Época primitiva.

No hay duda que la Química debía nacer con la conquista del fuego por el hombre, y que sus orígenes deberán encontrarse en las artes y oficios técnicos del hombre primitivo, de los que tenemos idea por los materiales usados por él y encontrados en los restos de las civilizaciones desaparecidas. Los artículos normalmente encontrados son de metal, cerámica, vidrio, pigmentos y telas teñidas, por lo que la extracción de los metales de sus menas, la fabricación de vidrios y cerámica, las artes de la pintura y del teñido, así como la preparación de perfumes y cosméticos, práctica de la momificación y otros oficios análogos seguidos en las civilizaciones primitivas, constituyen los conocimientos sobre los que está basada la «Química» de aquellos tiempos.

El hombre primitivo se interesaría en primer lugar por los metales por ser materiales resistentes y duraderos a los que podía dárseles forma con mayor o menor facilidad. Su utilización constituye las sucesivas edades del oro y plata, del bronce y del hierro. Los objetos más antiguos conocidos son de oro, situándose en una época anterior a los 5000 años a. J.C. Por hallarse este metal libre y por su bello color, su inalterabilidad y su rareza ha sido siempre el metal precioso por excelencia. Para los chinos tenía incluso propiedades sobrenaturales al creer que el que comía en un plato de oro llegaba a una edad avanzada, y el que absorbía oro se hacía inmortal y tenía el privilegio de desplazarse instantáneamente de un lugar a otro.

Por encontrarse a veces juntos el oro y la plata, y ser su separación difícil, se obtenía una aleación, el electrón (por su parecido al ámbar), que durante un gran tiempo se consideró un metal distinto. En la Edad del oro y de la plata se conoció también el cobre, y no puede negarse que el primer hombre que obtuvo deliberadamente este metal a partir de alguno de sus minerales sería un verdadero genio.

La Edad del Hierro sucede a la del Bronce y su principio puede fijarse sobre los 200 años a. J.C. Las dificultades que ofrece su preparación y su trabajo hicieron del hierro en los primeros tiempos un metal oneroso, utilizado muy parcamente. En la Edad del Hierro se aprendió a fabricar acero, se conoció que su resistencia aumenta con el temple y se llegó incluso a protegerlo de la corrosión.

De todas las civilizaciones antiguas, la más avanzada en las artes químicas y la más relacionada con la química europea moderna fue la egipcia. Los egipcios fueron maestros en la fabricación de vidrios y esmaltes; imitaban a la perfección los metales nobles, así como el rubí, el zafiro y la esmeralda; utilizaron ampliamente el cuero y usaron la lana, el algodón y el lino que sabían blanquear y teñir con índigo, púrpura y rubia, no desconociendo el uso de mordientes; prepararon perfumes, bálsamos, productos de belleza y venenos, cuya química fue muy floreciente en la antigüedad; obtuvieron jabones y diferentes sales de sodio, potasio, cobre, aluminio y otros metales; y utilizaron el betún en embalsamamientos y en decoración. Pero todas estas prácticas eran fundamentalmente empíricas y no constituían una ciencia ni siquiera en forma rudimentaria.

Doctrinas químicas antiguas.

El hombre prehistórico, al buscar el origen y la naturaleza de todo lo que le rodeaba creó los mitos en los que cada cosa, cada fuerza natural era un dios o una figura humana; de aquí las teogonías y las cosmogonías de los pueblos primitivos, en las que los fenómenos se imaginan

producidos por la acción de agentes sobrenaturales cuya intervención' explica todas las anomalías aparentes del universo. Este estado teológico de la Ciencia se mantuvo hasta el siglo VI a. J.C., en que apareció en Grecia un poderoso movimiento intelectual y sus más grandes filósofos especularon sobre el mundo y sobre la naturaleza de la materia, y plantearon claramente muchos de los problemas fundamentales de la Ciencia. La idea de la existencia de un principio permanente origen de todo fue ya un principio tangible; para TALES, de Mileto (aproximadamente 624-565 a. J.C.) fue el agua; ANAXIMENES (alrededor de 585-524 a. J.C.) sostuvo que era, el aire, y para HERACLITO, de Efeso (aproximadamente 540-475 a. J.C.) era el   fuego.  Más, tarde, EMPÉDOCLES, de Agrigento (alrededor de 500-430 a. J.C.) aceptó los elementos de sus antecesores, a los que agregó uno más, la tierra, substituyendo así el principio único de la Escuela naturalista Jónica por los cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego, que servían de alguna manera de soporte a las cualidades fundamentales de caliente y frío, y seco y húmedo, y dos fuerzas cósmicas, el amor y el odio, que son las raíces de todas las cosas. Esta teoría de los cuatro elementos fue aceptada por ARISTÓTELES de Estagira (384-322 antes de J.C.), el más grande pensador griego y un infatigable escritor, cuya autoridad hizo que perdurase durante unos dos mil años.

