EL NACIMIENTO DE LA QUMICA EN LA PREHISTORIADesde sus orgenes, el hombre fue adquiriendo, los conocimientos necesarios para fabricar productos que hoy usamos, sin siquiera pensar de donde salieron.El hombre primitivo fue explorador de su territorio, tocaba y apreciaba la textura de cada cosa, las ola y produca ruido sobre ellas. El hombre caverncola cazaba su presa y coma la carne cruda, no le quedaba otra alternativa. Pero a medida que formaba comunidades, comenz a sacar provecho de las propiedades de cada cosa, descubri la manera en que poda utilizarlas mejor. Aprendi que la lea al quemarse produca calor; que al beber agua saciaba su sed.En el pasado, los materiales que se usaron en las diferentes actividades humanas, han servido hoy para establecer ciertos periodos en la historia del hombre. As la Edad de Piedra corresponde a la etapa anterior al uso de los metales, y los periodos que siguen, la Edad del Bronce y la Edad del hierro, comprenden la etapa en la que el hombre aprendi a extraer el cobre y el hierro de sus minerales.Un Buen da, alguien arroj al cobre caliente y fundido un misterioso polvo de color gris, y entonces surgi un metal ms resistente: El Bronce. Tambin de manera fortuita, algn otro, al calentar ciertas piedras rojizas sobre carbn de lea, logr obtener un nuevo metal: el Hierro. Los guerreros utilizaron el hierro para fabricar sus armas; sin embargo, la historia nos informa que el agresor, despus de asestar sobre su enemigo un golpe rudo, tena que enderezar la espada. El Problema del metal qued resuelto cuando descubrieron nuevas aleaciones como el acero.La qumica ms antigua que conocemos es la metalurgia, el arte de tratar los metales, un conocimiento que mezcla la magia, la mstica y la tcnica de los pueblos antiguos.EL CONOCIMIENTO DE LA MATERIA EN LAS CULTURAS ANTIGUASCultura Arcaica Egipcia:En el Egipto arcaico alcanz un notable desarrollo la obtencin de colorantes minerales y vegetales, de colas, ceras y barnices. Ello se refleja en un bajorrelieve del Imperio Nuevo procedente del templo de Kalabsa, en la frontera meridional del Alto Egipto, cuyos colores se han conservado durante ms de tres mil aos. El anlisis qumico ha demostrado que el rojo se obtuvo con limonita arcillosa quemada, el amarillo con ocre terroso compuesto por xidos de hierro hidratados, el azul a partir de xido de cobre y el verde, mezclando el amarillo y el azul. Desde el tercer milenio antes de C., los egipcios explotaron los minerales aurferos, principalmente los de los yacimientos del norte de Nubia. La obtencin de oro a partir de ellos se representa en una pintura mural de una tumba del siglo XV anterior a nuestra era. Los minerales se pulverizaban en morteros y molinos de piedra o pisotendolos. Se lavaban y se colocaban en crisoles poco profundos sobre hornos de fundicin, cuyo fuego atizaban esclavos mediante fuelles. Se aada sal y plomo, eliminndose los residuos de plata al formarse cloruro argntico que, junto al plomo, constitua las escorias. A los cinco das, el crisol se sacaba del fuego y el oro fundido se verta en pequeas vasijas en las que se enfriaba y solidificaba. Cultura Clsica China:La extraordinaria fecundidad tcnica de la cultura clsica china ha motivado que sea llamada "cuna de los grandes descubrimientos de la humanidad". En la invencin de la plvora, mezclando salitre, azufre y carbn, se distinguen dos grandes etapas: a mediados del siglo IX se obtuvo plvora "deflagrativa", que arda con una combustin repentina, y dos centurias despus, plvora explosiva. A partir del XIII, el ejrcito chino utiliz caones como el que aparece en un grabado del tratado de artillera de Ching Y (1412), que lanzaban proyectiles esfricos de hierro fundido. En el siglo I se fabricaba ya en China porcelana mediante el procedimiento de cocer caoln a unos 1.280 grados, consiguiendo por vitrificacin un barniz traslcido y totalmente impermeable. En una pintura de un atlas de la poca de la dinasta Ch'ing (finales del siglo XVIII) aparecen los hornos tradicionales en los que se fabricaba. La destilacin del alcohol es otra tcnica de invencin china, expuesta en diversos tratados a partir del siglo VII, que fue despus asimilada por el mundo islmico y el europeo. Una pintura del mismo atlas antes citado (finales del siglo XVIII) representa un alambique, en cuya base hay un horno alimentado con lea; en su interior hay un depsito de enfriamiento o condensador, al que llega agua fra a travs de una tubera central; en la parte inferior izquierda, un tubo lleva la sustancia destilada a un recipiente. Los importantes avances que la metalurgia china consigui en fechas muy tempranas pueden ejemplificarse en el pleno desarrollo de la copelacin a comienzos de la poca de la dinasta Han (siglo III antes de C.), como procedimiento para el refino del oro y la plata, mediante su aleacin con plomo y la oxidacin posterior del plomo fundido para separarlo del metal precioso.

