperio Nuevo
procedente del templo de Kalabsa, en la frontera meridional del Alto Egipto, cuyos colores se
han conservado durante más de tres mil años. El análisis químico ha demostrado que el rojo se
obtuvo con limonita arcillosa quemada, el amarillo con ocre terroso compuesto por óxidos de
hierro hidratados, el azul a partir de óxido de cobre y el verde, mezclando el amarillo y el azul.
Desde el tercer milenio antes de C., los egipcios explotaron los minerales auríferos,
principalmente los de los yacimientos del norte de Nubia. La obtención de oro a partir de ellos
se representa en una pintura mural de una tumba del siglo XV anterior a nuestra era. Los
minerales se pulverizaban en morteros y molinos de piedra o pisoteándolos. Se lavaban y se
colocaban en crisoles
poco profundos sobre
hornos de fundición,
cuyo fuego atizaban
esclavos
mediante
fuelles. Se añadía sal
y plomo, eliminándose
los residuos de plata
al formarse cloruro
argéntico que, junto al
plomo, constituía las
escorias. A los cinco
días, el crisol se
sacaba del fuego y el
oro fundido se vertía
en pequeñas vasijas
en las que se enfriaba
y solidificaba.
Cultura
China:
Clásica
La
extraordinaria
fecundidad técnica de
la cultura clásica china ha motivado que sea llamada "cuna de los grandes descubrimientos de
la humanidad". En la invención de la pólvora, mezclando salitre, azufre y carbón, se distinguen
dos grandes etapas: a mediados del siglo IX se obtuvo pólvora "deflagrativa", que ardía con
una combustión repentina, y dos centurias después, pólvora explosiva. A partir del XIII, el
ejército chino utilizó cañones como el que aparece en un grabado del tratado de artillería de
Ching Yü (1412), que lanzaban proyectiles esféricos de hierro fundido.
En el siglo I se fabricaba ya en China porcelana mediante el procedimiento de cocer caolín a
unos 1.280 grados, consiguiendo por vitrificación un barniz traslúcido y totalmente
impermeable. En una pintura de un atlas de la época de la dinastía Ch'ing (finales del siglo
XVIII) aparecen los hornos tradicionales en los que se fabricaba.
La destilación del alcohol es otra técnica de invención china, expuesta en diversos tratados a
partir del siglo VII, que fue después asimilada por el mundo islámico y el europeo. Una pintura
del mismo atlas antes citado (finales del siglo XVIII) representa un alambique, en cuya base
hay un horno alimentado con leña; en su interior hay un depósito de enfriamiento o
condensador, al que llega agua fría a través de una tubería central; en la parte inferior
izquierda, un tubo lleva la sustancia destilada a un recipiente.
Los importantes avances que la metalurgia china consiguió en fechas muy tempranas pueden
ejemplificarse en el pleno desarrollo de la copelación a comienzos de la época de la dinastía
Han (siglo III antes de C.), como procedimiento para el refino del oro y la plata, mediante su
aleación con plomo y la oxidación posterior del plomo fundido para separarlo del metal
precioso.
RENACIMIENTO EUROPEO
La principal rebelión total contra las ideas tradicionales en la Europa del Renacimiento fue la
del médico Theophrastus Bombast von Hohenheim, llamado Paracelso, que vivió durante la
primera mitad del siglo XVI. Basándose principalmente en las doctrinas alquimistas, desplazó a
un segundo plano la teoría de los cuatro elementos y también la de los cuatro humores
orgánicos. Formuló una visión dinámica del universo, del cuerpo humano y de sus
enfermedades fundamentada en las tres "sustancias" alquímicas ("mercurius", "sulphur" y "sal")
y en el "arqueo", fuerza vital específica que las ordenaba en el cuerpo del hombre.
Las técnicas minerometalúrgicas, de destilación y de ensayo de metales, las más importantes
de carácter químico en la Europa de Renacimiento, se ilustran con tres obras clásicas
españolas de primer rango: las de Álvaro Alonso Barba, Diego de Santiago y Juan de Arfe.
Minerometalurgia:
El principal motor del desarrollo técnico del beneficio de minerales en la España del
Renacimiento fue la explotación de los yacimientos americanos de metales preciosos. La
amplia serie de innovaciones que se inició con el método de amalgamación de minas de plata
de Bartolomé de Medina (1555) culminó con el Arte de los metales (1640), de Álvaro Alonso
Barba, tratado que las expuso sistemáticamente, aparte de incluir las inventadas por su autor.
El grabado representa los "instrumentos que ha de tener el fundidor", entre los que destacan
varias balanzas (A,B,C) y un juego de agujas (H) para realizar ensayos de metales preciosos
con piedras de toque.
Destilación:
El laboratorio de destilación más importante de la Europa renacentista fue el instalado en El
Escorial. Diego de Santiago fue el más destacado de los "destiladores de Su Majestad" que
trabajaron en él. Publicó una Arte separatoria (1589), tratado en el que expuso sus
aportaciones, entre ellas, un "destilatorio de vapor" de su invención. Los dibujos que figuran
junto al libro representan dicho aparato y una de las grandes "torres de destilación" del
laboratorio de El Escorial.
Ensayo de Metales:
La importancia económica que la determinación de la ley de las monedas tuvo en la España
renacentista motivó que en sus cecas se instalaran los mejores medios técnicos de la época
para el análisis químico cuantitativo. La principal figura en este campo fue Juan de Arfe
Villafañe, "ensayador" de la ceca de Segovia y autor de un Quilatador de plata, oro y piedras
(1572), primer tratado sobre el tema impreso en Europa. Los grabados de la exposición
representan su balanza de laboratorio, temprano ejemplo de la línea que conduciría a las
modernas de precisión; al propio Arfe colocando una copela en la boca superior del hornillo,
con la balanza a sus espaldas; y una redoma y otros recipientes para ensayar el oro con ácido
nítrico, mediante la técnica llamada de "encuartación".
La Alquimia Europea:
La alquimia de la Antigüedad helenística y del Islam medieval, y a través de ésta, la chinasirvieron de punto de partida a la que se desarrolló en Europa desde la Baja Edad Media hasta
finales del siglo XVII. Las fuentes expuestas ilustran sus textos y patrones de comunicación,
sus doctrinas y sus aportaciones técnicas.
A diferencia de la ciencia académica, la subcultura científica en torno a la alquimia utilizó casi
exclusivamente manuscritos no accesibles públicamente sino destinados a iniciados, utilizando
por ello un lenguaje esotérico a base de complejas metáforas e imágenes que asocian las
figuras técnicas con las alegóricas. Se expone la figura de un "horno y vasos de destilación",
procedente de un manuscrito alquímico bajomedieval, y una página del titulado Splendor
Solis(1582), en la que aparecen símbolos y alegorías de purificación y "renacimiento".
Solamente en el siglo XVII se imprimieron de forma habitual textos alquímicos. La más célebre
compilación fue el Theatrum Chemicum impresa en Estrasburgo el año 1659. Sus cuatro
volúmenes reúnen, por una parte, versiones latinas de los atribuidos a Hermes Trismegisto,
divinidad grecoegipcia, fundador mítico de la ciencia y la técnica, y a Avicena (siglo XI) y otros
autores árabes. Por otra, tratados bajo medievales falsamente atribuidos a grandes
personalidades científicas de la época, como el alemán Alberto Magno, el mallorquín Ramón
Lull y el valenciano Arnau de Vilanova, así como varias obras del catalán Joannes de
Rupescissa, máxima figura de la alquimia de la Baja Edad Media.
Uno de los tratados apócrifos de Arnau de Vilanova aparece en el ejemplar expuesto
censurado por la Inquisición: hay varias páginas cortadas y la mayor parte de otra está oculta
por un fragmento de otro libro pegado en ella.
Aportes Técnicos:
Los alquimistas bajomedievales introdujeron en Europa y perfeccionaron numerosas técnicas.
La obtención de alcohol etílico y el conocimiento de sus efectos como disolvente de las
materias orgánicas permitió, por ejemplo, extraer de éstas su "quinta essencia", en la que se
pensaba residían sus propiedades peculiares, y el hallazgo de los primeros ácidos minerales,
entre ellos, el "aqua regia" (combinación de los ácidos nítrico y clorhídrico), permitió disolver las
inorgánicas, incluído el oro. Instrumentos de laboratorio según las figuras de un manuscrito
alquímico de la Baja Edad Media.
Los procesos químicos básicos fueron desarrollados por los alquimistas. Aparatos para la
calcinacción, sublimación, degradación, solución, destilación, coagulación, fijación e
incineración representados en la Alchemia (1545), de Geber, nombre supuestamente árabe
que corresponde en realidad a un autor de la Europa latina.
Los alquimistas tardíos de la segunda mitad del siglo XVII realizaron todavía algunos hallazgos.