En realidad, los cuatro elementos no eran más que la generalización y representación de una observación familiar, pues un cuerpo es sólido (tierra), líquido (agua) o gaseoso (aire), o bien se encuentra en estado de incandescencia (fuego). Pueden incluso imaginarse como vestigios lejanos de las teogonías prehistóricas al suponer el hombre primitivo eldios Viento, el dios Trueno, el dios Lluvia y el dios Rayo, que poco a poco irían perdiendo su carácter sobrenatural y que en la imaginación fogosa de EMPÉDOCLES pasaron a la categoría de simples elementos.

La Alquimia.

En la Edad Media, y especialmente en el período del 400-1000, conocido por la Edad Tenebrosa, la preocupación teológica llena los espíritus y únicamente hacia el siglo VII empieza a adquirir la Ciencia entre los árabes una cierta importancia. Los conocimientos químicos aprendidos de los egipcios y las ideas filosóficas heredadas de los antiguos a través de la Escuela alejandrina dieron a la alquimia en manos de los árabes, y después en toda Europa, una significación especial.

Los alquimistas consideraron los metales como cuerpos compuestos formados por dos cualidades-principios comunes, el mercurio, que representaba el carácter metálico y la volatilidad, y el azufre que poseía la propiedad de combustibilidad. En el curso del tiempo se unió un tercer principio, la sal, que tenía la propiedad de la solidez y la solubilidad. Estos tres principios o elementos, los llamados «tría prima» de los alquimistas substituyeron en la Edad Media a los elementos aristotélicos, y aunque al principio tuvieron un carácter abstracto, fueron considerados más tarde como materiales. Consecuencia inmediata de su pensamiento fue para los alquimistas la posibilidad de la transmutación de los metales innobles en nobles y, concretamente, la conversión del plomo, mercurio u otros metales corrientes en oro.

Esta transmutación, conocida como la «Gran Obra», debía realizarse en presencia de la «piedra filosofal» cuya preparación fue la tarea primera de los alquimistas. En el siglo XIII se extendió el objetivo de la alquimia al buscar el «elixir filosofal o de larga vida», imaginado como una infusión de la piedra filosofal, el cual debía eliminar la enfermedad, devolver la juventud, prolongar la vida e incluso

asegurar la inmortalidad. Se comprende que los alquimistas viejos dedicasen sus últimas fuerzas a la consecución de este sueño.

La Iatroquímica y el renacimiento científico.

Aunque la transmutación de los metales fue creída hasta el siglo XIX, la Alquimia fue perdiendo su carácter ideal para ser, en un gran número, de sus supuestos cultivadores, charlatanería y engaño, llegándose a prohibir por Reyes y Papas. A principios del siglo XVI los esfuerzos de muchos alquimistas se dirigen a preparar drogas y remedios al señalar PARACELSO (1493-1541) que la misión de la Alquimia era la curación de la enfermedad. Aparece una transición entre la Alquimia y la verdadera Química, que se conoce como iatroquímica o química médica. PARACELSO, cuyo verdadero nombre es Felipe Aureolo Teofrasto Bombast de Hohenheim, médico suizo, alquimista y profesor, de carácter violento, jactancioso y charlatán, pues pretendió haber realizado un minúsculo ser de carne y hueso, elhomúnculus, desempeñó la primera cátedra de Química creada en Basilea, en 1527, la que abandonó para viajar por toda Europa, ejerciendo una gran influencia más que por sus propios descubrimientos por el ardor con que defendía sus ideas.

Seguidores de PARACELSO, pero más claros y menos imbuidos de superstición, son LIBAVIUS (1540-1616), médico alemán que prepara el cloruro estánnico, estudia los fundentes en Metalurgia y obtiene muchos medicamentos; VAN HELMONT (1577-1644), médico belga, profundamente religioso y un gran investigador -es notable su investigación acerca del crecimiento de un pequeño sauce, que duró cinco años- que combate los cuatro elementos de ARISTOTELES, eliminando el fuego y la tierra, que inventa la palabra gas y al que debemos los estudios sobre el gas   silvestre (gas carbónico); y LEMERY (1645-1715) que escribe su voluminoso Cours de Chymie en el que describe las distintas operaciones de la Química.