RENACIMIENTO EUROPEOLa principal rebelin total contra las ideas tradicionales en la Europa del Renacimiento fue la del mdico Theophrastus Bombast von Hohenheim, llamado Paracelso, que vivi durante la primera mitad del siglo XVI. Basndose principalmente en las doctrinas alquimistas, desplaz a un segundo plano la teora de los cuatro elementos y tambin la de los cuatro humores orgnicos. Formul una visin dinmica del universo, del cuerpo humano y de sus enfermedades fundamentada en las tres "sustancias" alqumicas ("mercurius", "sulphur" y "sal") y en el "arqueo", fuerza vital especfica que las ordenaba en el cuerpo del hombre.Las tcnicas minerometalrgicas, de destilacin y de ensayo de metales, las ms importantes de carcter qumico en la Europa de Renacimiento, se ilustran con tres obras clsicas espaolas de primer rango: las de lvaro Alonso Barba, Diego de Santiago y Juan de Arfe.

Minerometalurgia:El principal motor del desarrollo tcnico del beneficio de minerales en la Espaa del Renacimiento fue la explotacin de los yacimientos americanos de metales preciosos. La amplia serie de innovaciones que se inici con el mtodo de amalgamacin de minas de plata de Bartolom de Medina (1555) culmin con el Arte de los metales (1640), de lvaro Alonso Barba, tratado que las expuso sistemticamente, aparte de incluir las inventadas por su autor. El grabado representa los "instrumentos que ha de tener el fundidor", entre los que destacan varias balanzas (A,B,C) y un juego de agujas (H) para realizar ensayos de metales preciosos con piedras de toque. Destilacin:El laboratorio de destilacin ms importante de la Europa renacentista fue el instalado en El Escorial. Diego de Santiago fue el ms destacado de los "destiladores de Su Majestad" que trabajaron en l. Public una Arte separatoria (1589), tratado en el que expuso sus aportaciones, entre ellas, un "destilatorio de vapor" de su invencin. Los dibujos que figuran junto al libro representan dicho aparato y una de las grandes "torres de destilacin" del laboratorio de El Escorial. Ensayo de Metales:La importancia econmica que la determinacin de la ley de las monedas tuvo en la Espaa renacentista motiv que en sus cecas se instalaran los mejores medios tcnicos de la poca para el anlisis qumico cuantitativo. La principal figura en este campo fue Juan de Arfe Villafae, "ensayador" de la ceca de Segovia y autor de un Quilatador de plata, oro y piedras (1572), primer tratado sobre el tema impreso en Europa. Los grabados de la exposicin representan su balanza de laboratorio, temprano ejemplo de la lnea que conducira a las modernas de precisin; al propio Arfe colocando una copela en la boca superior del hornillo, con la balanza a sus espaldas; y una redoma y otros recipientes para ensayar el oro con cido ntrico, mediante la tcnica llamada de "encuartacin". La Alquimia Europea:La alquimia de la Antigedad helenstica y del Islam medieval, y a travs de sta, la china- sirvieron de punto de partida a la que se desarroll en Europa desde la Baja Edad Media hasta finales del siglo XVII. Las fuentes expuestas ilustran sus textos y patrones de comunicacin, sus doctrinas y sus aportaciones tcnicas. A diferencia de la ciencia acadmica, la subcultura cientfica en torno a la alquimia utiliz casi exclusivamente manuscritos no accesibles pblicamente sino destinados a iniciados, utilizando por ello un lenguaje esotrico a base de complejas metforas e imgenes que asocian las figuras tcnicas con las alegricas. Se expone la figura de un "horno y vasos de destilacin", procedente de un manuscrito alqumico bajomedieval, y una pgina del titulado Splendor Solis (1582), en la que aparecen smbolos y alegoras de purificacin y "renacimiento". Solamente en el siglo XVII se imprimieron de forma habitual textos alqumicos. La ms clebre compilacin fue el Theatrum Chemicum impresa en Estrasburgo el ao 1659. Sus cuatro volmenes renen, por una parte, versiones latinas de los atribuidos a Hermes Trismegisto, divinidad grecoegipcia, fundador mtico de la ciencia y la tcnica, y a Avicena (siglo XI) y otros autores rabes. Por otra, tratados bajo medievales falsamente atribuidos a grandes personalidades cientficas de la poca, como el alemn Alberto Magno, el mallorqun Ramn Lull y el valenciano Arnau de Vilanova, as como varias obras del cataln Joannes de Rupescissa, mxima figura de la alquimia de la Baja Edad Media. Uno de los tratados apcrifos de Arnau de Vilanova aparece en el ejemplar expuesto censurado por la Inquisicin: hay varias pginas cortadas y la mayor parte de otra est oculta por un fragmento de otro libro pegado en ella. Aportes Tcnicos:Los alquimistas bajomedievales introdujeron en Europa y perfeccionaron numerosas tcnicas. La obtencin de alcohol etlico y el conocimiento de sus efectos como disolvente de las materias orgnicas permiti, por