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SECRETARÌA DE EDUCACION COLEGIO MARRUECOS Y MOLINOS I. E. D. “Respuesta a un sueño de crecer juntos y ser felices mientras aprehendemos” LA MARAVILLOSA HISTORIA DE LA QUÍMICA Explorando ideas previas 1. ¿Qué es un experimento? 2. ¿A partir de qué momento el hombre empezó a realizar experimentos? Explica tu respuesta 3. ¿Con qué fin ha realizado el hombre experimentos? 4. ¿Que diferencias habrá entre los experimentos del hombre en la antigüedad y los experimentos que se realizan hoy en día? 5. ¿Has escuchado la palabra alquimia? ¿Qué es la alquimia? ¿Qué hacían los alquimistas? Se denomina Química a la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como los cambios que esta experimenta durante las reacciones químicas. Históricamente la química moderna es la evolución de la alquimia tras la revolución química (1733). Pero, ¿qué diferencias existen entre la alquimia y la química moderna? A continuación conoceremos un poco de esta maravillosa historia. HISTORIA DE LA QUÍMICA No sería acertado comenzar a estudiar la química sin antes conocer algunos de los eventos que dieron origen a esta ciencia, por esta razón, vamos a describir de forma muy breve algunos hechos que formaron la base de la química como ciencia. Época primitiva Cuando el hombre descubrió el fuego, la humanidad comenzó a provocar transformaciones en los materiales: a cocinar los alimentos, a fabricar utensilios en barro y a trabajar con mayor eficacia algunos metales. Los primeros metales conocidos fueron el cobre y el oro, que se encontraban directamente en la naturaleza. Con ayuda de herramientas, estos metales podían aplanarse y formar láminas sin que se rompieran. Más tarde, se descubrió que al combinar estaño con cobre se formaba una mezcla resistente a la que se llamó bronce que se utilizaba para fabricar armas y corazas. El uso de esta aleación marcó la edad de bronce (2500 a 100 a.C) Posteriormente se descubrió el hierro. En un principio el hierro era bastante escaso en la naturaleza y el procedimiento para extraerlo muy difícil, ya que para fundirlo se necesitaban temperaturas altísimas, imposibles de lograr en esa época. Con el dominio del fuego fue posible fundir el hierro y su uso masivo marcó otra época histórica: la Edad del hierro (900 a 500 a.C). Hacia el año 800 a.C ya se encontraban bastantes desarrolladas las artes químicas, y fueron los egipcios los que sobresalieron, especialmente en la extracción de metales como cobre, plomo, oro y plata. Antigua Grecia Los primeros filósofos griegos, cuyo método de planteamiento de la mayor parte de los problemas era teórico y especulativo, llegaron a la conclusión de que la tierra estaba formada por unos cuantos elementos o sustancias básicas. Empédocles de Agriento, alrededor del 430 a.C. estableció que tales elementos eran cuatro: tierra, aire, agua y fuego. Un siglo más tarde, Aristóteles supuso que el cielo constituía un quinto elemento, el éter. Los griegos creían que las substancias de la tierra estaban formadas por las distintas combinaciones de estos elementos en distintas proporciones. Los griegos se planteaban la cuestión de si la materia era continua o discontinua, es decir si podía ser dividida y subdividida indefinidamente en un polvo cada vez más fino, o si, al término de este proceso se llegaría a un punto en el que las partículas fuesen indivisibles. Leucipo de Mileto y su discípulo Demócrito de Abdera (aprox 450 a.C.) insistían en que la segunda hipótesis era la verdadera. Demócrito dio a éstas partículas el nombre de átomos (o sea no divisible). Llegó incluso a sugerir que algunas substancias estaban compuestas por diversos átomos o combinaciones de éstos. También pensaba que una sustancia podía convertirse en otra al ordenar sus átomos de diferente manera. Si tenemos en cuenta que es sólo una sutil hipótesis, es sorprendente la exactitud de esta intuición. Pese a que la idea pueda parecer hoy evidente, estaba muy lejos de serlo en la época en que Platón y Aristóteles la rechazaron. La ciencia helenística del siglo I d.C se diferenció de la griega por al importancia concedida a la experimentación en detrimento de la filosofía especulativa. La Alquimia nació con el objeto de transformar los metales en oro. La alquimia Muchos afirman que la palabra “alquimia” viene del árabe y que puede ser dividida en el artículo “al” y el término “chemia”, que significa “tierra o suelo negro”, refiriéndose a las oscuras tierras de Egipto sonde los árabes aprendieron los secretos de la misteriosa ciencia. Por otra parte, los alquimistas griegos plantearon la existencia de un héroe llamado Chemés, Chimés o Chymés considerado como profeta. La labor alquimista se centraba en tres facetas: primero, la búsqueda de la piedar filosofal en presencia de la cual todos los metales podían ser convertidos en oro; en segundo lugar, el descubrimiento del elixir de larga vida, imaginado como una sustancia capaz de evitar la corrupción de la materia; y, por último, la consecución de la “gran obra” cuyo objetivo era elevar al propio alquimista a un estado superior de existencia. Aunque los trabajos de los alquimistas fueron infructuosos en estas búsquedas, produjeron innegables progresos en la química de laboratorio puesto que prepararon un gran número de sustancias nuevas, asignaron símbolos a las sustancias que empleaban, perfeccionaron muchos instrumentos y desarrollaron técnicas que constituyeron la base de nuevas investigaciones. La Iatroquímica A pesar de tener cada vez menos credibilidad, los esfuerzos de los alquimistas se encaminaron hacia la preparación de drogas y remedios. Según el alquimista Paracelso (1493 – 1541), la misión de la alquimia era la curación de la enfermedad. Estos esfuerzos dieron origen a la Iatroquímica o arte de curar basándose en extractos vegetales y otros preparados. Los iatroquímicos creían que los