QUIMICA 2014

Introducción

La química es un ciencia activa y en continuo crecimiento tiene una importancia fundamental para nuestro mundo tanto en el ámbito de la naturaleza como de la sociedad. Sus orígenes son muy antiguos, la Química comienza cuando el hombre aprendió a utilizar el fuego para modificar las cosas en su provecho, como para fabricar piezas de alfarería, cocinar alimentos y construir objetos metálicos.

Objetivos

Desarrollar una concepción científica de las Ciencias Naturales mediante el conocimiento y aplicación de la estructura sustantiva y sintáctica de la química.

Entender los procesos químicos fundamentales y plantearse el estudio analítico de los mismos

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APLICACIÓN DEL MÉTODO CIENTÍFICO EN EL CAMPO DE LA QUÍMICA

El método científico: para reconocer los diversos aspectos del mundo en que se vive, la química recurre a un riguroso  procedimiento  intelectual: el método científico.Con su apropiado empleo:

examina objetos y hechosacumula informaciónselecciona, organiza, compara y relaciona los datos obtenidos con una doble finalidad:

o describir la naturalezao e interpretarla

La simple enumeración de fenómenos observados no es suficiente para el científico cuya máxima aspiración es explicar las causas y los mecanismos que producen dichos fenómenos. Cuando la química investiga la realidad, en procura de nuevos conocimientos se comporta como una ciencia pura. Si la química persigue fines utilitarios, aprovechando los conocimientos para beneficio de la humanidad se convierte en ciencia aplicada.

Tres son las etapas sucesivas del método científico:1. la observación, seguida de la experimentación2. la generalización, que consiste en la enunciación de definiciones,

reglas, leyes, teorías. etc.3. la comunicación de los conocimientos

INICIOS DE LA QUÍMICA

La Química comienza cuando el hombre aprendió a utilizar el fuego para modificar las cosas en su provecho, como para fabricar piezas de alfarería, cocinar alimentos y construir objetos metálicos.

La química, considerada como ciencia, tiene su origen en las culturas mesopotámicas y egipcias, unidas ambas en la Grecia Clásica.

Alquimia

Estas ideas sencillas predominaron de una forma u otra a través de la Alquimia hasta el siglo XVIII, en donde tuvo lugar la transformación de todos los saberes químicos en una verdadera ciencia en el sentido moderno

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La Alquimia ocupa el estado intermedio entre el saber químico de la Grecia Antigua y los cimientos de la química moderna en los siglos XVII-XVIII. Este largo viaje en la historia a través de la Edad Media, con las aportaciones de la cultura Árabe, parte de las explicaciones aristotélicas de la transformación de unos elementos en otros.

La alquimia puede ser considerada como la precursora de la moderna ciencia química antes de la formulación del método científico.

Teoría del Flogisto

Flogisto, sustancia hipotética que representa la inflamabilidad, según la cual toda sustancia susceptible de sufrir combustión contiene flogisto, y el proceso de combustión consiste básicamente en la pérdida de dicha sustancia. Fue postulada a finales del siglo XVII por los químicos alemanes Johann Becher y Georg Stahl para explicar el fenómeno de la combustión

Química neumática

Uno de los principales motores del desarrollo de la Química en el siglo XVIII fue el interés por el aire en particular y por los gases en general. Surge así lo que se denomina Química Neumática que permitió desvelar el misterio de la composición del aire, así como el descubrimiento de sustancias gaseosas sumamente importantes.

El aire había sido considerado como un elemento químico hasta la época moderna. Se le consideraba homogéneo e inerte, o sea, que no participaba en las reacciones químicas

Todos los gases conocidos hasta entonces eran “aires” ya que se suponía que el aire podía estar contaminado por vapores y olores que lo impurificaban temporalmente.

En el siglo XVIII los gases pasan a tener una entidad propia y diferenciada, como los sólidos y los líquidos, y planteaban su desafío a los químicos. Muchos de ellos dedicaron sus esfuerzos a dilucidarlos.

Médico escocés,  al descubrir el anhídrido carbónico (dióxido de carbono). Black estaba estudiando las posibilidades del bicarbonato de

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magnesio para neutralizar el exceso de acidez en el estómago. Comprobó que se liberaba una sustancia gaseosa cuando dicha sustancia se ponía en contacto con ácido vitriólico (ácido sulfúrico). Se le llamó”aire fijo”, ya que parecía que se encontraba fijo en el bicarbonato en forma sólida. Black demostraría más tarde la presencia del “aire fijo” en los productos de la fermentación y en el aire espirado

Aunque el hidrógeno ya fue obtenido por Boyle y por otros químicos, nadie lo había caracterizado ni probado su individualidad. Se conocía que podía obtenerse hidrógeno por la acción de un ácido sobre un metal, reacción que utilizó Cavendish para determinar el peso específico del hidrógeno.