ejemplo, extraer de stas su "quinta essencia", en la que se pensaba residan sus propiedades peculiares, y el hallazgo de los primeros cidos minerales, entre ellos, el "aqua regia" (combinacin de los cidos ntrico y clorhdrico), permiti disolver las inorgnicas, includo el oro. Instrumentos de laboratorio segn las figuras de un manuscrito alqumico de la Baja Edad Media. Los procesos qumicos bsicos fueron desarrollados por los alquimistas. Aparatos para la calcinaccin, sublimacin, degradacin, solucin, destilacin, coagulacin, fijacin e incineracin representados en la Alchemia (1545), de Geber, nombre supuestamente rabe que corresponde en realidad a un autor de la Europa latina. Los alquimistas tardos de la segunda mitad del siglo XVII realizaron todava algunos hallazgos. El ms notable fue el conseguido en 1669 por Hennig Brandt quien, en el curso de sus experiencias con la orina, obtuvo una sustancia blanca y crea que resplandeca en la oscuridad, convirtindose en el primer descubridor conocido de un elemento qumico: el fsforo. La exposicin contiene un cuadro de finales de la centuria siguiente que reconstruye el descubrimiento con sensibilidad prerromntica. El Eclecticismo: LibaviusEntre los seguidores de una postura intermedia entre los paracelsistas y los partidarios de las ideas tradicionales sobresali Andreas Libavius, que insisti en el trabajo de laboratorio y public un influyente tratado sistemtico (1597). De ste proceden los grabados que representan el edificio y el plano de un "laboratorio ideal". Hay en l instalaciones destinadas a destilacin (hh, ff), anlisis cuantitativo (ee) y cristalizacin (O), as como para alquimia (H) y preparacin de medicamentos qumicos. La Segunda Generacin de Paracelsistas: HelmontLa gran figura de la segunda generacin de paracelsistas, que desarroll su actividad durante la segunda mitad del siglo XVII, fue Johann Baptist van Helmont. Realiz, entre otras, importantes investigaciones sobre los gases y las bases, creando el trmino "gas" y denominando "lcalis" a las lejas. Se expone un ejemplar de sus obras completas (1648), abierto por una lmina en la que figura su retrato. La Iatroqumica:El sistema iatroqumico, vigente durante la segunda mitad del siglo XVII, asumi las interpretaciones paracelsistas, pero eliminando sus elementos panvitalistas y metafsicos, que sustituy por el mecanicismo, el atomismo y el mtodo cientfico inductivo. Palestra pharmacutica chymico-galnica (1706) del iatroqumico espaol Flix Palacios, abierta por una de sus lminas sobre instrumentos de laboratorio y reproduccin de su tabla de smbolos.

QUMICA Y FILOSOFA: Los Cuatro ElementosLas explicaciones que solan dar los antiguos a los fenmenos que observaban al aplicar sus tcnicas, se basaban principalmente en especulaciones filosficas, astrolgicas y msticas.. Al Pasar el tiempo el hombre comenz a preguntarse seriamente sobre la naturaleza de la materia, de cmo estar compuesta, de a qu se debern las distintas propiedades de las cosas, y muchas ms interrogantes. De las primeras respuestas a estas interrogantes, nacieron las primeras teoras sobre la estructura y composicin .Una de estas teoras es la que hoy conocemos como la Teora de Los Cuatro Elementos, tomada de Empdocles y perfeccionada por el gran filsofo griego Aristteles, que tuvo vigencia hasta el siglo XVIII. Aristteles afirma que toda experiencia se basa en definitiva, sobre cuatro cualidades: Lo clido ; lo fro ; lo seco ; lo hmedo. Todo lo existente a nuestro alrededor, resulta de la combinacin de estas cuatro cualidades. Entonces, si combinamos lo seco con el fro obtenemos la tierra, lo fro con lo hmedo resulta el Agua, lo hmedo con lo caliente el Aire y finalmente, lo caliente con lo seco, origina el fuego.LA REVOLUCION QUIMICAEl Trait lmentaire de chimie de Antoine Lavoisier (1743-1794), se public en Pars en 1789 y representa la culminacin de la qumica del siglo XVIII que llev al abandono de la teora del flogisto y al uso de nuevas concepciones sobre los elementos y la composicin de los cuerpos. El grabado de la exposicin contiene numerosas referencias al estudio de los gases, entre ellas la reduccin del xido de mercurio a travs del calor producido por una lupa, experiencia utilizada por Joseph Priestley para aislar el oxgeno en la campana de gases. El Texto de Lavoisier contiene la primera tabla de sustancias simples en sentido moderno. A pesar de ello, en el panel puede observarse la presencia en esta tabla sustancias que hoy consideramos compuestas, como la almina (xido de aluminio), la cal o la slice. Lavoisier las incluy porque haba sido incapaz de descomponerlas, aunque predijo que pronto dejaran de formar parte de las sustancias simples. Tambin resulta sorprendente para un lector actual encontrar en esta tabla "sustancias simples" como la "luz" o el "calrico".