fármacos tenían el principio activo y la virtud necesarios para restablecer el equilibrio en el cuerpo que lo había perdido. Sin embrago, fue el inglés Robert Boyle (1627 – 1691), apodado el químico escéptico, quien reformó la química. Para Boyle, el químico debía dedicarse a establecer la composición de las sustancias y aceptar únicamente las teorías que tuvieran pruebas experimentales suficientes. Periodo del flogisto En 1700, el químico alemán, George Sthal propuso la existencia de una sustancia simple llamada flogisto, con la cual intentaba explicar el fenómeno de la combustión. En su obra, Sthal propuso una versión particular de la teoría de los cuatro elementos. En este caso, el papel fundamental estaba reservado a la tierra y al agua, mientras que el fuego y el aire eran considerados como simples agentes de las transformaciones. De acuerdo a la teoría del flogisto, todos los cuerpos, tanto animales como vegetales y minerales, estaban formados por mezclas de agua y tierra. Stahl sostenía que los componentes inmediatos de los cuerpos minerales eran tres tipos diferentes de tierras. Cada una de ellas portadora de una propiedad: el aspecto vítreo, el carácter combustible y la fluidez o volatilidad. Según Stahl, el flogisto era un principio ígneo que formaba parte de las sustancias combustibles. Cuando éstas ardían, el flogisto se desprendía, pasaba a otra sustancia capaz de recogerlo y daba lugar a un movimiento que era el origen del calor y el fuego, observables habitualmente en la combustión. A pesar de lo ilógico de esta teoría, fue aceptada durante 75 años. Su gran contribución fue relacionar la combustión con otros procesos como la fermentación o con la calcinación de los metales. Química moderna Para los hombres de ciencia del siglo XVIII, la teoría de los cuatro elementos ya no era suficiente para explicar la composición y el comportamiento de la materia. Por ejemplo, los avances en el conocimiento de los gases ponían en duda que el aire fuera un elementoen lugar de un conjunto de diferentes sustancias. Era una época en la que nada se daba por sentado, todo debía ser medido, pesado y comprobado. El representante más destacado de esa tendencia fue el químico francés Antoine Lavoisier (1743 – 1794), quien sentó las bases de la química moderna, al establecer que la materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma, y demostrar que el aire, el agua y el fuego no eran elementos. Siglos XIX y XX Durante el siglo XIX la investigación en química se centró en dilucidad la naturaleza de la materia. Así, John Dalton (1766 – 1844) presenta la primera propuesta consistente sobre la estructura atómica, que luego es complementada por Ernest Rutherford (1871 – 1937), con lo cual comienza a entreverse que el átomo se compone de partículas más pequeñas y que no es indivisible, como lo indica su nombre. Basado en otros trabajos, Niels Bohr (1885 – 1962) propone el sistema planetario del átomo, modelo precursor del aceptado actualmente. Basado en todo el conocimiento acumulado sobre los elementos químicos, Dimitri Mendeleiev (1834 – 1907) organiza la tabla periódica de los elementos, con base en sus pesos atómicos. El siglo XX es un periodo de grandes cambios. En 1905, Albert Einstein (1879 – 1955) presenta la teoría de la relatividad, con lo cual sacude las bases teóricas de la física y la química. En las primeras décadas del siglo, los esposos Marie y Pierre Curie estudian el fenómeno de la radiactividad y descubren dos nuevos elementos: el radio y el polonio. En la segunda mitad del siglo XX la atención de los químicos se enfoca hacia el estudio de las partículas subatómicas y la fabricación sintética de diversos materiales, como los plásticos y superconductores. Finalmente, el misterio de la vida encabeza las investigaciones en genética y biología molecular. Así, en 1953, Francis Crick y James Watson resuelven la estructura tridimensional de la molécula de ADN, base para comprensión del lenguaje de la vida. Posteriormente, en 1966, es presentado al mundo el primer organismo clonado. Es así como la humanidad recibe el siglo XXI con un complejo pero inevitable conflicto ético relacionado con el papel de la ciencia en la sociedad. Trabajo en clase 1. Escribe el nombre de la época de la química correspondiente a cada acontecimiento. a) Conocimiento de la estructura de la molécula de ADN b) Búsqueda de la piedra filosofal y el elixir de la vida eterna. c) Paracelso y la misión de la química en la curación de las enfermedades. d) Establecimiento de la teoría atómica. e) Reconocimiento de los primeros metales. f) Preocupación por la continuidad o discontinuidad de la materia g) Establecimiento de la teoría de la conservación de la materia 2. Construye una pequeña historieta acerca de los orígenes de la Química. 3. Elabora una línea del tiempo en donde escribas los principales hechos y personajes que participaron en la Historia de la Química 4. Lee y analiza la siguiente situación, luego responde lo que se te plantea. Durante la clase de química, Andrés pregunta al profesor: ¿Es cierto que cuando el agua tiene sal disuelta demora más tiempo en hervir? Antes de que el profesor pudiera responder, sus compañeros empezaron la siguiente discusión: - Carlos: ¡Absurdo! No es verdad. - Patricia: ¿Quién lo dice? - Elena: ¿Por qué no hacemos la prueba? Al analizar el diálogo, ¿Cuál de los estudiantes asumió una actitud científica? ¿Por qué? 5. ¿Qué harías tú en la práctica para resolver el problema planteado? Tarea: 1. Consulte y escriba en el cuaderno los aportes de la química a la medicina, a la industria de los alimentos y a las comunicaciones. 2. Seleccione una de estas aplicaciones u otra que le llame atención y entregue en un octavo de cartulina (ojalá reciclado) un cartel que explique cuáles han sido los aportes de la Química a esa aplicación
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