El nitrógeno es más que probable que fuese encontrado independientemente  por tres  científicos, y por métodos científicos: Daniel Rutherford (1749-1819), discípulo de Black, Scheele  y Cavendish. Ninguno de ellos hizo públicos sus resultados. Los tres coincidieron al evaluar de forma bastante aproximada la proporción de nitrógeno en el aire, aunque avanzaron poco en la comprensión de su naturaleza.

Pese a las reivindicaciones que hubo en su momento, no cabe duda que fue Schelle el primero que caracterizó al oxígeno entre 1770 y 1773. Mediante el calentamiento de óxido de mercurio, carbonato de plata y otras sustancias, Scheele recogió un gas, al que inicialmente llamó “aire vitriólico”, caracterizado por ser inodoro e insípido y, sobre todo, por alimentar la combustión de forma más activa que el aire ordinario. Scheele también descubrió el cloro, el molibdeno y el tungsteno

Antoine Lavoisier

Químico francés, nacido el 26 de agosto de 1743 en París

Sus detallados estudios, entre otros: el estudio del aire, el fenómeno de la respiración animal y su relación con los procesos de oxidación, análisis del agua, uso de la balanza para establecer relaciones cuantitativas en las reacciones químicas

Lavoisier realizó los primeros experimentos químicos realmente cuantitativos. Demostró que en una reacción, la cantidad de materia siempre es la misma al final y al comienzo de la reacción. Estos experimentos proporcionaron pruebas para la ley de la

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conservación de la materia. Lavoisier también investigó la composición del agua y denominó a sus componentes oxígeno e hidrógeno.

Experimento de Lavoisier y Ley de conservación de la masa

Lavoisier calentó agua utilizando un aparato que condensaba el vapor y lo devolvía al recipiente sin perder un solo gramo de agua

Peso el agua y el recipiente antes y después de realizar el experimento

Gracias a este “sencillo experimento” demostró que el peso del matraz del condensador y del agua seguía siendo el mismo antes y después de una prolongada ebullición

Sin embargo un sedimento terroso seguía apareciendo

Extrajo y pesó el depósito formado así como el matraz

Y comprobó que la suma de ambos era igual al peso del matraz antes de iniciar la experiencia =)

Es decir el poso terroso provenía de la descomposición del vidrio producto del calor.

El principio propuesto por Newton en el área de la Física con respecto a la energía:

“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”

Se aplicó a la química:

“La materia no se crea ni se destruye, solo se reorganiza”

RAMAS DE LA QUIMICA

Química General: Estudia los fenómenos comunes a toda la materia, sus propiedades y leyes. Ciencia experimental que se ocupa de las transformaciones de unas sustancias en otras sin que se alteren los elementos que las integran. La química moderna introduce en el ambiente moléculas complejas que antes no existían en la naturaleza. La rama más peligrosa es la producción de la química orgánica. La otra que ataca el medio es la química del azufre; sólo tiene los anhídridos y SEXTO MAGISTERIO PARVULARIO BILINGÜE INTERCULTURAL 5

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los ácidos sulfurosos y sulfúricos, los sulfuros y los sulfatos. Pero la química orgánica -a partir de la química del carbón y la petroquímica- logran enlazar el carbono, el hidrógeno y el oxígeno en una variedad ilimitada de estructuras. Fabrica moléculas nuevas que nunca han existido atacando la ley biológica de que siempre hay una enzima que destruye cada molécula que se construye

El mayor éxito y el más peligroso de la química orgánica es la invención de los hidrocarburos clorados: El PCB, el PVC, DDT, Ticlorofenol que desprende la Dioxina, altamente tóxica y quede lugar a mutaciones. Todos con aplicaciones diversas, pero igualmente tóxicos.

Se puede dividir en:

Química pura Estudia las sustancias tanto orgánicas como inorgánicas, y los métodos que se emplean para ello.Química aplicada Utiliza los procedimientos de la química pura para resolver problemas de distintas áreas

Las ramas de la Química Pura

Química Orgánica: Estudia las sustancias de la materia viviente. Justus von Liebig (1803-1873) fue uno de los principales artífices del desarrollo de la química orgánica del siglo XIX. También estudió con Liebig el español Ramón Torres Muñoz de Luna (1822-1890) que tradujo al castellano alguna obras del químico alemánQuímica Inorgánica: Estudia las sustancias constituyentes de la materia sin vida.El tratado de química del sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) fue una de las obras de referencia más importantes para los químicos de la primera mitad del siglo XIX. Además de sus importantes contribuciones al desarrollo de la química inorgánica, Berzelius es recordado por haber introducido las modernas fórmulas químicas. Se expone el primer volumen de la traducción castellana de los Doctores D. Rafael Sáez y Palacios y D. Carlos Ferrari y Scardini que apareció en Madrid en 15 volúmenes entre 1845 y 1852.