La Hiptesis Atmica de John Dalton:La hiptesis atmica de John Dalton (1766-1844) fue formulada a principios del siglo XIX y marc el comienzo del clculo sistemtico de pesos atmicos para todos los elementos. De este modo, podan explicarse las leyes de combinacin establecidas durante estos aos, como la ley de proporciones definidas de Luis Proust, la ley de proporciones mltiples del propio Dalton o la ley de proporciones recprocas de Benjamin Richter (1762-1807), autor que tambin acu el trmino "estequiometra". En el panel puede contemplarse un retrato de Dalton y un cuadro en el que aparece este autor recogiendo "gas de los pantanos" (metano). Tambin hemos reproducido una tabla de Dalton con smbolos atmicos de elementos y compuestos y una tabla de pesos atmicos. Las ideas de Dalton no fueron universalmente aceptadas por los qumicos del siglo XIX. Adems de otros aspectos, para el clculo de los pesos atmicos era necesario realizar algunas "hiptesis a priori" imposibles de comprobar durante estos aos, lo que permiti el mantenimiento de la polmica durante un largo perodo de tiempo. Una prueba de ello es que sigamos utilizando la expresin "hiptesis de Avogadro" para designar la ley que afirma que volmenes iguales de dos gases, en condiciones iguales de presin y temperatura, contienen el mismo nmero de molculas. Cuando Amadeo Abogador, cuyo retrato aparece en el panel, y Andr Marie Ampre (1775-1836) formularon de modo independiente esta afirmacin en los primeros aos del siglo XIX, se trataba de una "hiptesis a priori", imposible de comprobar en la poca. Sin embargo, su uso sistemtico permiti a Stanislao Cannizaro (1826-1910) defender en el congreso de Karlsruhe en 1860 un sistema coherente de pesos atmicos. Los primeros valores de la "constante de Avogadro" fueron obtenidos por Joseph Loschmidt (1821-1895) en 1865, gracias al desarrollo de la teora cintica de los gases, por lo que la IUPAC recomienda el smbolo L para esta constante.La Qumica a Principios del Siglo XIX La qumica aplicada a las artes: El libro de Jos Mara de San Cristbal y Jos Garriga i Buach Curso de Qumica general aplicada a las Artes fue publicado en Pars en los aos 1804 y 1805. Pensionados por el gobierno de Carlos IV para ampliar estudios de qumica en Pars, San Cristbal y Garriga publicaron en la capital francesa esta obra, con la ayuda de otros pensionados, como Manuel Esquivel de Sotomayor, que realiz algunos de los grabados del libro. Se trata de una de las primeras de su gnero publicadas en castellano y supone un esfuerzo por aplicar la nueva qumica a la mejora de las "artes" (vidriera, metalurgia, tintes, etc.). Slo se publicaron dos de los cuatro volmenes previstos. El laboratorio que aparece en el grabado perteneci al qumico francs Nicolas-Louis Vauquelin (1763-1829), uno de los profesores de qumica en Pars de los autores del libro. La qumica mdica:Mateu Josep Bonaventura Orfila i Rotger (1787-1853), que tambin obtuvo una pensin de estudios en Pars para estudiar qumica, es considerado habitualmente como el fundador de la toxicologa moderna. Naci en Mahn, estudi qumica en la Universidad de Valencia y en la escuela de la Junta de Comercio de Barcelona, la cual le ofreci una pensin de estudios que le permiti viajar a Pars. All estudi qumica con Nicolas Vauquelin (1763-1829) y con Jacques Thenard (1777-1857) y se doctor en medicina en la facultad de Pars, de la que lleg a ser decano. Desarroll numerosos trabajos en el campo de la toxicologa y la qumica mdica y particip en la direccin del Journal de chimie mdicale, de pharmacie et de toxicologie Su libro lments de chimie fue publicado por primera vez en 1817 en Pars y se convirti en uno de los principales manuales de enseanza de la qumica de la primera mitad del siglo XIX.NACIMIENTO EN ESPECIALIDADES DE LA QUIMICALa Qumica Inorgnica: El tratado de qumica del sueco Jns Jacob Berzelius (1779-1848) fue una de las obras de referencia ms importantes para los qumicos de la primera mitad del siglo XIX. Adems de sus importantes contribuciones al desarrollo de la qumica inorgnica, Berzelius es recordado por haber introducido las modernas frmulas qumicas. Se expone el primer volumen de la traduccin castellana de los Doctores D. Rafael Sez y Palacios y D. Carlos Ferrari y Scardini que apareci en Madrid en 15 volmenes entre 1845 y 1852. La qumica orgnica:Justus von Liebig (1803-1873) fue uno de los principales artfices del desarrollo de la qumica orgnica del siglo XIX. En la exposicin puede contemplarse la traduccin de su libro Qumica orgnica aplicada a la fisiologa animal y a la patologa..., que apareci en Cdiz en 1845. En el panel aparece tambin un grabado que representa a Liebig trabajando en su laboratorio y otro del laboratorio de Liebig en Giessen en 1842. Este laboratorio es considerado como uno de los centros ms importantes de enseanza de la qumica del perodo. En el estudiaron qumicos tan importantes