El más notable fue el conseguido en 1669 por Hennig Brandt quien, en el curso de sus
experiencias con la orina, obtuvo una sustancia blanca y cérea que resplandecía en la
oscuridad, convirtiéndose en el primer descubridor conocido de un elemento químico: el
fósforo. La exposición contiene un cuadro de finales de la centuria siguiente que reconstruye el
descubrimiento con sensibilidad prerromántica.
El Eclecticismo: Libavius
Entre los seguidores de una postura intermedia entre los paracelsistas y los partidarios de las
ideas tradicionales sobresalió Andreas Libavius, que insistió en el trabajo de laboratorio y
publicó un influyente tratado sistemático (1597). De éste proceden los grabados que
representan el edificio y el plano de un "laboratorio ideal". Hay en él instalaciones destinadas a
destilación (hh, ff), análisis cuantitativo (ee) y cristalización (O), así como para alquimia (H) y
preparación de medicamentos químicos.
La Segunda Generación de Paracelsistas: Helmont
La gran figura de la segunda generación de paracelsistas, que desarrolló su actividad durante
la segunda mitad del siglo XVII, fue Johann Baptist van Helmont. Realizó, entre otras,
importantes investigaciones sobre los gases y las bases, creando el término "gas" y
denominando "álcalis" a las lejías. Se expone un ejemplar de sus obras completas (1648),
abierto por una lámina en la que figura su retrato.
La Iatroquímica:
El sistema iatroquímico, vigente durante la segunda mitad del siglo XVII, asumió las
interpretaciones paracelsistas, pero eliminando sus elementos panvitalistas y metafísicos, que
sustituyó por el mecanicismo, el atomismo y el método científico inductivo. Palestra
pharmacéutica chymico-galénica (1706) del iatroquímico español Félix Palacios, abierta por
una de sus láminas sobre instrumentos de laboratorio y reproducción de su tabla de símbolos.
QUÍMICA Y FILOSOFÍA: Los Cuatro Elementos
Las explicaciones que solían dar los antiguos a los fenómenos que observaban al aplicar sus
técnicas, se basaban principalmente en especulaciones filosóficas, astrológicas y místicas.. Al
Pasar el tiempo el hombre comenzó a preguntarse seriamente sobre la naturaleza de la
materia, de cómo estará compuesta, de a qué se deberán las distintas propiedades de las
cosas, y muchas más interrogantes. De las primeras respuestas a estas interrogantes, nacieron
las primeras teorías sobre la estructura y composición .
Una de estas teorías es la que hoy conocemos como la Teoría de Los Cuatro Elementos,
tomada de Empédocles y perfeccionada por el gran filósofo griego Aristóteles, que tuvo
vigencia hasta el siglo XVIII. Aristóteles afirma que toda experiencia se basa en definitiva,
sobre cuatro cualidades: Lo cálido ; lo frío ; lo seco ; lo húmedo. Todo lo existente a nuestro
alrededor, resulta de la combinación de estas cuatro cualidades. Entonces, si combinamos lo
seco con el frío obtenemos la tierra, lo frío con lo húmedo resulta el Agua, lo húmedo con lo
caliente el Aire y finalmente, lo caliente con lo seco, origina el fuego.
LA REVOLUCION QUIMICA
El Traité élémentaire de chimie de Antoine Lavoisier (1743-1794), se publicó en París en 1789
y representa la culminación de la química del siglo XVIII que llevó al abandono de la teoría del
flogisto y al uso de nuevas concepciones sobre los elementos y la composición de los cuerpos.
El grabado de la exposición contiene numerosas referencias al estudio de los gases, entre ellas
la reducción del óxido de mercurio a través del calor producido por una lupa, experiencia
utilizada por Joseph Priestley para aislar el oxígeno en la campana de gases.
El Texto de Lavoisier contiene la primera tabla de sustancias simples en sentido moderno. A
pesar de ello, en el panel puede observarse la presencia en esta tabla sustancias que hoy
consideramos compuestas, como la alúmina (óxido de aluminio), la cal o la sílice. Lavoisier las
incluyó porque había sido incapaz de descomponerlas, aunque predijo que pronto dejarían de
formar parte de las sustancias simples. También resulta sorprendente para un lector actual
encontrar en esta tabla "sustancias simples" como la "luz" o el "calórico".
La Hipótesis Atómica de John Dalton:
La hipótesis atómica de John Dalton (1766-1844) fue formulada a principios del siglo XIX y
marcó el comienzo del cálculo sistemático de pesos atómicos para todos los elementos. De
este modo, podían explicarse las leyes de combinación establecidas durante estos años, como
la ley de proporciones definidas de Luis Proust, la ley de proporciones múltiples del propio
Dalton o la ley de proporciones recíprocas de Benjamin Richter (1762-1807), autor que también
acuñó el término "estequiometría". En el panel puede contemplarse un retrato de Dalton y un
cuadro en el que aparece este autor recogiendo "gas de los pantanos" (metano). También
hemos reproducido una tabla de Dalton con símbolos atómicos de elementos y compuestos y
una tabla de pesos atómicos.
Las ideas de Dalton no fueron universalmente aceptadas por los químicos del siglo XIX.
Además de otros aspectos, para el cálculo de los pesos atómicos era necesario realizar
algunas "hipótesis a priori" imposibles de comprobar durante estos años, lo que permitió el
mantenimiento de la polémica durante un largo período de tiempo. Una prueba de ello es que
sigamos utilizando la expresión "hipótesis de Avogadro" para designar la ley que afirma que
volúmenes iguales de dos gases, en condiciones iguales de presión y temperatura, contienen
el mismo número de moléculas. Cuando Amadeo Abogador, cuyo retrato aparece en el panel, y
André Marie Ampère (1775-1836) formularon de modo independiente esta afirmación en los
primeros años del siglo XIX, se trataba de una "hipótesis a priori", imposible de comprobar en la
época. Sin embargo, su uso sistemático permitió a Stanislao Cannizaro (1826-1910) defender
en el congreso de Karlsruhe en 1860 un sistema coherente de pesos atómicos. Los primeros
valores de la "constante de Avogadro" fueron obtenidos por Joseph Loschmidt (1821-1895) en
1865, gracias al desarrollo de la teoría cinética de los gases, por lo que la IUPAC recomienda
el símbolo L para esta constante.
La Química a Principios del Siglo XIX
La química aplicada a las artes:
El libro de José María de San Cristóbal y José Garriga i Buach Curso de Química general
aplicada a las Artes fue publicado en París en los años 1804 y 1805. Pensionados por el
gobierno de Carlos IV para ampliar estudios de química en París, San Cristóbal y Garriga
publicaron en la capital francesa esta obra, con la ayuda de otros pensionados, como Manuel
Esquivel de Sotomayor, que realizó algunos de los grabados del libro. Se trata de una de las
primeras de su género publicadas en castellano y supone un esfuerzo por aplicar la nueva
química a la mejora de las "artes" (vidriería, metalurgia, tintes, etc.). Sólo se publicaron dos de
los cuatro volúmenes previstos. El laboratorio que aparece en el grabado perteneció al químico
francés Nicolas-Louis Vauquelin (1763-1829), uno de los profesores de química en París de los
autores del libro.
La química médica:
Mateu Josep Bonaventura Orfila i Rotger (1787-1853), que también obtuvo una pensión de
estudios en París para estudiar química, es considerado habitualmente como el fundador de la
toxicología moderna. Nació en Mahón, estudió química en la Universidad de Valencia y en la
escuela de la Junta de Comercio de Barcelona, la cual le ofreció una pensión de estudios que
le permitió viajar a París. Allí estudió química con Nicolas Vauquelin (1763-1829) y con
Jacques Thenard (1777-1857) y se doctoró en medicina en la facultad de París, de la que llegó
a ser decano. Desarrolló numerosos trabajos en el campo de la toxicología y la química médica
y participó en la dirección del Journal de chimie médicale, de pharmacie et de toxicologie Su
libro Éléments de chimie fue publicado por primera vez en 1817 en París y se convirtió en uno
de los principales manuales de enseñanza de la química de la primera mitad del siglo XIX.
NACIMIENTO EN ESPECIALIDADES DE LA QUIMICA
La Química Inorgánica:
El tratado de química del sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) fue una de las obras de
referencia más importantes para los químicos de la primera mitad del siglo XIX. Además de sus
importantes contribuciones al desarrollo de la química inorgánica, Berzelius es recordado por
haber introducido las modernas fórmulas químicas. Se expone el primer volumen de la
traducción castellana de los Doctores D. Rafael Sáez y Palacios y D. Carlos Ferrari y Scardini
que apareció en Madrid en 15 volúmenes entre 1845 y 1852.