El irlandés Robert BOYLE (1627-1691), es el primer químico que rompe abiertamente con la tradición alquimista. En su famosa obra The Sceptical Chymist («El químico escéptico»), aparecida en 1661, establece el concepto moderno de elemento al decir que son «ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados de otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos», y supone que su número ha de ser muy superior a los tres de los alquimistas o a, los cuatro de los aristotélicos. BOYLE es el primer hombre de Ciencia que adopta la teoría atómica para explicar las transformaciones químicas, y sus investigaciones en el campo de la Física y de la Química permiten considerarle como el precursor de la química moderna al hacer de ella el estudio de la naturaleza y composición de la materia en vez de ser, como hasta entonces, un simple medio de obtener oro o de preparar medicamentos.

La teoría del flogisto.

Los químicos de la época de BOYLE estaban poco preparados para aceptar sus ideas, pero en cambio, atraídos por sus experimentos acerca de los gases, investigaron con estas nuevas substancias y estudiaron de una manera general el problema de la combustión.

Se debe a Georg Emst STAHL (1660-1734), químico y médico alemán, la teoría del flogisto, que aunque falsa, tiene no obstante el mérito de ser la primera teoría capaz de coordinar el conjunto de

los fenómenos esenciales de la combustión y de la reducción. STAHLbasa su teoría en las ideas del alquimista alemán J. J. BECHER (1635-1682), el cual, al admitir el   elemento   terroso,   el   elemento combustible y el elemento metálico no hace más que desarrollar la vieja noción de los tres elementos cuyo origen debe buscarse en las «exhalaciones» de ARISTÓTELES; un claro ejemplo de la pervivencia de las ideas.

La teoría del flogisto, conocida también como «sublime teoría», supone que toda sustancia combustible, tal como un metal, contiene un «principio inflamable», denominado posteriormente, flogisto; en la combustión se desprende el flogisto con acompañamiento de luz y calor y queda un residuo, la “ceniza” o “cal” del cuerpo combustible. Cuanto más inflamable es un cuerpo tanto más rico es en flogisto. El proceso de combustión puede expresarse en la forma simplificada siguiente:

Metal (en la combustión) à Cal + Flogisto

El principal interés de la teoría está en que explica el fenómeno inverso de la combustión, la reducción, pues si se calienta la cal (las cenizas metálicas) con una sustancia rica en flogisto, tal como el carbón, ésta cede su flogisto a la cal y el metal se revivifica. Esto es, abreviadamente,

Cal + Carbón à Metal

Así, por ejemplo, el plomo calentado en el aire se transforma en un compuesto amarillo, el litargirio; el plomo es litargirio más flogisto. El carbón, arde y casi no deja cenizas; es flogisto casi puro. Si se calienta litargirio con carbón recupera la cantidad precisada de flogisto y se convierte de nuevo en plomo metálico.

Varios metales tratados por diversos ácidos desprenden el mismo gas, el aire inflamable (nuestro hidrógeno), que era así considerado como el flogisto común a todos los metales. El negro de humo era imaginado como flogisto puro.

Lavoísíer y la revolución química.

Aunque la obra de experimentadores tan notables como SCHEELE, PRIESTLEY y CAVENDISH condujo a numerosísimos descubrimientos, su interpretación mediante la teoría del flogisto impedía todo progreso en el conocimiento de los fenómenos químicos. Es Antoine Laurent LAVOlSlER (1743-1794) el que destruye la teoría del flogisto al establecer la naturaleza verdadera de la combustión, y que en su obra Tratado   elemental   de Química, aparecido en 1789, crea las bases de la química moderna que, en consecuencia, ha podido ser considerada como una ciencia francesa.

A los 30 años escasos, LAVOISIER, empleando la balanza que fue siempre su más exacto colaborador, muestra de un modo indiscutible que toda combustión en el aire resulta de una Calcina estaño en un vaso cerrado y comprueba que el peso total del vaso no ha cambiado con la calcinación, que el metal transformado en su «cal» (el óxido) ha aumentado de peso, que el peso del aire contenido en el vaso ha disminuido y que el aumento de peso del metal es igual a la disminución de peso del aire. El flogisto ha recibido el golpe de gracia. Repite el experimento con otros metales, y en

I777 con mercurio, que le lleva al análisis del aire, estableciendo su composición que fija en 27 % de aire respirable, que llamó después oxígeno, Y 73 % de aire no respirable que llamó más tarde «azote» (el nitrógeno). La composición verdadera es 21% de oxígeno Y 79 % de nitrógeno.