como A.W. Hofmann, Fresenius, Pettenkofer, Kopp, Fehling, Erlenmeyer, Kekul, Wurtz, Regnault, Gerhardt, Williamson, O. Wolcott Gibbs, entre otros. Tambin estudi con Liebig el espaol Ramn Torres Muoz de Luna (1822-1890) que tradujo al castellano alguna obras del qumico alemn. Una de las contribuciones de Liebig en el campo de la qumica orgnica fue el desarroll de mtodos de anlisis ms precisos y seguros. El grabado inferior, procedente del Tratado elemental de qumica general y descriptiva de Santiago Bonilla publicado a finales de siglo, muestra un aparato basado en el mtodo de Liebig para determinar carbono e hidrgeno en sustancias orgnicas. El procedimiento est basado en la propiedad del xido cprico de oxidar las sustancias orgnicas que con l se calientan para transformarlas en dixido de carbono y agua. La sustancia que se desea analizar se deseca y pulveriza, se mezcla con el xido de cobre y se calienta en el tubo de combustin hasta que se produce la combustin. El agua producida se recoge en tubos que contienen cloruro clcico, mientras que el dixido de carbono se recoge en el aparato de la siguiente ilustracin, el cual contiene hidrxido de potasio. Otra contribucin fundamental en el desarrollo de la qumica orgnica de este perodo fue la introduccin por parte de Berzelius del concepto de "isomerismo" y los estudios cristalogrficos de Louis Pasteur (1822-1895) sobre los ismeros pticos del cido tartrico (cido 2,3-dihidroxibutanodioico). El "trtaro" (un tartrato cido de potasio) era bien conocido por los vinicultores como un slido que se separaba del vino durante la fermentacin. El cido tartrico, constituyente normal de la uva, fue aislado en el siglo XVIII y estudiado por K. G. Scheele. A principios del siglo XIX, se encontr un tipo especial de este cido que tena un comportamiento algo diferente del cido tartrico conocido hasta la fecha, que Gay-Lussac denomin "cido racmico", del latn racemus (uva). Posteriores anlisis mostraron que el cido tartrico giraba el plano de polarizacin de la luz polarizada hacia la derecha (actividad ptica dextrgira), mientras que el cido racmico era pticamente inactivo. Los estudios cristalogrficos de Eilhard Mitscherlich (1794-1863) sobre los tartratos de sodio y amonaco guiaron las investigaciones del joven Louis Pasteur (1822-1895), en ese momento alumno de la Ecole Normale suprieure en Pars. En 1848, Louis Pasteur separ los dos tipos de cristales que formaban el cido racmico y comprob que eran imgenes especulares uno de otro. Una de estas formas cristalinas coincida con los cristales del tartrato y desviaba el plano de polarizacin la luz hacia la derecha, mientras que el otro cristal lo desviaba hacia la izquierda. Tambin comprob que cuando se disolvan cantidades iguales de ambos cristales, la disolucin resultante era pticamente inactiva. La Qumica Analtica:El desarrollo de la qumica analtica a mediados del siglo XIX aparece con las obras de Heinrich Rose (1795-1864) y Karl Remegius Fresenius (1818-1897). Heinrich Rose fue profesor de qumica en la Universidad de Berln, desde donde realiz numerosas contribuciones a la qumica, entre ellas el descubrimiento del niobio. Su libro Handbuch der analytischen Chemie apareci publicado en Berln en 1829 y fue reeditado en numerosas ocasiones durante todo el resto del siglo. Al contrario de lo que haba sido habitual hasta ese momento, Rose trat cada elemento en un captulo separado en el que indicaba sus correspondientes reacciones analticas, esquema que hemos conservado hasta la actualidad. El proceso de anlisis de Rose se abra con el uso del cido clorhdrico que permita identificar la plata, mercurio y plomo. Segua la precipitacin con cido sulfhdrico para continuar con sulfato de amonio y, finalmente, hidrxido de potasio. La traduccin castellana de la obra de Rose que aqu exponemos fue realizada por el mdico cataln Pere Mata i Fontanet (1811-1877), discpulo de Mateu Orfila que realiz una notable produccin en el campo de la toxicologa. Como he dicho anteriormente, K.R. Fresenius (1818-1897) estudi qumica en el laboratorio de Liebig en Giessen. En 1841 public su Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse cuya traduccin castellana aparecida en 1853 se expone. Tanto esta obra como la que dedic ms tarde al anlisis cuantitativo, fue reeditada y traducida en numerosas ocasiones, con sucesivas revisiones del autor para recoger los ltimos adelantos, lo que permite considerarla como una de las principales obras de qumica analtica del siglo XIX. Tambin public la primera revista dedicada a la qumica analtica: Zeitschrift fr analytische Chemie que comenz a aparecer en 1862. Las traducciones al castellano ms completas de la obra de Fresenius fueron publicadas en Valencia gracias a la labor del mdico Vicente Peset y Cervera (1855-1945). La Qumica Fsica: La qumica fsica no se constituy 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 qumica