Author Archives: terquimica

A Química é vida


É posible vivir sen Química?

Abonda con ollar ao noso redor, con observar a nosa actividade cotián e a vida dos demáis para decarse que non. De certo, non seria posible a nosa existencia, tal e como a coñecemos, sen o concurso da ciencia central, da Química. Da ciencia que estuda a estrutura, composición, propiedades e transformación das substancias. Da ciencia que estuda a materia que nos circunda e que a transforma mediante o concurso das reaccións químicas. Da ciencia que o mesmo estuda as características de determinado polímero co que se fabrican os chips, que a composición e estrutura de determinado material descuberto nas últimas excavacións arqueolóxicas ou mesmo as propiedades de determinado meteorito. Consecuentemente, a Química forma parte de todos os aspectos da nosa existencia, das nosas tarefas diarias, desde a máis simple até a máis complexa, desde a preparación e asimilación dos nosos alimentos ata a conservación da vida no planeta.

Aspectos tales como o coñecemento e comprensión da estrutura da materia, das macromoléculas que realizan as  funcións e os procesos bioquímicos máis elementais, tamén os máis complexos, das reaccións químicas que están na base da explicación dos mecanismos que regulan a vida, da enerxía que se precisa para que esta se manteña e da regulación dos procesos metabólicos máis comúns, son deudores da ciencia experimental que liga a base e estrutura física dos seres vivos co seu mecanismo e función biolóxica.

Para alimentar e facilitar o benestar dun número cada vez maior de persoas foi necesario inventar novos materiais, como os plásticos e os polímeros, que permitiron o desenvolvemento de amplas capas sociais, producir novos  fertilizantes e pesticidas precipitando e acrescendo os procesos naturais, controlando e aminorarando as pragas e as doenzas das prantas, poñer en práctica as técnicas do frío relacionadas coa conservación de alimentos, descubrir novas substancias farmaceuticas que melloran a nosa saúde e prolongan a vida e deseñar novos procesos industriais para xenerar a enerxía e os produtos capaces de manter todo o ciclo económico e produtivo no que está baseado a sociedade actual.

O reto para o futuro será substituir os procesos químicos contaminates e nocivos para o medio ambiente por outros respectuosos e que contribúan a diminuir os efectos da contaminación nas súas diferentes modalidades e formas.  Pasar dunha química industrial na que o coste medioambiental estivo mais ben ausente a outra na que o teña en conta para construir unha química posible, sustentable e facilitadora de vida.
Todos os recursos, bens, gozos e praceres que a natureza nos subministra son o resultados de átomos e moléculas, de procesos de transformación e formación que a Química foi quen de descubrir, estudar e comprender para poder melloralos e polos a disposición dun número cada vez maior de persoas.

A Química tamén está directamente relacionada co establecemento do xenoma humano, da secuenciación das bases do ADN e figura na base da síntese e obtención dos máis diversos remedios e medicamentos que palían o efecto das enfermidades, tratando de imitar aos procesos biolóxicos naturais cando non mellorándoos para permitir a  curación das doenzas e aumentar o benestar e a saúde da populación.
Se reparamos no horizonte que se lle abre á Química podemos constatar que, segundo algúns estudosos e espertos, moi posiblemente no futuro, os  camiños poderán tomar algunhas das seguintes direccións:
1. Substituir as fontes de enerxía baseadas nos combustibles fósiles por outras máis sustentables e menos contaminates. Neste sentido ábrense campos de moi prometedoras perpectivas: pilas de combustible, que producen enerxía liberando auga no canto de dióxido de carbono, combustibles baseados no hidróxeno obtido a partir da auga, ou combustibles baseados no metal obtido a partir de auga e dióxido de carbono, ou ben os biocombustibles a base de etanol, obtido a partir da celulosa.

2. Obtención de modernos catalizadores a partir de materiais baratos e non contaminantes, que permitan a realización eficiente e económica das reaccións químicas. Moitos procesos industriais importantes non serían posibles sen a presenza de substancias eficaces e perdurables no tempo que permiten que se realicen de forma rápida e eficazmente.

3. Síntese de novas e máis potentes moléculas con efectos terapeuticos máis selectivos e eficaces. Moléculas e macromoléculas que substitúan con garantía ás naturais cando elo fose necesario.

4. Deseñar e poñer en funcionamento novos sistemas de valorización da biomasa como fonte para producir novas substancias útiles, tirando valor económico á producción de montes e bosques, lonxe de usos máis convencionais como materia combustible.

5. Estudar procesos de síntese de substancias a partir de produtos refugallo ou de substancias contaminates de outros procesos industriais, tendo como base a reciclaxe e a reutilización.

