Bienvenido a PRACTICA CIENCIA. Este es un blog dedicado a la divulgación científica. Su principal característica es un enfoque basado en la experimentación como punto de partida y en presentar cada nueva entrada justo cuando las anteriores han fijado de manera sólida los conocimientos previos necesarios. Este blog hace uso sistemático de vídeos de youtube, ya que el autor considera que no hay nada como ver para creer y hoy en día hay excelente material didáctico en la red el cual puede ser legalmente utilizado ya que apuntamos directamente a la fuente y al autor del mismo. Así, este blog está cogiendo el formato de lo que podríamos denominar una "youtupedia": entradas apoyadas por vídeos donde hay multitud de enlaces que nos derivan a otras entradas y en el que además se intenta que haya siempre un hilo conductor. Todo ello amenizado por los propios comentarios del autor que son fruto de su experiencia en el campo, tras años de estudio y autoindagación.
El primero de los gases en ser aislado y caracterizado fue el CO2 o anhídrido carbónico. El hallazgo fue publicado por un escocés nacido en Burdeos, Joseph Black, en el año 1756, tras haber estado experimentando con carbonatos de magnesio y de calcio y ver que al ser calentados desprendían un gas transparente que fue denominó 'aire fijo'. Black constató que si encerraba una vela encendida y un ratón en un recipiente estanco que llenaba con este gas, la vela se apagaba y el ratón moría. De ahí que llegara a la conclusión que era un gas irrespirable. Este hallazgo supuso el principio del fin de la idea preconcebida desde la antigua Grecia de que el aire es un elemento fundamental, al evidenciarse de que por contra estaba compuesto de diferentes gases. También ayudó a refutar la teoría del flogisto, ya que en este caso la esencia que se liberaba en la reacción no suponía en ningún grado la capacidad de arder de los reactivos, sino todo lo contrario.
Henry Cavendish cumple con el perfil de científico excéntrico, solitario y maniático que suele venirnos a la mente como arquetipo muchas veces. Incluso llegó a formar parte de una sociedad llamada "Los Lunáticos" que solamente se reunía para debatir de ciencia y filosofía las noches de luna llena. Adoraba a la Luna y a la Ciencia con pasión, sacrificio y meticulosidad y sin embargo era un misógino a toda luz.
Este británico nacido en Francia en el seno de una familia acomodada destacaría por sus contribuciones como físico y químico experimental.
Como muchos de sus colegas contemporáneos gustó de experimentar con gases, haciéndolos reaccionar con metales e intentando aislar los productos resultantes. En esa época era posible obtener metales puros por calcinación o por destilación y se podían aislar gases puros utilizando cubetas neumáticas.Haciendo reaccionar ácidos fuertes con metales (cómo el zinc) Cavendish consiguió aislar el hidrógeno, distinguiéndolo como un gas propio al que denominó 'aire inflamable' por su capacidad de prender en un ambiente propicio, y determinó que era el más ligero de todos los gases. Aunque el hidrógeno ya había sido aislado previamente por Boyle y Hales, él fue el primero en caracterizarlo de una forma precisa.
Los dos principales tipos de reacciones químicas bajo estudio empírico en el siglo XVIII eran las reacciones entre gases y la calcinación de los metales.
La calcinación de metales de hecho venía aplicándose ya desde mucho tiempo atrás como procedimiento práctico de separar un metal puro de los componentes con los que normalmente se encuentra mezclado en la naturaleza (normalmente agua, dióxido de carbono y dióxido de azufre) y se fundamenta en la sometimiento de los materiales a elevadas temperaturas normalmente en hornos especialmente preparados.
Una de las hazañas experimentales más importantes llevadas a cabo a finales del siglo XVIII fue la síntesis de agua a partir de hidrógeno y oxígeno realizada por Cavendish. Cavendish, más conocido por ser el primero en medir de forma experimental la constante de la gravitación universal, consiguió mezclar en un recipiente estanco dos gases que obtuvo de forma independiente mediante el uso de cubetas neumáticas y provocar que reaccionan químicamente activados por el chispazo producido por una corriente eléctrica. Estos dos gases fueron aislados e identificados respectivamente por el propio Cavendish y por Priesley como aire inflamable (hoy en día hidrógeno) y aire desflogisticado (hoy en día identifidado con el oxígeno) según la consideración de que poseyeran o carecieran flogisto.
Este experimento puso de relieve que el agua es un compuesto y no un elemento como se le había considerado hasta entonces (en parte por ser considerado desde la Antigua Grecia como unos de los 4 elementos fundamentales junto a la tierra, el fuego y el aire).
La teoría del flogisto surgió en el siglo XVII para explicar el principio según el cual hay cuerpos que se pueden inflamar y otros que no. La idea inicial surgió que se sepa del alquimista alemán Johann Becher pero su atribución suele adjudicarse a su compatriota Georg Ernest Stahl, que era médico y químico.