Química Analítica: El desarrollo de la química analítica a mediados del siglo XIX aparece con las obras de Heinrich Rose (1795-1864) y Karl Remegius Fresenius (1818-1897). Heinrich

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Rose fue profesor de química en la Universidad de Berlín, desde donde realizó numerosas contribuciones a la química, entre ellas el descubrimiento del niobio. El proceso de análisis de Rose se abría con el uso del ácido clorhídrico que permitía identificar la plata, mercurio y plomo. La traducción castellana de la obra de Rose que aquí exponemos fue realizada por el médico catalán Pere Mata i Fontanet (1811-1877), discípulo de Mateu Orfila que realizó una notable producción en el campo de la toxicología. En 1841 publicó su Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse cuya traducción castellana aparecida en 1853 se expone. También publicó la primera revista dedicada a la química analítica: Zeitschrift für analytische Chemie que comenzó a aparecer en 1862. Las traducciones al castellano más completas de la obra de Fresenius fueron publicadas en Valencia gracias a la labor del médico Vicente Peset y Cervera (1855-1945.

Físico-Química: Estudia los fenómenos comunes a estas dos ciencias. La química física no se constituyó como especialidad independiente hasta finales del siglo pasado y principios del actual. A pesar de ello, durante todo el siglo XIX se realizaron notables aportaciones a algunos de los campos que habitualmente suelen reunirse bajo la química física como la termoquímica, la electroquímica o la cinética química.

Química Preparativa: Estudia la preparación y purificación de sustancias en laboratorio para desarrollar nuevos productos

Las ramas de la Química Aplicada

Quimiurgia: Estudia la aplicación de la química en la agricultura con vistas a su utilización como materia prima en otras industrias; las mieles, por ejemplo obtenidas de los azúcares de remolacha pueden utilizarse como base de alcohol, las tusas de maíz para combustible, el maní para lanas artificiales (Ardil), la grasa de la lana de los carneros para unturas y cosméticos y el furfural para una amplia variedad de productos

Bioquímica: Estudia los procesos químicos que ocurren en los seres vivos o sea quiere decir la base molecular de la vida. En los

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procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular. Al conjunto de reacciones que suceden dentro de los seres vivos se le llama metabolismo. Actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas. Gracias al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se esclarecieron los mecanismos de transmisión de la información genética de generación a generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los organismos completos.

Astroquímica: Estudia la composición sustancial existente en el universo. Es la ciencia que se ocupa de la composición química del Sol y de los planetas, de las estrellas y de la materia difusa interplanetaria o, más en general, interestelar

La astroquímica estudia el comportamiento de los diversos tipos de moléculas y de iones libres en la atmósfera de los cuerpos celestes, e investiga, además, la formación del denominado polvo cósmico y la abundancia relativa de los elementos químicos en el Universo

Cristaloquímica: Sobre la relación entre la composición química y las propiedades y formas de cristalización de las sustancias

Química Farmacéutica: Estudia la estructura, propiedades y aplicaciones de los medicamentos

Química técnica o industrial: Trata de la obtención de sustancias  en operaciones generales o unitarias (ingeniería química) o cada industria en particular (química industrial

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Otras Ramas de la Química

Radioquímica: Estudia las transformaciones de los elementos y sustancias radioactivas. También estudia las propiedades de los radioisótopos, los métodos para su obtención y purificación, su uso en la investigación química y los efectos químicos de las transformaciones nucleares.

Estequiometria: Es la rama de la química que se encarga de estudiar las relaciones ponderales (de peso), masa-masa, mol-mol, masa-volumen, mol-volumen... de las substancias que participan en una reacción química. Para que dicha ley se cumpla las ecuaciones químicas deben estar correctamente balanceadas; para ello existen tres diferentes métodos de balanceos de ecuaciones, de balanceos de ecuaciones, son tanteo, algebraico, redox

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CONCLUSIONES

El método científico es de suma importancia para el estudio de la química, ya que a través de sus pasos se pueden realizar varias investigaciones químicas.

La química ha aportado a la sociedad grandes avances que le ha servido de mucho, entre ellos podríamos mencionar, medicamentos para curar alguna enfermedad.

La química para su estudio se divide en variad ramas, esto permite un estudio más detallado de esta area, que es la química.

RECOMENDACIONES

Debemos de comprender con exactitud los pasos del método científico.Los aportes de la química los debemos utilizar conscientemente, y no perjudicar a la sociedad.

BIBLIOGRAFÍA

Biasoli G.;Weitz C.;Chandías D.; “ Química General e Inorgánica” Brescia F; Arents C; Meislich H “Fundamentos de Química”. Santillana Polimodal “Química I” (Sistemas materiales. Estructura de la Materia Transformaciones Químicas) 1998.

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