La química orgánica:
Justus von Liebig (1803-1873) fue uno de los principales artífices del desarrollo de la química
orgánica del siglo XIX. En la exposición puede contemplarse la traducción de su libro Química
orgánica aplicada a la fisiología animal y a la patología..., que apareció en Cádiz en 1845. En el
panel aparece también un grabado que representa a Liebig trabajando en su laboratorio y otro
del laboratorio de Liebig en Giessen en 1842. Este laboratorio es considerado como uno de los
centros más importantes de enseñanza de la química del período. En el estudiaron químicos
tan importantes como A.W. Hofmann, Fresenius, Pettenkofer, Kopp, Fehling, Erlenmeyer,
Kekulé, Wurtz, Regnault, Gerhardt, Williamson, O. Wolcott Gibbs, entre otros. También estudió
con Liebig el español Ramón Torres Muñoz de Luna (1822-1890) que tradujo al castellano
alguna obras del químico alemán.
Una de las contribuciones de Liebig en el campo de la química orgánica fue el desarrolló de
métodos de análisis más precisos y seguros. El grabado inferior, procedente del Tratado
elemental de química general y descriptiva de Santiago Bonilla publicado a finales de siglo,
muestra un aparato basado en el método de Liebig para determinar carbono e hidrógeno en
sustancias orgánicas. El procedimiento está basado en la propiedad del óxido cúprico de oxidar
las sustancias orgánicas que con él se calientan para transformarlas en dióxido de carbono y
agua. La sustancia que se desea analizar se deseca y pulveriza, se mezcla con el óxido de
cobre y se calienta en el tubo de combustión hasta que se produce la combustión. El agua
producida se recoge en tubos que contienen cloruro cálcico, mientras que el dióxido de
carbono se recoge en el aparato de la siguiente ilustración, el cual contiene hidróxido de
potasio.
Otra contribución fundamental en el desarrollo de la química orgánica de este período fue la
introducción por parte de Berzelius del concepto de "isomerismo" y los estudios cristalográficos
de Louis Pasteur (1822-1895) sobre los isómeros ópticos del ácido tartárico (ácido 2,3dihidroxibutanodioico). El "tártaro" (un tartrato ácido de potasio) era bien conocido por los
vinicultores como un sólido que se separaba del vino durante la fermentación. El ácido
tartárico, constituyente normal de la uva, fue aislado en el siglo XVIII y estudiado por K. G.
Scheele. A principios del siglo XIX, se encontró un tipo especial de este ácido que tenía un
comportamiento algo diferente del ácido tartárico conocido hasta la fecha, que Gay-Lussac
denominó "ácido racémico", del latín racemus (uva). Posteriores análisis mostraron que el ácido
tartárico giraba el plano de polarización de la luz polarizada hacia la derecha (actividad óptica
dextrógira), mientras que el ácido racémico era ópticamente inactivo. Los estudios
cristalográficos de Eilhard Mitscherlich (1794-1863) sobre los tartratos de sodio y amoníaco
guiaron las investigaciones del joven Louis Pasteur (1822-1895), en ese momento alumno de la
Ecole Normale supérieure en París. En 1848, Louis Pasteur separó los dos tipos de cristales
que formaban el ácido racémico y comprobó que eran imágenes especulares uno de otro. Una
de estas formas cristalinas coincidía con los cristales del tartrato y desviaba el plano de
polarización la luz hacia la derecha, mientras que el otro cristal lo desviaba hacia la izquierda.
También comprobó que cuando se disolvían cantidades iguales de ambos cristales, la
disolución resultante era ópticamente inactiva.
La Química Analítica:
El desarrollo de la química analítica a mediados del siglo XIX aparece con las obras de
Heinrich Rose (1795-1864) y Karl Remegius Fresenius (1818-1897). Heinrich Rose fue profesor
de química en la Universidad de Berlín, desde donde realizó numerosas contribuciones a la
química, entre ellas el descubrimiento del niobio. Su libro Handbuch der analytischen
Chemie apareció publicado en Berlín en 1829 y fue reeditado en numerosas ocasiones durante
todo el resto del siglo. Al contrario de lo que había sido habitual hasta ese momento, Rose trató
cada elemento en un capítulo separado en el que indicaba sus correspondientes reacciones
analíticas, esquema que hemos conservado hasta la actualidad. El proceso de análisis de Rose
se abría con el uso del ácido clorhídrico que permitía identificar la plata, mercurio y plomo.
Seguía la precipitación con ácido sulfhídrico para continuar con sulfato de amonio y, finalmente,
hidróxido de potasio. La traducción castellana de la obra de Rose que aquí exponemos fue
realizada por el médico catalán Pere Mata i Fontanet (1811-1877), discípulo de Mateu Orfila
que realizó una notable producción en el campo de la toxicología.
Como he dicho anteriormente, K.R. Fresenius (1818-1897) estudió química en el laboratorio de
Liebig en Giessen. En 1841 publicó su Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse cuya
traducción castellana aparecida en 1853 se expone. Tanto esta obra como la que dedicó más
tarde al análisis cuantitativo, fue reeditada y traducida en numerosas ocasiones, con sucesivas
revisiones del autor para recoger los últimos adelantos, lo que permite considerarla como una
de las principales obras de química analítica del siglo XIX. También publicó la primera revista
dedicada a la química analítica: Zeitschrift für analytische Chemie que comenzó a aparecer en
1862. Las traducciones al castellano más completas de la obra de Fresenius fueron publicadas
en Valencia gracias a la labor del médico Vicente Peset y Cervera (1855-1945).
La Química Física:
La química física no se constituyó como especialidad independiente hasta finales del siglo
pasado y principios del actual. A pesar de ello, durante todo el siglo XIX se realizaron notables
aportaciones a algunos de los campos que habitualmente suelen reunirse bajo la química física
como la termoquímica, la electroquímica o la cinética química.
El Sistema Periódico de los Elementos
El historiador de la ciencia J.W. van Spronsen distingue tres grandes períodos en la creación
del sistema periódico de los elementos. En primer lugar, durante todo la primera mitad del siglo
XIX los químicos calcularon los pesos atómicos de los elementos y acumularon una gran
cantidad de datos experimentales. Durante estos años, se produjeron ya algunos intentos de
relacionar los pesos atómicos con las propiedades de los elementos, la más conocida de las
cuales son las "triadas" de Johann Wolfgang Döbereiner. Döbereiner comprobó que en algunos
grupos de elementos con propiedades química análogas, como los halógenos bromo, cloro y
yodo, el peso atómico de uno de estos elementos era igual a la semisuma de los pesos
atómicos de los otros dos:
Br = (Cl + I)/2 = (35.470 + 126.470)/2 = 80.470
Sin embargo, la creación de un sistema en el cual todos los elementos se encuentran
ordenados de acuerdo con el peso atómico creciente y donde los elementos con propiedades
análogas ocupan columnas o grupos, no tuvo lugar hasta la década de los años sesenta del
siglo pasado. A pesar de la imagen que suele repetirse en los algunos libros de texto, el
descubrimiento del sistema periódico de los elementos debe ser considerado como un
descubrimiento múltiple realizado por investigadores de varios países que, en algunos casos,
no tenían conocimiento de los trabajos del resto.
Puedo considerar el trabajo del francés Alexandre Emile Béguyer de Chancourtois (1820-1886)
como una de las primeras aportaciones en este sentido. Su vis tellurique, que se encuentra
reproducida en nuestra exposición, apareció publicada en 1862. Representa un cilindro sobre
cuyas caras se han colocado los elementos en orden creciente de números atómicos, de modo
que los elementos con propiedades análogas, como el oxígeno, azufre, selenio y teluro, ocupan
una columna. Entre 1862 y 1871, se propusieron sistemas periódicos semejantes por diversos
autores como John Alexander Reina Newlands (1837-1898), William Odling (1829-1921),
Gustavus Detlef Hinrichs (1836-1923), Julius Lothar Meyer (1830-1895) y el ruso Dimitri
Ivanovith Mendeleieff (1834-1907).
En un panel de la exposición puede contemplarse una reproducción de un manuscrito de
Mendeleieff con una de las primeras versiones de su sistema periódico, así como una versión
impresa posterior. Mendeleieff consideraba que la relación entre los pesos atómicos y las
propiedades de los elementos constituía una "ley periódica", lo que le llevó a dejar huecos para
elementos aún no descubiertos, de los que predijo algunas de sus propiedades.
Si este segundo período de la historia del sistema periódico de los elementos puede
denominarse como el "período de descubrimiento", el siguiente lo podemos denominar como el
"período de explicación". En efecto, sólo con la introducción del concepto de "número atómico"
y con la aclaración de estructura electrónica de los átomos, gracias a la mecánica cuántica, ha
sido posible explicar las características de este sistema periódico descubierto por los químicos
de la segunda mitad del siglo XIX.
