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DIDÁCTICA DE LA QUÍMICA
La “Gran Explosión” o Big Bang.
Aquí empezó todo...aunque esto es una manera impropia de expresarse. Aún no existía el espacio, por lo que no es correcto decir “aquí”. Tampoco existía el tiempo, por lo que no es adecuado decir “entonces”. Pero no tenemos otros vocablos y en palabras del Biólogo Haldane, “el universo no sólo es más raro de lo que suponemos, es más raro de lo que podemos suponer”.
En cualquier caso, parece que el tiempo, el espacio y la materia se crearon casi simultáneamente y a los tres minutos de la explosión se había producido ya el 98% de toda la materia que existe. Con el Big Bang nacieron el infinito del tiempo, el del espacio y el de la complejidad, en el que la química juega un papel primordial.
Supernovas.
Una supernova es una estrella masiva en las últimas etapas de su vida, que termina con una inmensa explosión. ¿Y qué tienen que ver las supernovas con la química? Pues casi todo, ya que durante el Big Bang sólo se produjeron dos elementos: hidrógeno (75 %), helio (25%) y algunas trazas de deuterio, litio, berilio y boro. ¿Pero a dónde vamos con un número tan ridículo de elementos? Afortunadamente para nosotros – pues si no no estaríamos aquí - los elementos que había se condensaron atraídos por la fuerza de la gravedad para formar estrellas.
Su inmensa masa hizo que internamente se produjeran presiones y temperaturas tan altas como para que se iniciasen reacciones de fusión, “quemándose” primero el hidrógeno en helio, y luego éste en los demás elementos.
Estas reacciones produjeron una inestabilidad tal en dichas estrellas que explotaron – y aún hoy explotan – distribuyendo todos los elementos por el universo.
Uno de los científicos que más se ocuparon de las supernovas, y explicaron su comportamiento, fue el astrónomo Fritz Zwicky (1898-1974) que tenía tan mal genio como las propias supernovas y fue también famoso por insultar a sus colegas discrepantes llamándolos “bastardos esféricos” por considerar que eran unos bastados desde cualquier punto que se les mirase.
El Fuego: La reacción química que fue adorada como un dios.
El primer interés que tuvo el hombre por la química no fue la obtención del Elixir de la Eterna Juventud, ni la de la obtención de la Piedra Filosofal, ni siquiera la de metales preciosos. Su interés más desesperado, urgente y reverencial fue por una reacción química: el fuego.
El fuego reunía todas las condiciones para ser convertido en un dios, un misterio insondable y una fuente inagotable para la mitología.
Aparecía explosivamente de las entrañas de la Tierra con grandes rugidos, o caía del cielo con gran estrépito y espectaculares consecuencias. Podía ser fiero y devorador, o calentar los cuerpos ateridos de frío, dar luz, ahuyentar a los depredadores, transformar los alimentos en viandas exquisitas...o extinguirse privando al hombre de todos sus beneficios.
Los elementos de los antiguos Griegos
El primero de los filósofos griegos que intentó dar una respuesta a las especulaciones sobre la composición del Universo fue probablemente Tales de Mileto, unos 600 años a.C. Tales consideró que tras la complejidad del Mundo debería esconderse un elemento relativamente simple y del que derivarían todas las cosas, y concluyó que tal elemento era el Agua, pues parecía encontrarse en mayor cantidad que cualquier otra cosa: rodea a la Tierra, circula por los continentes, impregna la atmósfera y era bien aparente que sin ella la vida no podía existir.
Después de Tales se estableció la idea de Anaxímenes - también de Mileto- que sostenía que el elemento básico era el Aire.
Más adelante Heráclito (540-475 a.C.) -el que no se podía bañar dos veces en el mismo río- y propulsor de la idea de que el cambio es la característica esencial del Universo dedujo que el elemento básico no podía ser algo de esencia tan aparentemente estable como el Aire o el Agua sino algo mucho más cercano al cambio e incluso su causa. El elemento que le pareció acercarse más a esta idea fue el Fuego.
Sócrates deseó hacer una síntesis de las tesis anteriores y aceptó la existencia de los tres Elementos, Aire, Agua y Fuego, a los que él añadió la Tierra. Sin embargo, sería Aristóteles quien durante mucho tiempo tendría la última palabra- el que ideó la existencia de un quinto elemento - el Éter -
El paso de la Alquimia a la Química
El nombre del irlandés Boyle está íntimamente ligado con su contribución a las leyes sobre los gases, que fueron también descubiertas por el francés Mariotte (Ley de Boyle-Mariotte).
Pero su mayor papel lo tuvo en el campo de la química, pues siendo él mismo un alquimista, que creía que la transmutación de los metales era posible, fue el primero en desarrollar los conceptos de elementos y compuestos y distinguir los ácidos, las bases y los productos neutros.
Antoine Laurent de Lavoisier y Marie-Anne Pierrette.
El químico francés Lavoisier, a pesar de no haber hecho ningún descubrimiento grandioso ni descubrir él mismo ningún elemento, es considerado generalmente como el fundador de la química moderna.
Su mayor mérito fue el de poner orden en las ideas de los alquimistas, establecer el concepto de “elemento”, introducir el empleo del sistema métrico decimal y el de la balanza en los experimentos químicos, y sostener que la masa se conservaba en las reacciones, incluso cuando se formaban gases (La materia ni se crea ni se destruye - “Ley de conservación”).
Ayudó a Priestley y a Sheele en la identificación del Oxígeno, fue capaz de descomponer y recomponer el agua, y explicó el fenómeno de la combustión y el de la respiración en términos de reacciones químicas que implicaban al Oxígeno.
Joseph Priestley - Uno de los fundadores de la química moderna y descubridor del Oxígeno.
Aunque Priestley es conocido sobre todo por sus experimentos con gases y por disputarse con Sheele el descubrimiento del Oxígeno, fue un sabio extraordinario en muchas áreas del conocimiento y a él se deben sobresalientes avances en materia de educación, moral, filosofía, teología, metafísica, economía política y ciencias naturales.
Amadeo Avogadro y su número 1776-1856
Mostró que bajo condiciones controladas de temperatura y presión, volúmenes iguales de cualquier gas contienen el mismo número de moléculas (Ley de Avogadro).
El número específico de moléculas en un gramo mole – o mol – definido como su peso molecular en gramos es de 6,02211367x1023 (Número de Avogadro).
El volumen ocupado por un mol de cualquier gas es de 22,4 litros en condiciones estándar de temperatura y presión (0º Centígrados y 1 Atmósfera)
Friedrich Wöhler La muerte del vitalismo y el nacimiento de la Química Orgánica
Fue un químico extraordinario, el primero en aislar el aluminio, el boro, el berilio, el silicio y el titanio, pero su mayor hallazgo -que se produjo casualmente- consistió en la síntesis de la urea (un producto orgánico) a partir de productos inorgánicos, causando estupor en el mundo científico.
En aquel tiempo casi todos los químicos creían que era imposible sintetizar los productos generados por los seres vivos gracias a la “fuerza vital” que poseían, idea que se remontaba a Aristóteles. La síntesis de la urea en 1828, marca la fecha de la muerte de la idea filosófica del vitalismo y el comienzo de la Química Orgánica.
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