LAVOISIER establece la noción precisa de cuerpo puro al demostrar que la destilación repetido del agua no cambia sus propiedades, adopta el concepto de elemento de BOYLE, pero lo basa en el resultado experimental, halla la composición del agua, no sólo por síntesis sino por análisis, y da al aire inflamable de CAVENDISH el nombre de hidrógeno (engendrador de agua) y piensa que todos los ácidos contienen oxígeno (que significa engendrador de ácidos), pues si bien se conoce el ácido muriático (el ácido clorhídrico) se le cree un ácido oxigenado.

En todas sus investigaciones utiliza sistemáticamente el principio de la conservación de la materia, «nada se pierde, nada se crea», del que en realidad no fue autor ya que era aceptado implícitamente por otros químicos y que debe atribuirse al médico y químico francés Jean REY (1583-1645), que estudió también la calcinación de los metales y, al atribuirla al aire, fue un precursor de LAVOISIER.

La revolución química producida por las ideas de LAVOISIER condujo a una nueva nomenclatura, que hoy nos parece tan natural, en la que los nombres de los cuerpos dan idea de su constitución. Esta labor fue debida, junto a LAVOISIER, a Guyton DE MORVEAU, BERTHOLLET y FOURCROY, que publicaron en 1787 su obra Método de nomenclatura química, en la que se introducen nombres que aún se utilizan.

La Química como ciencia. Desde Lavoísíer hasta nuestros días.

Pocos años después de la muerte de LAVOISIER la teoría del flogisto no era más que un recuerdo. Los químicos, guiados por las nuevas ideas adquiridas, las aplican al análisis cuantitativo y descubren muy pronto las leyes ponderales de las combinaciones químicas. La teoría atómica de DALTON (1808) explica estas leyes y da origen a la notación química desarrollada por BERZELIUS(1835), tan útil y fecunda en el progreso subsiguiente. El Principio de AVOGADRO(1811) permite establecer y diferenciar los conceptos de átomo y de molécula y crea las bases para la determinación de pesos moleculares y atómicos (1858).

El descubrimiento de la pila eléctrica por VOLTA (1800) da origen a la Electroquímica, con los descubrimientos de nuevos elementos (cloro, sodio, potasio) por DAVY, y de las leyes de la electrólisis por FARADAY (1834)

La química orgánica se desarrolla más tarde con los trabajos de LIEBIG sobre el análisis elemental orgánico iniciado por LAVOISIER, los conceptos de isomería y de radical introducidos por LIEBIG y BERZELIUS (1823), la representación de edificios moleculares por KEKULÉ (1858), y con la destrucción de la doctrina de la fuerza vital realizada por BERTHELOT (1853 al 1859) al obtener por síntesis numerosos compuestos orgánicos.

La Termoquímica, con la medida de la energía calorífica puesta en juego en las reacciones químicas, iniciada por LAVOISIER y LAPLACE, adquiere un significado especial a partir de los estudios

de HESS, THOMSEN y BERTHELOT (1840) al querer medir los químicos las afinidades entre los cuerpos reaccionantes.

Para explicar el comportamiento de las substancias, gaseosas resurge a mediados del siglo pasado la teoría cinética de los gases y del calor, la cual afianza la creencia en la naturaleza atomística de la materia y extiende su utilidad al suministrar una imagen íntima del mecanismo de los procesos químicos.

El carácter incompleto de muchas reacciones químicas, observado por BERTHOLLET, condujo al concepto de equilibrio   químico, el cual, estudiado experimentalmente por SAINTE-CLAIRE DEVILLE (1857), encuentra su interpretación teórica en los estudios de GIBBS(1876)., de VAN'T HOFF y de LE CHATELIER (1880).

El estudio de la velocidad de las reacciones químicas tiene su base teórica en la ley de acción de masa de GULDBERG y WAAGE(1867) y una significación industrial importantísima en el descubrimiento de los catalizadores, substancias que, permaneciendo inalteradas, aceleran por su sola presencia la velocidad de las reacciones químicas.

