Historia de la Química

Historia de la Química
Bases Metodológicas para una Historia de la Química
(Adaptado de V. Kuznetsov. Revista Problemas del Mundo Contemporáneo)
FACULTAD DE QUÍMICA DE LA UNIVERSIDAD DE LA HABANA, CUBA
Resulta frecuente encontrar en los libros de Historia de la Química una división en capítulos
o etapas que responde a la orientación del trabajo de los químicos en la época , o al tipo de
sustancias que estudiaban. Así una división posible es la siguiente:
- Química en la Antigüedad
- Alquimia
- Iatroquimia y Química Técnica
- Química Moderna
- Química Orgánica
- Química Física
Sin embargo, una clasificación más acorde con un
propósito epistemológico es la planteada por Kuznetsov.
Este autor parte de que el propósito de la Química en
todos los tiempos ha sido obtener sustancias con
propiedades que sean de utilidad para el hombre. Por lo
que el problema teórico de la Química ha sido investigar
cuál es el origen de estas propiedades.
La forma en que los químicos han dado solución a este
problema es lo que permite periodizar la química. Un
aspecto interesante de esta propuesta es el hecho de
que a cada etapa está asociada un sistema conceptual
diferente y un método de investigación de la realidad
particular. El paso de una etapa a otra significa una
revolución particular en el campo de la Química, después
de la cual el modo de abordar el estudio de la realidad
transita por una etapa de acumulación de conocimientos,
evolutiva o de ciencia normal.
Primera etapa
Esta etapa abarca una gran parte del desarrollo de la Química: antigüedad, alquimia,
iatroquimia, química técnica, donde el hombre encontraba y empleaba las sustancias útiles por
casualidad o accidente. No existía un método característico para investigar el origen de las
propiedades y no existía una teoría científica capaz de explicarlas. Las ideas sobre la
constitución de las sustancias eran de carácter especulativo.
Segunda etapa
Esta etapa comienza aproximadamente en 1660 con la figura de Robert Boyle. Este
investigador define el concepto de elemento, y clasifica las sustancias en cuerpos simples o
compuestos, introduce la hipótesis corpuscular para explicar la constitución de las sustancias y
la idea de una fuerza atractiva como origen de la afinidad química entre las sustancias.
Esto lo lleva a buscar métodos para investigar la composición de las sustancias surgiendo así
el análisis químico. La acumulación de conocimientos por medio del análisis permitió establecer
el primer sistema conceptual de la Química que comprende las leyes estequiométricas y la
teoría atómica. En esta primera revolución en la Química la figura de Antoine Lavoisier resulta
crucial.
Tercera etapa
El desarrollo del análisis químico permitió conocer que las propiedades de las sustancias no
sólo dependen de la composición sino también de la estructura. En esta etapa aparece el
concepto de isomería, se conoce de la tetravalencia del carbono, de la existencia de los grupos
funcionales, de los homólogos y se llega al establecimiento de una teoría estructural, lo que
constituye el segundo sistema de conceptos dentro de la Química.
El manejo de este sistema de conceptos y el dominio del método sintético representa una
profundización en el conocimiento de las sustancias y sus transformaciones.
Cuarta etapa
Esta etapa está asociada a la Química macromolecular: plásticos, elastómeros, vidrios,
cerámicas, sustancias en las cuales sus propiedades dependen de las condiciones de la
reacción de obtención. Aquí la termodinámica clásica y estadística, la cinética química, la
estereoquímica, conforman el fundamento teórico de esta etapa.
Quinta etapa
Esta última etapa se encuentra asociada al uso de enzimas y microorganismos en la
producción de sustancias activas biológicamente.
Conclusiones
La ventaja de esta periodización consiste en destacar los periodos revolucionarios y
evolutivos en el desarrollo de la Química, teniendo como desventaja que las ramas
interdisciplinarias quedan fuera de esta clasificación.
Antigüedad
Las primeras sustancias y reacciones empleadas por el hombre.
Los pigmentos y los colorantes fueron quizás las primeras sustancias químicas empleadas
por el hombre primitivo. Desde épocas remotas, el hombre primitivo, atraído por los brillantes
colores de algunos minerales como el verde malaquita o el azul de lapizlazuli, notó que éstos
manchaban sus manos o su cuerpo. Entonces comenzó a emplearlos para dibujar en las
cuevas que le servían de refugio, o para colorear sus cuerpos al participar en las ceremonias
religiosas o en las guerras. Las pinturas rupestres encontradas en las cuevas de Altamira en
España son un ejemplo de que el hombre paleolítico conocía de estos pigmentos.
Entre los años 30 000 y 20 000 a.n.e., el hombre comenzó a pulverizar estos minerales y a
emplearlos como pinturas o cosméticos, bien secos o dispersos en agua o aceite. Hombres y
mujeres del antiguo Egipto sombreaban su párpado superior con galena pulverizada (sulfuro de
plomo), mientras que el párpado inferior era delineado con polvo de malaquita. En los pueblos
de Mesopotamia, se utilizaba, con la misma finalidad, la stibnita (sulfuro de antimonio), que
puede ser roja o amarilla. En Egipto los labios y mejillas se coloreaban con ocre rojo, mientras
que en Mesopotamia preferían el amarillo.
Cuando el hombre logra dominar el fuego da un salto considerable en su desarrollo. El fuego
le permite al hombre primitivo calentarse en el invierno, ahuyentar los animales peligrosos y
asar sus alimentos. Se dice por tanto, que la combustión fue la primera reacción química
utilizada por el hombre. Por demás, el empleo del fuego le permitió obtener accidentalmente
beneficios colaterales, No es difícil asar carne, pero el cocinar representó un problema cuya
solución permitió avances posteriores. Es probable que las primeras cocciones se realizaran
echando piedras calientes en bolsas de pieles. Luego este hombre ancestral se percató de que
el barro que rodeaba la hoguera era endurecido por el calor. y primeramente empleó barro para
hermetizar cestas tejidas o pieles. Posteriormente se dio cuenta que podía prescindir del
soporte y logró fabricar sus primeros recipientes de barro dando lugar a la alfarería.
El fuego le permitió también por casualidad obtener otra sustancia de gran utilidad. La grasa
que destilaban las carnes al asarse al caer sobre las cenizas de la hoguera. ricas en carbonato
de sodio o de potasio, producían una mezcla, que disuelta en agua servía para limpiar.
También el descubrimiento puede haber ocurrido cuando el hombre de la antigüedad al limpiar
sus manos llenas de grasa empleó arena o a accidentalmente ceniza. Cualquiera que haya
sido la forma en que se produjo este descubrimiento, la reacción de saponificación, permitió al
hombre la obtención de jabones. Los jabones ya eran fabricados por los sumerios en el tercer
milenio (a.n.e.) hirviendo la mezcla de grasa con álcalis (cenizas). El uso de álcalis también
permitió los procesos de blanqueado del algodón y el lino.
El empleo de recipientes, fueran éstos de pieles o fibras, de madera, piedra o de barro, le
permitió al hombre almacenar granos y otros alimentos. Casualmente estos alimentos húmedos
fermentaron y el hombre descubrió el procedimiento para obtener pan, quesos, vino y cerveza.
Disponer de recipientes permitió extraer por maceración y disolución, de plantas e insectos,
colorantes, perfumes, aceites, medicamentos y venenos.
La obtención de los colorantes naturales permitió el desarrollo de la tintorería. El índigo, la
alheña (henna), el azafrán, el carmín (kermes) obtenido de un insecto, y la púrpura de Tiro,
obtenida de un molusco, se conocen desde la antigüedad. A excepción del índigo y la púrpura
de Tiro, la mayoría de estos colorantes no eran fijos y la tela desteñía al lavarse. No fue hasta
alrededor de 1000 años (a.n.e.), que el hombre descubrió el uso de mordientes, sustancias que
fijaban el color a la tela, entre los cuales destacó el alumbre, sulfato doble de aluminio y
potasio, convirtiéndose en un producto químico de gran importancia económica.
Los aceites esenciales, especialmente los de olor agradable, fueron usados para proteger la
piel del sol en el Medio Oriente. Los perfumistas de la antigüedad extraían los aceites
esenciales de los pétalos de las flores y de las frutas, y los mezclaban con grasa de animales
purificada. Las pequeñas bolitas de grasa mantenían la fragancia ya que absorbían estos
aceites esenciales, y eran usadas para perfumar la cabeza de los participantes en fiestas y
banquetes. También eran obtenidos los perfumes presionando las flores o frutas en una bolsa
de tela, e incluso mediante un rudimentario proceso de destilación.
Ya el hombre primitivo se interesó por los metales debido a sus propiedades de resistencia,
durabilidad, ductilidad y maleabilidad, lo que permitía darles forma con mayor o menor facilidad.
Los objetos metálicos más antiguos conocidos son de oro y plata, por aparecer estos metales
en estado nativo en la naturaleza. Su fabricación es anterior a Objetos fabricados de estos
metales, con fecha anterior a los 5000 (a.n.e.), han sido encontrados por los arqueólogos en
las excavaciones en el Antiguo Egipto, China, Mesopotamia y Grecia.
El oro se empleaba fundamentalmente como adorno y en la fabricación de enseres
domésticos, pero en la medida en que la sociedad se divide en clases, se reserva su empleo
como medio de cambio se extiende. Su uso como moneda, debido a su fácil división,
acuñación e inalterabilidad, data de Grecia en los siglos VIII y VII (a.n.e.).
La plata, el otro metal nativo conocido en la antigüedad, se destinaba fundamentalmente a la
fabricación de recipientes para guardar el agua.
Los métodos de purificación empleados por los hombres de estas antiguas civilizaciones no
permitían obtener el oro en estado puro, y habitualmente obtenían una aleación de oro y plata
que denominaban asem. También conocían una aleación natural de estos dos metales a la que
llamaban electrum. Estas aleaciones fueron consideradas por mucho tiempo como otro metal.
El tercer metal empleado por el hombre fue el cobre. El cobre aparece también en forma nativa
pero en mucha menos proporción que el oro y la plata. El descubrimiento del procedimiento de
obtener cobre a partir de sus minerales marca un hito en la historia de la humanidad conocido
por la Edad del Cobre. Se supone que piedras de malaquita, con un rico contenido de
carbonato de cobre, calentadas en la hoguera y mezcladas con el carbón de la leña,
permitieron la obtención de este metal. El empleo del cobre en la fabricación de los más
variados utensilios, entre ellos armas, permitió un adelanto en la forma de vida de estas
civilizaciones.
Con el transcurso del tiempo, el calentamiento de diferentes minerales en hornos, permitió
descubrir otros metales, como el estaño, y fabricar el bronce (aleación de cobre y estaño),
dando paso a la Edad del Bronce. Se había pensado que el uso del bronce había tenido su
origen en Asia Menor alrededor de los (3000 a.n.e.), pero descubrimientos cercanos a Bang
Chieng (Tailandia) muestran que la tecnología de dicho metal era conocida allí hacia el 4500
a.n.e., unos centenares de años antes del empleo del bronce en el cercano Oriente. Al principio
esta aleación fue usada de forma limitada, principalmente para objetos decorativos, pero
posteriormente su dureza y propiedades, permitió la fabricación de armas y diversos útiles.
La edad del bronce dio paso, alrededor del 1600 a.n.e., a la Edad del Hierro. Se conocen
objetos de hierro anteriores pero de procedencia meteorítica. La mayor ventaja del hierro sobre
el bronce residía en el hecho de que los filones para extraer el mineral eran mucho más
abundantes y por tanto más económicos en comparación con el bronce. No era necesaria
aleación alguna y constituía un material admirable para la fabricación de sierras, hachas,
azuelas y clavos. Era, sin embargo, mucho más difícil de trabajar y nunca se logró obtener una
temperatura suficientemente elevada durante los tiempos prehistóricos para fundir el hierro en
moldes sino que se trabajaba el metal mediante el uso del martillo para darle la forma
requerida.
La posibilidad de los metales de ser trabajados, de darles forma, fue asociado con artes
mágicas o religiosas. La metalurgia fue más que una técnica un arte sagrado, encomendado a
los sacerdotes. La civilización babilónica, sumamente especulativa, desarrolló una concepción
del mundo basada en dioses que regían el sol y los planetas, y éstos a su vez la actividad del
hombre. Los planetas, a su vez, fueron asociados con los distintos metales. El metal más bello,
el oro, representaba al sol, el más perfecto de los astros. La plata fue asociada con la luna, el
hierro con Marte, el plomo con Saturno, el cobre a Venus, el estaño con Júpíter, y el mercurio
con Mercurio.
Un último producto conocido por las antiguas civilizaciones merece ser señalado: el vidrio. El
vidrio fue obtenido primeramente como un subproducto de la metalurgia, ya junto con el
mineral, era calentada una buena cantidad de rocas. Cuando la metalurgia se desarrolló al
punto que permitió fundir el metal, se observó la formación de dos capas insolubles entre sí. La
separación de la roca fundida del metal, mediante el proceso hoy conocido como llamado
liquefacción, permitió obtener un material rígido muy parecido a la roca volcánica. Muchas
pruebas por la vía del ensayo error, permitieron perfeccionar la técnica de obtención del vidrio.
El vidrio fue un material ampliamente empleado en ornamentos y recipientes, debido a su
maleabilidad y a la facilidad de ser coloreado por la adición de diferentes pigmentos.
Los siete metales mencionados junto al carbono y el azufre constituían los únicos elementos
químicos conocidos hasta el comienzo de nuestra era, aunque pequeñas cantidades de cinc
fueron obtenidas por los romanos. Las civilizaciones antiguas también distinguieron y utilizaron
compuestos de cinc, arsénico y antimonio. Conocieron álcalis como la potasa y el amoniaco
que obtenían a partir de la orina fermentada. También conocieron el betún que empleaban para
calafatear sus embarcaciones y el arte de embalsamar a sus muertos.
Los utensilios empleados por estos artesanos eran simples recipientes de barro o metal,
utilizaron el horno para forjar los metales y producir el vidrio, y la balanza, necesaria para pesar
los metales preciosos. Entre los métodos químicos desarrollados estaba el ensaye, técnica que
permitía detectar posibles adulteraciones en el oro, el método del antimonio empleado para
separar el oro de la plata y la copelación para separar el plomo de la plata. En este último
proceso la mezcla de plata y plomo era fundida y calentada fuertemente en un crisol o copela,
fabricado con huesos calcinados. El plomo fundido se oxidaba con una corriente de aire, y el
óxido fundido, se separaba de la plata líquida, escurriéndolo por el borde del crisol.
De todas las civilizaciones antiguas la más avanzada en las artes químicas fue la egipcia.
Todas estas técnicas eran guardadas con celo en el interior de los templos y asociados a la
magia y a la religión. Un iniciado en los ritos de obtención de metales o del vidrio raramente
pensaba en una explicación natural del fenómeno, ya que ello hubiese sido considerado como
un sacrilegio.
Las primeras explicaciones naturalistas.
El hombre al tratar de explicar los hechos que lo rodean, crea mitos y leyendas que van
conformando su concepción del mundo. Las primeras sociedades expresaron sus
preocupaciones en ritos, como el de la fecundidad que tenía el propósito de propiciar las
cosechas, o las invocaciones de la lluvia. Con el desarrollo social, estos mitos dan origen a las
religiones. En los mitos, las fuerzas de la naturaleza son personificadas a través de los dioses.
En esa misma naturaleza, el hombre antiguo se percató de la existencia de contrarios: lo
femenino y lo masculino, el frío y el calor, la luz y la oscuridad, lo húmedo y lo seco. No es de
extrañar que estas cualidades fuesen atribuidas a las deidades y a todo lo material. A estas
cualidades se le sumaron otras de carácter más abstracto, como lo bueno y lo malo, el amor y
el odio.
Resulta fácil al hombre primitivo especular acerca de una materia prima a partir de la cual se
deriva todo lo existente. La observación de que las plantas y el cuerpo de los animales están
formados, en una gran proporción, por agua. Y el hecho de que los metales fundan y se
conviertan en "agua", llevó a muchos pueblos a asociar la materia prima con el agua.
La idea de una materia primigenia y la filosofía de contrarios son elementos de las primeras
especulaciones acerca de la naturaleza, que están presentes en las antiguas cosmovisiones
babilónica y egipcia. Estas ideas tuvieron una gran influencia en el pensamiento naturalista
griego.
La civilización griega, sustentada en un régimen esclavista, floreció durante el periodo
comprendido entre los años 600 y 200 a.n.e. La ciencia, la filosofía, las artes, la literatura y la
medicina florecieron en Grecia, recogiendo el legado cognoscitivo de otras civilizaciones como
la egipcia, la babilónica, la asiria, la israelí, la persa, la siria, la hindú y probablemente la china.
En esa época el comercio floreció entre el oriente y el occidente, y junto a las mercancías, se
intercambió cultura.
A diferencia de otras civilizaciones, de grandes artesanos y con un desarrollo técnico
sorprendente; los griegos dejaron en manos de los esclavos la producción de los bienes
materiales. La ciencia griega tuvo por tanto un carácter mucho más racional y abstracto. Las
matemáticas, y en especial la geometría se desarrollaron ampliamente entre los griegos y los
métodos de deducción y demostración que emplearon se usan aún en la actualidad.
Las especulaciones acerca del origen del mundo y las ideas filosóficas de los griegos,
aunque carentes de base experimental, estaban sustentada en observaciones acerca de la
naturaleza.
El grupo de filósofos llamados jónicos se inicia con Tales de Mileto. Según Tales, el principio
original de todas las cosas es el agua, de la que todo procede y a la que todo vuelve otra vez,
proponiendo así una explicación del universo sin dioses ni fuerzas sobrenaturales. Trató de
explicar sus ideas en términos físicos: el agua puede convertirse en aire y puede congelarse en
forma sólida, por lo que cabe considerarla el origen de todas las cosas. Esta idea, ya presente
en los babilonios, implica considerar procesos físicos contrarios, la evaporación y la fusión,
para generar nuevas sustancias.
No se conoce el pensamiento filosófico griego antes de este pensador, pero su interés por la
sustancia básica del mundo y por explicar el movimiento en términos físicos, marca el
nacimiento del pensamiento científico. Los griegos, a partir de Tales, se enfrascaron en la
búsqueda de las leyes que explicaran los fenómenos naturales.
Los otros filósofos de la escuela jónica trataron también de explicar el origen del mundo a
partir de un elemento formador, que para Anaximandro fue el apeiron, mientras que para
Anáximenes fue el aire.
En el año 494 a.n.e. los persas capturaron a Mileto y la escuela jónica se trasladó a
occidente, difundiéndose las ideas de estos filósofos por toda Grecia. Continuadores de la
tradición naturalista jónica y de la idea de elementos o gérmenes en todo lo existente están
Heráclito que consideraba el fuego como el origen de la materia, y Empédocles que aceptó los
elementos de sus antecesores agregándole la tierra.
Así en la escuela jónica se desarrolló y progresó una concepción del universo, que acogía
ideas acerca de su formación a partir de una materia prima y de su movimiento a partir de
fuerzas contrarias, que tendría una notable influencia en el pensamiento filosófico posterior. Su
debilidad básica era su carácter puramente cualitativo y descriptivo que entraba en franca
contradicción con el pensamiento matemático de la ciencia griega.
A Pitágoras se le debe la introducción del concepto de cantidad en la filosofía. No se tiene
certeza de si este personaje existió realmente o es legendario, pero a él se le atribuye la
formación de una escuela que tuvo una gran influencia en las épocas que le sucedieron.
Pitágoras y sus discípulos vieron en el número la clave del universo, relacionando los números
con la geometría. Las proporciones adecuadas permitían la construcción de figuras
geométricas con gran armonía, lo cual enlazó un concepto numérico con uno sensorial. De esta
forma, determinados números como el tres, el siete adquirieron significado mágico, dando
origen a la cabalística. Los pitagóricos creyeron en la posibilidad de la reencarnación de las
almas, idea proveniente quizás de la India, la cual se producía mediante una ceremonia mágica
de purificación. También introdujeron la idea de la purificación a través del conocimiento puro,
el cual se adquiría por contemplación pasiva.
La escuela pitagórica marcó el pensamiento filosófico griego. A partir de ese momento se
observaran dos tendencias filosóficas opuestas en cuanto al origen del universo y la causa del
origen de los cuerpos: el idealismo y el materialismo.
Los aspectos más abstractos y lógicos de la escuela pitagórica fueron tomados por
Parménides y entremezclados con muchos ingredientes místicos, se convirtieron en el
fundamento del idealismo platónico. En un sentido opuesto, la teoría de los números recibió un
contenido materialista, en la teoría de Leucipo de Mileto y Demócrito de Abdera.
Parménides y su discípulo Zenón atacaron la ciencia observacional y experimental,
proclamando que dado a la fiabilidad de los sentidos, sus resultados eran inciertos. La verdad
estaba sólo en la razón pura. Para Parménides lo que es, es y lo que no es, no es, entonces
nada puede ocurrir y el cambio es imposible. El universo real es uno e inmutable, la variedad y
el cambio que se aprecian en el mundo material es sólo una ilusión.