Los Modelos Atómicos y el Desarrollo de la Mecánica Cuántica
Las investigaciones sobre la interacción entre la luz y la materia y sobre los espectros
atómicos, el descubrimiento de la radiactividad, los estudios sobre la relación entre la
electricidad y la materia y las conclusiones obtenidas del análisis de los
llamados Cathodenstrahlen (rayos catódicos) producidos en los tubos de vacío fueron, entre
otras muchas causas, el punto de partida de los modelos atómicos de principios del siglo XX.
En 1897, Joseph John Thomson (1856-1940) publicó varios artículos en los que estudiaba la
desviación de los rayos catódicos provocada por un campo eléctrico creado dentro del tubo.
Thomson pudo calcular el cociente entre carga y masa de las partículas que formaban los
rayos catódicos y comprobó que era independiente de la composición del cátodo, del
anticátodo o del gas del tubo. Se trataba -concluyó Thomson- de un componente universal de
la materia. Hoy denominamos a estas partículas que constituyen los rayos catódicos
"electrones". Thomson se convirtió en defensor de un modelo atómico que consideraba el
átomo de hidrógeno como una esfera cargada positivamente, de unos 10-10 m, con un electrón
oscilando en el centro. Al igual que pasó con los rayos catódicos, la naturaleza de los rayos
descubiertos por Wilhem Conrad Röntgen en 1895 fue motivo de controversia en los primeros
años de su descubrimiento. El carácter misterioso de sus propiedades llevó a Rönteg a
denominarlos "rayos X". Los rayos X suscitaron el interés de numerosos investigadores, entre
ellos el francés Antoine Henri Becquerel (1852-1908). Becquerel estudió las características de
los rayos emitidos por las sales de uranio y observó, casualmente, que eran capaces de
impresionar una placa fotográfica sin intervención de la luz solar. En 1897, la joven polaca
Marie Sklodovska, que había contraído matrimonio dos años antes con Pierre Curie, profesor
de la Ecole de Physique et de Chimie de Paris, eligió como tema de su tesis doctoral el estudio
de los rayos uránicos de Becquerel. Un año después Pierre y Marie Curie anunciaron el
descubrimiento de dos elementos más radiactivos que el uranio: el polonio y el radio.
En 1895, Ernest Rutherford (1871-1937) comenzó a trabajar sobre las características de la
radiación emitida por las sustancias radiactivas en el laboratorio de J. J. Thomson, un tema que
también estaban estudiando el matrimonio Curie. En el curso de su estudio comprobó la
existencia de dos tipos de radiaciones diferentes que denominó a y b. Años más tarde, en su
laboratorio de Manchester, Hans Geiger y Ernest Marsden, colaboradores de Rutherford,
lanzaron partículas a contra placas delgadas de diversos metales y, sorprendentemente,
comprobaron que una pequeña fracción [una de entre 8.000] de las partículas a que llegaban a
una placa metálica volvían a aparecer de nuevo en el lugar de partida. Rutherford consideró
que el modelo atómico de Thomson era incapaz de explicar estas desviaciones y en abril de
1911 propuso un modelo atómico que trataba de explicar esta experiencia. El modelo, que
había sido propuesto anteriormente por el investigador japonés Hantaro Nagaoka, consistía en
un núcleo central (una esfera de 3x10-14 m de radio) que podía estar cargado positiva o
negativamente, rodeado de una "esfera de electrificación" de unos 10-10 m de radio, con la
misma carga, pero de signo opuesto, que el núcleo. Este modelo tenía un problema obvio: las
cargas eléctricas girando alrededor del núcleo debían tener una aceleración producida por este
movimiento circular y, por lo tanto, deberían emitir radiación y perder energía hasta caer en el
núcleo. Dicho en otras palabras, el modelo era inestable desde el punto de vista de la física
clásica.
Los estudios sobre los espectros de emisión y absorción de los diferentes elementos y
compuestos eran realizados de modo sistemático desde los trabajos de Bunsen y Kirchhoff que
dieron lugar al primer espectroscopio en 1860, asunto que tratamos en nuestra exposición en el
apartado dedicado al desarrollo de la espectroscopía. A finales del siglo XIX, tras numerosas
propuestas anteriores, Robert Rydberg (1854-1919) pudo proponer una fórmula general para
los valores las longitudes de onda de las rayas espectrales del hidrógeno:
1/l = R [(1/n1)2 - (1/n2)2]
En la que n1 y n2 eran números enteros y R la constante de Rydberg cuyo valor es de 1.097 ·
107 m-1. Se trataba de una ley empírica para la cual no existió una explicación teórica
aceptable hasta el desarrollo del modelo atómico de Niels Bohr (1885-1962) a principios del
siglo XX.
Un ejemplo de las ideas existentes sobre el enlace químico a principios de siglo, antes del
desarrollo de la mecánica cuántica, son los modelos de Gilbert Newton Lewis (1875-1946).
Estos modelos, popularizados por químicos como Irving Langmuir, siguen siendo utilizados
para explicar algunas características de los enlaces químicos, a pesar de que han sido
superadas muchas de las ideas que sirvieron a su autor para proponerlos en 1916.
Instrumentos Científicos utilizados en la Química
El Desarrollo de la Espectroscopia:
Aunque anteriormente se habían realizado notables aportaciones en este campo, se puede
considerar que la espectroscopia moderna parte de los trabajos desarrollados en 1859 por
Robert Wilhelm Eberhard Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff , profesores de química y de física
en la Universidad alemana de Heidelberg, respectivamente. Kirchhoff estaba interesado por los
problemas de la óptica, mientras que Bunsen había trabajado anteriormente en los análisis
cualitativos de elementos basados en el color de la llama.
En 1857, Bunsen construyó un mechero de gas que producía una llama sin humo y que podía
ser fácilmente regulada. En la exposición aparecen varios de estos "mecheros Bunsen", cuyo
esquema aparece representado en el panel dedicado al desarrollo de la espectroscopía.
El uso del espectroscopio permitió a los químicos del siglo XIX detectar sustancias que se
encontraban en cantidades demasiado pequeñas para ser analizadas con procedimientos
químicos tradicionales. Los nombres de algunos elementos, como el rubidio, cesio, talio e indio,
descubiertos gracias a la aplicación de esta nueva técnica de análisis, recuerdan el color de
sus líneas espectrales características. En la lámina coloreada con los espectros de emisión de
los elementos puede observarse la línea espectral característica del cesio que es de color azul
celeste.
A
partir
de
esta
propiedad,
se
acuñó
el
nombre
de
este
elemento que procede del adjetivo latino caesius que significa "azul claro".
El Colorìmetro:
El colorímetro es un aparato basado en la ley de absorción de la luz habitualmente conocida
como de "Lambert-Beer". En realidad, estos dos autores científicos nunca llegaron a colaborar
puesto que un siglo separa el nacimiento de ambos. Lambert (1728-1777) realizó sus
principales contribuciones en el campo de la matemática y la física y publicó en 1760 un libro
titulado Photometria, en el que señalaba la variación de la intensidad luminosa al atravesar un
rayo de luz un cristal de espesor "d" podía establecerse como I = Io · e-kd, siendo "k" un valor
característico para cada cristal. En 1852, August Beer (1825-1863) señaló que esta ley era
aplicable a soluciones con diversa concentración y definió el coeficiente de absorción, con lo
que sentó las bases de la fórmula que seguimos utilizando actualmente: ln(I/Io) = -kcd
k = Coeficiente de absorción molecular, característico de la sustancia absorbente para la luz de
una determinada frecuencia.
c = Concentración molecular de la disolución
d = Espesor de la capa absorbente
Esta propiedad comenzó a ser utilizada con fines analíticos gracias a los trabajos de Bunsen,
Roscoe y Bahr, entre otros.
Balanza analítica:
La balanza ha sido un instrumento utilizado tradicionalmente por los cultivadores de la química
a lo largo del tiempo. Algunos autores suelen considerar la obra de Antoine Lavoisier como el
punto de partida del empleo sistemático de las balanzas en química, gracias al uso del principio
de conservación de la masa. Hemos visto en nuestra exposición que esta afirmación no es
totalmente correcta puesto que la balanza era un instrumento fundamental de trabajo de los
"ensayadores de metales", como lo demuestra el libro de Juan de Arfe expuesto, una de cuyas
láminas representa una balanza. En cualquier caso, podemos afirmar que el establecimiento de
las leyes químicas cuantitativas a finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX supuso un
mayor protagonismo de la balanza dentro de la química. El desarrollo de los métodos
gravimétricos de análisis durante el siglo XIX obligó a la búsqueda de balanzas más cómodas y
precisas para el trabajo cotidiano de los químicos. En la exposición se puede contemplar una
balanza analítica de este siglo que fue utilizada en la Facultad de Ciencias de Valencia.