fsica como la termoqumica, la electroqumica o la cintica qumica. El Sistema Peridico de los ElementosEl historiador de la ciencia J.W. van Spronsen distingue tres grandes perodos en la creacin del sistema peridico de los elementos. En primer lugar, durante todo la primera mitad del siglo XIX los qumicos calcularon los pesos atmicos de los elementos y acumularon una gran cantidad de datos experimentales. Durante estos aos, se produjeron ya algunos intentos de relacionar los pesos atmicos con las propiedades de los elementos, la ms conocida de las cuales son las "triadas" de Johann Wolfgang Dbereiner. Dbereiner comprob que en algunos grupos de elementos con propiedades qumica anlogas, como los halgenos bromo, cloro y yodo, el peso atmico de uno de estos elementos era igual a la semisuma de los pesos atmicos de los otros dos: Br = (Cl + I)/2 = (35.470 + 126.470)/2 = 80.470Sin embargo, la creacin de un sistema en el cual todos los elementos se encuentran ordenados de acuerdo con el peso atmico creciente y donde los elementos con propiedades anlogas ocupan columnas o grupos, no tuvo lugar hasta la dcada de los aos sesenta del siglo pasado. A pesar de la imagen que suele repetirse en los algunos libros de texto, el descubrimiento del sistema peridico de los elementos debe ser considerado como un descubrimiento mltiple realizado por investigadores de varios pases que, en algunos casos, no tenan conocimiento de los trabajos del resto. Puedo considerar el trabajo del francs Alexandre Emile Bguyer de Chancourtois (1820-1886) como una de las primeras aportaciones en este sentido. Su vis tellurique, que se encuentra reproducida en nuestra exposicin, apareci publicada en 1862. Representa un cilindro sobre cuyas caras se han colocado los elementos en orden creciente de nmeros atmicos, de modo que los elementos con propiedades anlogas, como el oxgeno, azufre, selenio y teluro, ocupan una columna. Entre 1862 y 1871, se propusieron sistemas peridicos semejantes por diversos autores como John Alexander Reina Newlands (1837-1898), William Odling (1829-1921), Gustavus Detlef Hinrichs (1836-1923), Julius Lothar Meyer (1830-1895) y el ruso Dimitri Ivanovith Mendeleieff (1834-1907). En un panel de la exposicin puede contemplarse una reproduccin de un manuscrito de Mendeleieff con una de las primeras versiones de su sistema peridico, as como una versin impresa posterior. Mendeleieff consideraba que la relacin entre los pesos atmicos y las propiedades de los elementos constitua una "ley peridica", lo que le llev a dejar huecos para elementos an no descubiertos, de los que predijo algunas de sus propiedades. Si este segundo perodo de la historia del sistema peridico de los elementos puede denominarse como el "perodo de descubrimiento", el siguiente lo podemos denominar como el "perodo de explicacin". En efecto, slo con la introduccin del concepto de "nmero atmico" y con la aclaracin de estructura electrnica de los tomos, gracias a la mecnica cuntica, ha sido posible explicar las caractersticas de este sistema peridico descubierto por los qumicos de la segunda mitad del siglo XIX. Los Modelos Atmicos y el Desarrollo de la Mecnica CunticaLas investigaciones sobre la interaccin entre la luz y la materia y sobre los espectros atmicos, el descubrimiento de la radiactividad, los estudios sobre la relacin entre la electricidad y la materia y las conclusiones obtenidas del anlisis de los llamados Cathodenstrahlen (rayos catdicos) producidos en los tubos de vaco fueron, entre otras muchas causas, el punto de partida de los modelos atmicos de principios del siglo XX. En 1897, Joseph John Thomson (1856-1940) public varios artculos en los que estudiaba la desviacin de los rayos catdicos provocada por un campo elctrico creado dentro del tubo. Thomson pudo calcular el cociente entre carga y masa de las partculas que formaban los rayos catdicos y comprob que era independiente de la composicin del ctodo, del antictodo o del gas del tubo. Se trataba -concluy Thomson- de un componente universal de la materia. Hoy denominamos a estas partculas que constituyen los rayos catdicos "electrones". Thomson se convirti en defensor de un modelo atmico que consideraba el tomo de hidrgeno como una esfera cargada positivamente, de unos 10-10 m, con un electrn oscilando en el centro. Al igual que pas con los rayos catdicos, la naturaleza de los rayos descubiertos por Wilhem Conrad Rntgen en 1895 fue motivo de controversia en los primeros aos de su descubrimiento. El carcter misterioso de sus propiedades llev a Rnteg a denominarlos "rayos X". Los rayos X suscitaron el inters de numerosos investigadores, entre ellos el francs Antoine Henri Becquerel (1852-1908). Becquerel estudi las caractersticas de los rayos emitidos por las sales de uranio y observ, casualmente, que eran capaces de impresionar una placa fotogrfica sin intervencin de la luz solar. En 1897, la