De gran importancia en el progresivo avance de la Química han sido la   teoría   de   las disoluciones, obra maestra de VAN'T HOFF(1886), y la teoría   de   la   disociación electrolítica de ARRHENIUS (1887), perfeccionada en los últimos años.

La Clasificación periódica de los elementos establecida por MENDELEJEW y por LOTHAR MEYER (1869) llevó a pensar que los átomos debían ser complejos, modificando profundamente las ideas que se tenían acerca de los cuerpos simples, lo cual fue comprobado en los estudios acerca de la conductividad eléctrica de los gases y en los fenómenos de radioactividad. Lo que va de siglo ha permitido conocer la estructura del átomo con la interpretación de la Falencia y de las propiedades físicas y químicas de los elementos, y, finalmente, en los últimos años, el desarrollo de la química nuclear ha conducido a la obtención de nuevos elementos no existentes en la Naturaleza y a liberar la energía nuclear, puesta de manifiesto en forma dramática en la explosión de las primeras bombas atómicas.

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Toda la materia tiene unas propiedades que nos permiten distinguirla de las cosas inmateriales. Se las llama propiedades generales. Otras propiedades nos permiten diferenciar una clase de materia de otra, una sustancia de otra.Son las propiedades características.Las propiedades generales nos permiten distinguir lo que es material de lo que no lo es. Masa, volumen o temperatura son algunas propiedades generales.Cuando medimos la masa o el volumen de algo, sabemos que está hecho de materia, pero no la clase de materia que lo forma. Medio kilo es medio kilo, sin importar que se trate de jamón, harina o piedras. Decir medio kilo no nos indica de qué está hecho, pero su color, sabor, olor o su dureza nos permite saber si se trata de jamón cocido o no.

PROPIEDADES GENERALESPropiedades generales de la materia son aquellas que nos permiten saber si algo está hecho de materia o no, por lo que no nos permiten distinguir las distintas clases de materia. Pero eso no significa que no sean importantes. De hecho son muy importantes y se emplean constantemente. Las propiedades generales más usadas son la masa, que nos indica la cantidad de materia presente, la temperatura y el volumen.

MASA: Es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.1 Es una propiedad extrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Cuando un coche arranca bruscamente nos sentimos empujados hacia atrás.De la misma forma, si el coche frena, los ocupantes salen hacia adelante.Esto se debe a la inercia, que es la propiedad de la materia a seguir en su estado de movimiento.Cuando el coche arranca y se mueve hacia adelante, los que están en su interior, que estaban quietos, se van hacia atrás, para seguir donde estaban.Cuando el coche frena, los ocupantes se van hacia adelante porque tienden a seguir moviéndose hacia adelante. La inercia se mide mediante la masa.Para medir la masa se emplean balanzas.

VOLUMEN: El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un objeto. Cuando un cuerpo ocupa un espacio, ningún otro cuerpo puede estar en ese mismo espacio, porque la materia es impenetrable. Cuando mojamos una esponja, el agua y la esponja no ocupan el mismo sitio, es que la esponja está llena de huecos, llamados poros, en los que se coloca el agua.TEMPERATURA: La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro.

Formulas

°F = 1.8°C + 32 °K = 273,15 + °C

Convetir:

a. 80°F a °C b. 300 °K a °F c. -10°C a °F y °K

PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS.

Las propiedades características de la materia son aquellas que nos permiten distinguir una sustancia de otra.Gracias a las propiedades características se puede distinguir el vidrio del diamante, el hierro del aluminio o el agua del alcohol.Existen muchas propiedades características y, normalmente, se necesita medir varias propiedades características para saber la sustancia que se estudia, las más usuales son dureza, tenacidad, ductilidad y densidad.

DENSIDAD.A todos nos han preguntado alguna vez si es más pesado un kilo de plomo o uno de paja, y muchos nos hemos equivocado y hemos respondido que el kilo de plomo, sin advertir que, en ambos casos, se trata de un kilo. Y es que un kilo de plomo ocupa mucho menos volumen que un kilo de paja y, por eso, decimos que es más pesado. Para hablar con propiedad, debemos decir que el plomo es más denso que la paja, es decir, que una misma masa, tiene menos volumen.La densidad es una propiedad característica de la materia, que se emplea, por tanto, para determinar el tipo de sustancia. Tiene además otros usos porque es muy fácil de medir. Se usa, por ejemplo, para saber la cantidad de alcohol de los vinos, o la carga de la batería del coche.Se define como la división entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Tenemos un cubo de 2 cm de lado y su masa es 24 g. ¿cuál será su densidad?.