El Polarìmetro:
El fenómeno de la polarización de la luz era conocido desde los trabajos de Christian Huygens
(1629-1695) pero fue estudiado a fondo por Jean Baptiste Biot (1774-1862) a principios del
siglo XIX. Tras estudiar el fenómeno sobre un cristal de cuarzo, Biot encontró la existencia de
sustancias que giraban el plano de polarización de la luz hacia la derecha (dextrógiras) y otras
que lo hacían hacia la izquierda (levógiras). Los primeros polarímetros fueron diseñados en los
años cuarenta del siglo pasado, gracias al uso de los prismas ideados en 1828 por William
Nicol (1768-1851), El desarrollo comercial del polarímetro tuvo lugar en Alemania y Francia,
debido a su valor en el análisis del azucar, lo que llevó a desarrollar un tipo especial de
polarímetros, especialmente adaptados para estos análisis, que se denominaron sacarímetros.
El principio del polarímetro es muy simple, como puede comprobarse a través de la luz
introducida es polarizada en un plano determinado mediante el polarizador (A) y luego se hace
pasar a través de la disolución de la sustancia que se pretende analizar. A continuación, esta
luz pasa por un nuevo polarizador (C) que deberá estar colocado en la posición adecuada para
permitir el paso de la luz hasta el objetivo (F), para lo cual se dispone de un sistema que
permite girarlo alrededor de un eje. Gracias a la lente (D), podemos leer en el círculo (EE) el
ángulo que es necesario girar el segundo polarizador para obtener un máximo de intesidad
luminosa. Si medimos este ángulo cuando el recipiente está vacío y cuando el recipiente está
lleno con una sustancia opticamente activa, la diferencia entre ambos valores nos permite
calcular el poder rotatorio de la disolución.
El poder rotatorio de una disolución de una sustancia depende del espesor de la capa
atravesada, la naturaleza de la sustancia analizada, la concentración de la disolución, la
longitud de onda de la luz y la temperatura. Si conocemos la rotación ([a]tl) producida por un
disolución de 1 g/ml de la sustancia en una columna de líquido de 1 decímetro de longitud para
una longitud de onda fija (l), podemos determinar la concentración de la muestra analizada a
través de la fórmula:
[a] = [a]tl · l· c
Donde [a]tl es el poder rotatorio específico de la sustancia correspondiente para una
temperatura y una longitud de onda determinada, que normalmente suele ser la línea D del
sodio. [a] es la rotación producida por una columna de líquido de longitud "l" (dm) y
concentración "c" (g/ml).
El polarímetro que se expone utiliza un método más exacto para el cálculo de rotación del
plano de rotación de la luz, mediante el uso de tres polarizadores. Se trata de un modelo
conocido como "polarímetro de Lippich".
Química
1 INTRODUCCIÓN
Química, estudio de la composición, estructura y propiedades de las sustancias materiales, de
sus interacciones y de los efectos producidos sobre ellas al añadir o extraer energía en
cualquiera de sus formas. Desde los primeros tiempos, los seres humanos han observado la
transformación de las sustancias —la carne cocinándose, la madera quemándose, el hielo
derritiéndose— y han especulado sobre sus causas. Siguiendo la historia de esas
observaciones y especulaciones, se puede reconstruir la evolución gradual de las ideas y
conceptos que han culminado en la química moderna.
2 TECNOLOGÍA Y FILOSOFÍA EN LA ANTIGÜEDAD
Los primeros procesos químicos conocidos fueron realizados por los artesanos de
Mesopotamia, Egipto y China. Al principio, los forjadores de esas tierras trabajaban con
metales nativos como el oro y el cobre, que a veces se encontraban en la naturaleza en estado
puro, pero rápidamente aprendieron a fundir menas (principalmente los óxidos metálicos y los
sulfuros) calentándolas con madera o carbón de leña para obtener los metales. El uso
progresivo del cobre, bronce y hierro dio origen a los nombres que los arqueólogos han
aplicado a las distintas eras. En esas culturas se inició también una tecnología química
primitiva, conforme los tintoreros descubrían métodos para fijar los tintes en los distintos tipos
de tejidos y los alfareros aprendían a preparar barnices y más tarde a fabricar vidrio.
La mayoría de esos artesanos trabajaban en los monasterios y palacios haciendo artículos de
lujo. En los monasterios especialmente, los monjes tenían tiempo para especular sobre el
origen de los cambios que veían en el mundo que los rodeaba. Sus teorías se basaban
frecuentemente en la magia, pero también elaboraron ideas astronómicas, matemáticas y
cosmológicas, que utilizaban en sus intentos de explicar algunos de los cambios que hoy se
consideran químicos.
3 FILOSOFÍA NATURAL GRIEGA
Desde los tiempos de Tales de Mileto, unos 600 años a.C., los filósofos griegos empezaron a
hacer especulaciones lógicas sobre el mundo físico, en lugar de confiar en los mitos para
explicar los fenómenos. El mismo Tales pensaba que toda la materia procedía del agua, que
podía solidificarse en tierra o evaporarse en aire. Sus sucesores ampliaron esta teoría en la
idea de que el mundo estaba compuesto por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego.
Según Demócrito, esos elementos estaban compuestos por átomos, partículas diminutas que
se movían en el vacío. Otros, especialmente Aristóteles, creían que los elementos formaban un
medio continuo de materia y, por tanto, el vacío no podía existir. La idea atómica perdió terreno
rápidamente, pero nunca fue completamente olvidada. Cuando fue revisada durante el
renacimiento, formó la base de la teoría atómica moderna.
Aristóteles fue el más influyente de los filósofos griegos, y sus ideas dominaron la filosofía
natural durante casi dos milenios después de su muerte, en el 323 a.C. Creía que la materia
poseía cuatro cualidades: calor, frío, humedad y sequedad. Cada uno de los cuatro elementos
estaba compuesto por pares de esas cualidades; por ejemplo, el fuego era caliente y seco, el
agua fría y húmeda, el aire caliente y húmedo, y la tierra fría y seca. Esos elementos con sus
cualidades se combinaban en diferentes proporciones para formar los componentes del planeta
terrestre. Puesto que era posible cambiar las cantidades de cada cualidad en un elemento, se
podía transformar un elemento en otro; así, se pensaba que era posible cambiar las sustancias
materiales formadas por los elementos, por ejemplo, el plomo en oro.
4 ALQUIMIA: AUGE Y DECLIVE
La teoría de Aristóteles fue aceptada por los prácticos artesanos, especialmente en Alejandría,
Egipto, que después del 300 a.C. se convirtió en el centro intelectual del mundo antiguo. Ellos
pensaban que los metales de la Tierra tendían a ser cada vez más perfectos y a convertirse
gradualmente en oro, y creían que podían realizar el mismo proceso más rápidamente en sus
talleres, transmutando así de forma artificial los metales comunes en oro. Comenzando el año
100 de la era cristiana, esta idea dominaba la mente de los filósofos y los trabajadores del
metal, y se escribió un gran número de tratados sobre el arte de la transmutación que
empezaba a conocerse como alquimia. Aunque nadie consiguió hacer oro, en la búsqueda de
la perfección de los metales se descubrieron muchos procesos químicos.
Casi al mismo tiempo (y probablemente de forma independiente) apareció en China una
alquimia similar. Aquí el objetivo también era fabricar oro, aunque no por el valor monetario del
metal. Los chinos consideraban al oro como una medicina que podía conferir larga vida o
incluso la inmortalidad a cualquiera que la consumiera. Al igual que los egipcios, los chinos
aumentaron sus conocimientos de la química práctica a partir de teorías incorrectas.
4.1 Dispersión del pensamiento griego
Después del declive del Imperio romano, en la Europa occidental empezaron a estudiarse
menos los escritos griegos, e incluso fueron bastante abandonados en el Mediterráneo oriental.
Sin embargo, en el siglo VI, un grupo de cristianos conocidos como los nestorianos, cuyo
idioma era el sirio, expandieron su influencia por Asia Menor. Establecieron una universidad en
Edessa, Mesopotamia, y tradujeron al sirio un gran número de escritos filosóficos y médicos
griegos para que pudieran ser utilizados por los estudiantes.
En los siglos VII y VIII, los conquistadores árabes expandieron la cultura islámica sobre gran
parte de Asia Menor, norte de África y España. Los califas de Bagdad se convirtieron en
mecenas activos de la ciencia y el saber. La traducción siria de los textos griegos fue traducida
de nuevo, esta vez al árabe, y junto con el resto del saber griego volvieron a florecer las ideas y
la práctica de la alquimia.