6. Estudar as relacións entre a estrutura e a función nas proteínas, aumentando a colaboración coa ciencia biolóxico na procura de un maior aproveitamento dos beneficios derivados da secuenciación do xenoma humana de cara comprender mellor certas doenzas con base xenéticas e poder sintetizar medicamentos máis selectivos.

7. Colaborar na obtención mediante procesos biotecnolóxicos de substancias tales como o etanol, o biogás, o butanol, a acetona o glicerol e determinados ácidos e enzimas. Similarmente empregar tales procesos para mellorar o medio ambiente mediante a recuperación e reutilización do petróleo e os seus derivados, do tratamento do lixo e da purificación das augas.

8. Deseño e síntese de novos fertilizantes “intelixentes”, que libertan o nitróxeno a medida que a pranta o vai precisando, e de mellores pesticidas máis selectivos, eficientes no combate das pragas mais inócuos en ralación a certos insectos útiles a ao home.

9. Síntese de nanopartículas para construir nanomateriais, nomeadamente na forma do carbono que se ten demostrado con grande futuro e de variadas e moi especializadas aplicacións: o grafeno. Por outra banda, as nanopartículas son quen de modificar as propiedades magnéticas, eléctricas, térmicas e mecánicas dos materiais para regular as funcións de cetas moléculas en relación a procesos metabólicos complexos. Os coloides e as reaccións de polimerización, dous campos centrais de atención por parte da Química teñen moito a ver co desenvolvemento da nanotecnoloxía.

10. Desenvolvemento de novas técnicas e aparellos de análise e perfecionamento das xa esistentes, tales como a espectroscopia ultravioleta, de infravermello, de fluorescencia e Raman, a fotometría de absorción atómica, a cromatografía líquida de alta eficiencia e de fase gasosa, a resonancia magnética nuclear, a espectrometría de masas e outras.

Decididamento todo o que somos, todo o que somos quen de obter, de fabricar, de construir, todo o que conforma a nosa realidade vital, e tamén a esistencial, é química. Neste sentido podemos dicir que a Química está en todas partes. Sen ela sería imposible comprender o mundo en que vivimos. Ademáis, e contrariamente ao que afirman algúns, a Química non é unha ciencia feita, sen grandes problemas que resolver. Como podería selo se ten diante de si tan grande e complicado obxecto de estudo? E que por acaso ímos cometer o mesmo erro que se estableceu a finais do século XIX coa Física, cando se aventuraba que todo estaba xa ben establecido e descuberto e que, en todo caso, só quedaba afinar máis nas medicións, nos cálculos e nos resultados? Daquela, só houbo que esperar uns cantos anos para que Einstein iniciase un camiño de non retorno abrindo novos e inexplorados campos que conformaron novas ramas da Física que haberían de modificar profundamente o paradigma establecido.

Quizáis a Química se atope ante un desafío histórico de similares características. O futuro nolo dirá.

Poesía Q : María Cegarra


Unha das relacións máis descoñecidas é a da Q coa poesía. Os compañeiros de Trafegando Ronseis incansables no seu excelente traballo ,parabéns!!, atoparon unha relación que non coñeciamos en María Cegarra, primeira muller en ter un laboratorio de mineraloxía en España, poeta e amiga de Miguel Hernández. Puxéronse  en contacto co instituto español que leva o seu nome para que lles mandasen os seus poemas, posto que están esgotados os libros, e mandáronllos  nun pdf. Unha poesía moi interesante a súa, por certo.

Nova metodoloxía didáctica da Q


Unha profesora dun IES, Mª Angeles Sánchez Guadix, aposta por unha nova metodoloxía didáctica baseada na utilización dos fundamentos químicos dos trucos de cociña, limpeza ou perruquería para a ensinanza da química.

Para saber máis: trucos de cociña para aprender química

A historia da Q/1


Unha bonita historia…?

A Q segue a desenvolver procesos nos que os ladrillos que compoñen a materia a baixas temperaturas teñen unha orixe nas altas enerxías das estrelas.