Si la densidad del agua es de 1000 kg/m3. ¿Qué densidad tendrá un vaso que contiene 250 cm3 de agua? ¿Qué masa tendrá esos 250 cm3 ?.

La masa de un trozo de aluminio es de 10 g y su volumen 3,7 ml. ¿cuál es su densidad?. Si cogemos ahora un trozo de aluminio de 20 gramos, ¿qué densidad tendrá?. ¿Por qué?.

Sabiendo que la densidad del agua es de 1 g/cm3 y la del aceite 0,7 g/cm3 Indica si son ciertas, las siguientes afirmaciones:a) 1 cm3 de agua tiene una masa de 1 g.b) 1 cm3de agua tiene igual masa que 1 cm3de aceite.c) 1 cm3de aceite tiene una masa de 1 g.

Un bloque de mármol pesa 102 gramos. Se introduce despacio en una probeta graduada que contiene 56 centímetros cúbicos de agua; una vez sumergido se leen 94 centímetros cúbicos en el nivel del agua, ¿Cuál es el volumen del mármol en centímetros cúbicos? ¿Cuál es su densidad?

DUREZA.Dureza es la dificultad para rayar un cuerpo. La tiza, que se puede rayar con una uña, es blanda, mientras que el diamante es tan duro que sólo puede rayarse con otro diamante.

d=mV

Lo contrario de duro es blando. Una sustancia dura es difícil de rayar mientras que una sustancia blanda se raya con facilidad.

TENACIDAD.La tenacidad es lo contrario de fragilidad. Es la resistencia que presenta un cuerpo a romperse cuando es golpeado. Muchas veces se confunde con la dureza.Una sustancia puede ser dura y poco tenaz. Así el diamante, que es la sustancia más dura conocida, no es tenaz, sino frágil, y se rompe fácilmente. Lo mismo le ocurre al vidrio, es frágil, pero duro.

DUCTILIDAD.Muchas sustancias, sobre todo metales, se pueden convertir fácilmente en hilos delgados. Esta propiedad se llama ductilidad. La ductilidad permite la existencia de hilos de cobre, tan importantes para el transporte de energía eléctrica. Muy relacionada con la ductilidad es la maleabilidad, la facilidad para convertirse en láminas.

Cambios químicos y físicos

En la naturaleza se producen continuamente cambios o transformaciones. Vamos a clasificar estos cambios en dos tipos: químicos y físicos.

Cambios químicos: Son aquellos en los que unas sustancias se transforman en otras sustancias diferentes, con naturaleza y propiedades distintas. Por ejemplo se producen cambios químicos cuando una sustancia arde, se oxida o se descompone.

Cambios físicos: Son todos aquellos en los que ninguna sustancia se transforma en otra diferente.Por ejemplo se producen cambios físicos cuando una sustancia se mueve, se le aplica una fuerza o se deforma.

Reactivos y productos

En los cambios químicos se produce la transformación de unas sustancias en otras diferentes y por lo tanto pueden tener propiedades diferentes. En la escena de la derecha se ilustra el cambio que es produce cuando se transforman los reactivos en productos. Es conveniente aclarar que no siempre que se produce una reacción hay cambio de color, ya que hay casos en los que reactivos y productos pueden tener colores iguales.

Las sustancias que hay antes de producirse el cambio y que desaparecen se llaman REACTIVOS.

Las sustancias que hay después de producirse el cambio y que aparecen o se generan se llaman PRODUCTOS.

Los reactivos y productos de una reacción química pueden encontrarse en diferentes estados. Estos se indican poniendo detrás del nombre o la fórmula de la sustancia y entre paréntesis la notación siguiente:

Sustancias sólidas (s)

Sustancias líquidas (l)

Sustancias gaseosas (g)

Sustancias disueltas en agua (ac)

También se usa una flecha hacia arriba cuando una sustancia gaseosa se libera y una flecha hacia abajo cuando una sustancia solidifica.

Visión microscópica

Llegado a este punto nos preguntamos por qué ocurren los cambios químicos, por qué unas sustancias se transforman en otras diferentes. Sabemos que los átomos de los reactivos están unidos entre sí formando compuestos químicos Cuando se produce un cambio químico,

se rompen determinados enlaces de los reactivos y se forman nuevos enlaces en los productos. Por tanto, un cambio químico consiste en un proceso en el que los átomos cambian la forma en la que se unen.