Los alquimistas árabes también estaban en contacto con China; así, a la idea del oro como
metal perfecto le añadieron el concepto del oro como medicina. Se concibió un agente
específico para estimular la transmutación, la ‘piedra filosofal’, que se convirtió en el objeto de
investigación de los alquimistas. Ahora tenían un nuevo incentivo para estudiar los procesos
químicos, porque podrían conducirlos no sólo a la riqueza, sino a la salud. En el estudio de los
productos y aparatos químicos se hicieron grandes progresos. Se descubrieron importantes
reactivos como los álcalis cáusticos (véase Metales alcalinos) y las sales de amonio (véase
Amoníaco), y se mejoraron los aparatos de destilación. También se vio rápidamente la
necesidad de aplicar más métodos cuantitativos, pues algunas fórmulas árabes daban
instrucciones específicas sobre las cantidades de reactivos a utilizar.
4.2 El final de la edad media
En el siglo XI comenzó en Europa occidental un gran resurgimiento intelectual, estimulado en
parte por los intercambios culturales entre los estudiantes árabes y cristianos en Sicilia y
España. Se crearon escuelas de traductores, y sus traducciones transmitieron las ideas
filosóficas y científicas al resto de los estudiantes europeos (véase Escuela de traductores de
Toledo). Así, el saber de la ciencia griega pasó por las lenguas intermedias siria y árabe, fue
difundido en la lengua erudita, el latín, y posteriormente se expandió por Europa. Muchos de
los manuscritos leídos con más anhelo estaban relacionados con la alquimia.
Había dos tipos de manuscritos: unos eran puramente prácticos, y otros intentaban aplicar las
teorías de la naturaleza de la materia a los problemas alquímicos. Entre los temas prácticos
discutidos se encontraba la destilación. La fabricación de vidrio había mejorado
considerablemente, sobre todo en Venecia, y fue posible construir aparatos de destilación
mejores que los fabricados por los árabes para condensar los productos más volátiles de la
destilación. Entre los productos más importantes obtenidos así se encontraban el alcohol y los
ácidos minerales: ácido nítrico, agua regia (una mezcla de ácido nítrico y clorhídrico), ácido
sulfúrico y ácido clorhídrico. Utilizando estos poderosos reactivos podían realizarse muchas
reacciones nuevas. El descubrimiento por parte de los chinos de los nitratos y la pólvora llegó
pronto a Occidente a través de los árabes. Al principio, los chinos utilizaban la pólvora para los
fuegos artificiales, pero en Occidente se convirtió rápidamente en un elemento importante de la
guerra. A finales del siglo XIII ya existía en Europa una tecnología química bastante eficaz.
El segundo tipo de manuscritos alquímicos transmitidos por los árabes concernía a la teoría.
Muchos de esos escritos revelaban un carácter místico que contribuía poco al avance de la
química, pero otros intentaban explicar la transmutación en términos físicos. Los árabes
basaban sus teorías de la materia en las ideas aristotélicas, pero su pensamiento tendía a ser
más específico, sobre todo en lo referente a la composición de los metales. Ellos creían que los
metales consistían en azufre y mercurio, no propiamente estas sustancias que conocían muy
bien, sino más bien el principio del mercurio, que confería la propiedad de fluidez a los metales,
y el principio del azufre que convertía en combustibles a las sustancias y corroía a los metales.
Las reacciones químicas se explicaban en términos de cambios en las cantidades de esos
principios dentro de las sustancias materiales.
4.3 El renacimiento
Durante los siglos XIII y XIV, la influencia de Aristóteles sobre todas las ramas del pensamiento
científico empezó a debilitarse. La observación del comportamiento de la materia arrojó dudas
sobre las explicaciones relativamente simples que Aristóteles había proporcionado; estas
dudas se expandieron con rapidez después de la invención (en torno al 1450) de la imprenta
con tipos móviles. Después del 1500 aparecieron cada vez más trabajos académicos, así como
trabajos dedicados a la tecnología. El resultado de este saber creciente se hizo más visible en
el siglo XVI.
4.3.1 El nacimiento de los métodos cuantitativos
Entre los libros más influyentes que aparecieron en esa época había trabajos prácticos sobre
minería y metalurgia. Esos tratados dedicaban mucho espacio a la extracción de los metales
valiosos de las menas, trabajo que requería el uso de una balanza o una escala de laboratorio
y el desarrollo de métodos cuantitativos (véase Análisis químico). Los especialistas de otras
áreas, especialmente de medicina, empezaron a reconocer la necesidad de una mayor
precisión. Los médicos, algunos de los cuales eran alquimistas, necesitaban saber el peso o
volumen exacto de la dosis que administraban. Así, empezaron a utilizar métodos químicos
para preparar medicinas.
Esos métodos fueron promovidos enérgicamente por el excéntrico médico suizo Theophrastus
von Hohenheim, conocido como Paracelso. Al crecer en una región minera, se había
familiarizado con las propiedades de los metales y sus compuestos, que, según él, eran
superiores a los remedios de hierbas utilizados por los médicos ortodoxos. Paracelso pasó la
mayor parte de su vida disputando violentamente con los médicos de la época, y en el proceso
fundó la ciencia de la iatroquímica (uso de medicinas químicas), precursora de la farmacología.
Él y sus seguidores descubrieron muchos compuestos y reacciones químicas. Modificó la vieja
teoría del mercurio-azufre sobre la composición de los metales, añadiendo un tercer
componente, la sal, la parte terrestre de todas las sustancias. Declaró que cuando la madera
arde “lo que se quema es azufre, lo que se evapora es mercurio y lo que se convierte en
cenizas es sal”. Al igual que con la teoría del azufre-mercurio, se refería a los principios, no a
las sustancias materiales que responden a esos nombres. Su hincapié en el azufre combustible
fue importante para el desarrollo posterior de la química. Los iatroquímicos que seguían a
Paracelso modificaron parte de sus ideas más extravagantes y combinaron las fórmulas de él
con las suyas propias para preparar remedios químicos. A finales del siglo XVI, Andreas
Libavius publicó su Alchemia, que organizaba el saber de los iatroquímicos y que se considera
a menudo como el primer libro de química.
En la primera mitad del siglo XVII empezaron a estudiar experimentalmente las reacciones
químicas, no porque fueran útiles en otras disciplinas, sino más bien por razones propias. Jan
Baptista van Helmont, médico que dejó la práctica de la medicina para dedicarse al estudio de
la química, utilizó la balanza en un experimento para demostrar que una cantidad definida de
arena podía ser fundida con un exceso de álcali formando vidrio soluble, y cuando este
producto era tratado con ácido, regeneraba la cantidad original de arena (sílice). Ésos fueron
los fundamentos de la ley de conservación de la masa. Van Helmont demostró también que en
ciertas reacciones se liberaba un fluido aéreo. A esta sustancia la llamó gas. Así se demostró
que existía un nuevo tipo de sustancias con propiedades físicas particulares.
4.3.2 Resurgimiento de la teoría atómica
En el siglo XVI, los experimentos descubrieron cómo crear un vacío, algo que Aristóteles había
declarado imposible. Esto atrajo la atención sobre la antigua teoría de Demócrito, que había
supuesto que los átomos se movían en un vacío. El filósofo y matemático francés René
Descartes y sus seguidores desarrollaron una visión mecánica de la materia en la que el
tamaño, la forma y el movimiento de las partículas diminutas explicaban todos los fenómenos
observados. La mayoría de los iatroquímicos y filósofos naturales de la época suponían que los
gases no tenían propiedades químicas, de aquí que su atención se centrara en su
comportamiento físico. Comenzó a desarrollarse una teoría cinético-molecular de los gases. En
esta dirección fueron notables los experimentos del químico físico británico Robert Boyle, cuyos
estudios sobre el ‘muelle de aire’ (elasticidad) condujeron a lo que se conoce como ley de
Boyle, una generalización de la relación inversa entre la presión y el volumen de los gases.
5 FLOGISTO: TEORÍA Y EXPERIMENTO
Mientras muchos filósofos naturales especulaban sobre las leyes matemáticas, los primeros
químicos intentaban utilizar en el laboratorio las teorías químicas para explicar las reacciones
reales que observaban. Los iatroquímicos ponían especial atención en el azufre y en las teorías
de Paracelso. En la segunda mitad del siglo XVII, el médico, economista y químico alemán
Johann Joachim Becher construyó un sistema químico en torno a su principio. Becher anotó
que cuando la materia orgánica ardía, parecía que un material volátil salía de la sustancia. Su
discípulo Georg Ernst Stahl, hizo de éste el punto central de una teoría que sobrevivió en los
círculos químicos durante casi un siglo.
Stahl supuso que cuando algo ardía, su parte combustible era expulsada al aire. A esta parte la
llamó flogisto, de la palabra griega flogistós, ‘inflamable’. La oxidación de los metales era
análoga a la combustión y, por tanto, suponía pérdida de flogisto. Las plantas absorbían el
flogisto del aire, por lo que eran ricas en él. Al calentar las escorias (u óxidos) de los metales
con carbón de leña, se les restituía el flogisto. Así dedujo que la escoria era un elemento y el
metal un compuesto. Esta teoría es casi exactamente la contraria al concepto moderno de
oxidación-reducción, pero implica la transformación cíclica de una sustancia (aunque fuera en
sentido inverso), y podía explicar algunos de los fenómenos observados. Sin embargo,
recientes estudios de la literatura química de la época muestran que la explicación del flogisto
no tuvo mucha influencia entre los químicos hasta que fue recuperada por el químico Antoine
Laurent de Lavoisier, en el último cuarto del siglo XVIII.