La respuesta más eficaz a las tendencias idealistas anteriores fue dada por Demócrito de
Abdera, cuya teoría atómica influyó notablemente en la ciencia posterior. Demócrito imaginó un
universo compuesto por innumerables partículas indivisibles o átomos que se movían en el
vacío. Los átomos eran inalterables, tenían diversas formas geométricas, lo cual explicaba su
capacidad para combinarse y formar la diversidad de los cuerpos; y su movimiento explicaba
los cambios visibles. Debido a su carácter francamente materialista y dialéctico, tuvo una gran
oposición por parte de los filósofos de la reacción Platón y Aristóteles, lo que contribuyo a que
no fuesen aceptadas.
Con Sócrates se produjo un viraje de la filosofía en la Grecia antigua. El interés por el estudio
de la naturaleza es sustituido por el estudio del hombre. Este cambio de intereses acompaña al
derrumbe de la democracia en Atenas y el triunfo de la reacción aristocrática que profundizó el
carácter esclavista del estado griego y su expansión territorial. La tarea de la filosofía era
impedir que el mundo cambiara. Para Sócrates, el principal objetivo del hombre era la bondad
individual, o virtud, que resultaba del conocimiento. Este conocimiento era la intuición interna,
ya que las ideas están en la mente y sólo el método es capaz de descubrirlas.
Las ideas socráticas se concretan en su discípulo Platón. El objetivo platónico era encaminar
a los hombres hacia una vida mejor como consecuencia del cumplimiento de los principios de
un estado perfecto. Esto lo llevó a un idealismo filosófico para el cual el mundo es tan
cambiante que no puede conocerse mas que a través de las esencias puras. Según este
filósofo, la observación, la percepción sensible sólo nos ofrece apariencias. El ideal platónico
era la belleza.
Sócrates y Platón representan los principales exponentes del idealismo filosófico griego y sus
ideas tuvieron influyeron en Aristóteles. Aristóteles rompe con la contemplación e inicia una
búsqueda en la naturaleza de la esencia del universo, pero conservando la idea básica de que
la perfección es la esencia pura o propósito final del universo, y su búsqueda explica todo su
mecanismo y funcionamiento.
En su concepción del mundo, Aristóteles asume la teoría de los cuatro elementos de la
escuela jónica, con una interpretación peculiar que tuvo una gran influencia en el desarrollo
posterior de la alquimia. Para este pensador, existe una materia básica primaria indiferenciada,
la prote hyla, que compone todos los cuerpos.
Sobre esta materia se inscriben las cualidades que le confieren a cada sustancia su forma y
propiedades específicas. Las cualidades contrarias frío-calor, húmedo-seco, combinadas
adecuadamente generan los cuatro elementos. Así, el agua surge por combinación de lo frío y
lo húmedo; el fuego, por lo caliente y lo seco; el aire, por lo caliente y lo húmedo y la tierra, por
lo frío y seco.
Todas las sustancias estaban formadas por diferentes combinaciones de cualidades y en
consecuencia de elementos. Las propiedades observables de una sustancia, tales como el
color, la viscosidad, la dureza o la densidad eran cualidades secundarias que dependían de la
combinación particular y la proporción de las cualidades primarias presentes en el material. Por
ejemplo, las sustancias duras tenían un exceso de sequedad, y los materiales densos un
exceso de frío.
La existencia de una materia indiferenciada y continua, formadora de todo lo existente
negaba la existencia del vacío. Este error perduró en la interpretación física de muchos
fenómenos y negó la existencia de partículas como aceptaban los filósofos jónicos, o de los
átomos propuestos por Demócrito.
Aristóteles aceptaba el cambio o movimiento provocado por una causa final. La finalidad de la
transformación de los cuerpos era la búsqueda de la perfección. El cielo estaba formado por un
quinto elemento diferente y superior a los restantes, al que denominó quintaesencia, que era el
símbolo de esa perfección.
La concepción aristotélica sobre la constitución de los cuerpos, supuso un avance con
respecto a la contemplación platónica, pues valoraba positivamente la observación y otros
procedimientos empíricos como la medición y la clasificación. Con Aristóteles, ciencias como la
astronomía, la botánica y la zoología tuvieron un gran desarrollo. Dado el enorme carácter
explicativo de la cosmovisión aristótelica, sustentado en el sentido común, observación y la
práctica, aunque no en el experimento, sus conclusiones acerca de los diferentes fenómenos
naturales fueron aceptadas por más de un milenio, no obstante su comprensión del mundo, a la
postre significó un obstáculo para la ciencia y en especial para la Química.
La alquimia
No todo fue oro
En el siglo III a.n.e. ocurre un acontecimiento político de gran importancia, la conquista del
mundo antiguo por Alejandro Magno. Alejandro logra fundar el primer gran imperio universal,
dominando territorios tan vastos como Grecia, Egipto, Mesopotamia, Persia y la India.
Bajo la égida alejandrina, la cultura clásica griega se difunde ampliamente, y los territorios
conquistados constituyen el crisol donde surge el helenismo. Esta cultura, que tuvo por centro
la ciudad de Alejandría, dominó el mundo antiguo durante los siguientes tres siglos, aun a
pesar de la muerte de Alejandro Magno y del desmembramiento de su imperio.
A Alejandría, con su gran biblioteca y su famoso Museo, concurren estudiosos de todo el
mundo helenístico, y en esa ciudad ocurre un gran desarrollo de las ciencias aplicadas, no así
de la filosofía. La geometría de Euclides, la física de Herón, la anatomía humana de
Erasistrato, la hidrostática de Arquímedes, constituyen ejemplos del nivel alcanzado por los
científicos alejandrinos. Estos científicos ejecutaron experimentos, perfeccionaron instrumentos
y realizaron mediciones, que permitieron incluso readmitir las ideas atomísticas de Demócrito y
la existencia del vacío. No obstante estos científicos no fueron filósofos, no intentaron ofrecer
una concepción del mundo alternativa a la de Aristóteles, y sus ideas acabaron olvidadas en
los antiguos manuscritos.
Es justamente en la Alejandría del periodo helénico donde se sitúa el nacimiento de la
alquimia. La alquimia en sus inicios se asemejaba a las artes practicadas por los antiguos
artesanos egipcios en metalurgia, tintorería, vidriería, y tintorería. Paulatinamente, la alquimia
va incorporando ideas provenientes de la filosofía aristotélica y el misticismo oriental,
orientando sus propósitos a la transmutación de los metales y a la búsqueda del elixir de la
vida.
El término alquimia proviene de la voz egipcia chem que quiere decir negro. No se conoce
exactamente si esta denominación se refiere a las tierras negras del Nilo, o a la asociación de
las prácticas alquimistas con la magia o el arte negro. Otra hipótesis acerca del origen de esta
palabra se remite a Zósimo, de la escuela de Alejandría y el más antiguo de los alquimistas de
que se tiene referencia, el cual plantea que los ángeles escribieron el libro Chema, revelador de
los secretos de la naturaleza y por lo que fueron arrojados del cielo. El prefijo al data de una
época posterior de la civilización árabe, que fue una gran cultivadora de la alquimia.
Los datos originales sobre los alquimistas provienen de los papiros de Leyden y de
Estocolmo, así como de los manuscritos de los enciclopedistas romanos como Plinio el Viejo.
El papiro de Estocolmo contiene recetas para la elaboración de mordientes y tintes, y para
preparar gemas de imitación. El papiro de Leyden se ocupa de la metalurgia y del mismo se
deduce el dominio de estos artesanos en la obtención de imitaciones del oro y la plata.
En los manuscritos que han sobrevivido aparecen los nombres de alquimistas, muchas veces
asociados a personas famosas o dioses con el fin de darle una mayor autoridad al texto. Así,
figuran entre ellos, Hermes Trimegistos, el tres veces grande, que no es más que Thot el dios
egipcio de la ciencia, Moisés, Demócrito, Cleopatra, o María la Hebrea. Esta última
probablemente existió y a ella se le atribuye el famoso baño de María.
Los alquimistas que obtenían aleaciones metálicas con aspecto de oro, no dudaban que
fueran formas más o menos perfectas de este metal. La aplicación de la teoría aristotélica
acerca de que la finalidad del mundo era la perfección, inducía a creer que en los metales
menos perfectos, innobles existía un esfuerzo hacia la perfección, hacia el oro. Se suponía que
este tránsito ocurría espontáneamente en la naturaleza y que podría ser logrado por los
alquimistas.
En la base de la trasmutación de los metales en oro estaba la idea de una materia prima
indiferenciada, común a todos los cuerpos, a la que se le podían eliminar las cualidades que la
convertían en plomo o hierro y fijarles las propiedades del oro.
Las tres etapas de la trasmutación
La experiencia en tintes textiles había llevado a los alejandrinos a considerar el color como
una quinta cualidad de la sustancia. El negro era la ausencia de esa cualidad, y que entre el
rojo y el amarillo, existía una gama de colores que tendía a la perfección. Estas ideas las
llevaron a pensar en la obtención del oro como un proceso de tinción o teñido que pasaba por
tres etapas.
Melanosis o muerte del metal por ennegrecimiento. Mediante calentamiento moderado para
oxidarlo o por tratamiento con azufre o disoluciones de sulfuros convertían el metal a óxidos o
sulfuros de color negro, eliminándole así sus propiedades metálicas.
Leucosis o blanqueado. En este paso, el metal era tratado con oropimente (sulfuro de
arsénico). El oropimente producía un blanqueado, que se interpretaba como su conversión en
plata. Posteriormente en la leucosis fue empleado el mercurio, obteniéndose posiblemente una
amalgama de color plateado.
Xantosis o amarillamiento. Finalmente el metal era tratado con una mezcla de polisulfuros, a
la que llamaban theion hudor, lo cual significa agua divina, que le daba al metal el color
amarillo, característica fundamental del oro.
Entre la leucosis y la xantosis, a veces se incluía un paso intermedio, denominado iosis, en el
cual se obtenía el coral de oro, de color rojo. En este paso era introducida una semilla de oro
que debía crecer durante el proceso. Con el decursar del tiempo esta idea se transformó y
estas semillas fueron agentes colorantes llamados iksirs, que devinieron en elixires. De ahí, el
termino elixir de la vida.
Más o menos en la misma época, posiblemente influenciados por la alquimia china, los
alquimistas comenzaron a usar el término de piedra filosofal. Originalmente se suponía que
esta piedra fuera una panacea para las enfermedades humanas, pero la idea fue transferida a
la transmutación de los metales. Los metales diferentes al oro estaban enfermos y la piedra
filosofal los curaba transformándolos en oro. La piedra filosofal se convirtió en el símbolo del
secreto de la transmutación y su búsqueda fue el objetivo de la alquimia durante siglos.
El proceso de la transformación de los metales no nobles en oro se conocía como la Gran Obra
u Opus Magnus.
Más tarde, el espíritu o Pneuma que acercaría a los metales a su fin de perfección era el
azufre, sustancia asociada al elemento fuego, e imprescindible en la melanosis. La sustancia
que ayudaría al metal a adquirir nuevamente sus características metálicas, se asoció al
mercurio, por ser un elemento agua o líquido. A los dos elementos azufre y mercurio, se le
sumó posteriormente un tercer elemento, la sal o tierra, que le daría al metal la solidez o
dureza características. De ese modo se conformaba el número mágico tres o Tría Prima, los
tres elementos que en la Edad Media sustituyeron los elementos aristotélicos.
La necesidad de guardar el secreto de las técnicas o procedimientos de la Gran Obra hizo
que los alquimistas recurrieran a un lenguaje hermético, e incluso que incluyeran el misticismo
de las civilizaciones orientales.
Por esa razón, la alquimia surge de la fusión de tres movimientos culturales: las prácticas
artesanales de los antiguos egipcios, la filosofía griega y el misticismo oriental, mezcla que
pudo producirse sólo gracias a la cultura helénica.
La alquimia, aunque infructuosa en su propósito de transformar el plomo y el hierro en oro,
requirió un intenso trabajo de laboratorio para el tratamiento de los metales y para la obtención
de reactivos. Para los alquimistas la clave del éxito estaba en la repetición de los procesos
hasta alcanzar la perfección. Ello permitió la obtención de muchas sustancias químicas, el
mejoramiento de técnicas y procedimientos como la destilación, el baño de María, la
fabricación de utensilios como el alambique o la retorta, filtros u hornos, que conformaron el
legado de los alquimistas a la Química
Alquimia esotérica
La alquimia comprende dos grandes ramas: la alquimia esotérica y la alquimia exotérica. La
alquimia exotérica tenía como fines la búsqueda de la piedra filosofal, capaz de lograr la
transformación de los metales en oro y la búsqueda del elixir de la vida, poción que procuraba
la inmortalidad. Sus practicantes no se diferenciaban, y posiblemente eran los mismos
artesanos que poseían grandes habilidades para el trabajar los metales.
La alquimia esotérica surge probablemente mucho antes de la exotérica, y está
estrechamente vinculada con la astrología y la religión, como un intento de entender a Dios o a
los dioses, y de encontrar la salvación eterna. La filosofía del helenismo fue una filosofía moral
que se ocupaba de reconciliar al hombre con las incertidumbres de la vida. El esoterismo
interpretaba las transformaciones de las sustancias como alegorías y sus observaciones eran
usadas para sus ideas religiosas. Los resultados de la alquimia esotérica, por estas razones,
eran encubiertas por un lenguaje hermético, críptico y oscuro, que ha caracterizado a la
alquimia por generaciones. Entender e interpretar los escritos alquímicos es muy complicado
debido a su significado místico y religioso. Un pasaje críptico que ostensiblemente es una
técnica para un proceso químico puede encubrir una práctica religiosa.
Es difícil separar a los hábiles artesanos de la antigüedad, de los alquimistas exotéricos y a
éstos de los esotéricos. Posiblemente las tres actividades se daban en una misma persona.
Alquimia árabe
Estuvo limitada en lo social y en lo geográfico. Socialmente se había convertido en una tarea
de la clase superior, practicada en monasterios y academias, tomando un carácter abstracto y
literario. El ámbito geográfico la había limitado al cercano oriente. El lenguaje, la religión y las
formas de gobierno le daban una coherencia tal a la cultura helénica, que ella misma constituía
una muralla a las influencias provenientes de otras culturas antiguas como la china y la hindú.
Estos factores negativos que frenaban el desarrollo cultural fueron repentinamente destruidos
por la aparición y rápida difusión de una nueva religión: el islamismo, que se expandió por casi
todo el área de las antiguas civilizaciones, desde el Indostán hasta el Atlántico.
En el año 622 se produce la huida de Mahoma desde la Meca hasta Medina, A partir de ese
año la nueva religión se extendió rápidamente por toda Arabia y a ello siguió el rápido
sometimiento de estados no árabes como Siria, Egipto, Persia y España. Entre los sucesores
de Mahoma se estableció una fuerte lucha por el poder quedando éste finalmente en manos de
la dinastía Omeya . En el 661 Damasco pasó a ser la sede del poder de los califas omeyas y se
transformó en una de las ciudades más importantes y espléndidas del mundo musulmán. Los
califas de la dinastía Omeya no interfirieron en las actividades de los cristianos y continuaron
florecientes las escuelas nestorianas.
Bajo el reinado de los Omeyas el Islam comenzó su expansión hacia el occidente,
conquistando el norte de Africa, la península ibérica. Asimismo, avanzaron hacia el este
adentrándose en la actual Irán y en Asia central. Sucesivos intento de conquistar
Constantinopla, capital del Imperio Bizantino fracasaron. La dinastía Omeya fue perdiendo
apoyo popular, ya que a pesar de sus guerras de conquistas no consiguió recompensar a todos
los musulmanes, y acabó siendo destronada por los Abasíes.
La dinastía Abasí trasladó la capital a Bagdad, restauró el orden e instituyó reformas
destinadas a impartir justicia a todos los musulmanes. Los abasíes dependían para la
estabilidad de su gobierno del apoyo persa, y permitieron la enseñanza tradicional de la ciencia
en las antiguas escuelas nestorianas. Sabios persas, judíos, griegos, sirios y de otras regiones
acudieron a Bagdad. En esos lugares se inició entonces un renacimiento cultural,
fomentándose la ciencia de forma inigualada desde los tiempos alejandrinos. Se inició la
traducción masiva al árabe de obras de ciencia, medicina y filosofía griega.
Esta vinculación de la ciencia con la clase dominante fue la fuente inmediata de su fuerza y
posteriormente de su debilidad, pues la ciencia se convirtió en elitista, sin la base popular que
ofrecieron a la ciencia alejandrina, los artesanos, orfebres y técnicos manufactureros del
antiguo Egipto. Esto llevó finalmente al rechazo de la ciencia, y los científicos se convirtieron en
sabios errantes, presos del fanatismo religioso del pueblo.
Una de las ramas de la cultura donde el islamismo hizo mayores aportes fue la Química, as
partir del conocimiento desarrollado por los médicos, perfumistas y metalúrgicos musulmanes.
La clave del éxito radicó en la superación de los prejuicios de la cultura clásica por los trabajos
manuales.
Los trabajos de los árabes demuestran un conocimiento de las técnicas de laboratorio para el
tratamiento y obtención de drogas a partir de plantas y animales, la obtención de sales y de
metales preciosos. Los árabes no fueron los primeros químicos, trabajaron sobre la base de
tradiciones y prácticas muy arraigadas en las civilizaciones egipcias y babilonias, debidamente
racionalizadas por los griegos, pero que lograron perfeccionar y desarrollar ampliamente.
También emplearon extensamente los conocimientos acerca de la naturaleza de hindúes y
chinos. Los árabes fueron los primeros en trazar una separación entre alquimia y química,
reservando el primer término para los intentos de trasmutar los metales.
Los primeros alquimistas árabes fueron místicos heredando así la tradición de los alquimistas
griegos. Estos alquimistas, al igual que los alejandrinos, escribieron tratados en un lenguaje
hermético llenos de revelaciones y que atribuyeron a grandes personalidades de la antigüedad
para conferirles autoridad. Entre estos escritos es posible citar la obra Agua de plata y tierra de
estrellas, una compilación de documentos realizado por Muhammad ibn Umail (900-960), con
un marcado carácter místico.
En la misma época apareció otra obra, Turba Philosophorum, en la que se intentó adaptar la
ciencia árabe la cosmología y las teorías alquímicas griegas.
Los árabes realizaron notables avances en la ciencia farmacéutica. En el año 870, Abu
Mansur empleó yeso para inmovilizar fracturas. Su farmacopea abarcaba 585 drogas, de las
cuales 75 eran de origen mineral, 44 de origen animal y 466 de origen vegetal. Los
farmacéuticos islámicos prepararon sus medicamentos en forma de píldoras, jarabes, siropes,
emplastos y pomadas.
Jabir Hayyan, es el primer gran nombre de la alquimia árabe, del cual se tienen dudas sobre
su existencia real. Se supone que nació alrededor del año 720 y que murió alrededor del 815.
Fue miembro disidente de una secta isrraelí, que estaba involucrada profundamente en la
alquimia esotérica, la cual posiblemente fue la autora de los libros adjudicados a su nombre. El
Jabir Corpus comprende más de 2000 escritos sobre alquimia, astrología, mecánica, entre
otras ramas científicas. Aunque las ideas del Jabir Corpus acerca de la constitución de las
sustancias eran básicamente aristotélicas tenían algunas diferencias importantes. Contrario a
Aristóteles, para Jabir cualquier sustancia contenía las cuatro cualidades: calor, frío, humedad
y sequedad. Las cualidades contrarias, como el calor y el frío no se anulaban entre sí, sino que
coexistían, como el ying y el yang. Otra diferencia importante era el propio concepto de
elementos y cualidades. Si para Aristóteles estos eran conceptos filosóficos, abstractos para
Jabir, las cualidades y los elementos eran reales y podían ser aislados. El humo y el residuo de
una pirólisis eran elementos, aunque no en forma pura. La purificación podía realizarse por
extracciones y destilaciones sucesivas, un determinado número de veces, número que tenía
connotaciones mágicas. Los escritores del Jabir Corpus consideraban que la destilación podía
separar las cualidades de los elementos. Este procedimiento le permitía al alquimista obtener
gases, materias inflamables, cenizas y líquidos.
Los metales contenían dos de las cuatro cualidades en calidad de externas, las que le
conferían sus propiedades, y otras dos internamente. Por ejemplo, el oro tenía como
cualidades externas el calor y la humedad e internas el frío y lo seco; mientas que en la plata
estas cualidades estaban invertidas. De este modo podían plantearse la transmutación de plata
en oro sacando a relucir las cualidades internas. Para realizar esta transmutación era necesario
emplear un elixir, idea tomada de la alquimia china. En la preparación del elixir empleaba
sustancias de origen animal y vegetal. El empleo de sustancias de origen animal lo llevó a
descubrir el nushadur o sal de amoniaco (cloruro ó carbonato de amonio)
Jabir aceptó la modificación helenística de las dos emanaciones: los humos y los vapores, y las
amplió, incluyendo otros tipos como los espíritus, las esencias o los principios. Consideraba,
por ejemplo, que la emanación humo contenía el elemento tierra transformándose en fuego, es
decir, ardían. El azufre, el oropimente (sulfuro de arsénico) y el aceite eran emanaciones
humeantes. Las emanaciones vapores contenían el elemento agua transformándose en aire. El
mercurio, la sal amoniaco, y el agua eran emanaciones del tipo vapor. Los minerales estaban
compuestos por varios combinaciones de los dos espíritus volátiles y de un cuerpo no volátil,
una idea desarrollada posteriormente por Paracelso.