O COMENZO

Onde empeza todo…?. Esta é unha fermosa historia que comeza nos fornos nucleares das estrelas, a unhas temperaturas inimaxinables, onde están a formarse os elementos químicos máis pesados que o hidróxeno. Estes elementos, no final da vida estelar, e no caso de estrelas masivas coa súa expulsión ao espazo interestelar,  pasan a ser parte das zonas que chamamos nebulosas, e que serán o punto de partida na formación  de novas estrelas coma o noso Sol. Estas estrelas serán o centro de sistemas nos que probablemente tamén se formarán planetas, algúns rochosos, que terán moita importancia na nosa historia. A protagonista que chamamos química, será a encargada de facilitarnos  os materiais marabillosos dos que estamos feitos todos os seres vivos, e daqueles que somos quen de obter para o noso uso e beneficio.
A morte das estrelas é a fonte da que brotan os elementos que seguen ao hidróxeno en número e masa atómica.  Estes elementos químicos fórxanse no interior das estrelas ao longo da súa vida. Resulta difícil imaxinar que aquí resida a orixe de todo, e que mediante combinacións destes elementos se chegue a unha forma de vida intelixente que mediante a súa manipulación é quen de obter materiais que marcarán unha liña de progreso ao longo da historia da humanidade.(1)
Podemos ver nas estrelas, ademais dun espectáculo fascinante e marabilloso que se nos mostra nas noites claras, as fontes que aportan ao Cosmos os “elementos” necesarios para que poida existir todo. Estes elementos químicos, persoeiros importantes da nosa historia,  atopámolos na Terra, e son a base da grande diversidade de materiais que existen na natureza e de moitos outros que obtemos cada día. Aquí é onde se fai presente a nasa protagonista: “a Química”.

O SEGUNDO CAPÍTULO DA NOSA HISTORIA

Definimos “química”, do grego “khemeia”, como a ciencia da natureza que estuda a estrutura, propiedades e transformacións da materia a nivel atómico e molecular.
As primeiras experiencias dos humanos coa transformación da materia parten das súas necesidades vitais, como por certo segue a ocorrer na actualidade. O primeiro encontro co lume, que sen dúbida lles causaría terror, foi a partires de procesos naturais. Fenómenos como as tormentas secas que acontecen de xeito puntual tiveron sen dúbida unha influencia primordial . O dominio do lume para poder utilizalo no seu beneficio, foi a primeira actuación no escenario desta representación, e que permitiu o seu uso en múltiples facetas, das que sen dúbida moi importantes foron as primeiras transformacións químicas coma a obtención de metais a partires de minerais .
A industria do ferro supuxo un dos primeiros grandes avances da humanidade. Na idade do ferro os humanos desenvolveron unha industria moi importante en torno a este elemento que permitiu a fabricación de utensilios de todo tipo como foron armas e múltiples instrumentos que facilitaron o desenvolvemento desta cultura. As propiedades deste metal, coñecidas só de xeito empírico entonces, permitiron utilizalo para darlle forma coa axuda lo lume segundo as necesidades.
Pero non adiantemos acontecementos. A mesma presenza do lume estaba a ensinarlle aos nosos antepasados algo do que tardariamos moitos anos en ser conscientes, a primeira transformación que nós chamamos “reacción química”. Esta reacción que estudamos como reacción de combustión podemos resumila como:
Materia orgánica (restos vexetais) + osíxeno > dióxido de carbono + auga + “enerxía”


Neste  capítulo da nosa historia foron importantes as primeiras transformacións químicas no eido alimentario, como a obtención de queixos a partires do leite, viño a partires da uva, ou outras coma a obtención de tinguiduras vexetais. O cobre e ouro que se atoparon nativos, permitiu o seu uso na fabricación de obxectos ornamentais e distintos utensilios.
Con máis elaboración e en épocas máis recentes a química permitiu a obtención do bronce, aliaxe de estaño e cobre, que é máis maleable que o cobre e ten mellores calidades para fabricar obxectos como fouces ou espadas.
Tamén avanzamos na fabricación de alimentos e bebidas coma a cervexa mediante fermentación de cereais. Estamos ante unha molécula (etanol) formada por só tres átomos diferentes que tivo a súa presenza intensa e continua na historia da humanidade xa desde épocas moi antigas. A súa identificación como substancia pura tardaría aínda moitos anos. A primeira referencia a unha forma de alcohol destilado atopámolo nos escritos do chino Ko Hung, no século IV despois de Cristo. Os alquimistas na idade media, coa fabricación de múltiples utensilios de vidro fixeron habituais este método de separación por destilación. Considerárono como o “elixir da vida”. O descubrimento do alcohol destilado en occidente atribúese a Ramón Llull.
Outro paso importante neste capítulo foi o que conduzo á fabricación do vidro polo que este material supón na historia da humanidade. O proceso de elaboración consiste en fundir sílice obtida a partires da area ou do cuarzo, e utilizando carbonato ou sulfato de sodio para fundila e pedra de cal, ata solidificar esta mestura. O proceso de elaboración remóntase a unha época entorno ao 1500 a.C. por artesáns asiáticos posiblemente para fabricar abelorios, e cobrou moita importancia ata o ano 1200 a.C., cando se traballaba a man usando moldes. O vidro soprado desenvolveuse a partires do século I antes de Cristo. Ao longo do tempo empregouse en xoiería, pero tamén moi importante foi na fabricación de recipientes, na industria e na arquitectura.