Básicamente el flogisto era considerada una sustancia invisible que era liberada gradualmente durante el proceso de la combustión o calcinación de los metales, haciéndose visible por los diferentes tonos de las llamas del fuego y acumulándose en el aire. Según esta teoría solamente las sustancias que contenían flogisto podían arder o calcinarse. Las que no lo hacían era porque carecían del mismo.
También se sostenía que mediante mecanismos que volvieran a introducir una cierta cantidad de flogisto en el producto resultante de una reacción, se podría volver a obtener el reactivo de partida. Y en efecto esto es algo que se podía conseguir en ocasiones, por ejemplo, volviendo a obtener los metales a partir de las sales metálicas que se habían obtenido previamente por calcinación.
El flogisto fue un elemento aceptado durante más de un siglo y se utilizaba para explicar multitud de reacciones químicas hasta que Lavoisier llegó a contradicciones irrefutables al hallar de forma experimental la imposibilidad de justificar
algunos casos de reacciones en la que la masa final del reactivo había aumentado.
otros casos en los que la cal obtenida como producto resultante pesaba más que el metal que actuaba como reactivo inicial.
El oxígeno fue descubierto en el año 1774 por el químico neumático Joseph Priesley gracias a la utilización experimental que hizo de la cuba neumática para obtenerlo en estado gaseoso sobre una superficie de agua encerrada en un recipiente tras calentar mediante un haz de luz focalizado con una lupa dióxido de mercurio en estado líquido. Aunque Priesley nunca fue consciente de que lo que él había descubierto era el oxígeno. De hecho, bautizó a este tipo de gas como "aire desflogisticado" en alusión a la teoría del flogisto imperante en esa época para resaltar la ausencia del mismo.
El mercurio era un elemento que estaba despertando muchísimo interés en aquella época por su particularidad de ser un metal que se presenta en estado líquido en condiciones normales. Pocas décadas más tarde sería también esta particularidad la que facilitaría a Faraday la construcción del mecanismo prototípico del primer motor eléctrico de la Historia.
El óxido de mercurio HgO es un compuesto muy difícil de encontrar en la Naturaleza. A día de hoy se obtiene solamente en unas minas de Texas a partir de un mineral conocido como montroidita.
Son conocidos como los químicos neumáticos un grupo de científicos que haciendo uso de la cuba neumática inventada por Stephen Hales consiguieron aislar y catalogar los primeros gases diferenciados del aire. Entre ellos destaca:
Todos estos hallazgos tuvieron gran influencia sobre Lavoisier, que gracias a ellos pudo experimentar meticulosamente hasta poder enunciar la Ley de la conservación de la masa, verdadero punto de partida de la Química tal y como la conocemos.
En ocasiones hay hallazgos o inventos que pasan desapercibidos para el mundo pero que sin embargo han sido determinantes para que otros lograran avances muy importantes. Este es el caso de la cuba neumática que creó el clérigo inglés y amante de la fisiología Stephen Hales. Con la cuba neumática Hales encontró la manera de separar un gas a partir de una reacción química dada manteniéndolo aislado dentro de un recipiente rellenado parcialmente con agua de forma que no se mezclara con los gases que componen el aire .
La invención de la cuba neumática animó a que otros científicos empezaran a experimentar con diferentes gases liberados a partir de diferentes reacciones. Esto llevo al descubrimiento del anhídrido carbónico, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno, entre otros, a lo largo del siglo XVIII.
A la generación de científicos que experimentaron con la cuba o cubeta neumática también se les conoce como químicos neumáticos.
Que lo visible emerge de lo oculto es algo sobre lo que cada vez más personas se vuelven conscientes pero hay que ver hasta qué punto eso es cierto en el terreno de la Ciencia, por más que les pese a muchos académicos en la actualidad que enarbolan la bandera de la objetividad del método científico y la veracidad del imperio de la razón como contraposición al conocimiento místico del que realmente surgieron.
Durante siglos en Europa la simiente de la nueva Química se fue fraguando a la lumbre de los alquimistas que empezaron a combinar un antiguo conocimiento esotérico con la experimentación. Estos sabios además de un gran afan de aprender poseían códigos éticos de conducta que bien vale la penar echarles un vistazo hoy en día y además se ceñían a ellos con entrega. Hoy en día parece que todo valga con tal de figurar como el descubridor de un nuevo hallazgo o hacer lo que sea para obtener una cuota de éxito y fama...
Una de las personas más influentes durante la Edad Media por sus conocimientos místicos pero también de medicina y Iatroquímica (se podría considerar una antecesora de la farmacia por su aplicación de minerales para el tratamiento de enfermedades) fue Paracelso.
Paracelso, que como tantos en su época se inspiró en el gran místico español Ramón Llull (mejor nos iría rememorando mentes brillantes como ésta o la de Averroes, Teresa de Ávila o Maimónides en lugar de nuestros patéticos conquistadores) desarrolló un interesante estilo de vida que se basaba en 7 reglas.