En las obras del Jabir Corpus se encuentra la primera clasificación de las sustancias
químicas conocidas. Así los minerales se clasificaban en tres grupos: los espíritus, los cuerpos
metálicos y los cuerpos. Cada uno de estos grupos contenía a su vez numerosos subgrupos.
El segundo de los filósofos naturalistas árabes cuya importancia ha llegado a nuestros días
fue al-Kindi (~801-873). Matemático, se ocupó de traducir al árabe y comentar las obras
científicas y filosóficas de la Grecia antigua y de intentar aplicar los principios de la geometría a
la medicina y a la ciencia en general.. Fue un hábil técnico en el laboratorio. Creyó en la
astrología pero fue escéptico en relación con la transmutación de los metales en oro, atacando
duramente a los alquimistas como charlatanes.
Al-Kindi escribió libros de música, óptica, lógica, astronomía, matemática, meteorología, entre
otras. Algunos de sus títulos abarcan conocimientos químicos entre los que se pueden
mencionar: Tratado acerca de la Destilación de Aromáticos, Sobre varias clases de Piedra
Filosofales, Acerca de los Colorantes, Sobre la inutilidad del reclamo de aquellos que
pretenden obtener oro y plata y sus embustes, y Tratado acerca de los actos fraudulentos de
los alquimistas. Uno de sus libros más importantes, Libro acerca de la Química de los perfumes
y la Destilación, contiene 197 recetas para la prepación de aceites aromáticos, salvias, y
perfumes.
Otro de los grandes químicos musulmanes fue al- Razi (865-925), conocido en Europa por
Rhazes. Nacido en Persia, cursó estudios en las célebres escuelas de Bagdad. Aunque
escribió acerca de la Química, fue el médico árabe de más importancia después de Avicena.
Aunque creyó en la transmutación de los metales, al-Razi no estaba interesado en los
aspectos místicos o esotéricos de la alquimia. Fue un técnico de laboratorio práctico de gran
claridad intelectual y un observador que clasificó no sólo las sustancias químicas, sino también
las reacciones y los distintos tipos de aparatos. Escribió cerca de treinta libros de ciencias
naturales, once de matemáticas y más de cien acerca de medicina. En su obra más importante
El libro del secreto de los secretos, Rhazes intenta destruir la creencia de secretos conocidos
solamente por iniciados.
Al-Razi clasificó las sustancias químicas por su origen animal, vegetal o mineral, o derivadas
de otras sustancias químicas. Entre las sustancias de origen animal estaban los huesos, la
leche, los huevos, la orina y el pelo. Los minerales fueron subdivididos en espíritus, elementos
fusibles, piedra, bórax, y sales. Señala el descubrimiento árabe de los álcalis cáusticos
(hidróxidos alcalinos) y menciona por primera vez, a los ácidos, entre los que relaciona el
vinagre, la leche agria y el jugo de limón, como sustancias capaces de disolver los metales y
otros compuestos.
Rhazes empleó en su laboratorio la tradicional chimenea, fuelles, crisoles y hornos para
fundir metales. Sus utensilios incluían el alambique, distintos vasos o recipientes colectores, y
sus procedimientos abarcaban la destilación. La sublimación, la filtración, la calcinación, la
digestión, la decantación y la formación de amalgamas. En general sus técnicas eran
conocidas desde la época de los sumerios y no eran mucho más avanzadas que la de los
antiguos griegos alejandrinos, pero las instrucciones para llevarlas a cabo eran mucho más
detalladas y precisas.
Rhazes aceptaba la creencia de que las sustancias eran combinaciones del espíritu y el alma
con material inerte, al cual activaban, y las reacciones químicas eran interpretadas en términos
de cambio de las proporciones relativas del alma y el espíritu mediante varias purificaciones.
El más conocido de los filosofos naturalistas islámico fue Ibn-Sina (980-1037), conocido por
su nombre latino Avicena. Fue poeta, científico, filósofo y también es considerado como el más
grande médico del Islam medieval.
Escribió más de cien libros de medicina, una de las cuales fue la enciclopedia médica, El
Canon de Medicina, que fue la obra más importante en el oriente y el occidente hasta la época
de Paracelso en el siglo XVI. En esta obra el sienta las reglas de la dosificación de las drogas
relacionándolas con sus efectos terapéuticos.
Se dedicó también a la geología, describiendo minerales, las condiciones de formación de las
rocas y propuso una teoría acerca de la formación de los fósiles. Sus trabajos fueron traducidos
al latín alrededor del año 1200 y fueron incorporados a las enciclopedias medievales cristianas.
La contribución de Avicena a la química radica en su clara y lógica exposición de las ideas.
La única nueva idea atribuible a este científico era que los elementos químicos mantenían su
identidad aún en sus compuestos. Según Aristóteles había postulado, cuando las sustancias
reaccionan cada una pierde su identidad, produciendo un producto homogéneo o prote hyla, en
la cual no quedan restos de sus constituyentes originales. Avicena aseguró que Aristóteles
estaba equivocado. Aunque los trabajos de Avicena fueron ampliamente divulgados y leídos,
esta sugerencia particular no tuvo una gran influencia en el pensamiento químico posterior.
Avicena se reconocía a sí mismo como un médico o un químico, y reservó el término alquimista
para aquellos que pretendían obtener oro o plata. Aunque no renegó de la teoría de los cuatro
elementos, se mostró realmente escéptico acerca de la transmutación de los metales. Aseveró:
"Acerca de las pretensiones de los alquimistas, debe entenderse claramente que no está en
sus manos realizar ningún cambio verdadero de las especies. Ellos pueden, no obstante,
producir excelentes imitaciones...".
A partir del siglo XI, el poderío del imperio islámico fue decayendo y la ciencia árabe frenó su
desarrollo. No obstante, los estudiosos islámicos habían trasladado su ciencia a Sicilia y a
España, especialmente al califato de Córdoba, y llevaron con ellos las traducciones de los
trabajos de la ciencia helenística, que circularon ampliamente por el mundo islámico. Los
trabajos de Jabir y Rhazes eran conocidos en España antes del año 1000. Alrededor del 950
existió un floreciente grupo de alquimistas y químicos en España, aunque sus nombres se
desconocen. La reconquista cristiana de España llevada a cabo entre 1085 y 1492, y la
expulsión de los moros, provocó una decadencia de la ciencia árabe en el territorio, aunque se
conocen algunos trabajos como: Acerca de los alumbres y las sales y Sobre el espíritu
alquímico, que datan de esta época.
Alquimia hindú y china
Bajo el imperio alejandrino el mundo clásico se puso en contacto con el mundo oriental y la
mezcla de culturas fue inevitable. La ruta de la seda, que transitaba entre China y Persia,
pasaba por la India, y los comerciantes, a la par que compraban y vendían mercancías,
intercambiaban conocimientos y creencias. En la antigua India, la alquimia exotérica no alcanzó
un desarrollo notable, pero los hindúes habían elaborado desde épocas remotas una filosofía y
religiones místicas como el vedismo, el hinduismo y posteriormente el budismo, que tuvieron
una gran influencia en el esoterismo de los alquimistas del medio oriente.
En la antigua India, se obtuvieron grandes avances en distintas artes y ciencias, como la
artesanía del metal, las matemáticas y la medicina.
En China, por el contrario, la alquimia si tuvo un desarrollo notable. Se desconoce si el
desarrollo inicial de la alquimia china fue totalmente independiente de la alquimia alejandrina,
pero es imposible negar el intercambio posterior entre esas culturas por la ya mencionada ruta
de la seda. Las artes técnicas en China surgieron desde los primeros estadios de esa
civilización. Se conocieron y trabajaron metales como el oro, la plata y el mercurio, éste último
obtenido a partir del cinabrio y se obtuvieron buenas imitaciones de oro.
El sustento de las ideas de la alquimia en China es necesario buscarlas en las
especulaciones filosóficas sobre la materia. Para los chinos la materia estaba constituida por
cinco elementos: metal, madera, fuego, tierra y agua. Aceptaban la existencia de dos
contrarios, el ying, que simbolizaba lo femenino, la luna, lo negativo, lo seco y lo frío,
representaba las cualidades no deseables en la materia; mientras que el yang reunía las
características más apetecibles. El yin y el yan tuvieron una gran influencia en el taoismo. El
taoismo, es una filosofía que mantiene que el individuo debe ignorar los dictados de la
sociedad y solo ha de someterse a la pauta subyacente del Universo. El Tao representa el
camino o senda, el cual no puede ni describirse con palabras ni concebirse con el
pensamiento, y al que sólo se accede mediante prácticas espirituales.
Junto al taoísmo filosófico y místico ya expuesto, el taoísmo también se desarrolló en el
ámbito popular como un culto en el que el Tao llegó a ser el camino de la naturaleza y se
buscaba a través de procesos físicos. Sus adeptos buscaban controlar la naturaleza y la
inmortalidad a través de la magia y el uso de diferentes elíxires.
La experimentación en alquimia abrió el camino para el desarrollo, entre los siglos III y VI, de
diversos cultos basados en la higiene que pretendían prolongar la vida. El alquimista chino
intentaba obtener oro porque creía que este metal era el principio de la inmortalidad. También
consideraban que el mercurio y sus compuestos tenían esta cualidad y se conoce que varios
emperadores se envenenaron con mercuriales en aras de asegurarse la vida eterna. Este fue
el origen de la idea del elixir de la vida cuya búsqueda fue importante en la alquimia medieval.
Entre las contribuciones más importantes de la alquimia china y que llegaron a occidente a
través del comercio está el papel, presumiblemente la invención de la pólvora y la fabricación
de porcelana de una calidad excepcional.
La alquimia durante el Imperio Romano
A la muerte de Alejandro Magno, el imperio creado por él se desmembra en satrapías
gobernadas por sus generales. Tras años de intrigas, guerras y asesinatos, dos grandes reinos
se mantienen, el reino de Egipto, gobernado por la dinastía de los Ptolomeos, y el Imperio
Seleucida que abarcó casi toda el Asia Menor, Mesopotamia y Persia. Ambos fueron los
centros de la cultura helenística la cual persistió durante los siglos que le sucedieron. La capital
del Egipto ptolemaico, Alejandría, fundada por Alejandro en el 332 a.C., se convirtió en foco de
rivalidades culturales, a veces superando la importancia de Atenas en ese campo. Cada rincón
del mundo heleno se dedicó al cultivo de las artes y las actividades intelectuales. Algunos
sabios, como los matemáticos Euclides y Arquímedes, los filósofos Epicuro y Zenón de Citio y
los poetas Apolonio de Rodas y Teócrito, pertenecen a esta época.
En el 215 a.C. Roma empezó a interferir en los asuntos de Grecia. Sucesivas guerras le
permitieron a los romanos, vencer a las fuerzas macedonias en el 206 a.C., y consiguieron
importantes posiciones en Grecia. En el 146 a.n.e. las Ligas Etolia y Aquea fueron disueltas y
Grecia fue anexionada en su totalidad por Roma, que creó la provincia romana de Macedonia,
cuyo procónsul extendía su autoridad al resto de Grecia. Sólo Atenas, Esparta y Delfos
escaparon a esta situación, convirtiéndose en ciudades federadas.
Bajo el dominio romano, Grecia fue duramente castigada y quedó arruinada. Atenas seguía
siendo un foco intelectual y de la filosofía, pero su comercio prácticamente desapareció. La
extensión del Imperio Romano tuvo sobre la cultura una influencia muy diferente a la del
Imperio Alejandrino. La causa de la decadencia de la ciencia en la época de los primeros
emperadores hay que buscarla en la crisis general de esa sociedad, derivada de la
acumulación del poder a manos de unos pocos esclavistas ricos y en el empobrecimiento de
una gran población de esclavos y plebeyos.
En el siglo III de nuestra era, la economía y el comercio estaban en franco deterioro. El
ejército era una carga creciente pero necesaria, ya que aunque no se conquistaban nuevas
tierras, era necesario para el mantenimiento de las fronteras del imperio frente a los ataques de
las tribus bárbaras del norte.
La economía dineraria estaba minada por la inflación, abriendo paso al trueque de objetos. El
comercio se limito a los objetos de lujo. El empobrecimiento de la población a causa de las
guerras hizo descender la demanda de bienes, lo cual empeoró la situación de mercaderes y
artesanos.
El cristianismo, que había nacido como una religión de las clases inferiores oprimidas se
había ido extendiendo paulatinamente y hacia el siglo III, la iglesia cristiana era la organización
política más poderosa e influyente del imperio.
En el año 395, el Imperio romano quedó dividido en el Imperio romano de Occidente y el
Imperio romano de Oriente o bizantino. El Imperio romano de Occidente, la región más reciente
y artificalmente civilizada del mundo antiguo, se derrumba, y el sistema de gobierno fue
sustituido gradualmente por un sistema feudal. Las invasiones bárbaras acompañaron este
cambio.
Después de la caída del Imperio Romano de Occidente, el desarrollo de la cultura siguió dos
líneas diferentes en las dos mitades del antiguo imperio. En Occidente sobreviene durante los
siglos III al IX, un periodo de oscurantismo, mientras en el Imperio romano de Oriente o Imperio
Bizantino, sobrevivió y continuo floreciendo la cultura, con una fuerte influencia helenística.
En el Imperio Bizantino, que comprendía las regiones del sureste de Europa, suroeste de
Asia y el noreste de África, e incluía los actuales países de la península de los Balcanes,
Turquía occidental, Siria, Jordania, Israel, Líbano, Chipre, Egipto y la zona más oriental de
Libia, se desarrollaron las técnicas manufactureras, la producción de objetos de lujo, de tejidos,
la alfarería y la metalurgia. El telar y la lanzadera, la maquinaria de riego y muchos inventos
claves de la mecánica y la navegación nacieron en el Oriente en esa época.
Se sabe muy poco de la ciencia oriental, pero es posible inferir que fuera muy cultivada en
Persia y Asia Central. También florecieron las artes y la ciencia en la India y en China.
En el siglo IV, la Iglesia Cristiana se vio desgajada por fuertes desacuerdos de origen teológico.
Los padres de la iglesia comenzaron a incorporarle al dogma cristiano, las partes menos
peligrosas de la antigua filosofía helénica, principalmente el neoplatonismo. Esto condujo a
controversias ya que la filosofía subyacente en el Antiguo Testamento era diferente. La Iglesia
se divide en facciones, cada una de las cuales acusaba a las otras de herejía. El grupo
disidente de mayor influencia tuvo como guía al monje sirio Nestorio que fue excomulgado en
el año 431 y que al huir a Siria establece su propia iglesia que se extiende rápidamente por
Siria y Persia.
En el año 451 se separan también del cuerpo principal de la iglesia los monofisitas que se
establecen fundamentalmente en Egipto.
Tanto los nestorianos como los monofisitas tenían una amplia base helenística. Allí donde se
establecieron sus iglesias, llevaron consigo las obras filosóficas y científicas de dicha cultura.
Por otro lado no perdieron el contacto con las Iglesias en lengua griega del Imperio romano de
Oriente y dispusieron de nuevos manuscritos.
Los monofisitas realizaron sus estudios dentro de los monasterios pero los nestorianos se
dedicaron a la enseñanza y fundaron escuelas o academias, entre ellas la de Edesa en Siria y
la de Nisibis, en Persia, que contribuyeron a difundir la cultura griega principalmente por Persia
y Siria. Tambien se fundó la escuela de medicina en la ciudad de Jundi Shapur, cuya
enseñanza estaba en manos de nestorianos y su curriculum era semejante al de Alejandría.
Fue necesario para ello traducir los manuscritos griegos al sirio, y entre ellos un gran número
de libros alquímicos. De esta forma la alquimia alejandrina se expandió por Mesopotamia y
Persia y aunque no se tienen noticias de su desarrollo en estas regiones, es de pensar que se
practicase, dado su rápido florecimiento en el islamismo.
La alquimia en la Edad Media tardía
La caída del Imperio Romano de Occidente y las sucesivas oleadas de bárbaros que
penetraron en Europa procedentes del norte y el este, hizo caer a la región en un oscurantismo
total. Las ciudades estaban en franca decadencia o desaparecieron totalmente, y la civilización
sólo pudo subsistir, fragmentada en pequeños feudos o reinos. El sistema feudal basaba su
economía en el cultivo de la tierra y se caracterizaba por el autoconsumo de productos
agrícolas y artesanales. Esto favoreció la defensa de las distintas regiones frente al ataque de
las tribus bárbaras germanas y asiáticas, (visigodos, vándalos, hunos). No existía el comercio,
ni un estado organizado. Existía la clase campesina y por encima de ella los señores, seglares
o clérigos. El rey y el alto clero dependían parasitariamente de los diferentes feudos que eran
prácticamente independientes.
Hacia el año 1000, el sistema feudal estaba completamente instituido, con sus jerarquías
políticas y religiosas y su arte y saber correspondiente.
En el periodo anterior al siglo X, la Iglesia se ocupó de la supervivencia de la cultura, no
obstante durante el proceso de cristianización de las tribus bárbaras no se pudo impedir que la
Iglesia misma se barbarizase perdiendo parte de su contenido intelectual y filosófico.
El primer movimiento de recuperación intelectual se produjo durante el reinado de Carlomagno,
quien creó las escuelas palatinas en el siglo IX. Este movimiento se vio interrumpido por
nuevas invasiones bárbaras, en este caso de normandos, magiares y sarracenos.
En el siglo X, la Iglesia devino en una institución capaz de organizar la vida de la sociedad.
Hasta el siglo XIII, poseía el monopolio de la enseñanza e incluso el de saber leer y escribir.
Esto dio al pensamiento medieval europeo una gran unidad y limitó en alto grado su horizonte
intelectual.
A partir del siglo XII comienzan a manifestarse desavenencias por compromisos económicos
entre la Iglesia y la incipiente clase burguesa de mercaderes y artesanos que radicaban en las
ciudades. Al propio tiempo se está produciendo en la Europa occidental la penetración del
saber árabe debido a la conquista de España por los musulmanes.
Entre los siglos X y XII se traducen al latín multitud de obras árabes y griegas
fundamentalmente en el seno de los monasterios europeos, que acumularon en sus bibliotecas
manuscritos valiosos de la antigüedad. Por otro lado, existe un renacer del pensamiento
intelectual con el surgimiento en el siglo XII de las universidades, marcadas sensiblemente por
la escolática.
Toda esta situación económica y cultural que se da en la Edad Media tardía provoca el
surgimiento de las herejías, ya que el hombre podía acercarse al conocimiento sin mediación
de la Iglesia. La respuesta de la Iglesia no se hizo esperar: reprimir por la fuerza a los herejes,
mediante la Inquisición y las Cruzadas; y persuadir a través de la conciliación de la religión con
la razón, la filosofía y el nuevo saber que estaba socavando los dogmas religiosos.
En este periodo aunque no se impartía ciencia en las universidades hubo estudiosos que
trataron de recoger y sistematizar el saber científico, entre ellos el conocimiento químico y
alquímico, que se encontraba disperso en multitud de manuscritos. El primero de estos trabajos
enciclopédicos fue el compendio conocido como Liber de Propietatibus Rerum (Libro de las
Propiedades de las Cosas), escrito entre 1230 y 1244 por Bartolomé el Inglés, fraile de la
Universidad de París. El libro resume la mayoría de los trabajos griegos y árabes y tuvo una
enorme influencia entre filósofos clericales posteriores.
Otro de los enciclopedistas medievales fue el dominico Vincent de Beauvais (1190- ~1264).
Escribió el Speculum Naturae (espejo de la Naturaleza, una enorme compilación de los
trabajos de más de trescientos autores, muchos de los cuales solo se conocen por la obra de
Beauvais. El Speculum contiene vasta información química y alquímica, basadas en fuentes
antiguas y no en la propia experiencia del autor. Empleó las ideas henísticas y árabes acerca
de los principios y esencias para clasificar muchas nuevas sustancias. Aceptó la ideas de la
transmutación de los metales por la naturaleza pero no creyó en la posibilidad de que los
alquimistas pudiesen realizarla prácticamente.
Alberto von Bollstadt (1193-1280) fue otro de los importantes enciclopedistas cléricales de la
Edad Media. Fue conocido por sus contemporáneos como Alberto Magno. Este autor estuvo
muy interesado en la alquimia esotérica, y se dedicó básicamente a la compilación y no a la
experimentación.
Resulta imprescindible mencionar al sabio clerical, Tomás de Aquino, quien intentó la
monumental obra de conciliar a la religión con el saber científico natural que estaba penetrando
en la Europa medieval. Con más fortuna que ningún otro teólogo o filósofo, santo Tomás
organizó el conocimiento de su tiempo y lo puso al servicio de su fe. En su esfuerzo para
reconciliar fe con intelecto, creó una síntesis filosófica de las obras y enseñanzas de Aristóteles
y otros sabios clásicos como san Agustín y Averroes, Avicena, y otros eruditos islámicos.
Santo Tomás consiguió integrar en un sistema ordenado el pensamiento de estos autores con
las enseñanzas de la Biblia y la doctrina católica.