Historia da Q/2


Unha bonita historia…?

A Q segue a desenvolver procesos nos que os ladrillos que compoñen a materia a baixas temperaturas teñen unha orixe nas altas enerxías das estrelas.

TEORÍA DO FLOXISTO. UN INTENTO RACIONAL

O nome “floxisto” deriva do grego phlogistos, que significa “inflamable”. A explicación por un método racional para o fenómeno do lume, e as reaccións de combustión non foi posible ata moito despois da súa utilización de xeito rutinario.  Aconteceu isto cando se deu o paso para que a súa comprensión tivese encaixe fora da “maxia”, e se comezara o camiño para un coñecemento racional aínda lonxe do método “científico”.
Unha primeira aproximación razoada estivo nas antigas concepcións da cultura grega: todo o que pode arder contén dentro de si un elemento chamado lume, que se libera baixo condicións apropiadas.
A continuación desta interpretación estivo na “teoría do floxisto”, que ocupou o traballo dos científicos século e medio, e permaneceu coma un intento de dar unha explicación a un grande número de fenómenos químicos coma as transformacións nas que estaba presente o aire. O seu enunciado a principios do século  XVIII, foi debido o médico Georg Ernst Stahl. Segundo esta teoría, todas as substancias que arden teñen un compoñente chamado “floxisto”  que intervén na súa combustión.
Necesitáronse aínda moitos avances nos coñecementos da química ata que Lavoisiere dese unha explicación científica á existencia de compostos obtidos por oxidacións, como a combustión, que daba resposta a unión do osíxeno con outras substancias. Pero todo este compendio de saberes nace dentro dun contexto de coñecemento co nome de “alquimia”, e dentro dun período de tempo que abrangue varios séculos.

A ALQUIMIA. OS PRECEDENTES DA QUÍMICA

Aínda que na historia da alquimia podemos distinguir a corrente china e a corrente occidental ao longo de miles de anos, falamos de alquimia e das súas achegas ao desenvolvemento da química como da alquimia islámica onde se recollen os primeiros manuscritos. A alquimia utilizou basicamente a experimentación pero sen aplicar o método científico. Algunhas das súas explicacións foron un intento de sistematizar os coñecementos da época.
Unha parte do seu empeño estivo en obter ouro, un material perfecto e incorrupto moi por riba dos chamados metais inferiores ou impuros, mediante a “transmutación”. O grande atractivo deste metal foi causa de grandes esforzos na época da alquimia. Todo o traballo desenvolvido na época dos alquimistas, xunto  a fabricación de utensilios utilizados nas síntese de distintas substancia, permitiu o posterior desenvolvemento dunha “ciencia” chamada química.
No debuxo podemos ver un alambique de metal, no que se pode observar a presenza dun sistema de refrixeración na parte superior. Podemos ver tamén figuras que representan dous alambiques de vidro e unha retorta (centro).
O coñecemento da natureza coa identificación dos elementos constituíntes de todas as cosas, e establecer as súas propiedades características e formas de manipulación son as tarefas as que se encamiña todo o traballo dos alquimistas.
Na súa época obtivéronse elementos químicos coma o fósforo e sintetizáronse substancias descoñecidas ata entonces.  Algúns dos alquimista islámicos aportaron descubrimentos e técnicas moi importantes como é a técnica da destilación e o coñecemento dos importantes ácidos sulfúrico, nítrico e muriático (clorhídrico), ademais da sosa e a potasa. Descubriuse o poder da auga rexia(mestura dos ácidos clorhídrico e nítrico) para disolver incluso ao ouro. Todo o seu traballo estivo rodeado dun halo de obscurantismo, secretismo  e misterio no que os coñecementos eran gardados e só transmitidos aos adeptos. Segundo Geber (s.VIII-IX), un dos máis célebres alquimistas árabes,  non hai que permitir que a facilidade coa se pode obter ouro leve ao adepto a revelar o secreto.
O alquimista máis influínte na Europa Medieval foi Roger Bacon ao que se atribúe ser o iniciador na busca da “pedra filosofal” e do “elixir da vida”, medicina que pode eliminar as impurezas dos metais corruptos ao igual que pode eliminar a corruptibilidade do corpo humano e así prolongar a vida.
No diálogo entre frei Giraldo e so seu discípulo Zenón, no libro “ de la alquimia a la química” de Teresa de la Selva resúmense as ideas da alquimia : “nota tamén que a meta da opus é o ouro alquímico, non só o ouro metálico, se non o alquímico, é dicir conxuntamente a materia primordial, así como soa. Aristóteles tamén aceptou esta teoría que sostén que todo o que vemos, incluídos os catro elementos, son só condensacións e enrarecimentos dunha materia ou substancia única. Este é claramente outro punto de vista,e desde el, diría que a nosa meta é atopar a forma en que a materia primordial se supera en ouro. Ademais, xa terás lido o que Geber considera que todos os metais están constituídos de só xofre e mercurio. Segundo este outro punto de vista, nada se opón tampouco á posibilidade de ennobrecer os metais ata convertelos en ouro. ¡Claro, sempre e cando se atine co segredo para poder modificar a proporción de estes principios en cada metal baixo!  (2)
O hermetismo e segredismo desta época retrasou moito os avances na química. Tivemos que esperar ata finais do século XVII para desterrar as ideas da alquimia, pero aínda así supuxo un pulo importante  xa que herdamos moitos dos seus métodos experimentais.