La Química moderna asentada en el estudio de las compuestos y las reacciones químicas surge de la herencia que dejan tres antiguas disciplinas:
una de base mística: la Alquimia, centrada en la transmutación de los metales para obtener oro a partir del cobre. No entraremos en detalles en valorar si el propósito de tal transmutación era algo más bien simbólico a nivel espiritual que otros quisieron tomar de forma literal o no. Pero el hecho es que detrás de esa búsqueda hubo un desarrollo fruto de la experimentación.
una para ser aplicada a la salud: la Iatroquímica, que surge a partir de la Alquimia y que estudia la aplicación de minerales en diferentes combinaciones para atajar problemas de salud, y cuyo fundador fue el célebre Paracelso.
una de carácter eminentemente práctico: los oficios tecnológicos, de entre los que destacamos fundamentalmente la minería y la metalurgia. La primera era necesaria para obtener los materiales con los que experimentar; la segunda, para separarlos de medio en el que se hallan incrustados en la Naturaleza y tenerlos en su estado más puro diferenciados de cualquier otro material o elemento.
La Historia de la Ciencia no es ajena a la Historia de la Humanidad sino que cómo es lógico ambas van de la mano. El descubrimiento de América por parte de los españoles y la explotación minera masiva que ello conllevó dio un impulso muy grande a las técnicas de extracción y de destilación de los minerales. Precisamente en el monasterio de El Escorial se estableció el laboratorio de destilación más importante del mundo y uno de sus más ilustres representantes fue Diego de Santiago que basaba sus técnicas en los conocimientos de Paracelso.
No quiero pasar por alto el daño irreparable que causó en el joven continente americano el sometimiento de sus pueblos, esclavizados para trabajar en las minas hasta la extenuación y a menudo la muerte, a tal punto que la reducción alarmante de su población "obligó" a las potencias colonizadoras a traer nuevos esclavos de África y finalmente de China en la vertiente occidental (coolies). Episodios dantescos se vivieron en ciudades como Potosí donde se dice que su cerro más alto perdió hasta medio kilómetro de altura cuando terminaron de extraer toda la plata (Las venas abiertas de América Latina de Eduardo Galeano).
Cómo personas interesadas en la Ciencia debemos reconocer periodos en los que el desarrollo de la misma se ha alimentado de grandes desequilibrios y el afán de unos cuantos que movidos por una ambición desmesurada trataban de dominar a los demás y hacían cualquier cosa para adquirir los medios y los conocimientos antes que nadie para mantener esa preponderancia.
También es sabido que a pesar de la predominancia mundial del Imperio español, en el que nunca se ponía el Sol, España apenas aprovechó esa sobreabundancia para desarrollarse ella misma y el pueblo llano español siguió siendo sometido a la nobleza y a los vestigios de la Inquisición.
Por contra, también se sabe que la plata y el oro y otros minerales que desembarcaban en el puerto de Sevilla eran comprados por mercaderes flamencos y holandeses, franceses e italianos, y de todos partes de Europa, que sí los supieron aprovechar para superar la edad oscura y abrir la mente hacia el progreso y el Renacimiento.
Precisamente en este contexto europeo son dos los científicos que podemos destacar por su influencia en el asentamiento de las bases sobre las que nacería la Química actual:
El flamenco Jan Baptista van Helmont:
Fue el primero en distinguir entre sustancias ácidas y alcalinas, conceptos que perviven hasta hoy en día y se aplican sobre todo para distinguir el pH de los alimentos o de sangre.
Fue el primer científico que distinguió entre gas y aire.
El irlandés Robert Boyle:
Fue el primer químico que verdaderamente introdujo la razón, la experimentación cuidadosa y el análisis crítico de los resultados (en otras palabras, el método científico) en la Química. Prueba de su huida de los conceptos preconcebidos es el título de su libro: El Químico Escéptico.
Además Boyle experimentó con gases y encontró la relación inversamente proporcional entre volumen y presión. Esta ley se conoce actualmente como Ley de Boyle-Mariotte, porque fue descubierta de forma independiente por el científico francés Mariotte 12 años después que Boyle
NOTA: A Robert Boyle se le suele considerar para la Química a lo que a Isaac Newton se le considera para la Física.
La primera gran reacción química que el hombre quiso dominar fue la de la combustión por el fuego. Luego en sucesivas lentas etapas la necesidad de defenderse, cazar y cultivar hizo que desarrollara su interés por dominar los elementos bronce, cobre y hierro respectivamente. Ya entrada la Edad Media la minería y la metalurgia constituyeron dos ramales importantes del progreso humano, en la medida en la que facilitaban la extracción de elementos químicos que tras un procesado adecuado eran obtenidos en gran grado de pureza, lo que facilitaría a alquimistas y primeros químicos la experimentación.