ESTADOS DE LA MATERIA

Con el fin de clasificar apropiadamente un material es necesario establecer algunos criterios que nos permitan llevar a cabo con éxito dicha misión. Entre ellos tenemos:Una clase dada de materia se presenta en diferentes formas físicas bajo diferentes condiciones, por ejemplo el agua se halla como hielo, como agua líquida y como vapor, lo cual lleva a que se definan los estados de agregación de la materia. Sólido, es la forma de materia que se caracteriza por su rigidez; es relativamente incompresible y tiene forma y volumen definido. Líquido, es la forma de materia que es fluida, relativamente incompresible, tiene un volumen definido pero su forma es indefinida debido a que adopta el de recipiente que lo contiene. Gas, es la forma de materia que es fluida, fácilmente compresible y no tiene ni forma ni volumen definido, sino que adopta el de recipiente que lo contiene. Generalmente el término de Vapor, se utiliza para referirse al estado gaseoso de cualquier clase de materia que existe normalmente como un líquido o un sólido.Algunos autores consideran un cuarto estado de agregación: El Plasma. El concepto moderno del plasma es de origen reciente y se remonta apenas al inicio de la década de los cincuenta. Sin embargo, desde hace más de tres siglos los científicos, sin saberlo, han experimentado con plasmas. Ya en 1667 unos miembros de la Academia de Ciencias deFlorencia descubrieron que la llama de un mechero (que ahora sabemos que es un plasma) tenía la propiedad de inducir la electricidad.

Los líquidos presentan otras propiedades como la tensión superficial y la capilaridad.Tensión superficial

La tensión superficial de un líquido puede definirse como la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esto implica que el líquido presente una resistencia para aumentar su superficie.

La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la energía cinética corpuscular.

CapilaridadLa capilaridad es la propiedad que tiene un líquido para subir por un tubo estrecho (capilar) desafiando la fuerza de la gravedad. El nivel que alcanza es directamente proporcional a la tensión superficial del líquido e inversamente proporcional al grosor interno del tubo. la capilaridad es indispensable para que el agua pueda subir por el tallo de las plantas hasta la última hoja?La capilaridad se debe a la existencia de dos tipos de fuerzas diferentes: las cohesivas, que son las fuerzas entre las moléculas del líquido y las adhesivas que son las fuerzas que operan entre las moléculas del líquido y el capilar

SUSTANCIA PURA

Una sustancia pura es aquella que no se puede descomponer en otras más sencillas por procesos físicos ordinarios (calentamiento, filtración, decantación, destilación, etc.) y además tiene unas propiedades características fijas, constantes, es decir, su valor no depende de la cantidad de sustancia que tomemos.Las sustancias puras pueden ser de dos tipos: elementos y compuestos.El concepto de elemento ha ido evolucionando a lo largo del tiempo. Hoy en día se llama elemento a una sustancia que no puede descomponerse en otras sustancias más sencillas ni siquiera por medio de una reacción química. Evidentemente, la tierra no puede ser calificada como elemento; un examen, incluso superficial, de una muestra de suelo pone de manifiesto que está compuesta de muchas sustancias diferentes ( por ejemplo, arena, arcilla, roca y restos de descomposición de materia vegetal). Tampoco el agua es un elemento: si se hace pasar corriente eléctrica a su través es posible separar el agua en dos gases, oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, nadie ha podido hasta la fecha descomponer el hidrógeno o el oxígeno en otras sustancias por medio de reacciones químicas. En consecuencia, el hidrógeno y el oxígeno se consideran elementos, mientras que las sustancias, tales como el agua, que resultan de la combinación de varios elementos en una proporción fija, constante, se conocen como compuestos. Mediante procesos químicos (electrólisis, gravimetrías, etc.) es posible descomponer un compuesto en los elementos que lo forman.

En la actualidad se acepta la existencia de, aproximadamente, un centenar de elementos.En los últimos años se han preparado nuevos elementos por medio de reacciones no químicas sino nucleares. En algunos casos, mediante estas reacciones, se han formado únicamente algunos átomos. Cuando esto sucede puede resultar difícil establecer sin ambigüedades la identidad de los átomos producidos. Hay 109 elementos sobre cuya existencia no hay duda y otros 4 cuya existencia es muy probable. Posiblemente, en el futuro, se sintetizarán nuevos elementos.A veces, el término sustancia pura se suele confundir con sustancia químicamente pura, por lo que, para evitar confusiones a las sustancias puras también se les llama sustancias simples.En la naturaleza son muy pocas las sustancias que se encuentran en forma pura, casi siempre van acompañadas de otras sustancias denominadas impurezas, por tanto, ninguna sustancia puede ser considerada pura en términos absolutos; independientemente de que se haya tratado de purificar; una sustancia con el mayor de los cuidados, siempre permanecerán en ellas trazas de otras sustancias. En la mayoría de los casos un grado de pureza del 99% es aceptable, aunque en ocasiones, como por ejemplo el silicio utilizado en componentes electrónicos, debe tener una pureza del 99,99999%.

