Química Inorgànica

1992/10/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Kimika

XVII. A mitjan segle XX l'alquímia va començar a sofrir els primers atacs severs, en els quals la pensament cartesià va influir molt. Els homes de la ciència, submergits en aquest pensament, no reconeixien que una substància podia ser més perfecta que unes altres. Els cartesians pensaven, per exemple, que els metalls, una vegada creats per Déu, continuarien amb les seves propietats per sempre i per sempre. Per tant, els canvis dels alquimistes no eren més que desmais, per la qual cosa havien de ser rebutjats.

D'altra banda, aquells químics inicials, deixant de costat l'esoterisme, van començar a treballar el que avui coneixem com a química industrial. És a dir, amb els assajos per sobre de la màgia i de la lògica sobrenatural, el pensament cartesià ofereix una metodologia a la inmutabilitat dels elements de la naturalesa que es discutien en aquella època.

En aquest ambient uns alquimistes, al principi, es van anar incorporant al nou corrent. Glamber, per exemple –1603-1668–, abandonant l'alquímia, va partir del nou camí. Kunckel, el seu contemporani, per primera vegada va negar racionalment les propietats de la “pedra dels filòsofs”. Però mentrestant uns altres (Helvetius, Ashmol, etc.). un llarg), abordaven l'alquímia tradicional. En definitiva, el XVIII. A principis del segle XX el pensament tradicional continuava viu, però els treballs dels innovadors van començar a donar els seus primers descobriments.

Un d'aquests descobriments, per dir-ho d'alguna manera, és el dels gasos. L'estudi i el coneixement químic dels gasos, al no veure's enfront de sòlids i líquids, estava molt retardat. Els alquimistes coneixien bé la dificultat de manipular gasos. En l'amoníac, per exemple, encara que la seva olor sigui forta i penetrant i es deixi anar fàcilment en la fermentació de l'orina, XVI. No es van adonar fins a finals del segle XX.

El fenomen de la combustió també, XVII. Fins a ben entrat el segle XX no va començar a estudiar-se. Aquesta època, anomenada “l'era dels gasos”, és el XVIII. S'estén fins a finals del segle XX i és una de les etapes més riques de la ciència química. Per a començar, Becher —1635-1602— va destil·lar carbó, obtenint un quitrà mitjançant la condensació de “gas d'hulla” i “fums”. Aquest gas és, juntament amb l'aire, un dels primers estudiats, ja que, malgrat estar present en la combustió o respiració del sofre o de la fusta, aquests processos eren molt coneguts i poc estudiats.

Els primers estudis de gasos els va realitzar Van Helmoto, 1577-1644. També la paraula, el gas, la va adaptar ell. Va treure la paraula de la paraula grega “caos” proposada per Parazeltso. Abans el concepte de gasos s'expressava amb la paraula aire, ja que aquest era l'únic gas investigat. Per això, quan es va detectar la presència de gasos diferents es denominaven amb la paraula aire i segons les seves propietats. Per això “aire fix”, “aire inflamable”, etc. es coneixien. Van Helmoto, menyspreant la paraula aire, va separar tres gasos molt similars: el “gas carbònic” que apareix en la combustió del carbó vegetal, el “gas forestal” que apareix en la fermentació del most i el “gas tou” de la corrupció de les matèries orgàniques. D'altra banda, va distingir entre aire, gas i vapor.

També cal esmentar a Robert Boyle, 1672-1691, Robert Hooke, 1635-1703, i John Mayow, 1641-1679. Els tres es van adonar que l'aire era necessari per a la combustió. Boyle pren gas per primera vegada en una campana o ampolla prèviament inundada. Mayow va descobrir l'afinitat entre la combustió i la respiració animal.

Coneixien alguns àcids, álcalis i sals dels alquimistes, però les seves recerques es remunten al XVIII. Haurien d'esperar fins al segle XX. XVII. Per exemple, les sals conegudes en el segle XX eren les que apareixien espontàniament en la naturalesa: “vitriolo verd” (sulfat de ferro), “vitriolo blau” (sulfat de coure), “sal marina” (clorur sòdic), “il·lumina” (doble sulfat d'alumini i potassi), “nitrats” i “fletxes” (nitrat potàssic i sodi), “magnèsia blanca” (carbonat basi de magnesi) i “calcària” (carbonat de calci). Però, XVIII. Fins al segle XX, per exemple, no es distingien entre “potassa” i “fada”.