Fueron contemporáneos de aquellos grandes eruditos, otros hombres, que aunque
contribuyeron poco al avance de la química, se consideraron autoridades en alquimia. Fueron
éstos el misionero catalán Raimundo Lull, el médico también catalán Arnaldo de Vilanova y el
fraile inglés Roger Bacon.
Roger Bacon (c. 1214-1294), "Doctor Mirabilis" (el "Doctor Admirable"), a diferencia de los
estudiosos medievales buscó la confirmación de sus conocimientos mediante la
experimentación.. Escribió el Opus Maius, donde trataba la necesidad de reformar las ciencias
por medio del estudio de las lenguas y de la naturaleza, con la ayuda de diferentes métodos. A
pesar de su elevado conocimiento, Bacon aceptaba algunas de las creencias de su época,
como la existencia de la piedra filosofal y la eficacia de la astrología. Aunque se le han
adjudicado numerosos inventos, muchos de ellos fueron, sin duda alguna, extraídos de sus
estudios sobre los científicos árabes. Sus escritos aportaron una nueva e ingeniosa visión
sobre la óptica, en concreto de fenómenos como la refracción, el tamaño aparente de los
objetos y el aparente aumento de tamaño experimentado por el Sol y la Luna en el horizonte.
También descubrió que con azufre, salitre y carbón vegetal, se podía producir la pólvora,
sustancia capaz de causar explosiones, aunque en la actualidad se sabe que la pólvora había
sido antes utilizada por los árabes, que probablemente habían conocido de su fabricación en la
antigua China. Bacon consideró que las matemáticas y la experimentación eran los únicos
medios de llegar al conocimiento de la naturaleza. Sus ideas avanzadas, muchas de ellas
opuestas a los dogmas religiosos lo llevaron a prisión.
En este periodo de la Edad Media tardía, se produce en Europa un declinar de la alquimia.
Debido al fracaso de los intentos de la transmutación de los metales en oro, existía un
considerable escepticismo alrededor de la alquimia exotérica. Por otro lado la Iglesia se oponía
fuertemente a la alquimia, entre otras razones por la idea sacrílega de la búsqueda del elixir de
la vida. No obstante se realizaron algunos avances en la química práctica que resulta necesario
señalar.
La introducción en Europa de la pólvora, obtenida a partir del salitre o nitro, (nitrato de
potasio) provocó un estudio cuidadoso de los métodos de separación y purificación de las
sales, llamando la atención sobre los procesos de disolución y cristalización. Se hicieron
asimismo, algunos intentos de explicar la combustión de la pólvora. La observación de que en
la explosión de la pólvora no fuese requerido el aire, llevó a la especulación de que el aire era
suministrado por el nitro, y consecuentemente, de que el aire contenía nitro o al menos un
espíritu nitroso (ánima). Esta idea fue la precursora de la explicaciones acerca de los proceso
de combustión.
Otro hecho experimental de importancia fue la preparación de los fuertes espíritus del vino, a
partir de las mejoras en el proceso de destilación. Los árabes aunque destilaron el vino y
probablemente cerveza, sólo obtuvieron disoluciones muy diluidas de alcohol, ya que carecían
de condensadores o refrigerantes. Se desconoce realmente quien realizó la obtención de
alcohol por vez primera, pero probablemente ocurrió en la Escuela de Medicina de Salerno,
Italia, alrededor de 1167. Fue usado ampliamente en la Edad Media tardía como antiséptico y
anestésico, pero para el alquimista, el artesano o el farmacéutico su importancia radicó en sus
propiedades como disolvente, ya que permitía obtener disoluciones de muchas sustancias
orgánicas como acetes, ceras, lacas y perfumes. El término alcohol proviene de la palabra
árabe al-kuhl, o kohl, un polvo fino de antimonio que se utiliza para el maquillaje de los ojos. En
un principio, el término alcohol se empleó para referirse a cualquier tipo de polvo fino, aunque
más tarde los alquimistas de la Europa medieval lo reservaron para designar las esencias
obtenidas por destilación, estableciendo así su acepción actual. La destilación del alcohol
puede considerarse la primera industria química y exigió la fabricación de destiladores, y el
desarrollo del serpentín y el condensador complementaron al alambique y la retorta como
equipos de laboratorio.
El mejoramiento de las técnicas de destilación permitieron obtener otras sustancias volátiles
como el éter, y una consecuencia más importante si se quiere, fue la obtención de los ácidos
minerales. Los alquimistas del mundo helénico habían calcinado los vitriolos (sulfatos) pero
nunca condensaron sus productos volátiles. Se prepararon el ácido sulfúrico, el ácido
clorhídrico y el ácido nítrico, aunque éste último se usó principalmente como componente del
agua regia, (mezcla de ácido clorhídrico y ácido nítrico), la cual se convirtió en un reactivo
común de laboratorio.
Uno de los grandes avances técnicos de mayor importancia ocurrido durante este periodo fue
el perfeccionamiento del procedimiento de obtención del vidrio. Mediante el método de ensayo
error, purificaron las materias primas, usaron mayores temperaturas, introdujeron colores y
obtuvieron un vidrio más transparente y resistente. Este material permitió construir los vitrales
de las grandes catedrales y fabricar recipientes para el laboratorio.
Los siglos XIV y XV, a diferencia de los tres siglos anteriores, no fueron notables por sus
avances científicos, a excepción de la enorme expansión alcanzada en el conocimiento de la
tierra por los grandes viajes y descubrimientos. A la Química no le faltó actividad, se centró en
la producción de más manuscritos alquímicos y copias de otros ya célebres, que la hicieron
entrar en descrédito.
Los libros más influyentes de la Alquimia en el siglo XIV, fueron escritos por un alquimista
práctico español, el cual los atribuyó al gran alquimista árabe Geber, aunque no existe la menor
relación entre estos manuscritos y el Jabir Corpus. La parte más importante de estos libros
radica en sus normas de tipo práctico, las cuales muestran la familiarización del autor con las
operaciones y utensilios de laboratorio. Estos trabajos contienen descripciones detalladas de
procesos químicos y de experimentos sobre las propiedades de los metales. En ellos se
desarrolla la teoría -de gran importancia para los eruditos de la época medieval y del
renacimiento- según la cual todos los metales están compuestos de mercurio y azufre, siendo
posible transmutar los metales en oro.
En obras de otros autores, humanistas, médicos y científicos, pueden encontrarse referencias
a los conocimientos químicos de la época, las sustancias químicas empleadas, los utensilios,
entre ellos la balanza, las técnicas usadas en minería para el análisis de minerales, los
remedios farmacéuticos, y otros que permitieron el progreso ulterior.
Una de las sustancias químicas de más importancia en esta época fue el alumbre, cuyo
empleo como mordiente era conocido desde la antigüedad. Su demanda creció notablemente
al caer las tradicionales minas fenicias en manos turcas en 1455, hecho provocó la necesidad
de hallar nuevas fuentes. Minas de alumbre fueron descubiertas al norte de Roma, en la región
de Tolfa. La posesión de las minas de alumbre suministró considerables recursos al Papado,
que fundó el primer monopolio químico, la Societas Aluminum, en 1492. El alumbre en Europa
alcanzó precios muy elevados y por más de 50 años, los químicos de distintas regiones se
dedicaron con éxito a la búsqueda de fuentes de alumbre, acabando con el monopolio papal.
En las indulgencias emitidas por los Papas en esta época se encuentra que uno de los pocos
crímenes que no eran posible perdonar, era la obtención de alumbre de yacimientos rivales.
Las minas de Tolfa aún siguen en explotación.
Siglos XVI y XVII
La situación económica, política y social en Europa durante los siglos XVI
y XVII
La revolución científica de los siglos XVI y XVII
La iatroquimia
La Química práctica
Las primeras hipótesis científicas y el método experimental.
Los siglos XVI y XVII fueron los escenarios del nacimiento de la ciencia moderna. Los
conocimientos en las distintas ramas del saber, que se habían ido acumulando empíricamente
durante siglos, fueron organizados, sistematizados, clasificados y permitieron encontrándose
regularidades, que permitían penetrar en la esencia de los objetos de estudio. Los nuevos
conocimientos constituyeron un sistema de conceptos, principios, leyes, hipótesis y teorías, que
ofrecen un cuadro cualitativamente diferente en la ciencia. Por otro lado, ese sistema
conceptual permitió examinar todo el conocimiento precedente reinterpretándolo a la luz de las
nuevas teorías, y sirvió de instrumento metodológico para la búsqueda de nuevas verdades.
Este proceso es conocido como la primera revolución científica e influyó decisivamente en los
profundos cambios en la visión del mundo sustentada por la Europa medieval. Esta revolución,
acaecida en la historia de la ciencia, fue un fenómeno social singular, único, a excepción de la
revolución científico tecnológica que está teniendo lugar en la actualidad.
La ocurrencia de la revolución científica fue consecuencia de un largo proceso acumulativo
ocurrido en el seno de la propia ciencia, pero no es ajeno a los cambios revolucionarios que
tuvieron lugar en la sociedad europea en lo económico, en lo político y en lo social.
La situación económica, política y social en Europa durante los siglos XVI y XVII
El desarrollo de las ciudades, del comercio y de la incipiente industria a finales de la Edad
Media era incompatible con el sistema feudal imperante en Europa, lo que conllevó a profundas
transformaciones en el modo de producción y en las relaciones económicas.
Al mejorar las técnicas industriales, implementarse cambios en los medios de transporte y
abrirse mercados más amplios para una gama mayor de productos, la producción de
mercancías aumentó considerablemente. No era posible mantener un comercio a base de
trueques o de prestar servicios forzados a un terrateniente. La economía se transformó sobre la
base del dinero. La manufactura es la forma embrionaria del modo de producción capitalista y
prevaleció en Europa desde finales del siglo XV hasta el siglo XVIII.
En los primeros momentos de su existencia, el sistema capitalista era un movimiento
económico vigoroso que rompía las limitaciones de un sistema feudal decadente. El empleo de
la técnica en la Edad Media tardía obligaba a la agricultura, la manufactura y al comercio a
aumentar y a difundirse por amplios territorios. Las necesidades materiales y el progreso
económico conducían a ulteriores desarrollos de la técnica en especial de la minería, la
navegación y las artes relacionadas con la guerra.
El triunfo del sistema capitalista de producción sobre el viejo régimen feudal y el
establecimiento de la burguesía como clase social dominante no fue un proceso fácil. Intensas
luchas políticas, religiosas y sociales duraron alrededor de 250 años y estas luchas adquirieron
formas y ritmos diferentes en los distintos países europeos. El siglo XV fue testigo de dos
movimientos sociales de gran importancia: el Renacimiento y la Reforma.
La producción de mercancías para un mercado dominado por los pagos en dinero conllevó a
que las ciudades más importantes tratasen de conquistar su independencia económica y
política. Esta lucha por la independencia resultó relativamente fácil en las ciudades italianas de
Génova, Florencia, Venecia y Milán que eran importantes centros comerciales. Estas ciudades
fueron capaces de edificar la civilización renacentista sin grandes contradicciones con la Iglesia
Católica. El Renacimiento, en sus aspecto intelectual, fue un movimiento revolucionario que se
opuso al modelo de vida medieval. Renacieron las artes, especialmente la pintura, la escultura,
la arquitectura y la literatura; y los sabios renacentistas se esforzaron en crear formas nuevas
tan próximas como era posible a las de la antigüedad clásica. Para llegar a los antiguos
rompieron con la escolástica y fueron a las fuentes originales estudiando a no sólo a Platón y a
Aristóteles, sino también a Demócrito y a Arquímedes. De esta manera el saber antiguo
penetró y se difundió ampliamente por toda Europa.
En Alemania la lucha por la independencia económica y política de la burguesía comenzó
como una rebeldía contra la Iglesia católica, manto ideológico del feudalismo. La Iglesia
utilizando el desorden político de un país fragmentado en pequeños principados y sin un poder
centralizado, veía a Alemania como cantera principal de sus ingresos, Los burgueses quisieron
poner coto a las inacabables pretensiones materiales del Papado y esta lucha derivó en la
Reforma religiosa encabezada por Lutero.
La Reforma religiosa prendió en muchos países encarrilados ya en por las vías capitalistas.
Estos se separaron de la Iglesia Católica Romana, se negaron a reconocer al papa como jefe
de la Iglesia y sometieron a ésta a la fiscalización de las autoridades seglares. La doctrina
cristiana se adaptó a las necesidades de la burguesía, por Juan Calvino, que fue el principal
teólogo de la Reforma protestante.
La reforma no fue el único movimiento religioso que acompaño los cambios económicos y
políticos. Movimientos políticos y sociales como la Contrarreforma emprendida por la Iglesia
católica para oponerse al protestantismo, y las Guerras de Religión que se produjeron en
Francia, los Países Bajos y Alemania fueron expresión de las pugnas por el poder político entre
la burguesía, la Iglesia, la monarquía y la nobleza.
La primera revolución burguesa triunfante fue la insurrección de los Países Bajos. En el siglo
XVI los Países Bajos habían alcanzado un elevado nivel en su producción manufacturera,
habían desarrollado fuertemente la ganadería, la pesca y las construcciones navales. Amberes
era emporio de un animado comercio mundial. Las contradicciones entre una clase burguesa
que había abrazado el protestantismo y que luchaba por mantener sus privilegios económicos
entró en contradicción con la metrópoli española, y este enfrentamiento desembocó en una
insurrección que duró de 1566 a 1609 y que terminó proclamándose Holanda como un país
independiente.
La Revolución burguesa en Inglaterra se desarrolló en medio de cruentas guerras civiles con
marcado carácter religioso. La monarquía inglesa pretendió en pugna con el Parlamento,
instaurar el absolutismo, lo cual provocó un hondo malestar en la creciente burguesía, que veía
en ello un freno a su poder. La hostilidad entre la monarquía y el Parlamento se exacerbó bajo
el reinado de Carlos I, desembocando en la Revolución dirigida por Cromwell. La revolución
inglesa barrió los últimos restos del feudalismo en el país e instauró una monarquía limitada por
un sistema parlamentario. El afianzamiento del capitalismo posibilitó el desarrollo de la
agricultura y de la industria en una Inglaterra sin trabas feudales, y permitió que este país se
convirtiera en la primera potencia mundial de su época.
Francia, donde los gérmenes de la economía capitalista se vislumbraban en las postrimerías
del siglo XV y donde en el XVI tenían vasta propagación las manufacturas, precisó casi un siglo
y medio para llevar a cabo la revolución burguesa. Durante este periodo tuvieron lugar en
Francia enfrentamientos políticos y religiosos, que condujeron a la derrota del protestantismo y
al establecimiento de la monarquía absoluta. Las guerras sostenidas por la monarquía, el boato
y dispendio de la corte, los cuantiosos impuestos, hicieron insostenible el hambre y la miseria
de campesinos y artesanos, y los alzamientos populares no se hicieron esperar. Expresión de
este descontento social, del movimiento de la burguesía y de las masas populares contra el
régimen feudal absolutista fue un movimiento filosófico, político, económico y artístico conocido
por la Ilustración. En 1789, se inició la Revolución Francesa con la cual la burguesía tomo el
poder político.
El advenimiento del protestantismo en el siglo XVI, terminó con la unidad intelectual del
cristianismo hasta ese momento. Inglaterra, Holanda, los países escandinavos, y vastas
regiones de Suiza, Alemania, y Francia escaparon del control de la Iglesia Católica. En estas
regiones, la iglesia protestante posibilitaba que cada cristiano encontrara su verdad por el
estudio de las escrituras. La ilustración y el individualismo intelectual no sólo se permitían sino
que se concebían como una obligación.
La revolución científica de los siglos XVI y XVII
Todos los cambios económicos, políticos y sociales ocurridos en los siglos XVI y XVII
exigieron el cambio de las ideas científicas. La revolución científica derrumbó todo el edificio de
presupuestos intelectuales heredados de los griegos y convertidos en dogmas por los teólogos
de la Edad Media y fueron sustituidos por una nueva visión del mundo en la que la mecánica y
el atomismo sustituyeron a la escolástica y a las ideas aristotélicas. El proceso de creación de
la ciencia moderna, que acompaño al capitalismo como sistema económico social, permitió
grandes avances en el campo de la matemática, la astronomía y la física, pero no encuentra
una expresión significativa en el desarrollo de la Química, que queda atrás, prisionera aún de
viejas pretensiones alquímicas y de nuevas concepciones flogísticas.
Los adelantos más importantes en una primera fase tuvieron lugar más en la técnica que en
la ciencia. Los avances en la navegación dieron lugar a conocimientos en el campo de la
astronomía, el desarrollo de máquinas al surgimiento de la mecánica, la fabricación de ramas a
la dinámica; y la práctica vinculada con la minería, la metalurgia y con la medicina a la química.
Los grandes viajes de descubrimiento de Cristóbal Colón, Américo Vespucio, Magallanes,
Vasco de Gama, no sólo propiciaron el desarrollo de técnicas en la construcción de barcos y
avances en la navegación, sino que se produjo una gran demanda de instrumentos de
navegación y de mapas.
El estudio del movimiento de las estrellas adquirió una importancia vital para los marinos. No
fue casual entonces que fuera precisamente en la astronomía donde se produjera la ruptura
con el antiguo modo de pensamiento. El sistema heliocéntrico, planteado por Nicolás
Copérnico acerca de la rotación de la tierra sobre su eje y de su movimiento circular alrededor
del sol, no sólo socavó una hipótesis científica que perduraba desde la antigüedad, sino que
iba en contra de la visión del mundo y la filosofía sostenida por la Iglesia católica. El sistema
solar propuesto por Copérnico fue rechazado no sólo desde el punto de vista teológico por
contradecir las escrituras, sino también desde su aspecto científico. Uno de los defensores más
importantes de la nueva astronomía fue Giordano Bruno, quien fuera condenado por la
Inquisición a morir en la hoguera por herejía al defender acérrimamente el sistema
copernicano, Bruno consiguió que sus contemporáneos pensaran y discutieran sobre los
presupuestos de Copérnico, contribuyendo con ello que otros hombres de ciencia completaran
sus presupuestos. Esta atarea fue completada por Tycho Brache y su ayudante Johannes
Kepler. Brache, logró que el rey Felipe II subvencionara la construcción del Instituto de
Uraniborg. En el observatorio del Instituto y con aparatos construidos especialmente, y sin
aceptar el sistema heliocéntrico, Brache y su ayudante Kepler realizaron un gran número de
observaciones y mediciones sobre las posiciones de las estrellas y los planetas.
El rechazo final del sistema geocéntrico de Ptolomeo se debió fundamentalmente al trabajo
de Kepler. Este científico encontró el modo de representar los movimientos planetarios
mediante órbitas elípticas que satisfacían plenamente los resultados de las observaciones. La
hipótesis de Kepler de las órbitas elípticas y el planteamiento de las leyes que explicaban la
velocidad de los planetas en su trayectoria, no sólo destruyeron la principal objeción
astronómica al sistema de Copérnico sino que asestaron un golpe mortal a la concepción
platónica del movimiento circular perfecto de los cielos. Los resultados de Kepler resultan aún
más asombrosos si se tiene en cuenta que los cálculos astronómicos fueron realizados sin el
empleo de logaritmos, funciones trigonométricas, ni métodos de cálculo diferencial o integral,
herramientas matemáticas que fueron desarrolladas posteriormente.
Otro ataque demoledor a la astronomía griega provino de Galileo Galilei (1564-1642). La
noticia de la invención del telescopio, alrededor del año 1600, llegó a oídos de este ingeniero
militar quien decidió construir uno de estos instrumentos y observar el movimiento de los
planetas. Sus observaciones le permitieron constatar de que la luna no era una esfera perfecta,
sino que tenía montañas y cráteres; que el sol tenía manchas; que el planeta Venus muestra
fases como la luna; que alrededor de Júpiter giraban satélites o lunas, hechos todos que
reafirmaban las ideas de Copérnico y de Kepler.
En sus trabajos, Galileo no sólo verificó por observación la hipótesis del sistema
heliocéntrico, sino que intentó justificar su existencia, para lo cual realizó un amplio estudio de
los cuerpos en movimiento libre, problema que ya tenía una importancia práctica, en balística.
Galileo logró lo que otros científicos no habían logrado: realizar una formulación matemática de
dicho movimiento. Para realizar esta formulación Galileo empleó la noción de diferencial
aunque no llegó a definirla con precisión.
La comprensión del movimiento de los cuerpos requiere primero del tratamiento de las
fuerzas en equilibrio, y luego el estudio de las fuerzas cuando no existe la condición de
equilibrio, por lo que a Galileo se le considera el precursor de la estática y de la dinámica. Los
trabajos de Galileo fueron el soporte imprescindible para el desarrollo posterior de la obra de
Isaac Newton, creador de la mecánica.
Un aporte importante de Galileo a las ciencias fue el empleo del método experimental, como
método de trabajo, utilizando el péndulo y el plano inclinado para verificar mediciones precisas
de la caída de los cuerpos.
La Iglesia no podía quedar indiferente ante los trabajos de Galileo, y éste fue perseguido por
la Inquisición, procesado y obligado a abjurar de sus afirmaciones acerca de los movimientos
de la tierra. El proceso de Galileo fue un acontecimiento que dramatizó el conflicto existente
entre la ciencia y el dogma religioso. La obra de Galileo vino ser la culminación del ataque de la
antigua cosmología que se derrumbó a partir de ese momento y permitió el avance de una
nueva visón del mundo.