Cuando dos o más sustancias puras (elementos o compuestos) se combinan en una proporción que puede variar se forman las mezclas. En unos casos la mezcla presenta uniformidad de propiedades en toda ella, por lo que se denomina mezcla homogénea o disolución. Es decir, una mezcla homogénea es aquellas cuyas propiedades y composición son las mismas en todos sus puntos.Si se agita un terrón de azúcar en un vaso de agua hasta que todo el azúcar se disuelva se forma una mezcla homogénea o disolución. El azúcar se dispersa totalmente en el agua, de modo que la mezcla es uniforme. Cualquier muestra de esta mezcla tiene igual composición y propiedades físicas que otra muestra de la misma, por ejemplo, en este caso, color y sabor.Las mezclas homogéneas, al igual que las heterogéneas, pueden separarse en sus componentes por métodos físicos. Así, calentando una mezcla de azúcar y agua se evapora el agua y queda un depósito de azúcar. Por el mismo procedimiento puede separarse en sus componentes una disolución de sal en agua.

No todas las disoluciones son líquidas. El aire puro y seco es una disolución (una mezclahomogénea de gases) que contiene principalmente nitrógeno, oxígeno y argón. El oro utilizadoen joyería no es puro sino que en realidad es una disolución sólida de cobre o plata en oro.

¿Cómo se puede distinguir una mezcla homogénea de una sustancia pura (compuesto)?.Al igual que los compuestos, las propiedades de una mezcla homogénea de una composición dada no varían de una parte de la mezcla a otra pero, sin embargo, las disoluciones como las de azúcar en agua pueden tener distintas composiciones en función de la cantidad de azúcar que se ha añadido a una cantidad dada de agua; consecuentemente, el sabor de las muestras variará de acuerdo con la composición. En contraste, un compuesto siempre tiene la misma composición y propiedades. La composición del agua siempre se expresa con la fórmula H2O y su color, punto de congelación, etc., son siempre los mismos en unas condiciones determinadas. Además, el agua no puede separarse en sus elementos componentes por medio de procedimientos físicos sino, únicamente, a través de una reacción química que produce dos sustancias nuevas (hidrógeno y oxígeno).

Otros materiales comunes como suelos, rocas, cemento y madera son también mezclas, sin embargo, a simple vista se observa que diferentes partes de estos materiales presentan propiedades distintas tales como el color y la dureza, por lo que se llaman mezclas heterogéneas; tanto la composición del material como sus propiedades no resultan uniformes.Estas mezclas heterogéneas están formadas por dos o más porciones diferentes separadas por superficies claramente definidas. Cada una de esas porciones se denomina fase y tiene la misma composición y propiedades en todos sus puntos.Si se mezcla azufre en polvo con limaduras de hierro el resultado es una mezcla heterogénea. Al inspeccionar la mezcla, es posible distinguir las partículas duras, de color gris oscuro, de hierro del polvo amarillo de azufre. El hierro y el azufre pueden separarse de la mezcla gracias a sus diferentes propiedades físicas. Una forma de conseguirlo consiste en la utilización de un imán: el imán atrae las limaduras de hierro mientras que no ejerce ningún efecto sobre el azufre. En general, las mezclas heterogéneas pueden separarse en sus componentes debido a diferencias entre las propiedades físicas de éstos, es decir, provocando algún cambio físico. Cualquier cambio que se produzca de

manera que no se alteren ni las cantidades ni la naturaleza de las sustancias presentes es un cambio físico. Hervir o congelar agua son, al igual que la disolución de azúcar en agua, cambios físicos.El que la composición de una mezcla heterogénea es no uniforme es un hecho que no siempre resulta evidente a simple vista. Por ejemplo, la leche podría parecer un líquido homogéneo pero, sin embargo, cuando se examina con un microscopio puede comprobarse que está constituida por pequeñas gotas de grasa suspendidas en un líquido claro.