5.1 El siglo XVIII
En esa época, otra observación hizo avanzar la comprensión de la química. Al estudiarse cada
vez más productos químicos, los químicos observaron que ciertas sustancias combinaban más
fácilmente o tenían más afinidad por un determinado producto químico que otras. Se
prepararon tablas que mostraban las afinidades relativas al mezclar diferentes productos. El
uso de estas tablas hizo posible predecir muchas reacciones químicas antes de
experimentarlas en el laboratorio.
Todos esos avances condujeron en el siglo XVIII al descubrimiento de nuevos metales y sus
compuestos y reacciones. Comenzaron a desarrollarse métodos analíticos cualitativos y
cuantitativos, dando origen a la química analítica. Sin embargo, mientras existiera la creencia
de que los gases sólo desempeñaban un papel físico, no podía reconocerse todo el alcance de
la química.
El estudio químico de los gases, generalmente llamados ‘aires’, empezó a adquirir importancia
después de que el fisiólogo británico Stephen Hales desarrollara la cubeta o cuba neumática
para recoger y medir el volumen de los gases liberados en un sistema cerrado; los gases eran
recogidos sobre el agua tras ser emitidos al calentar diversos sólidos. La cuba neumática se
convirtió en un mecanismo valioso para recoger y estudiar gases no contaminados por el aire
ordinario. El estudio de los gases avanzó rápidamente y se alcanzó un nuevo nivel de
comprensión de los distintos gases.
La interpretación inicial del papel de los gases en la química se produjo en Edimburgo
(Escocia) en 1756, cuando Joseph Black publicó sus estudios sobre las reacciones de los
carbonatos de magnesio y de calcio. Al calentarlos, estos compuestos desprendían un gas y
dejaban un residuo de lo que Black llamaba magnesia calcinada o cal (los óxidos). Esta última
reaccionaba con el ‘álcali’ (carbonato de sodio) regenerando las sales originales. Así, el gas
dióxido de carbono, que Black denominaba aire fijo, tomaba parte en las reacciones químicas
(estaba “fijo”, según sus palabras). La idea de que un gas no podía entrar en una reacción
química fue desechada, y pronto empezaron a reconocerse nuevos gases como sustancias
distintas.
En la década siguiente, el físico británico Henry Cavendish aisló el ‘aire inflamable’ (hidrógeno).
También introdujo el uso del mercurio en lugar del agua como el líquido sobre el que se
recogían los gases, posibilitando la recogida de los gases solubles en agua. Esta variante fue
utilizada con frecuencia por el químico y teólogo británico Joseph Priestley, quien recogió y
estudió casi una docena de gases nuevos. El descubrimiento más importante de Priestley fue
el oxígeno; pronto se dio cuenta de que este gas era el componente del aire ordinario
responsable de la combustión, y que hacía posible la respiración animal. Sin embargo, su
razonamiento fue que las sustancias combustibles ardían enérgicamente y los metales
formaban escorias con más facilidad en este gas porque el gas no contenía flogisto. Por tanto,
el gas aceptaba el flogisto presente en el combustible o el metal más fácilmente que el aire
ordinario que ya contenía parte de flogisto. A este nuevo gas lo llamó ‘aire deflogistizado’ y
defendió su teoría hasta el final de sus días.
Mientras tanto, la química había hecho grandes progresos en Francia, particularmente en el
laboratorio de Lavoisier. A éste le preocupaba el hecho de que los metales ganaban peso al
calentarlos en presencia de aire, cuando se suponía que estaban perdiendo flogisto.
En 1774, Priestley visitó Francia y le comentó a Lavoisier su descubrimiento del aire
deflogistizado. Lavoisier entendió rápidamente el significado de esta sustancia, y este hecho
abrió el camino para la revolución química que estableció la química moderna. Lavoisier lo
llamó ‘oxígeno’, que significa ‘generador de ácidos’.
5.2 El nacimiento de la química moderna
Lavoisier demostró con una serie de experimentos brillantes que el aire contiene un 20% de
oxígeno y que la combustión es debida a la combinación de una sustancia combustible con
oxígeno. Al quemar carbono se produce aire fijo (dióxido de carbono). Por tanto, el flogisto no
existe. La teoría del flogisto fue sustituida rápidamente por la visión de que el oxígeno del aire
combina con los elementos componentes de la sustancia combustible formando los óxidos de
dichos elementos. Lavoisier utilizó la balanza de laboratorio para darle apoyo cuantitativo a su
trabajo. Definió los elementos como sustancias que no pueden ser descompuestas por medios
químicos, preparando el camino para la aceptación de la ley de conservación de la masa.
Sustituyó el sistema antiguo de nombres químicos (basado en el uso alquímico) por la
nomenclatura química racional utilizada hoy, y ayudó a fundar el primer periódico químico.
Después de morir en la guillotina en 1794, sus colegas continuaron su trabajo estableciendo la
química moderna. Un poco más tarde, el químico sueco Jöns Jakob Berzelius propuso
representar los símbolos de los átomos de los elementos por la letra o par de letras iniciales de
sus nombres.
6 LOS SIGLOS XIX Y XX
A principios del siglo XIX, la precisión de la química analítica había mejorado tanto que los
químicos podían demostrar que los compuestos simples con los que trabajaban contenían
cantidades fijas e invariables de sus elementos constituyentes. Sin embargo, en ciertos casos,
con los mismos elementos podía formarse más de un compuesto. Por esa época, el químico y
físico francés Joseph Gay-Lussac demostró que los volúmenes de los gases reaccionantes
están siempre en la relación de números enteros sencillos, es decir, la ley de las proporciones
múltiples (que implica la interacción de partículas discontinuas o átomos). Un paso importante
en la explicación de estos hechos fue, en 1803, la teoría atómica química del científico inglés
John Dalton.
Dalton supuso que cuando se mezclaban dos elementos, el compuesto resultante contenía un
átomo de cada uno. En su sistema, el agua podría tener una fórmula correspondiente a HO.
Dalton asignó arbitrariamente al hidrógeno la masa atómica 1 y luego calculó la masa atómica
relativa del oxígeno. Aplicando este principio a otros compuestos, calculó las masas atómicas
de los elementos conocidos hasta entonces. Su teoría contenía muchos errores, pero la idea
era correcta y se podía asignar un valor cuantitativo preciso a la masa de cada átomo.
6.1 Teoría molecular
La teoría de Dalton no explicaba por completo la ley de las proporciones múltiples y no
distinguía entre átomos y moléculas. Así, no podía distinguir entre las posibles fórmulas del
agua HO y H2O2, ni podía explicar por qué la densidad del vapor de agua, suponiendo que su
fórmula fuera HO, era menor que la del oxígeno, suponiendo que su fórmula fuera O. El físico
italiano Amedeo Avogadro encontró la solución a esos problemas en 1811. Sugirió que a una
temperatura y presión dadas, el número de partículas en volúmenes iguales de gases era el
mismo, e introdujo también la distinción entre átomos y moléculas. Cuando el oxígeno se
combinaba con hidrógeno, un átomo doble de oxígeno (molécula en nuestros términos) se
dividía, y luego cada átomo de oxígeno se combinaba con dos átomos de hidrógeno, dando la
fórmula molecular de H2O para el agua y O2 y H2 para las moléculas de oxígeno e hidrógeno,
respectivamente.
Las ideas de Avogadro fueron ignoradas durante casi 50 años, tiempo en el que prevaleció una
gran confusión en los cálculos de los químicos. En 1860 el químico italiano Stanislao
Cannizzaro volvió a introducir la hipótesis de Avogadro. Por esta época, a los químicos les
parecía más conveniente elegir la masa atómica del oxígeno, 16, como valor de referencia con
el que relacionar las masas atómicas de los demás elementos, en lugar del valor 1 del
hidrógeno, como había hecho Dalton. La masa molecular del oxígeno, 32, se usaba
internacionalmente y se llamaba masa molecular del oxígeno expresada en gramos, o
simplemente 1 mol de oxígeno. Los cálculos químicos se normalizaron y empezaron a
escribirse fórmulas fijas.
El antiguo problema de la naturaleza de la afinidad química permanecía sin resolver. Durante
un tiempo pareció que la respuesta podría estar en el campo de la electroquímica, descubierto
recientemente. El descubrimiento en 1800 de la pila voltaica, la primera pila eléctrica real,
proporcionó a los químicos una nueva herramienta que llevó al descubrimiento de metales
como el sodio y el potasio. Berzelius opinaba que las fuerzas electrostáticas positivas y
negativas podían mantener unidos a los elementos, y al principio sus teorías fueron aceptadas.