Otra aportación importante al establecimiento de la Física como ciencia en este periodo fue el
estudio experimental del magnetismo realizado por William Gilbert en 1600, los estudios de
Torricelli acerca del vacío en 1643 que le permitieron la invención del barómetro, y la
demostración experimental realizada por Otto von Guericke en 1656.
La existencia del vacío fue una de las grandes hipótesis científicas cuya demostración tuvo
un gran impacto en el desarrollo ulterior de la ciencia, ya que entraba en contradicción con la
idea de la continuidad de la sustancia sostenida por los científicos griegos entre ellos
Aristóteles. La aceptación del vacío permitió la introducción del atomismo primero en la física y
luego en la química. Las ideas atomistas de Gassendi aunque erróneas fueron la punta de
lanza de una nueva concepción acerca de la estructura de la sustancia. Gassendi estimaba
que los átomos se movían en el vacío, y procuró explicar las propiedades de la sustancia en
función del tamaño y de la forma de estos átomos.
Los avances científicos no se redujeron al campo de la astronomía y de la física. En
matemática tuvo en esta época grandes avances. En álgebra y trigonometría se introdujo el
simbolismo de variables que permitieron realizar cálculos que hasta entonces sólo se
realizaban haciendo uso de la geometría. En 1585 fueron introducidos los números decimales y
en 1614 el cálculo mediante logaritmos. Es importante en esta época la figura de Descartes,
cuya contribución más notable fue la sistematización de la geometría analítica. Fue el primer
matemático que intentó clasificar las curvas conforme al tipo de ecuaciones que las producen y
contribuyó también a la elaboración de la teoría de las ecuaciones. Fue el responsable de la
utilización de las últimas letras del alfabeto para designar las cantidades desconocidas y las
primeras letras para las conocidas e inventó el método de los exponentes para indicar las
potencias de los números.
Descartes también hizo contribuciones a la teoría atomista porque, aunque no creía en los
mínima físicos indivisibles, intentó extender sus principios mecanicistas a la Química,
atribuyendo las propiedades de varias sustancias a la forma geométrica de sus partículas
terrosas constituyentes. Por ejemplo, supuso que las partículas de sustancias corrosivas, como
los ácidos, eran como hojas de bordes afilados, mientras que las de los aceites eran
arborescentes y flexibles.
En Biología, se atacaron las ideas acerca del funcionamiento del cuerpo humano
establecidas desde la antigüedad por Galeno y otros médicos griegos. William Harvey
demostró la circulación de la sangre al observar como sale de un lado del corazón y entra por
el otro y algo más tarde Malpighi empleando el microscopio descubrió los vasos capilares.
La obra cumbre de la revolución científica de los siglos XVI y XVII fue realizada por el
científico inglés Isaac Newton. Newton logró encontrar el método matemático para convertir los
principios físicos en resultados calculables cuantitativamente y susceptibles de confirmación en
la observación. Desarrolló el cálculo infinitesimal en la forma que el denominó método de las
fluxiones, aunque la forma definitiva del cálculo diferencial fue dada por el matemático Leibniz.
Empleando el cálculo infinitesimal pudo derivar las llamadas leyes del movimiento, sentando
las bases de la mecánica y de la hidrodinámica. Las leyes de la mecánica establecidas en sus
Principia permitieron la explicación del fenómeno de la gravitación universal.
La mecánica de Newton dio paso a una nueva visión del mundo que sustituyó la visón
estática del universo que había satisfecho a los antiguos, por una visión dinámica, mucho más
acorde a los cambios que había experimentado el mundo. Ya desde la obra de Descartes, el
Discurso del Método, se evidenciaba la propuesta de un nuevo método de trabajo en la ciencia
y una nueva visión del mundo físico. El modelo mecánico de Newton, de comprender al
universo mediante leyes matemáticas, mostró su validez y sirvió de fundamento para elaborar
las leyes de la electricidad y el magnetismo, y la posterior teoría atómica fue la consecuencia
directa de las especulaciones atómicas de Newton.
Una característica importante de la nueva era científica que comenzó en los siglos XVI y XVII,
fue el proceso de institucionalización de la ciencia. Comenzaron a crearse sociedades
científicas formadas grupos de filósofos naturalistas que tenían similares concepciones e
intereses. La Academia Secretorum Naturae se fundó en Naples en 1560 fue acusada de
herejía y rápidamente dispersada dispersada. Perduraron durante un corto tiempo la Academia
de Lincei (1600-1630) en Roma, la Academia del Cimento (1651-1667) en Florencia, la
Societas Ereneutica (1622-1657 en Rostock, el Collegium Naturae Curiosorum (1652) en
Nuremberg y el Collegium Curiosum Sive Experimentally (1672) en Altdorf. La Royal Society
fundada en1662 en Londres y la Academie Royal des Sciences en 1666, en Francia han
llegado hasta nuestros días. Aunque estas academias eran patrocinadas por gobernantes
tenían poco apoyo económico y paulatinamente la ciencia comenzó a liberarse del mecenazgo
de reyes y príncipes. Los científicos de este periodo fueron hombres independientes
económicamente, comerciantes, propietarios, médicos, abogados y algunos clérigos. Los
intercambios entre académicos se hicieron frecuentes, se mostraron mutuamente los
experimentos, se intercambiaba correspondencia, se realizaban discusiones. La práctica de la
comunicación quedó establecida y las publicaciones científicas, al principio informales, se
convirtieron en una necesidad.
La iatroquimia
A diferencia de las otras ramas científicas, durante los siglos XVI y XVII, la Química continua
avanzando lentamente en una acumulación de saberes sobre las sustancias y sus
transformaciones, logra establecer métodos de trabajo basados en la observación y la
experimentación, pero no alcanza a dar un salto cualitativo en la conformación de un sistema
de conceptos, leyes y teorías, que le permitiese consolidarse como ciencia.
La precaria situación médico sanitaria del mundo medieval provocaba que plagas, epidemias,
enfermedades y problemas nutricionales de diversa índole fueran situaciones comunes.
Remedios basados en sustancias químicas ya eran conocidos de la farmacopea árabe, y el
alcohol era ampliamente utilizado como analgésico y medicamento.
En 1500 se publicó el Liber de arte distillandi de simplicibus, (conocido como El Librito de la
Destilación), de Brunschwygk (1459-1513), donde se describían detalladamente técnicas como
la maceración y la posterior destilación de los extractos acuosos o de plantas. En estas
destilaciones se utilizó el baño de María para el control de la temperatura y el alambique para
condensar el producto de la destilación.
Se observaron efectos fisiológicos de algunas sustancias químicas sobre quienes la
manipulaban y los médicos comenzaron a emplear estas drogas en el tratamiento de
enfermedades. Surge así la Iatroquimia, rama de la química dedicada al tratamiento de
enfermedades con sustancias químicas y precursora de la actual quimioterapia. Muchos
tratamientos iatroquímicos surtían efectos beneficiosos, otros causaban la muerte. Compuestos
de antimonio y bismuto podían curar determinadas enfermedades, sin embargo estos
elementos se presentan en la naturaleza junto a compuestos altamente venenosos de
arsénico, lo cual se agravaba por el hecho de que sus propiedades eran similares, por lo que
era común que medicamentos basados en antimonio o bismuto estuviesen contaminados con
cantidades mortales de arsénico.
Los iatroquímicos se convirtieron prácticamente en químicos analíticos y adquirieron un
extenso conocimiento acerca de las sustancias químicas, sus propiedades, y sobre los
procesos químicos. El desarrollo de métodos de separación y purificación de compuestos
químicos era imprescindible para el desarrollo de la Iatroquimia.
Uno de los iatroquímicos de mayor relevancia en este periodo fue Paracelso. Philippus
Theophrastus Bombastus von Hohenheim, se nombraba a sí mismo Paracelso para demostrar
su superioridad sobre Celsus, el gran médico de la antigüedad. Fue una personalidad muy
controvertida, de carácter violento, que tuvo grandes disputas con sus contemporáneos.
En su juventud Paracelso trabajó en las minas del sur de Alemania, donde llegó a ser
aprendiz y de dedicó a analizar el contenido metálico en minerales, por lo que llegó a ser un
competente técnico de laboratorio. Años más tarde, escribió un libro sobre los padecimientos y
enfermedades de los mineros, en el cual discutía los efectos nocivos de los vapores de
arsénico y mercurio.
Estudio medicina aunque no existen evidencias que llegará a graduarse aunque
constantemente reclamó el grado de Magister, lo que si parece estar claro que adquirió una
gran experiencia como cirujano militar en algunas de las constantes guerras que tuvieron lugar
en Europa. En 1527 obtuvo el cargo de oficial de medicina y salud en la ciudad de Basilea. Fue
durante este periodo que entró en franca contradicción con los conocimientos médicos
establecidos llegando a quemar públicamente los libros de medicina de Galeno y Avicena en la
plaza del mercado de la ciudad. Ganó gran reputación al curar a un famoso impresor de libros,
Frobenius, de una úlcera en una de sus extremidades. Aun sus opositores llegaron a admitir los
éxitos obtenidos por Paracelso en la cura de enfermedades.
Paracelso extrajo la idea del uso de remedios químicos para curar enfermedades de los
escritos de Arnaldo de Vilanova y otros médicos anteriores. En sus tratamientos empleó
soporíferos, sedantes y narcóticos incluyendo el opio, para calmar el dolor y aliviar al paciente.
Utilizó el vitriolo dulce, posiblemente éter diétilico, obtenido por destilación de mezclas de
alcohol y ácido sulfúrico, y demostró los efectos de este compuesto como anestésico en
animales de laboratorio, 300 años antes del empleo de esta sustancia en cirugía en el siglo
XIX.
Insistió en la necesidad de purificar los medicamentos, fundamentalmente por destilación, y
fue muy cuidadoso en el control de las dosificaciones, conociendo que aun los venenos pueden
ser beneficiosos en la cura de enfermedades si se emplean en pequeñas dosis. Estudioso de la
alquimia, comprendió ésta como cualquier proceso que permitiera utilizar los productos
naturales en el tratamiento de enfermedades. La meta más importante de la alquimia era
encontrar la medicina o arcana adecuada para una dolencia dada.
Creyó en la resistencia natural del cuerpo humano para evitar la infección de las heridas y
que el mejor tratamiento era mantener ésta limpia mientras la naturaleza ejercía su influencia.
Aceptó lo que la mayoría de sus colegas negaba, que las plagas, la sífilis, el cólera y otras
enfermedades se propagaban por el contacto entre las personas. La enfermedad no era en
consecuencia una condición normal del cuerpo, sino una invasión de algún agente demoniaco.
Trasladó a la medicina la creencia alquimista de que los metales crecían a partir de gránulos, y
razonó que las enfermedades derivaban del crecimiento de una semilla. Según Paracelso
como cada enfermedad procedía de una semilla específica, tenía una cura particular mediante
una determinada medicina, rechazando la idea de una quintaesencia o panacea universal. Esta
idea lo hizo entrar en contradicción tanto con los médicos con los alquimistas, que creían en la
existencia del elixir de la vida.
No obstante, como alquimista, aceptó la teoría aristotélica de los cuatro elementos, y la idea
helenística de que los metales estaban compuestos por azufre, principio de la combustibilidad
que representaba el alma, y por mercurio, principio de la volatilidad que representaba el espíritu
de la inteligencia, a los que añadió como un tercer elemento, la sal, principio de la solidez .
Este tercer elemento fue rápidamente aceptado por los alquimistas. En consecuencia todos los
sólidos estaban constituidos por azufre, mercurio y sal.
Esta teoría de la tria prima fue trasladada a la medicina. El cuerpo humano estaba compuesto
por estos tres elementos y cada órgano tenía su propia composición y su propia función
específica. El enfoque de Paracelso acerca del funcionamiento del cuerpo humano animista.
Todas las funciones del cuerpo eran realizadas por distintos espíritus o archeus que
gobernaban a los órganos, idea que proviene de la filosofía de Galeno. El sistema de órganos
en su conjunto era controlado por el Grand Archeus, que regulaba las actividades de sus
subordinados. La enfermedad ocurría cuando un archeus malévolo entraba en el organismo
desde el exterior y atacaba su contrario. El remedio a la enfermedad tenía que tener en cuenta
estos archeus contrarios, y debía encontrarse en un mineral o en una planta.
Los remedios prescritos por Paracelso generalmente contenían sales de metales pesados
que actuaban como bactericidas. Tratamientos de antimonio y bismuto se emplean aún en la
actualidad para desordenes intestinales. El empleo del mercurio mostró cierta efectividad en el
tratamiento de las lesiones de la piel provocadas por la sífilis, enfermedad traída a Europa por
los marinos de Colón, y en la cual las hierbas medicinales habían sido ineficaces, y en la cura
de la anemia resultó ser eficaz el uso de sales de hierro.
La obra de Paracelso fue decisiva para transformar el objeto de estudio de la Química.
Muchos médicos probaron sus tratamientos y muchos fueron persuadidos por los resultados.
Los remedios galénicos resultaron totalmente ineficaces contra las enfermedades infecciosas
que desvataban a Europa, mientras que la teoría de Paracelso acerca de la causa externa de
las enfermedades puso la práctica médica sobre bases más racionales. Los médicos
comenzaron a buscar relaciones causa efecto. La preferencia por drogas de un solo
componente dio a los médicos un método para probar la efectividad de un remedio dado.
Finalmente su énfasis en las dosis controladas no solo salvo muchas vidas, sino que permitió a
los médicos comprender el estrecho límite entre el beneficio y el daño de un medicamento.
Otro de los representantes de la iatroquimia, ya en el siglo XVII fue Basilio Valentín, quien en
1604 escribió una monografía dedicada al antimonio, Triumph Wagen Antimonii (El carro
triunfal del antimonio) donde se describe con claridad el uso terapeútico del antimonio y sus
sales.
La Química Práctica
La Iatroquimia no fue la única orientación de los conocimientos químicos en esta época. Una
importancia crucial para el desarrollo de la Química, lo tuvo el auge de la minería y la
metalurgia durante este periodo. Distintos autores comenzaron a escribir libros de práctica
tecnológica, especialmente acerca de ensayos o análisis de minerales. Estos primeros
analistas químicos eran escépticos y racionales, y describían sus métodos cuantitativos sin
prestar atención a los aspectos teóricos. Los mineros descubrieron nuevos metales como el
cinc y el bismuto, perfeccionaron métodos de análisis y técnicas de separación y
concentración, así como obtuvieron y manipularon gran cantidad de sustancias químicas.
En este periodo se imprimen y circulan ampliamente los libros Ein Nutzliches Bergbuchlein
(Un útil libro sobre minería) y Probierbuchlein ( Libro sobre ensayos), los cuales tenían un
lenguaje claro y eminentemente práctico, sin trazas de hermetismo alquímico o referencias
crípticas entendibles solo por los iniciados. La información en ellos contenida no era nueva,
probablemente había circulado por los distritos mineros, primeramente de forma oral, luego
manuscrita y finalmente impresa.
El siguiente libro de importancia en materias relacionadas con la Química fue De la
Pirotechnia (Acerca de la pirotecnia), escrito por el metalúrgico italiano Vanoccio Birigunccio 70
y publicado en 1544, y en el que pueden encontrarse referencias no sólo sobre metalurgia sino
también acerca de la pólvora, alumbres y otras sales, el método de obtención del ácido
sulfúrico y procesos como la destilación y la alfarería.
Sin embargo, una importante pauta sentó De Re Metallica (acerca de los metales), escrito por
Jorge Bauer Agrícola, en 1550. En este libro Agrícola discute acerca de los métodos
empleados en minería, el análisis de minerales y menas, la concentración y extracción de
metales de sus menas y las técnicas de copelación, Describió otros procedimientos químicos
como la disolución del plomo con ácidos minerales, la formación de amalgamas con mercurio, y
la obtención de alumbre, vitriolo (ácido sulfúrico), azufre, bitumen y vidrio. El estilo empleado en
el libro y su descripción acerca de la preparación de las sustancias químicas influyó
notablemente en los autores que lo sucedieron.
En 1574 Lázaro Ercker publicó Beschreibung Allerfürnemisten Mineralischen Ertzt und
Berckwercks Arten, otro libro dedicado a la química práctica y tecnológica cuyo título puede
traducirse aproximadamente como tratado sobre minerales preciosos y los métodos de minería.
Bernard Palissy, hábil artesano, se interesó en el estudio de las tierras buscando nuevos
materiales vítreos para la fabricación de cerámicas. Aunque no realizó descubrimientos
químicos originales, publicó libros acerca de la cerámica, la clasificación de las sales, el uso de
la química en la agricultura y otros tópicos relacionados.
Andrés Libavio, iatroquímico pero a la vez químico práctico, consideró la alquimia como el
arte de obtener magisterios y de extraer esencias puras por separación de los cuerpos de sus
mezclas. Admitió la transmutación de los metales e interpretó como tal la transformación de los
metales en sus óxidos. Fue el primero en diseñar planos detallados para la construcción de un
laboratorio químico . Reunió en su obra Alchemia, publicada en 1597, los conocimientos
metalúrgicos y farmacológicos dispersos en la literatura alquímica. Realizó un serio esfuerzo
por organizar y sistematizar los aparatos y operaciones químicas de modo que pudiera ser
impartida como una disciplina científica. Dividió su libro en dos partes, Encheria, donde se
centraba en los métodos u operaciones y Chymia que consistía en una descripción de las
sustancias químicas y sus propiedades. En su obra Syntagma estableció normas precisas para
preparar los ácidos minerales.
Uno de los últimos químicos prácticos del siglo XVI fue Jean Beguin ( - 1620). farmacólogo
seguidor de Libavio, quien publicó en 1610 el libro Tyrocinium Chymicum (Química para
Principiantes). Para Beguin, la Química no era una ciencia sino un arte, por lo cual se preocupó
poco de los principios de carácter filosófico relacionados con la constitución de la materia. Su
libro es una colección de técnicas y recetas escritas de forma clara, de modo que puedan ser
fácilmente preparadas, organizadas de acuerdo a las operaciones fundamentales: destilación
disolución y coagulación o precipitación.
Otros manuales de química médica fueron editados durante el siglo XVII, siendo el más
importante Cours de Chymia (Curso de Química), publicado por Nicolas Lemery (1645-1715)
en 1675, el cual fue traducido a numerosos idiomas y usado en toda Europa.
Las primeras hipótesis científicas y el método experimental
En el siglo XVII, la Química continuó su orientación práctica y iatroquímica, pero se hizo sentir
la influencia de los cambios científicos ocurridos en otras disciplinas. Comenzaron las primeras
especulaciones acerca de la constitución de las sustancias químicas, pero sobre todo el
método experimental se hizo indispensable en el trabajo de laboratorio.
Entre 1617 y 1618, Angelo de Sala publicó una serie de trabajos experimentales donde
demostraba que los compuestos químicos estaban formados por otras sustancias que
continuaban existiendo en los productos finales, lo cual era una aproximación al principio de
conservación de la materia. Sala planeó y llevó a cabo experimentos para probar su hipótesis.
Pesó una cierta cantidad de cobre y lo disolvió en ácido sulfúrico concentrado y caliente, al
añadir agua obtuvo el vitriolo azul o sulfato de cobre pentahidratado. Posteriormente sometió el
vitriolo azul obtenido a calentamiento transformándolo a óxido de cobre; finalmente redujo
nuevamente el óxido a cobre metálico. Comparando la masa del cobre inicial con la obtenido
después de este proceso observó que esta apenas había variado.
Sala diseño su experimento para probar que el cobre mantenía su identidad en el vitriolo
azul, pero preso de sus concepciones alquimistas, no vio lo que señalaban sus resultados
experimentales: la imposibilidad de la transmutación y lo falso de la teoría aristotélica de los
cuatro elementos o de la Tría Prima.
Sala fue uno de los hábiles experimentadores de esta época que intentó demostrar sus
hipótesis, pero no el único. Van Helmont y Glauber fueron químicos prácticos que también
aventuraron explicaciones acerca de los fenómenos que observaban.
Jan Baptista Van Helmont, médico y iatroquímico, es conocido en la historia de la ciencia por
su experimento del sauce. Influido por las ideas alquimistas, Van Helmont consideraba que el
agua y el aire entraban en la constitución de todos los cuerpos. Para demostrar su idea plantó
un sauce pesando previamente tanto la planta como la tierra, Cinco años después pesó
nuevamente planta y tierra y observó que mientras el sauce había aumentado 76,7 kg, la tierra
no había perdido apenas peso, con lo cual creyó demostrar que el árbol había ganado peso
sólo por el agua que había tomado. Aunque su experimento lo llevó a confirmar una falsa
hipótesis, no hay duda que su pensamiento científico actuó de forma similar al de cualquier
químico moderno. La anécdota del experimento del sauce es una prueba más de una
regularidad en la ciencia, y que la historia de la Química permite confirmar con multitud de
ejemplos. Un experimento se diseña para confirmar o refutar una hipótesis formulada bajo un
prisma teórico determinado y aunque los resultados parecen confirmar la hipótesis, pueden
estar viciados por un marco teórico incompleto o erróneo.