Historia da Q/3


Unha bonita historia…?

A Q segue a desenvolver procesos nos que os ladrillos que compoñen a materia a baixas temperaturas teñen unha orixe nas altas enerxías das estrelas.

SALTO DO EMPIRISMO AO MÉTODO CIENTÍFICO. ROBERT BOYLE, UN QUÍMICO MODERNO.

Robert Boyle (1627-1691) Considerado o primeiro científico en deseñar experimentos baixo o método científico explicando os procedementos utilizados, desmentiu as teorías dos alquimistas, eliminou os fundamentos da pedra filosofal dos alquimistas e presentou os primeiros fundamentos da modernidade da química no seu tratado “El químico escéptico” no 1667.
No seu estudio do comportamento dos gases impulsou a idea da existencia dos átomos. A súa definición de elemento (substancia inmutable e indestrutible) aproxímase á que utilizamos hoxe como os constituíntes da materia. Utilizou o termo “partícula” para describir a realidade e o cambio. Estableceu a idea de composto químico (combinación de elementos) clarexando a diferenza co concepto de mestura.
A química está a piques de dar o seu paso definitivo a categoría de ciencia.

A REVOLUCIÓN DA QUÍMICA COMO CIENCIA. LAVOISIERE E O MÉTODO CIENTÍFICO

Foi Lavoisier en 1789 no seu tratado “Traité elémentaire de chimie”, quen acabou coa teoría do floxisto demostrando a súa inexistencia. Realizou experimentos de combustión en vasos pechados e despois de pesar os resultados postulou que de toda combustión no aire resulta unha combinación da que formará parte, dando así unha explicación científica a este fenómeno.
Enuncia o seu principio da conservación da masa (a suma das masas das substancias que interveñen nunha reacción é igual á suma das masas das substancias que se obteñen dela) e ilustra a maneira de aplicala en química con exemplos prácticos.
As súas achegas estableceron as bases que permitiron establecer a nomenclatura da Química Moderna. O seu punto de vista é xa a de un científico moderno.
“Lavoisiere quentou metais coma o estaño e o chumbo en recipientes pechados cunha cantidade limitada de aire. Ambos metais desenvolveron na súa superficie unha capa de calcinado ata un momento determinado no que non avanzaba máis.Os partidarios da teoría do floxisto dirían que o aire absorbera do metal todo o floxisto que podía reter. Pero, como era ben sabido o calcinado pesaba máis que o propio metal, e sen embargo, cando Lavoisiere pesou todo o recipiente (metal+calcinado+aire, etc) despois do quentamento pesaron xustamente o mesmo que antes de quentalos.
Deste resultado deducíase que se o metal ganara peso ao calcinarse parcialmente, entón algo tiña que ter perdido unha cantidade de peso equivalente. Ese algo, ao parecer, podería ser o aire, e nese caso, debería haber un baleiro parcial no recipiente.  Efectivamente, cando Lavoisiere  abriu o matraz, o aire precipitouse nel, despois comprobou que o matraz e o seu contido gañaran peso.
Lavoisiere demostrou desta maneira que a calcinación dun metal non era o resultado da perda do misterioso floxisto, se non a ganancia de algo moi material: unha parte do aire”. (A química como ciencia:Lavoisiere”.(3)