joven polaca Marie Sklodovska, que haba contrado matrimonio dos aos antes con Pierre Curie, profesor de la Ecole de Physique et de Chimie de Paris, eligi como tema de su tesis doctoral el estudio de los rayos urnicos de Becquerel. Un ao despus Pierre y Marie Curie anunciaron el descubrimiento de dos elementos ms radiactivos que el uranio: el polonio y el radio. En 1895, Ernest Rutherford (1871-1937) comenz a trabajar sobre las caractersticas de la radiacin emitida por las sustancias radiactivas en el laboratorio de J. J. Thomson, un tema que tambin estaban estudiando el matrimonio Curie. En el curso de su estudio comprob la existencia de dos tipos de radiaciones diferentes que denomin a y b. Aos ms tarde, en su laboratorio de Manchester, Hans Geiger y Ernest Marsden, colaboradores de Rutherford, lanzaron partculas a contra placas delgadas de diversos metales y, sorprendentemente, comprobaron que una pequea fraccin [una de entre 8.000] de las partculas a que llegaban a una placa metlica volvan a aparecer de nuevo en el lugar de partida. Rutherford consider que el modelo atmico de Thomson era incapaz de explicar estas desviaciones y en abril de 1911 propuso un modelo atmico que trataba de explicar esta experiencia. El modelo, que haba sido propuesto anteriormente por el investigador japons Hantaro Nagaoka, consista en un ncleo central (una esfera de 3x10-14 m de radio) que poda estar cargado positiva o negativamente, rodeado de una "esfera de electrificacin" de unos 10-10 m de radio, con la misma carga, pero de signo opuesto, que el ncleo. Este modelo tena un problema obvio: las cargas elctricas girando alrededor del ncleo deban tener una aceleracin producida por este movimiento circular y, por lo tanto, deberan emitir radiacin y perder energa hasta caer en el ncleo. Dicho en otras palabras, el modelo era inestable desde el punto de vista de la fsica clsica. Los estudios sobre los espectros de emisin y absorcin de los diferentes elementos y compuestos eran realizados de modo sistemtico desde los trabajos de Bunsen y Kirchhoff que dieron lugar al primer espectroscopio en 1860, asunto que tratamos en nuestra exposicin en el apartado dedicado al desarrollo de la espectroscopa. A finales del siglo XIX, tras numerosas propuestas anteriores, Robert Rydberg (1854-1919) pudo proponer una frmula general para los valores las longitudes de onda de las rayas espectrales del hidrgeno: 1/l = R [(1/n1)2 - (1/n2)2]En la que n1 y n2 eran nmeros enteros y R la constante de Rydberg cuyo valor es de 1.097 107 m-1. Se trataba de una ley emprica para la cual no existi una explicacin terica aceptable hasta el desarrollo del modelo atmico de Niels Bohr (1885-1962) a principios del siglo XX. Un ejemplo de las ideas existentes sobre el enlace qumico a principios de siglo, antes del desarrollo de la mecnica cuntica, son los modelos de Gilbert Newton Lewis (1875-1946). Estos modelos, popularizados por qumicos como Irving Langmuir, siguen siendo utilizados para explicar algunas caractersticas de los enlaces qumicos, a pesar de que han sido superadas muchas de las ideas que sirvieron a su autor para proponerlos en 1916. Instrumentos Cientficos utilizados en la QumicaEl Desarrollo de la Espectroscopia:Aunque anteriormente se haban realizado notables aportaciones en este campo, se puede considerar que la espectroscopia moderna parte de los trabajos desarrollados en 1859 por Robert Wilhelm Eberhard Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff , profesores de qumica y de fsica en la Universidad alemana de Heidelberg, respectivamente. Kirchhoff estaba interesado por los problemas de la ptica, mientras que Bunsen haba trabajado anteriormente en los anlisis cualitativos de elementos basados en el color de la llama. En 1857, Bunsen construy un mechero de gas que produca una llama sin humo y que poda ser fcilmente regulada. En la exposicin aparecen varios de estos "mecheros Bunsen", cuyo esquema aparece representado en el panel dedicado al desarrollo de la espectroscopa.El uso del espectroscopio permiti a los qumicos del siglo XIX detectar sustancias que se encontraban en cantidades demasiado pequeas para ser analizadas con procedimientos qumicos tradicionales. Los nombres de algunos elementos, como el rubidio, cesio, talio e indio, descubiertos gracias a la aplicacin de esta nueva tcnica de anlisis, recuerdan el color de sus lneas espectrales caractersticas. En la lmina coloreada con los espectros de emisin de los elementos puede observarse la lnea espectral caracterstica del cesio que es de color azul celeste. A partir de esta propiedad, se acu el nombre de este elemento que procede del adjetivo latino caesius que significa "azul claro". El Colormetro:El colormetro es un aparato basado en la ley de absorcin de la luz habitualmente conocida como de "Lambert-Beer". En realidad, estos dos autores cientficos nunca llegaron a colaborar puesto