Como parte de su concepción acerca de la composición de la materia, Van Helmont se
interesó especialmente por las burbujas que se escapaban en algunas reacciones químicas,
hecho que muchos naturalistas habían observado sin prestar gran atención. Van Helmont
observó cuidadosamente el desprendimiento de estas burbujas en la disolución de los metales
por los ácidos, en los procesos fermentativos, en la descomposición de algunas sales. Diversos
experimentos lo llevaron a concluir que estas burbujas no eran agua evaporada pues no podían
ser condensadas como podía hacerse con el agua, ni tampoco burbujas de aire pues diferían
de éste en sus propiedades, por tanto era una nueva clase de espíritu. A este espíritu lo
nombró gas, término que proviene del griego chaos, y que un siglo antes había sido usado por
Paracelso para designar el aire. Aunque nunca llegó a aislar propiamente ningún gas, se
considera a Van Helmont el padre de la química pneumática.
Rudolf Glauber fue uno de los primeros químicos industriales, y se dedicó a la producción de
sustancias químicas para su venta. En su libro, Teutschslands Wohlfart, clamó por la extensión
de la industria química como fuente de progreso económico, previendo la importancia de la
Química para la vida moderna. Desde el punto de vista teórico sus ideas eran contradictorias y
apegadas a las antiguas concepciones alquimistas pero desde el punto de vista práctico realizó
notables aportes. Mejoró los procesos de fabricación de ácidos minerales. Su interés por las
sales lo llevó a observar que estaban formadas por una parte proveniente del ácido y por otra
proveniente de un metal o de su tierra (el óxido), observación que le permitió preparar
numerosas sales, entre ellas, el sulfato de sodio decahidratado, o sal de Glauber. En sus
experimentos llegó a observar y emplear las reacciones de doble descomposición, lo que le
permitió inducir que los ácidos difieren en fortaleza, expresando este concepto en términos de
los viejos contrarios amor y odio.
Como químico práctico, Glauber también desarrolló hornos más eficientes para llevar a cabo
las reacciones, aisló algunas sustancias orgánicas de los residuos de la hulla, como el fenol y
benceno, y realizó ensayos a la llama para determinaciones cualitativas de metales.
1661 marca un hito en la historia de la Química con la publicación del libro El Químico
Escéptico de Robert Boyle. El título del libro acredita ya la existencia de una disciplina diferente
de la alquimia o la iatroquimia. Boyle fue un adinerado miembro de la aristocracia inglesa, que
estudio en Ginebra y obtuvo su doctorado en la Universidad de Oxford, Inglaterra.
Al igual que Van Helmont, Boyle se interesó por el estudio de los gases, realizando sus
experimentos en una bomba pneumática similar a la empleada por Otto von Guericke para
demostrar la existencia del vacío. Sus experimentos lo llevaron a enunciar la relación que
existe entre el volumen y la presión de un gas, conocida hoy como "ley de Boyle".
A Boyle le interesaba especialmente la composición de las sustancias químicas, por lo que
dedicó largo tiempo a los análisis químicos, por lo que muchas veces se le considera como el
fundador de esta disciplina química. Aunque creía en la posibilidad de la transmutación, sus
trabajos lo llevaron a rechazar como erróneas la teoría aristotélica y la Tría Prima.
Boyle rechazaba el argumento de muchos naturalistas anteriores que, basados en la pirólisis
de la madera, observaban que ésta producía llama (fuego), humo (aire), agua y cenizas (tierra).
Según Boyle ello no significaba que esos componentes existieran en la madera antes de su
combustión, ni que tampoco esos productos fueran elementales, e incluso probó que cuando la
madera seca se calentaba en una retorta sellada producía aceite, gas, vinagre, agua y carbón,
es decir cinco productos en lugar de cuatro. Boyle argüía que la pirólisis no era un método
efectivo de análisis y que no podían extraerse conclusiones válidas de esos experimentos.
En lugar de la pirólisis, los análisis químicos de Boyle se basaron en la disolución de la
muestra con diferentes reactivos, empleando principalmente ácidos y bases. Boyle, al igual que
Sala, confirmó que si dos sustancias químicas se unían para formar un compuesto, estas
sustancias podían ser recuperados nuevamente del compuesto por vía química, por lo que
mantenían su identidad dentro del compuesto. Esta idea fue la precursora del actual concepto
de elemento químico, y en El Químico Escéptico Boyle planteaba que los elementos son <<
ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados de otros cuerpos, ni unos de otros,
y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en
último término todos los cuerpos perfectamente mixtos >>. Aunque los experimentos negaban
la existencia de los elementos alquimistas, Boyle no pudo ofrecer una teoría convincente
acerca de la constitución de la materia, y las viejas ideas persistieron en la mente de los
químicos.
Los trabajos de análisis químico llevaron a Boyle a definir los ácidos y las bases en términos
de sus propiedades químicas o comportamiento. Si al adicionar un pequeño pedacito de piedra
caliza (carbonato de calcio) a un líquido, la piedra se disolvía con efervescencia el líquido era
un ácido. Asimismo Boyle logró emplear el jarabe de violetas como indicador "ácido-base", al
observar las diferentes coloraciones que este jarabe tomaba al añadir unas gotas del mismo a
un ácido o a un álcali.
Boyle prestó atención también a la calcinación de metales. Calentó en una retorta sellada
muestras pesadas de cobre o estaño hasta que todo el metal se transformaba en cal (óxido de
cobre o estaño), comprobando que las muestras incrementaban su peso. Boyle atribuyó este
incremento a que partículas de fuego habían atravesado el vidrio combinándose con el metal,
ya que para él, el fuego estaba formado por pequeños corpúsculos en movimiento.
En estos experimentos, Boyle percibió que al abrir el aire entraba nuevamente en el recipiente,
por lo que concluyó que el aire era necesario para la calcinación. Sus estudios lo llevaron a
suponer que el aire era una mezcla de diferentes clases de partículas, una de las cuales eran
las que sostenían el proceso aunque no intervenían directamente en la combustión. Estos
experimentos estaban adelantados con respecto a las ideas y conocimientos existentes en la
época, como para entender verdaderamente la naturaleza del proceso de combustión.
Robert Boyle representa la expresión más cabal de un científico en el sentido que le damos
hoy día al término. Dirigió su propio laboratorio, donde trabajó como su ayudante Robert
Hooke, quien más tarde realizaría sus aportes propios a la ciencia. Fue miembro de la Royal
Society, publicó sus trabajos e impartió conferencias y sostuvo correspondencia con colegas de
toda Europa, enviándoles reportes sobre sus experimentos y examinando los que éstos le
remitían.
El conocimiento acumulado en Química desde la Antigüedad hasta Robert Boyle, el diseño y
empleo del experimento como método de trabajo, el desarrollo de un pensamiento científico
que comenzaba a despojarse del manto de la alquimia, la penetración de la nueva cosmovisión
mecánica en todas las disciplinas, eran las condiciones idóneas para que se produjera el salto
cualitativo de un nivel empírico a un nivel teórico en el campo de la Química. Solo era cuestión
de tiempo y de que apareciera la personalidad capaz de realizar esa hazaña.
La salida en falso de la Química como ciencia
En la primera mitad del siglo XVIII estaban creadas las condiciones para el progreso del
capitalismo. Los comerciantes y manufactureros comienzan a financiar y controlar la
producción de mercancías, al tiempo que artesanos y campesinos se veían rebajados a la
condición de obreros asalariados. La mejor organización del trabajo, la división y
especialización de las tareas, el sistema de fábrica y finalmente la maquinaria fueron impulsos
para transformar el sistema de manufactureras y pasar a una forma de producción industrial,
cuya verdadera expansión tendrá lugar en el siglo XIX. Este proceso tiene lugar de modo
diferente en los distintos países europeos.
En Inglaterra el siglo XVIII fue una época de formación de grandes capitales. El campesinado
se arruinó y perdió sus tierras a consecuencia de los "cercados", que garantizaban la lana para
la industria textil. La introducción de los medios técnicos accionados a mano durante la primera
mitad del siglo, y la Revolución Industrial que tuvo lugar en la segunda mitad, generado por las
transformaciones en la industria textil y por la introducción de la máquina de vapor y la rueda
hidráulica, provocaron el gran desarrollo de la industria en Inglaterra. El saqueo de las colonias
en América del Norte y fundamentalmente en la India completó el proceso de acumulación del
capital que transformó a Inglaterra en la gran potencia capitalista de la época.
Francia se recuperaba de las guerras religiosas entre católicos y hugonotes, en medio de una
relativa estabilidad no exenta de fuertes contradicciones entre los distintos estamentos de la
sociedad. La monarquía absoluta, la nobleza, el clero y los terratenientes llevaban una vida de
dispendios y gastos que eran sostenidos mediante fuertes impuestos a la burguesía. La
burguesía aún no poseía el poder político, pero consolidaba su poder económico sobre la base
de una industria manufacturera, con producciones de una gran calidad. El campesinado vivía
en la miseria y las hambrunas provocaban frecuentes alzamientos populares, sofocados
violentamente por las fuerzas del gobierno. Esta explosiva situación desembocaría a finales del
siglo XVIII en la Revolución Francesa. Expresión de este descontento social contra el régimen
feudal absolutista lo constituyó el movimiento intelectual conocido por la Ilustración 80 que
expresó con claridad la ideología burguesa.
En Austria y Prusia, territorios que habían sido devastados por las guerras, comienza un
periodo de lento desarrollo de la manufactura, la agricultura y el comercio, favorecido por la
emigración de hugonotes franceses, principalmente artesanos y comerciantes, pero el
incipiente capitalismo estaba sometido a una fuerte dependencia de las trabas feudales en
países divididos en pequeños principados.
En Rusia, la ascensión al poder en 1682 de Pedro I marcó el comienzo de un periodo durante
el cual Rusia logró alcanzar un gran poder dentro de Europa. Rusia se abre a los capitales
extranjeros, y se promueve el desarrollo de la industria y del comercio, así como la formación
técnica, la educación y las ciencias. Rusia sustituye a Suecia como la gran potencia del Báltico.
A fines del siglo XVIII ocurre también un acontecimiento histórico de gran importancia, la
independencia de las trece colonias inglesas en Norteamérica y la formación de los Estados
Unidos. El saqueo de las colonias, las arbitrariedades del gobierno, los altísimos gravámenes,
provocaron el inicio de las primeras escaramuzas bélicas en 1774, y llevaron en 1775 a la
Declaración de la Independencia. La guerra culminó en 1781 con la capitulación del ejército
inglés y en 1787 se estableció la constitución del país sobre bases burguesas.
El siglo XVIII es, en resumen, un periodo que propicia el desarrollo de la industria,
aumentando la producción y el comercio. La Revolución Industrial provoca el tránsito del modo
de producción manufacturero al fabril y comienzan a introducirse en la producción los logros de
la ciencia y la técnica. No es de extrañar que los principales avances científicos tengan lugar en
países de mayor desarrollo capitalista.
En el campo de la industria química este proceso tiene una gran importancia. Una de las
producciones de mayor demanda era la de jabón, empleado no sólo en la higiene personal,
sino en grandes cantidades por la industria textil. La producción de vidrio para la fabricación de
copas, vasos, botellas, espejos y otros objetos suntuarios se incrementa. Tanto la industria
jabonera, como la del vidrio, exigen grandes cantidades de álcalis, por lo que la producción
industrial de estas sustancias se incrementa. La cerámica incrementa en calidad y cantidad y
se requieren pigmentos para pinturas y barnices. Gran demanda tienen los utensilios de hierro
estañados, más resistentes a la corrosión, necesitándose para su fabricación ácido sulfúrico, lo
cual conlleva a la mejora del proceso de obtención por el método de la cámara de plomo 81. La
industria química, ya de importancia en este siglo, va a florecer en el siglo XIX y XX.
A pesar de todo el conocimiento químico acumulado. a comienzos del siglo XVIII, no existía
una teoría capaz de explicar la constitución de las sustancias, ni la causa de sus reacciones.
Tampoco se contaba con una clasificación efectiva de los compuestos químicos, ni de un
método eficaz en la búsqueda de nuevas sustancias y propiedades útiles. No obstante estaban
dadas las premisas para que apareciera la primera generalización teórica y el método analítico
fuera el procedimiento químico de indagación acerca de la composición de las sustancias.
La teoría del flogisto
Uno de los problemas que más interesaba a los químicos del siglo XVII y XVIII era el proceso
de combustión y su recíproco, la reducción. La causa estaba en el auge de la industria
metalúrgica, principalmente del hierro, que tenía lugar en diferentes países europeos. Era
conocido por los químicos y metalúrgicos, el incremento de peso que experimentaban los
metales durante su calcinación, lo cual fue interpretado por Boyle, sobre la base de ideas
atomísticas, suponiendo que partículas de fuego atravesaban el cristal del recipiente y se
incorporaban al metal produciendo la cal.
Por otro lado, la idea de que el aire es un elemento necesario para la combustión estuvo ya
presente en la obra de Paracelso, y el propio Boyle demostró que era imposible quemar azufre
en ausencia de aire.
Sin embargo, todas estas ideas no se consolidaron en una teoría que diese plena explicación
a los hechos experimentales, y en su lugar prevaleció la idea observada en la práctica que
durante la combustión algo se escapaba en forma de llama. Prueba de ello eran las ligeras
cenizas que quedaban al quemarse la materia orgánica.
La hipótesis de que algo se escapa durante la combustión fue planteada por primera vez por
Johann Joachim Becher, quien se interesaba fundamentalmente en la combustión de
sustancias de naturaleza orgánica. Para Becher, los cuerpos estaban constituidos por tres
elementos: la tierra, el agua y el aire. De estos tres elementos, el aire no podía participar en las
reacciones y el agua tenía muy cualidades específicas. Por tanto, la multiplicidad de sustancias
existentes en la naturaleza se debía a las diferencias entre las distintas tierras: la vítrea, la
grasa y la fluída. Según Becher durante la combustión se perdía el principio inflamable que era
la tierra grasa o terra pinguis. Las ideas de Becher no eran más que una adaptación de las
hipótesis iatroquímicas de Paracelso.
Esta concepción fue desarrollada por George Ernst Stahl en su teoría flogística, aunque éste
se interesó más en la combustión de los metales. Para Stahl, la tierra grasa que se escapaba
durante el proceso era el flogisto (del griego inflamable).
Así, para Stahl, cuando el metal se transformaba en cal, liberaba flogisto, el cual se
dispersaba en el aire. Retomando a Van Helmont, Stahl consideraba que el aire era sólo el
medio en el que la reacción tenía lugar.
La teoría flogística explicaba también el proceso contrario: la reducción que ocurría cuando
se calentaba una sustancia deficiente en flogisto con otra capaz de suministrarlo. Así por
ejemplo, la oxidación del plomo cuando se calienta al aire era explicada aduciendo que el
plomo libera flogisto y se transforma en litargirio. Si se calienta litargirio (óxido de plomo IV),
con carbón, el primero recupera la cantidad necesaria de flogisto y se convierte nuevamente en
plomo metálico. Para Stahl, el carbón era flogisto prácticamente puro.
Plomo
----------> Litargirio + Flogisto
Litargirio + Carbono
----------> Plomo
La teoría flogística tuvo una amplia repercusión entre los químicos de la época debido a su
carácter explicativo sobre los procesos de combustión y reducción empleados en la industria
metalúrgica. Aunque errónea, la idea de que algo se transfería de una sustancia a otra fue un
principio útil en la explicación de los fenómenos observados, a pesar de las evidentes
inconsistencias experimentales.
El incremento de peso ocurrido durante la calcinación de los metales fue obviado por Stahl
por carecer de importancia. Adeptos a la teoría del flogisto adujeron que el flogisto tenía masa
negativa. De modo similar, la necesidad del aire para el proceso era explicado por el hecho de
que el flogisto se combinaba con parte del aire.
La teoría del flogisto fue ampliamente aceptada por la mayoría de los químicos del siglo XVIII,
y a la luz de la misma fueron explicados muchos fenómenos incluyendo aquellos que debían
contribuir a su destrucción. Según Engels, la teoría del flogisto fue la salida en falso de la
Química como ciencia.
Como toda hipótesis científica, la teoría del flogisto tuvo defensores y detractores. Hubo
entonces químicos flogísticos y no flogísticos. Hermann Boerhaave, por ejemplo, seguía
considerando que los cuerpos incorporaban las partículas de fuego y que el aire sólo intervenía
mecánicamente en la reacción de combustión.
Una excepción importante a las interpretaciones en boga del fenómeno de la combustión fue
la aportada por el químico ruso Mijail Lomonosov.
Lomonosov estudió profundamente la Química de su época. Fue el primer científico en definir
a la química como la ciencia que estudia los cambios que ocurren en un cuerpo mixto. A
diferencia de sus contemporáneos, no se interesó profundamente en las operaciones químicas
sino en lo que le ocurrían a los compuestos durante esas transformaciones.. para poder
explicar esos cambios resaltó la necesidad de conocer la estructura interna de la sustancia, ya
que de esa manera "se puede explicar todas sus posibles transformaciones, incluyendo la
separación y la combinación". Lomonosov desarrolla entonces una amplia teoría sobre la
estructura de la materia con la cual se anticipó a los conocimientos actuales.
Por otro lado, Lomonosov fue un amplio conocedor de la Física y percibió la estrecha
conexión entre ambas disciplinas científicas. Planteó que los fenómenos químicos sólo podían
explicarse correctamente sobre la base de leyes físicas y en ese sentido fundó una nueva
rama, la Química Física, que definió como "la ciencia que emplea leyes físicas para explicar
que ocurre en los cuerpos mixtos durante la realización de operaciones químicas."
Lomonosov se mostró escéptico acerca de los materiales imponderables como el flogisto o el
calórico, que se empleaban comúnmente en su época para explicar fenómenos como el calor,
el frío, la electricidad o la luz. En 1745, criticó agudamente la teoría de la "materia térmica" o
calórico", demostrando la imposibilidad de la existencia de la misma y desarrollando una teoría
mecánica del calor, de acuerdo a la cual los fenómenos térmicos tenían su origen en el
movimiento de las partículas diminutas que formaban todos los cuerpos.
En su tesis "Deliberaciones acerca de las causas del calor y el frío" también crítica las ideas
de Boyle acerca de que el incremento de peso que experimentaban los metales durante la
combustión se debía a las partículas de fuego que incorporaban. Lomonosov sostiene la
hipótesis de que el incremento de masa de los metales se debía a su combinación con el aire
que lo rodeaba. Así le escribió en 1748 al matemático Euler: 87 "No hay la menor duda de que
las partículas de aire, pasando continuamente sobre el cuerpo que se calcina, se combinan con
él e incrementan su peso."
Para comprobar su hipótesis desarrolló experimentos semejantes a los realizados por Boyle,
en retortas de vidrio cerradas, las cuales pesaba antes y después de la calcinación, pero sin
abrirlas. La siguiente nota de Lomonosov se explica por si misma.
"Realicé experimentos en recipientes de vidrio bien sellados, para encontrar cuando los
metales ganaban peso a partir del calor puro. Estos experimentos revelaron que la opinión de
Robert Boyle es falsa, si el aire exterior no penetra, el peso del metal calcinado permanece
constante." Al abrir las retortas cuidadosamente, Lomonosov observó también que al aire
penetraba en ellas. Este hecho, que había sido interpretado por Boyle como una prueba de que
la retorta había estado bien sellada, Lomonosov lo explica planteando que parte del aire era
consumido en su combinación con el metal.
De esta manera Lomonosov estableció la ley de conservación de la masa durante las
transformaciones químicas, que tanto los griegos como diferentes filósofos de los siglos XVI y
XVII habían aceptado sin prueba experimental. En su libro "Argumentos sobre los cuerpos
sólidos y líquidos" la formuló como sigue: "...todos los cambios que tienen lugar en la
naturaleza son de tal clase que todo lo que es sustraído de un cuerpo, es añadido a otro, de
modo que si la materia decrece en un lugar se incrementa en otro".
Estas conclusiones de Lomonosov no tuvieron divulgación entre los químicos de Europa
occidental, en parte por el aislamiento de Rusia y también por el aferramiento a las
concepciones flogísticas, por lo que sus ideas no influyeron en el progreso del pensamiento
químico. El menosprecio a la obra de Lomonosov en el campo de la Química es tal, que en la
mayoría de los libros occidentales, el crédito de la ley de conservación de la masa se le
atribuye a Antoine Lavoisier, de cuyos trabajos se tratará con posterioridad.
La teoría del flogisto perduró como generalización teórica en la Química hasta fines del siglo
XVIII.
Siglo XVIII
Ideas sobre la afinidad
La teoría del flogisto no fue la única idea elaborada por los químicos para explicar las
transformaciones de las sustancias. Junto a esta hipótesis se desarrolló la teoría de la afinidad.
Los antecedentes de la teoría de la afinidad se encuentra en la existencia de los contrarios, que
data de los antiguas civilizaciones babilónica y jónica, donde se interpretaba el amor y el odio
como las causas o fuerzas que provocaban los cambios.
El término afinidad fue ya empleado por Alberto Magno en el siglo XIII, para describir el hecho
de que algunas sustancias reaccionaban preferentemente con algunas tipos de compuestos.