Cuando los químicos empezaron a preparar y estudiar nuevos compuestos y reacciones en las
que las fuerzas eléctricas parecían no estar implicadas (compuestos no polares), el problema
de la afinidad fue postergado por un tiempo.
6.2 Nuevos campos de la química
En el siglo XIX, los avances más sorprendentes de la química se produjeron en el área de la
química orgánica. La teoría estructural, que proporcionaba una imagen de cómo se mantenían
los átomos juntos, no era matemática, sino que empleaba su propia lógica. Ella hizo posible la
predicción y preparación de muchos compuestos nuevos, incluyendo una gran cantidad de
tintes, medicinas y explosivos importantes, que dieron origen a grandes industrias químicas,
especialmente en Alemania.
Al mismo tiempo, aparecieron otras ramas de la química. Estimulados por los avances logrados
en física, algunos químicos pensaron en aplicar métodos matemáticos a su ciencia. Los
estudios de la velocidad de las reacciones culminaron en el desarrollo de las teorías cinéticas,
que tenían valor tanto para la industria como para la ciencia pura. El reconocimiento de que el
calor era debido al movimiento a escala atómica (un fenómeno cinético), hizo abandonar la
idea de que el calor era una sustancia específica (denominada calórica) e inició el estudio de la
termodinámica química. La extensión de los estudios electroquímicos llevó al químico sueco
Svante August Arrhenius a postular la disociación de las sales en disolución para formar iones
portadores de cargas eléctricas. Los estudios de los espectros de emisión y absorción de los
elementos y compuestos empezaron a adquirir importancia tanto para los químicos como para
los físicos, culminando en el desarrollo del campo de la espectroscopia. Además, comenzó una
investigación fundamental sobre los coloides y la fotoquímica. A finales del siglo XIX, todos los
estudios de este tipo fueron englobados en un campo conocido como química física.
La química inorgánica también necesitaba organizarse. Seguían descubriéndose nuevos
elementos, pero no se había descubierto ningún método de clasificación que pudiera poner
orden en sus reacciones. El sistema periódico, formulado a raíz de que el químico ruso Dmitri
Ivánovich Mendeléiev en 1869 y el químico alemán Julius Lothar Meyer en 1870 elaboraran
independientemente la ley periódica, eliminó esta confusión e indicó dónde se encontrarían los
nuevos elementos y qué propiedades tendrían.
A finales del siglo XIX, la química, al igual que la física, parecía haber alcanzado un punto en el
que no quedaba ningún campo sorprendente por desarrollar. Esta visión cambió
completamente con el descubrimiento de la radiactividad. Los métodos químicos fueron
utilizados para aislar nuevos elementos, como el radio, para separar nuevos tipos de
sustancias conocidas como isótopos, y para sintetizar y aislar los nuevos elementos
transuránicos. Los físicos consiguieron dibujar la estructura real de los átomos, que resolvía el
antiguo problema de la afinidad química y explicaba la relación entre los compuestos polares y
no polares. Véase Física nuclear.
Otro avance importante de la química en el siglo XX fue la fundación de la bioquímica; empezó
simplemente con el análisis de los fluidos corporales, pero pronto se desarrollaron métodos
para determinar la naturaleza y función de los componentes celulares más complejos. Hacia la
mitad del siglo, los bioquímicos habían aclarado el código genético y explicado la función de los
genes, base de toda la vida. El campo había crecido tanto que su estudio culminó en una
nueva ciencia, la biología molecular.
6.3 Investigaciones recientes en química
Los recientes avances en biotecnología y ciencia de los materiales están ayudando a definir las
fronteras de la investigación química. En biotecnología se ha podido iniciar un esfuerzo
internacional para ordenar en serie el genoma humano gracias a instrumentos analíticos
sofisticados. Probablemente, el éxito de este proyecto cambiará la naturaleza de campos como
la biología molecular y la medicina. La ciencia de los materiales, una combinación
interdisciplinaria de física, química e ingeniería, dirige el diseño de los materiales y
mecanismos avanzados. Ejemplos recientes son el descubrimiento de ciertos compuestos
cerámicos que mantienen su superconductividad a temperaturas por debajo de -196 ºC, el
desarrollo de polímeros emisores de luz y la enorme diversidad de compuestos que surgieron
de la investigación sobre el buckminsterfullereno.
Incluso en los campos convencionales de la investigación química, las nuevas herramientas
analíticas están suministrando detalles sin precedentes sobre los productos químicos y sus
reacciones. Por ejemplo, las técnicas de láser proporcionan información instantánea de
reacciones químicas en fase gaseosa a una escala de femtosegundos (una milésima de una
billonésima de segundo).
6.4 La industria química
El crecimiento de las industrias químicas y la formación de químicos profesionales ha tenido
una correlación interesante. Hasta hace unos 150 años, los químicos no recibían formación
profesional. La química avanzaba gracias al trabajo de los que se interesaban en el tema, pero
éstos no hacían ningún esfuerzo sistemático por formar a nuevos trabajadores en ese campo.
Los médicos y los aficionados con recursos contrataban a veces ayudantes, de los cuales sólo
unos pocos continuaban la labor de su maestro.
Sin embargo, a principios del siglo XIX se modificó este sistema casual de educación química.
En Alemania, país con una larga tradición de investigación, se empezaron a crear
universidades provinciales. En Giessen, el químico alemán Justus von Liebig fundó un centro
de investigación química. Este primer laboratorio de enseñanza tuvo tanto éxito que atrajo a
estudiantes de todo el mundo. Poco después le siguieron otras universidades alemanas.
Así, se empezó a formar a un gran grupo de químicos jóvenes en la época en que las
industrias químicas comenzaban a explotar los nuevos descubrimientos. Esta explotación
comenzó durante la Revolución Industrial; por ejemplo, el método Leblanc para la producción
de sosa —uno de los primeros procesos de producción a gran escala— fue desarrollado en
Francia en 1791 y comercializado en Gran Bretaña a principios de 1823. Los laboratorios de
esas industrias en franco desarrollo podían emplear a los estudiantes de química recién
formados y también podían contar con los profesores de la universidad como asesores. Esta
interacción entre las universidades y la industria química benefició a ambas, y el rápido
crecimiento de la industria de la química orgánica hacia finales del siglo XIX dio origen a los
grandes consorcios tintoreros y farmacéuticos que otorgaron a Alemania el predominio
científico en ese campo hasta la I Guerra Mundial.
Después de la guerra, el sistema alemán fue introducido en todas las naciones industriales del
mundo, y la química y las industrias químicas progresaron aún más rápidamente. Entre otros
desarrollos industriales recientes se encuentra el incremento del uso de los procesos de
reacción que utilizan enzimas, debido principalmente a los bajos costos y altos beneficios que
pueden conseguirse. En la actualidad las industrias están estudiando métodos que utilizan la
ingeniería genética para producir microorganismos con propósitos industriales.
6.5 La química y la sociedad
La química ha tenido una influencia enorme sobre la vida humana. En otras épocas las
técnicas químicas se utilizaban para aislar productos naturales y para encontrar nuevas formas
de utilizarlos. En el siglo XIX se desarrollaron técnicas para sintetizar sustancias nuevas que
eran mejores que las naturales, o que podían reemplazarlas por completo con gran ahorro. Al
aumentar la complejidad de los compuestos sintetizados, empezaron a aparecer materiales
totalmente nuevos para usos modernos. Se crearon nuevos plásticos y tejidos, y también
fármacos que acababan con todo tipo de enfermedades. Al mismo tiempo empezaron a unirse
ciencias que antes estaban totalmente separadas. Los físicos, biólogos y geólogos habían
desarrollado sus propias técnicas y su forma de ver el mundo, pero en un momento dado se
hizo evidente que cada ciencia, a su modo, era el estudio de la materia y sus cambios. La
química era la base de todas ellas. La creación de disciplinas intercientíficas como la
geoquímica o la bioquímica ha estimulado a todas las ciencias originales.
El progreso de la ciencia en los últimos años ha sido espectacular, aunque los beneficios de
este progreso han acarreado los riesgos correspondientes. Los peligros más evidentes
proceden de los materiales radiactivos, por su potencial para producir cáncer en los individuos
expuestos y mutaciones en sus hijos. También se ha hecho evidente que la acumulación, en
las plantas o células animales, de pesticidas (que antes se consideraban inocuos), o de
productos secundarios de los procesos de fabricación, suele tener efectos nocivos. Este
descubrimiento, lentamente reconocido al principio, ha llevado a establecer nuevos campos de
estudio relacionados con el medio ambiente y con la ecología en general.