que un siglo separa el nacimiento de ambos. Lambert (1728-1777) realiz sus principales contribuciones en el campo de la matemtica y la fsica y public en 1760 un libro titulado Photometria, en el que sealaba la variacin de la intensidad luminosa al atravesar un rayo de luz un cristal de espesor "d" poda establecerse como I = Io e-kd, siendo "k" un valor caracterstico para cada cristal. En 1852, August Beer (1825-1863) seal que esta ley era aplicable a soluciones con diversa concentracin y defini el coeficiente de absorcin, con lo que sent las bases de la frmula que seguimos utilizando actualmente: ln(I/Io) = -kcd k = Coeficiente de absorcin molecular, caracterstico de la sustancia absorbente para la luz de una determinada frecuencia.c = Concentracin molecular de la disolucin d = Espesor de la capa absorbente Esta propiedad comenz a ser utilizada con fines analticos gracias a los trabajos de Bunsen, Roscoe y Bahr, entre otros. Balanza analtica:La balanza ha sido un instrumento utilizado tradicionalmente por los cultivadores de la qumica a lo largo del tiempo. Algunos autores suelen considerar la obra de Antoine Lavoisier como el punto de partida del empleo sistemtico de las balanzas en qumica, gracias al uso del principio de conservacin de la masa. Hemos visto en nuestra exposicin que esta afirmacin no es totalmente correcta puesto que la balanza era un instrumento fundamental de trabajo de los "ensayadores de metales", como lo demuestra el libro de Juan de Arfe expuesto, una de cuyas lminas representa una balanza. En cualquier caso, podemos afirmar que el establecimiento de las leyes qumicas cuantitativas a finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX supuso un mayor protagonismo de la balanza dentro de la qumica. El desarrollo de los mtodos gravimtricos de anlisis durante el siglo XIX oblig a la bsqueda de balanzas ms cmodas y precisas para el trabajo cotidiano de los qumicos. En la exposicin se puede contemplar una balanza analtica de este siglo que fue utilizada en la Facultad de Ciencias de Valencia. El Polarmetro:El fenmeno de la polarizacin de la luz era conocido desde los trabajos de Christian Huygens (1629-1695) pero fue estudiado a fondo por Jean Baptiste Biot (1774-1862) a principios del siglo XIX. Tras estudiar el fenmeno sobre un cristal de cuarzo, Biot encontr la existencia de sustancias que giraban el plano de polarizacin de la luz hacia la derecha (dextrgiras) y otras que lo hacan hacia la izquierda (levgiras). Los primeros polarmetros fueron diseados en los aos cuarenta del siglo pasado, gracias al uso de los prismas ideados en 1828 por William Nicol (1768-1851), El desarrollo comercial del polarmetro tuvo lugar en Alemania y Francia, debido a su valor en el anlisis del azucar, lo que llev a desarrollar un tipo especial de polarmetros, especialmente adaptados para estos anlisis, que se denominaron sacarmetros. El principio del polarmetro es muy simple, como puede comprobarse a travs de la luz introducida es polarizada en un plano determinado mediante el polarizador (A) y luego se hace pasar a travs de la disolucin de la sustancia que se pretende analizar. A continuacin, esta luz pasa por un nuevo polarizador (C) que deber estar colocado en la posicin adecuada para permitir el paso de la luz hasta el objetivo (F), para lo cual se dispone de un sistema que permite girarlo alrededor de un eje. Gracias a la lente (D), podemos leer en el crculo (EE) el ngulo que es necesario girar el segundo polarizador para obtener un mximo de intesidad luminosa. Si medimos este ngulo cuando el recipiente est vaco y cuando el recipiente est lleno con una sustancia opticamente activa, la diferencia entre ambos valores nos permite calcular el poder rotatorio de la disolucin. El poder rotatorio de una disolucin de una sustancia depende del espesor de la capa atravesada, la naturaleza de la sustancia analizada, la concentracin de la disolucin, la longitud de onda de la luz y la temperatura. Si conocemos la rotacin ([a]tl) producida por un disolucin de 1 g/ml de la sustancia en una columna de lquido de 1 decmetro de longitud para una longitud de onda fija (l), podemos determinar la concentracin de la muestra analizada a travs de la frmula:[a] = [a]tl l cDonde [a]tl es el poder rotatorio especfico de la sustancia correspondiente para una temperatura y una longitud de onda determinada, que normalmente suele ser la lnea D del sodio. [a] es la rotacin producida por una columna de lquido de longitud "l" (dm) y concentracin "c" (g/ml). El polarmetro que se expone utiliza un mtodo ms exacto para el clculo de rotacin del plano de rotacin de la luz, mediante el uso de tres polarizadores. Se trata de un modelo conocido como "polarmetro de Lippich". BibliografaInternet:WWW.LEVITY.COM/ALCHEMY/HOME.HTMLWWW.WOODROW.ORG/TEACHERS/CI/1992/WWW.TODOQUIMICA.COMWWW.CRECES.CLWWW.ICARITO.CLWWW.NONOGRAFIAS.COMWWW.UV.ES/_BERTOMEU