A TÁBOA PERIÓDICA. UN PASO DEFINITIVO

Estamos no momento álxido da nosa historia na segunda metade do século XIX.
Tabla Periódica Mendeleiev 1872. Wikijon.
A química acadou a súa maioría de idade. Sentaríanse as bases que enfilaron a química por un camiño sen volta atrás.
Dimitri Mendeleiev no 1869 baseándose nas propiedades químicas dos elementos estableceu a súa clasificación sistemática nunha táboa precursora da actual táboa periódica. Publicou o libro “relación das propiedades periódicas dos elementos e dos seus pesos”, establecendo unha lei periódica para os 63 elementos coñecidos que quedan clasificados en orde crecente dos seus pesos atómicos, que hoxe chamamos masas atómicas.
Mendeleiev  resume a súa lei periódica  distribuíndo os elementos en familias, formadas por aqueles que teñen características e propiedades químicas semellantes, e por orde crecente de masa atómica. Deseñou a táboa de xeito que os elementos clasificados horizontalmente presentaban agrupacións verticais de elementos da mesma “familia” con propiedades químicas semellantes.
Lothar Meyer, independentemente de Mendeleiev, utilizou a periodicidade de propiedades físicas coma os puntos de fusión e de ebulición, os volumes atómicos para establecer unha clasificación que lle permitiu graficar pesos atómicos.
A  contribución deste dous científicos ao desenvolvemento da química permitiu dar un enorme salto, xa que estableceron as regras de xogo, que permitiron unificar nunha táboa o que aparecía de xeito disperso e sen conexión ata entonces. A partires dos ocos presentes na táboa Mendeleiev puido predicir a existencia de elementos aínda non coñecidos aos que chamou eka-aluminio, eka-boro e eka-silicio ( galio, escandio e xermanio), e deixou establecido a existencia de outros que deberían ocupar os ocos da táboa.
A ordenación dos elementos por masas atómicas crecentes, pronto presentou dificultades, xa que varios elementos estaban fóra do lugar que debían ocupar na táboa. Henry Moseley, químico inglés, aportou a solución ao descubrir mediante o estudio do espectro de raios X de 50 elementos, a súa “lei de números atómicos”. Determinou que os átomos de cada elemento caracterízanse por ter un número determinado de protóns no núcleo que chamou número atómico. Despois de organizar os elemento segundo o número atómico crecente comprobou que se solucionaban os problemas que presentaba a ordenación por masas atómicas.

QUIMICA MODERNA. TEORÍA ATÓMICA. RADIACTIVIDADE E ENLACES QUÍMICOS.

Chegamos de novo ao principio da nosa historia. A presenza dos elementos que naceron nas estrelas fanse de novo protagonistas importantes pero a partires desa parte deles non divisible mediante procesos químicos e que conserva as propiedades que os identifica como tales e que chamamos átomos.
A teoría atómica nace na antiga Grecia desenvólvese ao longo do século XIX.  Autores como Amadeo Avogadro e Ludwig Boltzmann conseguiron grandes avances na comprensión do comportamento dos gases. John Dalton estable os principios fundamentais da teoría atómica. J.J.Thomson, cos seus experimentos en tubos de raios catódicos, e o descubrimento do electrón, e Ernest Rutherford a partir das súas experiencias e dos coñecementos acadados no estudio dos gases polo seu profesor,  propuxeron os primeiros modelos de átomos que desembocarían no modelo atómico de Niels Bohr.

A radioactividade, que inicia a era atómica, foi descuberta polo químico Antoine Henry Becquerel. En 1896 estudando a fluorescencia descubriu que certas substancias emiten radiación  espontaneamente, sen estimulación previa (non expostas a luz solar), e de maneira continua. Casualmente descubriu como unha placa fotográfica envolta en papel negro, sobre as que quedaron uns cristais de plechblenda (sales de uranio)  non exposta a luz solar (dentro dun caixón) se velaba igualmente que no caso que el estudaba (flourescencia) cando si se expoñían á luz. Levouno a concluír que tiña que haber unha emisión espontánea por parte destas sales de uranio, e como se acababan de descubrir os raios X por Röntgen, pensou que iso que emitían tiña que ser unha radiación semellante.
A continuación destes estudos polos Curie lévanos na nosa historia ao coñecemento da radioactividade, que inclúe ademais da emisión de radiacións electromagnéticas   (raios gamma) tamén emisión de partículas.
Qué importancia tiveron estes descubrimentos?. Pensemos nos avances médicos como a quimioterapia, as aplicacións pacíficas dos núcleos de elementos pesados na obtención de enerxía, motores atómicos, datación de obxectos xeolóxicos utilizando carbono-14, fluorescencia de raios X para analizar pinturas. Aplicacións no estudio do xenoma, en agricultura para provocar mutacións que melloren os cultivos, na industria para detectar fallos nas soldaduras e fundicións. Podemos asegurar que os campos de aplicación da radioquímica son moitos e de enorme importancia.

