DOCUMENTO INFORMATIVO DE DÉCIMO AÑO BÁSICO NOMBRE: PROFESOR: Lcdo. JULIO TORO FIGUEROA TEMA: ¿QUÉ HACE LA QUÍMICA? AÑO LECTIVO: 2015 – 2016 FECHA: 1. BREVE HISTORIA DE LA QUÍMICA. http://www.librosmaravillosos.com/brevehistoriaquimica/capitulo01.html http://piedadmo26.wordpress.com/quimica-6%C2%BA-ano-2011/historia-de-la-quimica/ http://www.fullquimica.com/2011/10/historia-de-la-quimica.html La piedra y el fuego 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. 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... 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. 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. 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. Mineral de hierro y Crisol 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 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). 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. 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 vió 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. Grecia: los átomos 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. Época de la Alquimia (siglo IV hasta el siglo XVI d.c.) Los alquimistas se fijaron como principal objetivo lograr la “piedra filosofal” entendida como una sustancia que en contacto con metales ordinarios los transformará en oro. También buscaban el “elixir de la vida” que se creía era una sustancia que al ingerirse, preservaba al ser humano de la muerte, conservando eterna juventud. El más brillante alquimista árabe fue Geber que vivió y murió en Sevilla hacia finales del siglo VIII, considerado como uno de los sabios más grandes del mundo. Posteriores a Geber son: Rhases (siglo X), Avicena (siglo XI) y Averroes (1126 – 1198). Obviamente los alquimistas no lograron su objetivo deseado, pero en el intento desarrollaron en gran medida los conocimientos químicos, así lograron aleaciones diversas, conocían la acción de los ácidos: sulfúrico, clorhídrico y nítrico, el agua regia que es un disolvente enérgico fue muy empleada por los alquimistas. La química orgánica experimenta un escaso impulso, el descubrimiento del alcohol corresponde a esta época. La medicina se hallaba bajo la influencia de Galeno, uno de los médicos más notables de la antigüedad, quien en numerosos escritos dió fórmulas especiales para la preparación de muchos medicamentes a partir de drogas vegetales y animales. Época de la Iatroquímica (siglos XVI y XVII d.c.) La química en esta época se convierte en una disciplina auxiliar de la medicina, la influencia más decisiva la ejerce el médico Paracelso. Los iatroquimistas sostienen que el ser humano está constituido por tres elementos: azufre, mercurio y sal; el “proceso vital” es considerado un proceso químico, tal que en un cuerpo sano los principios activos del organismo actúan unos sobre otros en proporciones precisas; las enfermedades se originan por el predominio anormal de alguno de los elementos: así la peste y la fiebre indican una preponderancia irregular del mercurio y la diarrea e hidropesía por predominio de la sal. Época de la teoría Flogística (1700 - 1774) Las investigaciones de esta época tuvieron como principal objetivo explicar el fenómeno de la combustión, concluyendo en la “teoría del flogisto”, el más destacado de esta teoría es Stahl, quien explica la transformación de todos los cuerpos combustibles por el fuego como un mismo fenómeno, debido a que todos ellos poseen una parte constitutiva común a la cual se llama “flogisto”. Una sustancia será más rica en flogisto si arde con mayor facilidad y con mayor llama, así el carbón seria extraordinariamente rico en flogisto. El hecho de que al combustionar el fosforo o el azufre forman un ácido, motivo la idea de que ambos fuesen una combinación del respectivo acido con flogisto, esta idea se extendió también a los metales que por acción del calor forman óxidos. A pesar de que la época del flogisto es relativamente corta, existen químicos destacados en este periodo como: Boyle, Becher, Stahl, Cavendish, Priestley y Scheele. Es necesario también destacar al gran químico ruso Mijail Lomonosov (1711 – 1765), a quien muchos autores atribuyen se adelantó a los descubrimientos de Lavoisier. Época de Lavoisier (1774 – 1828) El químico francés Antoine Laurent Lavoisier demuestra con sus destacados trabajos realizados de 1775 a 1780, que el fenómeno de combustión no es debido a la expulsión del “flogisto” o sea una descomposición, sino más bien una combinación con el aire. Lavoisier, en 1977 expone la teoría de la combustión mediante tres postulados fundamentales: A causa de las ideas de Lavoisier, se produce una verdadera revolución en los conceptos químicos. Es con ayuda de la balanza que introduce los cálculos de peso en los procesos químicos, demostrando que un óxido pesa más que el metal puro; esto es que si se hubiese expulsado su flogisto debería pesar menos. Época de desarrollo de la química orgánica (1828 – 1886) Se reconoce la división de la química en inorgánica o mineral y orgánica, sosteniéndose que las sustancias orgánicas poseen una “fuerza vital” y que solo pueden ser elaboradas en los seres vivos; destacado defensor de esta tesis fue el sueco Juan Jacobo Berzelius. En 1828, el alemán Friederich Wholer fabrica urea (compuesto orgánico) calentando cianato de amonio (compuesto inorgánico), poniendo así terminó a la teoría vitalista. Se comprueba que todos los compuestos orgánicos poseen carbono. Destacan en esta época: Robert Bunsen, Dumas Frankland, August Kekulé, Hermann Kolbe, Liebig y Wurtz. Se desarrollaron teorías para explicar las propiedades de los compuestos, como también progresa ampliamente el material experimental. La Química Moderna El comienzo de la química actual podemos situarlo en el año 1887, coincidiendo con la