Geber incluye en sus escritos listas de metales ordenados en cuanto a su diferente afinidad por
los ácidos y otros reactivos, mientras que Glauber, químico practico del diecisiete, empleó el
término afinidad en la explicación de las reacciones de neutralización entre ácidos y bases para
formar sales, y en las reacciones de desplazamiento que ocurrían entre algunos ácidos y sales,
llegando a percibir la diferente fortaleza de los ácidos.
La concepción mecánica del funcionamiento del universo, derivada de los trabajos de Newton,
penetró también en la Química. La aceptación de las ideas mecánicas llevó a suponer que en
toda partícula material existía una fuerza atractiva causante de sus reacciones químicas. Así,
Boyle explica la afinidad entre las sustancias químicas sobre la base de las fuerzas mecánicas
de atracción y repulsión, mientras que su seguidor, Boerhaave, opinaba que la reacción
química era un proceso semejante a una disolución, donde la sustancia dispersada se
mantenía como tal gracias a las afinidades mutuas. Con esta idea de la afinidad Boerhaave
explicó la captación de los partículas de fuego por los metales durante su calcinación.
Los químicos comenzaron a elaborar tablas de afinidades que expresasen la capacidad de
reacción de los compuestos frente a otros, y que permitiesen predecir su ulterior
comportamiento. Geoffrey construyó una de estas tablas de afinidades, que constaba de 16
columnas, cada una de ellas encabezada por el símbolo alquímico de una sustancia, y debajo
de la misma, en orden decreciente de afinidad, las sustancias con las que era capaz de
reaccionar.
Bergmann construyó otra tabla para 59 sustancias, distinguiendo entre las atracciones de
agregación, que daban lugar sólo a procesos de disolución, y las atracciones de composición,
que daban lugar a la formación de compuestos. También distinguió entre las atracciones
electivas simples, reacciones de desplazamiento, y las electivas dobles, conocidas hoy por
reacciones de doble sustitución.
Los estudios sobre la afinidad química, de forma cualitativa primero, y posteriormente con
algunos intentos de medición, fueron el antecedente de las tablas de equivalentes químicos y
de los primeros avances en cinética química, tareas ambas de los químicos del siglo XIX.
Algunas consideraciones epistemológicas sobre el flogisto y la afinidad
Los conocimientos teóricos sobre las sustancias y sus transformaciones en los primeros tres
cuartos del siglo XVIII estaba sustentado sobre una base errónea, que no permitía el progreso
de la Química desde el punto de vista de la elaboración de un sistema conceptual. No obstante,
en el aspecto empírico, la química prosiguió acumulando conocimientos y datos
experimentales. El cúmulo de hechos prácticos puso de relieve la contradicción con las
concepciones teóricas dominantes, y fue lo que en definitiva permitió, que a fines del siglo, se
elaborase una teoría consistente acerca de la combustión, con un mayor carácter explicativo, y
el establecimiento de un sistema de leyes que se manifestaban en la composición de las
sustancias químicas y en sus reacciones.
La teoría del flogisto y los conceptos relativos a la afinidad química fueron, no obstante, el
marco teórico en el que se desarrollaron múltiples experimentos, entre ellos, aquellos que
provocaron el derrumbe de las falsas concepciones. Los errores en la ciencia también juegan
un papel en el desarrollo del conocimiento. El proceso del conocimiento no es rectilíneo, su
progreso conoce de errores, retrocesos, desvíos que retrasan su avance. Estos errores tienen
un rol gnoseológico importante, pues en su contexto se desarrollan experimentos e
investigaciones que acumulan conocimientos.
En un estadío del desarrollo los hechos experimentales pueden parecer que confirman las
hipótesis o ideas predominantes, ya que los científicos son personas que trabajan con
determinadas concepciones teóricas, formados a la luz de una tradición, escuela o estilo de
pensamiento, y los resultados de sus investigaciones, los interpretan a través de su prisma
teórico o conceptual. No es de extrañar pues que durante todo este periodo, se desarrollasen
un gran número de descubrimientos químicos, muchos de los cuales fueron interpretados a la
luz del flogisto, y que posteriormente fueron reinterpretados bajo el nuevo sistema conceptual.
Éxitos de la química analítica
No es de extrañar, que la química de laboratorio avanzase notablemente al amparo de la
teoría del flogisto y de la afinidad química. Se desarrollaron los métodos cualitativos de análisis,
la balanza siguió empleándose como instrumento de medición y los métodos cuantitativos se
perfeccionaron. El uso del soplete permitió alcanzar temperaturas más elevadas y se mejoraron
los ensayos por vía seca, y los ensayos por vía húmeda se hicieron habituales, ya que las
reacciones en disolución permitieron mayor rapidez en el análisis. La introducción de la técnica
de llevar a masa constante, y el reporte de los resultados en términos porcentuales permitió
mejorar notablemente las técnicas analíticas.
La industria siderúrgica, la necesidad de nuevos minerales, el análisis de las menas produjo
sus resultados. Producto de los brillantes trabajos de laboratorio de los químicos analíticos del
siglo XVIII se descubrieron los siguientes metales.
Elemento
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Año
Elemento
Autor
Año
Co
G. Brandt
1735
Zr
M. Klaproth
1789
Pt
A. Ulloa
1740
U
M. Klaproth
1789
Ni
A. Cronsted
1751
Sr
A. Crawford
1790
Mn
K. Scheele
1774
Y
J. Gadolin
1794
Ba
K. Scheele
1774
Ti
M. Klaproth
1795
Mo
K. Scheele
1778
Cr
L. Vauquelin
1797
Wo
K. Scheele
1781
Be
L. Vauquelin
1798
Los gases juegan su papel
El descubrimiento de nuevos metales no fue el único éxito del nuevo método analítico en el
laboratorio. El siglo XVIII fue escenario de importantes hallazgos en el capo de la Química
Pneumática.
Los gases ya constituían objetos de estudio para los químicos desde los siglos XVI y XVII. Van
Helmont, estudio el chaos y Boyle estableció la ley que lleva su nombre. Los físicos también se
interesaron por los gases debido a sus propiedades de compresibilidad y expansión, ya que
eran una demostración de las ideas atomísticas y de la existencia del vacío que comenzaban a
penetrar en el campo de la ciencia.
En 1733, Stephen Hales perfecciona la cuba hidroneumática, y pudo medir el volumen de gas
desprendido en numerosas reacciones químicas, recogiéndolo por desplazamiento de agua.
Hales no logró diferenciar los gases obtenidos del aire.
De los trabajos de Joseph Black, médico y químico adepto a la teoría del flogisto, provinieron
los primeros golpes asestados a esta hipótesis. A Black, le interesó el estudio de la calcita
(carbonato de calcio) y de la magnesia alba (carbonato de magnesio), en la búsqueda de un
posible disolvente de los cálculos renales, a causa de su alcalinidad. Rápidamente encontró
que la magnesia alba no disolvía los cálculos pero que era efectivo como laxante. Conoció que
estas sustancias reaccionaban con los ácidos de forma semejante, produciendo una abundante
efervescencia, pero formando sales diferentes. Por otro lado si la magnesia alba era calentada,
desprendía un gas y "magnesia calcinada" (óxido de magnesio), la cual tratada con ácidos
producía las mismas sales que la magnesia alba. Experimentos similares realizados con la
caliza, daban, cal viva (óxido de calcio) y el mismo gas. Tratando la magnesia calcinada o la cal
viva con álcalis se regeneraba la magnesia alba o la caliza.
Estos ensayos demostraron que un gas podía combinarse con un sólido, por lo que ese gas fue
denominado aire fijo, porque la magnesia y la cal lo fijaban al sólido. Era mismo gas que Van
Helmont conoció como gas sylvestre, derrotando así la idea de éste acerca de que los gases
no podían intervenir en las reacciones químicas y demostrando que no todos los gases eran
iguales, sino que eran compuestos semejantes a los líquidos y los sólidos, abriendo así la
posibilidad de estudiarlos con métodos de laboratorio semejantes a los empleados en el
estudio de otras sustancias químicas.
Rápidamente, comenzaron las publicaciones acerca de trabajos con otros gases. En 1766
Henry Cavendish reportó un estudio acerca de las propiedades del gas inflamable (hidrógeno),
que otros científicos habían reportado con anterioridad pero que ninguno había caracterizado.
Cavendish obtuvo el aire inflamable mediante reacciones de desplazamiento de los ácidos con
metales activos. Fiel a la vieja teoría, Cavendish sugirió que el gas obtenido era flogisto casi
puro, debido a su inflamabilidad y a su pequeño peso específico.
Otro químico práctico, analista, Daniel Rutherford aisló, en 1772, un gas al que denominó gas
viciado (nitrógeno), y en su tesis de maestro, describió las propiedades de este gas. Ya
anteriormente, Cavendish había observado la presencia de este gas, en sus estudios sobre el
aire fijo, como residuo del proceso de combustión del carbón en el aire y de fijar en álcalis parte
del gas obtenido, pero no le había prestado atención al residuo. Cavendish lo llamó aire
mefítico. En 1777, Cavendish comunica a Joseph Priestley, los resultados de sus
experimentos, quien tampoco presta atención al hecho comunicado. Lo curioso es que
Priestley estaba ocupado en el estudio de la combustión de distintos cuerpos y de los metales,
observando que el volumen de aire donde los cuerpos eran quemados disminuía después de la
combustión, quedando un residuo gaseoso no inflamable. Esta observación que podía
explicarse como que parte del aire se combinaba con los metales o intervenía en el proceso de
combustión fue interpretada a la luz de la teoría del flogisto. Priestley, como Stahl, creía que la
calcinación de los metales, o la combustión de los cuerpos se debía al flogisto, y por
consiguiente el residuo de aire después de efectuarse la combustión era flogisto casi puro, ya
que no era respirable, ni capaz de mantener la combustión. Priestley tuvo también en sus
manos el nitrógeno, al que llamó aire flogisticado. El aire viciado, mefítico o flogisticado fue
posteriormente rebautizado por Lavoisier como ázoe, del griego a, no, y zoe, vida, el que no
mantiene la vida. El nitrógeno, se deriva del latín "nitrogenium", y significa el que forma nitro.
Cavendish estudió con posterioridad detalladamente las propiedades del nitrógeno, llegando a
convencerse de que el aire flogisticado formaba parte del aire ordinario.
Priestley, por su parte, en sus estudios ya mencionados acerca de la combustión de los
cuerpos y la calcinación de los metales, obtuvo un nuevo gas. En 1774, calentando óxido de
mercurio, con rayos solares por medio de una lente, descompuso esta sustancia formando
mercurio metálico y un gas. A diferencia del aire flogisticado, este gas permitía la combustión, e
incluso que él las bujías ardían con más intensidad, por lo que lo llamó aire desflogisticado.
Casi simultáneamente, el sueco Carl Scheele, aisló el mismo gas, por diversos métodos
descomponiendo sustancias inorgánicas. Observó al igual que Priestley que el nuevo gas era
capaz de mantener la combustión, por lo que lo llamó aire ígneo. El nuevo gas, ávido de
flogisto, facilitaba la combustión y la respiración. Según Engels, "tanto Scheele como Priestley
habían descubierto el oxígeno, pero no sabían lo que habían descubierto. Seguían prisioneros
de las categorías flogísticas, tal y como se las habían encontrado. En sus manos, el elemento
que estaba llamado a echar por tierra toda la concepción flogística y revolucionar la química,
venía condenado a la esterilidad".
La paternidad del oxígeno se le atribuye en la actualidad a ambos investigadores, aunque en
verdad los trabajos de Scheele precedieron a los de Priestley, pero no fueron publicados hasta
1777. Scheele fue además descubridor del cloro, al que llamó aire marino desflogísticado,
mientras que Priestley obtuvo un gran número de nuevos gases: el aire nitroso (NO), el aire
nitroso ácido (NO2), el aire inflamable pesado (CO), el aire vitriólico ácido (SO2), el aire marino
ácido (HCl gaseoso) y el aire flúor ácido (SiCl4) y el aire alcalino (NH3 gaseoso).
Priestley al trasladarse a París comunica el resultado de sus trabajos a un grupo de científicos
franceses entre los que se encontraba A. Lavoisier, quien a la sazón se ocupaba también del
estudio de la combustión. Si Priestley no se dio cuenta de la significación del descubrimiento
del oxígeno o aire desflogisticado, Lavoisier lo apreció con toda claridad, logrando esclarecer la
naturaleza del fenómeno de la combustión, desterrando la teoría del flogísto y enderezando la
química, que según Engels "... bajo su forma flogística estaba vuelta al revés...."
La historia de la química en los tres primeros cuartos del siglo XVIII, muestra una brillante
confirmación del complejo carácter del proceso del conocimiento: las leyes de la naturaleza no
se revelan de modo simple e inmediato al hombre. Formando parte de la estructura esencial de
la realidad, estas leyes se expresan a través de manifestaciones muy diversas algunas de las
cuales contribuyen a enturbiar su aprehensión progresiva. Pero no sólo eso, el hombre llamado
a desentrañar lo esencial del proceso, es un sujeto educado en una sociedad dada, de la cual
ha asimilado un modo de comprender el mundo que le es típico a ella, razón por la cual, los
paradigmas vigentes, con toda su carga de verdad y error, lo conducen en su actividad
científica y en ocasiones lo desvían del camino correcto.
Las primeras hipótesis científicas y el método experimental
Las personas que a lo largo de la historia de la Química hicieron aportes al desarrollo de esta
ciencia no pueden calificarse como químicos de profesión. Los artesanos del antiguo Egipto,
los filósofos griegos, los alquimistas que buscaban el oro, los médicos musulmanes, los
enciclopedistas de la Edad Media, los iatroquímicos, farmacéuticos y metalúrgicos del
renacimiento, eran sabios que estudiaban las sustancias y sus transformaciones, buscando
propiedades útiles en aras de otras ciencias o artes técnicas.
Ya a finales del siglo XVII y especialmente durante el siglo XVIII, hay hombres de ciencias que
dedican sus investigaciones específicamente a la Química. Muchas de estas personas fueron
investigadores por afición, con recursos económicos propios, como Boyle o Cavendish.
Sin embargo, el proceso de institucionalización de la Química como ciencia, trajo aparejado el
surgimiento de la Química como una profesión específica, con encargos sociales definida.
Profesores universitarios, industriales ocupados de producir determinadas sustancias, químicos
analíticos, investigadores por encargo de alguna institución, son algunas ocupaciones que
surgieron a fines del siglo XVIII y que se consolidaron como tal durante el siglo XIX.
Conjuntamente con la profesión de Químico, comenzaron a aparecer las primeras
publicaciones especializadas en Química, como el Chemische Journal (1778-1781) y el
Chemische Annalen (1784-1803), y Lavoisier funda en 1789 la revista, Annales de Chemie, que
aún se publica en nuestros días.
Revolución en la Química
La obra de Lavoisier.
La revolución química se profundiza: el primer sistema conceptual.
Un químico brillante pero falible: Jöns Jacob Berzelius
El proceso de transformación de la Química en ciencia pasa por una etapa empírica, en la
cual los conocimientos acerca de las sustancias y sus transformaciones han sido encontrados
por la vía del ensayo error. La casualidad le permitió al hombre desde la antigüedad hasta el
siglo XVII, hallar propiedades útiles en los elementos y compuestos. Este volumen de
conocimientos posibilitó elaborar las primeras concepciones teóricas que sirviesen para
explicar las propiedades y sus reacciones y encontrar un método eficaz para el estudio de las
sustancias.
A fines del siglo XVIII, el método analítico cualitativo y cuantitativo comenzaba a rendir sus
frutos. El descubrimiento de diferentes elementos químicos, y nuevos compuestos hacía
imprescindible la búsqueda de la composición. La teoría del flogisto y las ideas sobre la
afinidad química, aunque erróneas, dominaban la mente de los químicos, pero las
inconsistencias experimentales, cada vez más numerosas, entraban en franca contradicción
con el saber establecido. Las condiciones habían madurado para el surgimiento de una nueva
hipótesis que permitiera la explicación de los fenómenos químicos, en especial el de la
combustión. Esta fue la obra de Lavoisier.
Se ha atribuido a la figura de este científico francés la autoría absoluta de la primera
revolución científica ocurrida en la Química. No obstante, éste fue un lento proceso que se
inició con Robert Boyle en 1660, y que no concluye hasta el establecimiento absoluto de la
teoría atómica en 1803. Lavoisier es una figura central en este proceso. Fue una mente
brillante, capaz de romper las ataduras flogísticas y colocar cada hecho en su justo lugar.
Una revolución científica, no es sólo el derrumbe y rechazo de las viejas concepciones que
dominan en una disciplina dada, y su remplazo por nuevas hipótesis de mayor carácter
explicativo. Significa también reconsiderar, a la luz del nuevo paradigma, todos los principios,
leyes y teorías vigentes. Otra característica de una revolución científico natural, es que los
nuevos conocimientos deben tener un carácter metodológico, lo que implica una ruptura en el
método de investigación y en el sistema lógico del pensamiento naturalista. Producto de la
revolución científica se produce entonces una ampliación del saber acerca de la naturaleza en
aspectos de la realidad que hasta ese momento habían sido inaccesibles para los científicos.
Todos estos aspectos se dan en la Química en su tránsito del empirismo al establecimiento de
su primer sistema conceptual, gracias al método analítico.
La obra de Lavoisier
Antoine Lavoisier fue un investigador brillante. No sólo resaltó por la exactitud y precisión con
que realizaba sus experimentos, sino por toda la metodología empleada en sus
investigaciones, y por la claridad de sus conclusiones e interpretación de los hechos
experimentales. Su espíritu científico comprendió la necesidad de la medición exacta para el
reporte de las conclusiones experimentales. Realizaba cuidadosas revisiones bibliográficas
para planificar , y no dudaba en repetir una y otra vez, los experimentos de sus
contemporáneos para verificar sus resultados.
Interesado en el fenómeno de la combustión y la calcinación de los metales, conoció de los
trabajos de Boyle y percibió la contradicciones existentes entre los reportes de distintos
investigadores, especialmente entre los trabajos de Guyton de Morveau y los resultados de
Stephen Hales. En 1772, Morveau demostró que todos los metales ganaban en peso al
transformarse en sus respectivas cales, mientras que Hales planteaba que los metales
contenían cierta clase aire, que era expulsado durante la calcinación.
Lavoisier comienza a estudiar la combustión del fósforo en aire y observa este proceso
produce una gran cantidad de humo blanco. Bajo las concepciones imperantes, Lavoisier
interpreta este resultado como alguna forma de flogisto. Observó que el humo producido era
ácido y encontró, para su sorpresa que estos humos pesaban más que el fósforo de partida, a
pesar de que se suponía que el flogisto era muy ligero o tenía masa negativa. Experimentos
semejantes desarrolló con azufre, obteniendo resultados similares.
Lavoisier también calcinó estaño y plomo, en recipientes abiertos, llegando a las mismas
conclusiones. Algo se fijaba a los metales durante su calcinación. Reportó asimismo, que
cuando el litargirio (óxido de plomo IV) se calentaba con carbón, se liberaba una gran cantidad
de aire.
El primero de noviembre de 1772, Lavosier depositó una nota sellada en la Secretaría de la
Academia de Ciencias de Francia, en la que reportaba que la calcinación de los metales, y la
combustión del azufre y el fósforo, eran ejemplos de una reacción general, en la que las
sustancias ganaban en peso debido a que fijaban aire. De esta manera realiza la conexión
entre calcinación y combustión, que ya había sido sugerida por Stahl, y establece que parte del
aire se combinaba con el metal, incrementando su masa.
En febrero de 1773, Lavoisier conoció de los trabajos de Black acerca de la respiración y el
crecimiento de las plantas, la calcinación y la combustión, e interpreta sus resultados en
términos del aire fijo (dióxido de carbono) de Black.
Metal + aire fijo (CO2)
= Cal
Cal + C = Metal + aire fijo
En ese momento, Lavoisier desconoce la posibilidad de reducir las cales (óxidos), sin la
presencia del carbono.
En abril de 1774, Lavoisier repitió los experimentos de Boyle con el objetivo de refutar la
hipótesis de que el incremento en peso de los metales durante la calcinación se debía a la
incorporación de partículas de fuego, como había supuesto Boyle. Colocó muestras pesadas
de estaño y plomo en recipientes, expulsó parte del aire, selló y pesó el recipiente conteniendo
la muestra. Calentó los recipientes hasta que el metal se transformó en cal, y pesó nuevamente
los frascos antes de abrirlos. Tal y como esperaba, el peso del recipiente no había variado
durante la reacción, por lo que los átomos de fuego no habían atravesado el vidrio del
recipiente, ni se habían incorporado al metal. Al abrir los recipientes, observó que penetraba
aire dentro de los mismos, y que el recipiente abierto pesaba más. Obviamente parte del aire
en el interior de los recipientes había sido empleado en la calcinación. Finalmente, Lavoisier
pesa la cal obtenida, y demuestra que el incremento en peso del metal calcinado era igual al
peso del aire extra que había penetrado dentro del recipiente una vez abierto. Pensando en
términos del aire fijo o cualquier otro vapor ácido, Lavoisier deduce que la reacción de
calcinación era una combinación del metal con la parte ácida del aire. Con este resultado
Lavoisier demuestra la Ley de Conservación de la Masa en las reacciones química, que ya
había sido enunciada con anterioridad por Lomonosov, pero cuyo crédito se le atribuye a
Lavoisier por la repercusión de sus trabajos.