ONDE ESTAMOS?. A QUÍMICA CUÁNTICA. CARA O FUTURO

Pero que fai hoxe a química?. Volvendo a definición que xa vimos como unha ciencia experimental que estuda a estrutura da materia, as súas propiedades e cambios, entendemos cada vez mellor  que o desenvolvemento de técnicas de traballo sofisticadas e específicas, laboratorios cun instrumental cada vez máis específico, técnico e potente en cálculo e análise, deseñado e aportado pola tecnoloxía, permite á química dar un salto no estudo da materia que fai necesario a súa especialización en moitos campos relacionados con outras ciencias coma a física, a bioloxía,a medicina, arqueoloxía, a xeoloxía entre outras.
Linus Carl Pauling foi un dos teóricos no que se coñece como química cuántica. Traballou na explicación da natureza dos enlaces químicos e foi un dos fundadores da bioloxía molecular. O feito de desenvolver técnicas de traballo  baseadas en instrumentos ópticos  como a espectroscopía, espectrometría,  xunto coa mellora na divulgación dos traballos dos científicos desenvolveu na práctica a contribución teórica da química cuántica.
Que papel xoga hoxe a nosa protagonista?. Que contribución presta ao desenvolvemento da sociedade e ao progreso da humanidade?. Ten algo que ver coa mellora na calidade de vida?. Estas preguntas teñen a súa resposta facendo un rápido repaso a todos os ámbitos da nosa vida nos que está presente algún proceso químico.

Entre algúns dos campos nos que ten contribuído teñen importancia o farmacéutico  coa aspirina, a penicilina e a síntese de novos fármacos que están aumentando a expectativa de vida. Na industria téxtil, branqueadores e fibras artificiais  con calidade que superan en moitos casos á dos produtos naturais coa síntese de polímeros e fibras moi lixeiras e resistentes . Na industria aeronáutica, aeroespacial, do automóbil e da alta velocidade, produtos plásticos e  cerámicos en substitución do aceiro. A agricultura actual utiliza fertilizantes praguicidas, herbicidas e hormonas. Os novos deterxentes máis respectuosos coa natureza,a perfumería,a cosméticas, os colorantes, pigmentos, pinturas, disolventes. Materiais na industria audiovisual como as pantallas de cristal líquido, fibra óptica. Na medicina coa obtención de novas próteses, válvulas… No campo da industria do frío e a refrixeración. No eido enerxético a contribución da química está contribuíndo á loita contra o cambio climático reducindo o uso de combustibles fósiles coa síntese de produtos utilizados na mellora da eficiencia das placas fotovoltaicas, na construción de aeroxeneradores, pilas de combustible, etc… No campo das enerxías novos produtos químicos melloran a actividade industrial e construtiva.Podemos asegurar que a química está presente en todos os ámbitos das nosas vidas.
Jorge_Wastenberg no eloxio da química por encargo de Peter Fehlheman, naquel momento director do Deutsches Museum, no seu punto tres escribía:” a química inventa novos materiais “a carta”. A historia da civilización pode escribirse como a historia do dominio da materia (Idade da Pedra, Idade do Ferro, Idade do Bronce….). Nun principio tratábase de elixir os materiais segundo as súas propiedades así chamadas naturais. Hoxe a ciencia deulle a volta a esa situación. Pode arrincar dunha lista de (anheladas) propiedades e buscar logo un material, inexistente espontaneamente na natureza, que as luza (plásticos, materiais con memoria de forma, ferrofluidos, semicondutores, supercondutores, fluídos electrorreolóxicos, plasma…).
Chegamos ao final da nosa historia…?,non. É unha historia que se escribe cada día e que continuará  a escribirse mentres as estrelas nos sigan a brindar eses materiais que permitan a existencia desta civilización . Non sabemos o que acontece fora deste fermoso recuncho do Universo. Quizais o avance da ciencia en poucos anos nos desvele novos e fermosos mundos, nos que a protagonista desta historia tamén seguirá a desenvolver un papel fundamental e imprescindible…

Bibliografía
(1)  Stefhen Hawking, “el gran diseño”,Ed. Crítica. Barcelona
(2)Teresa de la Selva, “de la alquimia a la química”. Fondo de Cultura Económica
(3) Jaime Bermejo Barrera.”a química como ciencia”. De la ciencia triunfante a la pérdida de la certidumbre (1700-1900).Actas ano III
(4) Robert Boyle, Física, química y filosofía mecánica, Introdución,notas e tradución de Carlos Solís Santos, Alianza Editorial, SEP, México.