publicación por el sueco Svante Arrhenius de su teoría de la disociación electrolítica, esto es la descomposición de una sustancia por la acción de la corriente eléctrica. La química se apoya en la física y la matemática para explicar los procesos químicos. Son numerosos los personajes que aportaron grandemente en la química durante los últimos tiempos, citaremos los más importantes: Dimitri Mendeleiev (1834 – 1907) y Lothar Meyer (1830 – 1895), establecieron una tabla periodica en base a los pesos atómicos. Wilhelm Ostwald (1853 – 1932), contribuyó al estudio de la velocidad de las reacciones y el empleo de catalizadores. Henry Moseley (1887 – 1915), sentó los cimientos de la tabla periódica moderna en base a los números atómicos. Alfred Nobel (1833 – 1896), químico sueco inventor de la dinamita. Marie Curie (1867 – 1934), química de origen polaco, estudió las sustancias radioactivas descubriendo los elementos polonio y radio en 1898. Ganó el premio nobel de química en 1911. Niels Bohr (1885 – 1962), sentó las bases de la moderna concepción del átomo, premio Nobel de física en 1922. Podríamos seguir enumerando la vasta lista de todos aquellos que contribuyeron con sus investigaciones a la química moderna, pero por razones de extensión lo obviaremos. El desarrollo alcanzado por la química en nuestro tiempo resulta evidente, estamos rodeados de sustancias químicas, muchas de ellas sintetizadas por el hombre, cabe destacar la amplia difusión de los polímeros sintéticos: plásticos, polietileno, teflón, PVC, dacrón, nylon, caucho sintético, etc. 2. MARIE CURIE (07/11/1867 - 04/07/1934) HTTP://WWW.BUSCABIOGRAFIAS.COM/BIOS/BIOGRAFIA/VERDETALLE/18 14/MARIE%20CURIE Marja Sklodowska. Física francesa. Nació el 7 de noviembre de 1867 en Varsovia (Polonia), hija de un profesor de física. En 1891 partió hacia París, donde cambió su nombre por Marie. En 1891 se matriculó en el curso de ciencias de la Universidad parisiense de la Sorbona. Pasados dos años, finalizó sus estudios de física con el número uno de su promoción. En 1894 conoció a Pierre Curie. En ese momento, los dos trabajaban en el campo del magnetismo. Con 35 años, Pierre Curie era una brillante esperanza en la física francesa. Se enamoró enseguida de aquella fina y casi austera polaca de 27 años que compartía su fe altruista en la ciencia. Después de que Pierre le propusiera matrimonio y la convenciera para vivir en París, celebran el 26 de julio de 1895 su boda con una sencillez extrema: ni fiesta, ni alianzas, ni vestido blanco. La novia luce ese día un traje azul común y corriente y luego, con su novio, monta en una bicicleta para iniciar la luna de miel por las carreteras de Francia. Marie Curie estaba interesada en los recientes descubrimientos de los nuevos tipos de radiación. Wilhelm Roentgen había descubierto los rayos X en 1895, y en 1896 Antoine Henri Becquerel descubrió que el uranio emitía radiaciones invisibles similares. Por todo esto comenzó a estudiar las radiaciones del uranio y, utilizando las técnicas piezoeléctricas inventadas por Pierre, midió cuidadosamente las radiaciones en la pechblenda, un mineral que contiene uranio. Cuando vio que las radiaciones del mineral eran más intensas que las del propio uranio, se dio cuenta de que tenía que haber elementos desconocidos, incluso más radiactivos que el uranio. Marie Curie fue la primera en utilizar el término 'radiactivo' para describir los elementos que emiten radiaciones cuando se descomponen sus núcleos. Su marido acabó su trabajo sobre el magnetismo para unirse a la investigación de su esposa, y en 1898 el matrimonio anunció el descubrimiento de dos nuevos elementos: el polonio (Marie le dio ese nombre en honor de su país de nacimiento) y el radio. Durante los siguientes cuatro años el matrimonio, trabajando en condiciones muy precarias, trató una tonelada de pechblenda, de la que aislaron una fracción de radio de un gramo. En 1903 les concedieron el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de los elementos radiactivos, que compartieron con Becquerel. Sin embargo, para ellos, esta gloria es un "desastre"; muy reservados los dos, devorados por la misma pasión por la investigación, sufren al verse apartados de ella y al ver su laboratorio asaltado por gente inoportuna, su modesto pabellón parisino invadido por los periodistas y los fotógrafos. A las frivolidades que les pesan, se añade un correo cada vez más voluminoso, del que se ocupan los domingos. Marie Curie se convirtió en la primera mujer que recibía este premio. En 1904 Pierre Curie fue nombrado profesor de física en la Universidad de París, y en 1905 miembro de la Academia Francesa. Estos cargos no eran normalmente ocupados por mujeres, y Marie no tuvo el mismo reconocimiento. Pierre falleció mientras cruzaba la calle Dauphine, atropellado por un carro de caballos el 19 de abril de 1906. A partir de este momento, Marie se ocupó de sus clases y continuó sus propias investigaciones. En 1911, Marie protagoniza un escándalo cuando establece una relación con el sabio Paul Langevin, que está casado. Parte de la prensa se lanza contra la "ladrona de maridos", "la extranjera". Este mismo año la otorgaron un segundo Nobel, el de Química, por sus investigaciones sobre el radio y sus compuestos. Fue nombrada directora del Instituto de Radio de París en 1914 y se fundó el Instituto Curie. Marie Curie sufrió una anemia perniciosa causada por las largas exposiciones a la radiación. Falleció el 4 de julio de 1934 en la Alta Saboya. El matrimonio tuvo dos hijas, una de ellas también ganó un Nobel: Irène Joliot-Curie y su marido, Frédéric, recibieron el Premio Nobel de Química en 1935 por la obtención de nuevos elementos radiactivos. (Texto guía: Libro Nuestra química 1) 3. QUÍMICA COMO CIENCIA. Pg. 10