En el otoño de ese propio año Lavoisier conoce del propio Priestley acerca del
descubrimiento del nuevo gas, el aire desflogisticado, obtenido por calentamiento de las cales
rojas del mercurio y del plomo. Aire, que no era el aire nitroso (NO), ni el aire fijo (CO2), ya que
era capaz de mantener la combustión, y en su atmósfera las bujías ardían más violentamente
que en el aire normal. Esta reacción significaba la posibilidad de reducir las cales por
calentamiento, sin la presencia de carbono.
En marzo de 1775, Priestley que había continuado sus estudios sobre el aire desflogisticado,
concluye que el aire ordinario era una mezcla de éste con flogisto, publicando sus resultados.
Scheele, quien también había descubierto el nuevo gas, llega a conclusiones idénticas,
planteando que el aire era una mezcla de dos sustancias, una activa y otra inerte.
Casi inmediatamente Lavoisier dedica su atención al nuevo aire, y según su costumbre,
repite los experimentos de Priestley, descomponiendo las cales rojas de mercurio y plomo. En
1776, Lavoisier se convence de que efectivamente el aire ordinario era una mezcla de gases,
uno de los cuales era el principio activo de la combustión, determinando su composición en un
27% de aire respirable y 73 % de aire no respirable (la composición real del aire es 21% de
oxígeno y 78% de nitrógeno).
De acuerdo a sus ideas sobre la acidez, refiere que el nuevo gas, era el principio ácido que
componía a todas las sustancias ácidas, y denominó al nuevo aire oxígeno, término que
proviene del griego y que significa "formador de ácidos".
Finalmente, en 1777, Lavoisier publica su teoría de la combustión, según la cual la
combustión y la calcinación, no eran más que reacciones de combinación de las sustancias con
el oxígeno. Asimismo, Lavoisier interpreta el aire fijo (CO2), como una combinación del carbono
y el oxígeno, por lo que la reducción de las cales con carbón, reacción que muchos científicos
conocían como el reverso de la calcinación y que el propio Lavoisier había estudiado, no era
más que la transferencia del oxígeno de la cal al carbón.
Aunque muchos químicos aceptaron la teoría de la combustión de Lavoisier y la validez del
método experimental empleado en su demostración, el destierro de la idea del flogisto no fue
inmediata, e incluso hubo intentos de adecuar ambas teorías, suponiendo que el oxígeno se
transfería de una sustancia a otra, sólo como resultado de una transferencia de flogisto, en la
cual la pérdida de flogisto por parte de una sustancia era la fuerza motriz de la reacción. Esta
lucha de ideas, demuestra una regularidad en el desarrollo de la ciencia que fue planteada por
Max Planck :" ...una nueva verdad científica no triunfa porque logra convencer a sus opositores
y hacer que vean las cosas con claridad, sino más bien porque sus opositores acaban por morir
y surge una nueva generación que se familiariza con la nueva verdad..." . La teoría del flogisto
murió con los flogicistas y la teoría de Lavoisier fue entonces aceptada.
Uno de los experimentos que acabaron de afirmar la teoría del Oxígeno de Lavoisier provino de
un convencido flogicista, Cavendish. Cavendish encontró que la combustión de una mezcla de
aire común y aire inflamable producía agua, destruyendo la creencia arraigada desde tiempos
inmemorables de que el agua era un elemento. Cavendish interpreta sus resultados a la luz de
la teoría flogística, el aire inflamable era flogisto casi puro y el aire desflogisticado estaba
carente de él, la formación del agua se producía al incorporar el flogisto el aire desflogisticado.
Parece un trabalenguas y es mucho más sencillo aceptar la interpretación dada por Lavoisier:
el agua era una combinación del aire inflamable con el oxígeno. El aire inflamable es entonces
denominado hidrógeno, del griego, engendrador de agua.
Una vez conocida la composición del agua, Lavoisier puede explicar la naturaleza de otras
dos reacciones químicas:
Metal + Ácido = Sal + aire inflamable
Cal + Ácido = Sal + agua
Un metal reaccionaba con los ácidos produciendo sal y desprendiendo hidrógeno, mientras
que la cal del metal reaccionaba con el ácido formando la misma sal pero sin formar el aire
inflamable. Se desconocía que esta última reacción producía agua, pues al tener lugar en
disolución la cantidad de agua formada no era detectable. Lavoisier logra demostrar la
formación del agua en la neutralización.
Los trabajos de Lavoisier en relación con la nueva Química, no se limitan a analizar el
fenómeno de la combustión, sino que sienta las bases para la interpretación de las reacciones
de combinación, descomposición e intercambio, y define el elemento químico como aquella
sustancia que no puede se producida ni descompuesta a partir de otras. Por supuesto,
Lavosier es incapaz de establecer las diferencias entre el concepto de elemento y el de
sustancia simple, lo cual no fue posible hasta el desarrollo de la teoría atómica.
Lavosier funda la termoquímica, al establecer la ley que lleva su nombre, y según la cual el
calor absorbido durante la descomposición de una sustancia es el mismo que el que se
desprende en su formación.
La búsqueda de la composición de los compuestos químicos hizo necesario establecer un
sistema para nombrar los compuestos atendiendo a ésta. No era posible seguir nombrado los
compuestos de una forma trivial. Lavoisier, conjuntamente con investigadores de la talla de
Guyton de Moerveau., Claude Berthollet y Antoine de Fourcroy, emprenden esta tarea, y en
1787 publican el libro Methode de Nomenclature Chimique (Método de Nomenclatura Química).
La sistematización de la nomenclatura en función de la composición de los compuestos
químicos tuvo una enorme repercusión en la forma de pensar de los químicos, y fue
rápidamente aceptada.
La obra de Lavoisier fue recogida en el texto Traité èlementaire de chimie, (Tratado
Elemental de Química) publicado en 1789, el cual resultó una combinación de los reportes de
sus investigaciones, un libro de texto y a su vez, manual de laboratorio. En el tratado aparece
la primera tabla de elementos químicos.
Lavosier no escapa a consideraciones erróneas de los fenómenos como la luz y el calor, los
que considera como corpusculares, y así su tabla de elementos comienza justamente con el
calórico. Otra hipótesis equivocada de Lavoisier fue considerar que todos los ácidos contenían
oxigeno, idea que fue refutada por su colega Berthollet.
Lavoisier incursiona también en la fisiología por sus estudios acerca de la respiración animal
y vegetal, que realiza junto a Laplace y a Seguin, esclareciendo el papel del oxígeno en la
combustión de los compuestos de carbono de los organismos vivos.
Lavoisier es una figura central en el establecimiento de la Química como ciencia. Sin embargo,
vale señalar que Lavoisier no realizó por si mismo ningún descubrimiento crucial, la mayoría de
los hechos que pusieron en jaque la teoría flogística se deben a otros investigadores como
Priestley, Scheele, Cavendish, Bayen, e incluso observaciones anteriores como las de Boyle y
Lomonosov. Su genialidad radica en detectar las contradicciones entre ellos, aplicar con
minuciosidad el método científico y no enturbiar los resultados con interpretaciones
apriorísticas. Su aporte está en la organización y sistematización de los descubrimientos y
hechos científicos en un nuevo sistema conceptual. Como plantea Engels, "... Lavoisier se puso
a investigar a la luz de este nuevo hecho toda la química flogística... y así fue como enderezó
la química, que bajo su forma flogistica estaba vuelta al revés..."
Personalidades
Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794), químico francés,
considerado el fundador de la química moderna. Fue elegido
miembro de la Academia de Ciencias en 1768. Ocupó diversos
cargos públicos, incluidos los de director estatal de los trabajos
para la fabricación de la pólvora en 1776, miembro de una
comisión para establecer un sistema uniforme de pesas y
medidas en 1790 y comisario del tesoro en 1791. Lavoisier
trató de introducir reformas en el sistema monetario y tributario
francés y en los métodos de producción agrícola. Como
dirigente de los campesinos, fue arrestado y juzgado por el
Tribunal Revolucionario y guillotinado el 8 de mayo de 1794.
Lavoisier demostró que en una reacción química, la cantidad
de materia es la misma al final y al comienzo de la reacción.
Estos experimentos proporcionaron pruebas para la ley de la
conservación de la materia. Lavoisier también investigó la composición del agua y denominó a
sus componentes oxígeno e hidrógeno. Algunos de los experimentos más importantes de
Lavoisier examinaron la naturaleza de la combustión, demostrando que es un proceso en el
que se produce la combinación de una sustancia con oxígeno.
También reveló el papel del oxígeno en la respiración de los animales y las plantas. La
explicación de Lavoisier de la combustión reemplazó a la teoría del flogisto, sustancia que
desprendían los materiales al arder. Con el químico francés Claude Louis Berthollet y otros,
Lavoisier concibió una nomenclatura química, o sistema de nombres, que sirve de base al
sistema moderno. La describió en Método de nomenclatura química (1787). En Tratado
elemental de química (1789), Lavoisier aclaró el concepto de elemento como una sustancia
simple que no se puede dividir mediante ningún método de análisis químico conocido, y
elaboró una teoría de la formación de compuestos a partir de los elementos. Escribió Sobre la
combustión (1777) y Consideraciones sobre la naturaleza de los ácidos (1778).
La revolución química se profundiza: el primer sistema conceptual
El establecimiento explícito de la ley de conservación de la masa, el descubrimiento del papel
del oxígeno en los procesos de combustión y calcinación, la comprensión de la esencia de
muchas reacciones químicas, la nueva nomenclatura química, el concepto de elemento, y
sobre todo el establecimiento de la validez del método analítico cuali y cuantitativo,
establecieron las bases para profundizar los estudios acerca de la composición de las
sustancias.
Ello permitió que, en un lapsus muy corto de tiempo, se obtuviesen logros significativos en la
Química teórica, especialmente en las relaciones cuantitativas o estequiométricas en las
reacciones químicas.
La idea de la afinidad química no había abandonado la mente de los químicos. B. Richter ,
realizó experimentos en los que medía la cantidad de ácido capaz de neutralizar una cierta
cantidad de álcali, con la intención de construir una tabla numérica de afinidades. Esta tabla,
publicada en 1792, indica las partes de ácido muriático (HCl), sulfúrico y nítrico que
neutralizaban a 1000 partes de potasa (KOH), sosa (NaOH), álcali volátil (NH3), barita (BaO),
cal (CaO), magnesia (MgO) y alúmina (Al2OI3) Al estudiar estas reacciones de neutralización
entre ácidos y bases, Richter encontró que las cantidades de dos o más bases (ó ácidos) que
son neutralizadas por una misma cantidad de un determinado ácido o base lo son por igual
cantidad, aunque distinta, de cualquier otro ácido (o base), fijando los pesos equivalentes de
ácidos y de bases que pueden neutralizarse dos a dos. Esta tabla constituyó la primera tabla
de equivalentes químicos y permitió la formulación de la ley de las proporciones recíprocas,
según la cual: "los pesos de dos sustancias diferentes que reaccionan con un mismo peso de
una tercera, son los pesos de combinación, sus múltiplos o submúltiplos de aquellas sustancias
cuando reaccionan entre sí".
La ley de las proporciones recíprocas conduce a fijar a cada elemento un peso relativo de
combinación, que es el peso del mismo que se une con un peso determinado del elemento que
se toma como tipo de referencia. Al ser el oxígeno el elemento que se combina con casi todos
los demás, se tomó inicialmente como tipo 100 partes de oxígeno; la cantidad en peso de cada
elemento que se combinaba con estas 100 partes en peso de oxígeno era su peso de
combinación.
Hoy en día, de forma simplificada, esta ley implica que:
Donde 20 g de calcio, 8 g de oxígeno y 1 g de hidrógeno son las masas de combinación o
masas equivalentes de estas sustancias en las reacciones involucradas. Debe recordarse que
por mucho tiempo se ha empleado erróneamente el término peso en el lugar de la magnitud
física masa.
Richter estudió también la sustitución de los metales determinando las cantidades de éstos
que se desplazan recíprocamente de sus disoluciones y conoció la capacidad del hierro y del
mercurio para combinarse con el oxígeno en dos relaciones diferentes. Estos experimentos son
el antecedente de la ley de las proporciones definidas, aunque Richter no llegó a enunciarla
explícitamente.
La ley de las proporciones definidas se debe a Louis Proust, quien encontró que existían dos
tipos de sulfato de hierro, uno rojo y otro verde, que diferían en su composición y por ende en
sus propiedades. En el curso de sus investigaciones encontró también otros sulfatos como los
de plomo, cobre, antimonio, níquel y cobalto, que formaban dos sulfatos, con diferente
composición. Su por casualidad encontraba composiciones diferentes, intermedias, siempre
resultaba una mezcla de ambos compuestos susceptible a separación. De las misma forma
encontró que estos metales formaban dos sulfuros diferentes. En 1794, Proust enuncia la ley
que hoy conocemos como ley de Proust, y que en su forma actual plantea que: "cada
compuesto químico tiene una composición fija e invariable".
La formulación de esta ley generó una gran polémica entre Proust y Berthollet, entre los años
1801 y 1808. Este último de gran autoridad por sus trabajos junto a Lavoisier, defendía la
hipótesis de la composición variable. A la sazón, Berthollet, que estudiaba la afinidad entre los
compuestos químicos, advirtió que las tablas de afinidad electiva de Bergmann no eran
tortalmente válidas, ya que la afinidad no era una fuerza absoluta, sino que sobre ella podían
influir las cantidades de los reaccionantes. De este modo, Bethollet percibe la ley de acción de
masas en las reacciones químicas, aunque esta no se establece hasta años después.
Berthollet no diferencia entre la composición de una disolución y la composición de un
compuesto químico, e indica que la composición de los compuestos es variable a menos de
que un factor como la solubilidad defina su composición.
Aunque esta disputa se resolvió en su momento a favor de Proust, y está probada la
existencia un gran número de compuestos de composición definida, formados por moléculas
discretas y simples, como el agua o el dióxido de carbono, no es menos cierto el hecho de que
existen combinaciones químicas con una variación evidente en su composición, como es el
caso de los sólidos iónicos. Actualmente los compuestos químicos se dividen en daltónidos y
berthollidos, según cumplan o no la ley de Proust.
La ley de las proporciones definidas constituyó una poderosa arma para los químicos en la
búsqueda de la composición.
La ley de Proust no impide que dos o más elementos se unan en varias proporciones para
formar varios compuestos. En 1803, Dalton comprobó que las cantidades de un mismo
elemento que se unen con una cantidad fija de otro elemento para formar en cada caso un
compuesto distinto, están en la relación de números enteros y sencillos. Esta ley así
enunciada, se conoce como ley de Dalton o ley de las proporciones múltiples, y es una
consecuencia de su teoría atómica, y fue corroborada para un gran número de compuestos por
Berzelius.
Con la ley de las proporciones múltiples se completan los cuatro pilares de la Estequiometría:
la ley de conservación de la masa, la ley de las proporciones recíprocas, la ley de las
proporciones definidas y la ley de las proporciones múltiples.
Al sistema conceptual de la Química sólo le faltaba la explicación teórica de todas estas leyes
empíricas, la teoría atómica elaborada por John Dalton. Desde el siglo XVII, era aceptada por
la Física, la existencia de átomos como las últimas partículas constituyentes de los cuerpos. La
hipótesis corpuscular adoptaba diferentes formas, según el científico que la sustentaba, pero
no fue hasta Dalton en que se erige en una verdadera teoría científica, mediante la cual podían
explicarse los fenómenos naturales observados, en particular las leyes ponderales.
Dalton no era químico sino meteorólogo. Su interés en la Química surge por la composición
de la atmósfera y estudiando las mezclas gaseosas logró encontrar la ley de las presiones
parciales o Ley de Dalton.
Sólo es posible conjeturar acerca de cómo Dalton llegó a su teoría atómica en una época en
que no se conocían las fórmulas químicas ni los pesos atómicos. Dalton suponía que átomos
de la misma clase se repelían entre sí, por lo que intuyó que sólo eran posible escasas
combinaciones entre dos tipos de átomos. Los postulados de la teoría atómica de Dalton eran
las siguientes:
Los elementos están constituidos por átomos consistentes en partículas materiales separadas
e indestructibles,
los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en todas las demás propiedades,
los átomos de los distintos elementos tienen diferente masa y propiedades, y los compuestos
se forman por la unión de los correspondientes elementos en una relación numérica sencilla.
Los "átomos" de un determinado compuesto son a su vez idénticos en masa y en todas sus
otras propiedades. A partir de esta hipótesis de trabajo, y haciendo uso de la ley de las
proporciones recíprocas, Dalton pudo escribir las primeras fórmulas químicas. Dalton creía que
la mayoría de los compuestos eran binarios y que átomos de una misma clase no podían
combinarse entre sí. Para el agua, la combinación más simple debía ser de un átomo de
hidrógeno y uno de oxígeno. Si el símbolo del hidrógeno era un círculo con un punto y el del
oxígeno un círculo, la fórmula del agua sería:
Si se conocen dos óxidos de carbono debe esperarse que los átomos se combinen en
proporción de 1:1 para el óxido de menor contenido de oxígeno, y de 1:2 para el de mayor
contenido de oxígeno.
En 1803, conjuntamente con su teoría atómica, Dalton publica la tabla de pesos de partículas
últimas. Los pesos atómicos determinados a partir de las relaciones de combinación conocidas
y de sus fórmulas eran bastante inexactos y fueron modificados por el propio Dalton en varias
oportunidades. En realidad, los pesos determinados eran pesos o masa equivalentes y a ello
hay que sumar que cada método de análisis tenía su error, lo que daba inexactitud al análisis.
Tabla de elementos químicos de Dalton
En 1808, Gay Lussac observa que cuando un volumen de oxígeno se une con dos
volúmenes de hidrógeno forman dos volúmenes de vapor de agua medidos en las mismas
condiciones de presión y temperatura. Esta ley conocida como la ley de los volúmenes de
combinación resultó de gran importancia dado el gran interés por las sustancias gaseosas. La
teoría atómica no podía explicar la ley de Gay Lussac de los volúmenes de combinación, ya
que según Dalton la combinación de un átomo de hidrógeno y uno de oxígeno daba lugar a una
partícula de agua de fórmula HO, idea que llevó a Dalton a rechazar las conclusiones de Gay
Lussac, por inexactas.
Se debe a Amadeus Avogadro la reconciliación de estos dos hechos al sugerir, en 1811, que
los gases elementales estaban formados por moléculas diatómicas, y que en volúmenes
iguales de todos los gases, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura
existían igual número de moléculas.
Sin embargo, la hipótesis de Avogadro fue rechazada enérgicamente por Berzelius, pues
según las ideas acerca de la afinidad química la unión de dos átomos iguales era imposible.
Las ideas de Avogadro no fueron reconocida hasta 1860, en el I Congreso de Química de
Karlruhe, cuando fue defendida brillantemente por Stanislao Cannizaro, y no fue hasta
entonces que se aceptó la existencia de las moléculas diatómicas.
Otra hipótesis acerca de la constitución de los elementos que surgió en esta época fue la
hipótesis unitaria de Prout quien en 1815 sugiere que todos los pesos atómicos podían
expresarse por números enteros tomando como unidad el peso atómico del hidrógeno y que
los átomos de todos los elementos debían estar formados por agregados más o menos
complejos de átomos de hidrógeno. La idea de Prout tuvo al principio gran aceptación, pero fue
el propio Berzelius quien demostró mediante métodos analíticos más exactos, la existencia de
pesos atómicos que divergían indudablemente de números enteros, lo cual llevó al rechazo de
la hipótesis unitaria.
Un químico brillante pero falible: Jöns Jacob Berzelius
La historia del establecimiento del primer sistema conceptual en la Química que relaciona las
propiedades de las sustancias con su composición no puede estar completa sin mencionar la
figura de Jöns Jacob Berzelius. Berzelius, analista sueco, fue sin lugar a dudas el químico de
mayor influencia de la primera mitad del siglo XIX. Su labor dentro de la Química lo llevó a
describir numerosas sustancias y reacciones y a caracterizar muchos minerales. Descubrió
cuatro nuevos elementos: el cerio en 1803, el selenio en 1818, el silicio en 1823 y el torio en
1828, y es el primero en aislar el calcio, estroncio, bario, tántalo, vanadio y circonio.
Conocedor de los trabajos de Richter, tuvo noticias de la teoría atómica a través de los
trabajos de Thomson y Wollaston, principales divulgadores de la obra de Dalton, y se propuso
verificar las leyes de estequiométricas mediante el análisis químico cuantitativo. Usando el
método de Dulong y Petit, la ley del isomorfismo de Mitscherlich, y la ley de los volúmenes
reaccionantes de Gay Lussac, logró determinar entre 1811 y 1814 los pesos atómicos
correctos de muchos elementos, publicando en 1818 la primera tabla de pesos atómicos de 42
elementos químicos (algunos en realidad eran compuestos), establecidos primero sobre la
base del oxígeno igual a 100 y más tarde con relación al hidrógeno igual a uno.