A enerxía nuclear de fisión


Niveis de seguridade dun reactor nuclear. Fonte: EL PAÍS

A Química tamén ten que ver co grave accidente nuclear acontecido como consecuencia do tremor, e posterior tsunami, que aconteceu en Xapón hai poucos días. Os coñecementos químicos están na base da tecnoloxía asociada ás centrais nucleares de fisión. O que xa non é responsabilidade da Química, senón das persoas que toman decisións en todos os niveis en base a informes e coñecementos de ciencia básica e de dictámenes técnicos, é o que a seguir se relata.

Ate que o goberno de Xapón non recoñeceu a existencia de fugas radiactivas nun dos reactores da central nuclear de Fukushima, debido á apertura dunha fenda na vasixa do reactor como consecuencia da explosión que tivo lugar dentro do edificio de contención, os defensores da enerxía nuclear de fisión tiñan moi serios argumentos, malia a magnitude da catástrofe que acontecera ata eses momentos, para seguir a defender a súa necesidade e idoneidade para producir enerxía eléctrica, é dicir, serias razóns para continuar a defender a súa existencia.

Tratábase dun reactor nuclear de primeira xeración que tiña soportado un dos maiores incidentes ou eventos que se puidese ter imaxinado no momento do deseño dos sistemas de seguridade: un tremor de 9,0 graos na escala de Richter e un posterior sunami de proporcións espectaculares. Non eran necesarias máis probas para constatar a seguridade deste tipo de instalacións. A central nuclear tiña resistido en condicións extremas dificilmente imaxinables.

Pero todo cambiou cando se recoñeceu a evidencia de fugas radiactivas. Ya non vale a comparación interesada afirmando que non estabamos fronte a  outro Chernobil. Con escape radiactivo continuo á atmosfera, por pequeno que este sexa, a situación con que se avalía o incidente cambia radicalmente.
Ademáis, xa nunca máis debera ser admisible o argumento do menor custe do Kw.h nuclear fronte a outras alternativas se englobamos, como parece inevitable a partir de agora, nos custes de xeración, os provocados para facer fronte a catástrofes desta natureza. 

Haberá quen, a pesar de todo, siga a optar por esta forma de obter a necesaria enerxía, mais deberá facelo dando una explicación satisfactoria a qué facer se nos enfrontamos, de novo, a unha situación similar á acontecida. Os custos en seguridade poderían ser tales que fixesen prácticamente inasumible calquera inversión dunha empresa privada para construir novas centrais.

Daquela, estará máis perto a tan ansiada solución da obtención da enerxía eléctrica a partir da enerxía nuclear de fusión, toda vez que é de esperar que os recursos para a investigación, desenvolvemento e posta en práctica aumenten de forma significativa.

A Q do desexo


Ah ! O desexo da Química ! Non, non, non, digamos a Química que está por trás do desexo. Si, si, sábese que na base desa forza primitiva, irrefrenable e imprevisble está a nosa ciencia.

Segundo din, primeiro é o factor visual (todo entra polos ollos !) mais, a seguir, deseguida entran en xogo o bom humor, o ton de voz e o cheiro. Ah ! o cheiro. E que hai detrás do cheiro? …

Quizáis serotonina, oxitocina, dopamina, progesterona e testosterona.

Iso é, Química.

 

Curva do desexo

O valor económico da Q


Dentro das moitas utilidades da Q está, tamén, a súa valía económica. O feito é que pode ser usada para garantir o desenvolvemento sustentable dun país mediante a investigación en materiais e procesos que posibiliten o rexistro de patentes.

Esta parece ser a teima da famosa química chinesa Vivian Wing-Wah Yam, que nunha reportaxe feita no xornal “El Pais” por Malen Ruiz de Elvira, verque a idea da importancia de xenerar patentes para o seu país. E neste campo, como en tantos outros, a Química está nunha situación inmellorable, non por algo lle adoitan chamar a “ciencia central“.

A forza da luz

Emissive gold—the chemistry and photophysics that make gold complexes luminescent.

  1. Que é a fotosíntese artificial?
  2. A fotosíntese artificial e a enerxía “limpa”.
  3. A fotosíntese artificial ou a búsqueda do catalizador.
  4. A fotosíntese artificial e a iluminación eficiente.
  5. A fotosíntese artificial xa proporciona premios.

  1. Dos led aos oled.
  2. A iluminación con oled.
  3. Contrucción dos oled.

  1. O coste da enerxía solar con células fotovoltáicas orgánicas.
  2. O futuro das células fotovoltáicas orgánicas.

  • Síntese de novas moléculas (taxol, materiais luminiscentes)
  1. Taxol

  1. Materiais luminiscentes

Q e muller no 8 de marzo


Lemos no  El País esta reportaxe sobre VIVIAN WING-WAH YAM