Els minerals metàl·lics només es treballaven com a font de metalls i no se sabien si eren òxids o sals. No obstant això, XVII. Durant el segle XVIII es van estudiar bastant bé les sals i en aquest treball Glauber —1604-1670— ocupa un lloc especial.

En aquest ambient XVIII. Entrem en el segle XX. En aquell segle estava vigent la teoria del “flogisto”. Desgraciadament XIX. Aquesta teoria, que va durar fins al segle XIX, va ser un obstacle per al desenvolupament de la química, però no podem obviar-la. Segons aquesta teoria tots els cossos eren una combinació de tres elements: la combinació d'un principi de terra vítria, terra terrible i comburent, l'anomenat "flogisto". Aquest flogisto participava en tots els materials que s'encenen (fusta, sofre, oli, fòsfor, etc.). Quan aquests s'escalfen, perden el flogisto que dóna llum i es queden sense flogisto, es converteixen en pols amorfa. No obstant això, una vegada tractat aquesta pols amb carbó, adquireixen un munt de flogisto i passen de nou al seu estat inicial.

Tota aquesta teoria apareix en el llibre de Stahl titulat “Experimenta, observationes, animadversions chymicae i physicae”. Aquest llibre va ser publicat en 1697. Però, XVIII. Per a poder expressar els fenòmens que es veien al llarg del segle XX, el concepte de flogisto va haver de suportar multitud d'apèndixs i se li van haver d'atribuir propietats contradictòries. Finalment, Lavoisier va descartar la teoria del flogisto posant les bases de la química actual.

Química de Gasos S. Halis —1677-1761— va tenir la seva importància. Aquest, al marge dels càrrecs eclesiàstics, va conrear la ciència. Entre altres coses, va introduir la diferència quantitativa en els assajos de gasos. En el seu llibre titulat “Vegetable statiks” (publicat en 1727) es diu que l'aire era un element i que era encegat per les plantes per a alimentar-se. A través de la pirogenación va aconseguir una sèrie de gasos i, pel que sembla, sense que ell ho descobrís, va obtenir oxigen, nitrogen, anhídrid carbònic, nitrogen i alguns dels seus òxids. Els altres noms a esmentar són: G. F. Rouelle —1703-1770— (professor de Lavoisier i Diderot), H. Cavendish (1731 1810), C. W. Scheele —1742-1786— (després de superar mil obstacles, no va poder utilitzar diners ni balança en els seus assajos).

En 1770 va aïllar el “aire inflamable” (hidrogen), dos anys després el nitrogen i a l'any següent el “aire de foc”, l'oxigen. Aquest treball va ser publicat en 1777, tres anys després de Priestley. Per això, hi ha hagut alguns debats sobre el descobriment de l'oxigen. Finalment, tenim al Priestley, 1783-1804. Fill d'una família de classe baixa, va ser pastor protestant, però aviat es va dedicar a la ciència. En 1772 es van publicar els seus treballs, en els quals s'explica el “aire fix” que apareix en les cremes, es va investigar la solubilitat de l'aigua i es va descobrir la “aigua de seltz artificial”. Per part seva, sense conèixer els treballs de Scheele, va identificar i va aïllar el “aire inrespirable”, és a dir, el nitrogen. En un informe enviat a la Royal Society en 1775, va descobrir que existia “aire de vida”, és a dir, oxigen (segons el nom de Lavoisier).

En l'àrea d'àcids, álcalis i surts de nou hem d'esmentar a Rouelle. Aquest va publicar per primera vegada el concepte de composició de sals. Va demostrar que algunes substàncies (calcària o magnèsia blanca) acceptades com a cossos simples fins a la seva època eren realment surts. La sal va establir que podia ser neutra, àcida i bàsica i va denominar a aquests últims álcalis. Inclou Joseph Black, Baumé, etc. un llarg període de temps va introduir els seus avanços en aquesta matèria.

Els metalls també van tenir un gran impuls en el XVIII. En el segle XX. Brandt va trobar cobalt, Manggraf zinc, Wood platí, Cronstedt níquel, Gahn manganès, Hjelm molibdè, Müller tel·luri. Al País Basc de 1784 els germans Fausto i Juan José Elhuyar en el Seminari de Bergara van aïllar per primera vegada el wolframi amb el mineral conreat conegut com wolframita.

La química orgànica va fer un gran pas en aquest segle. La innovació de gran importància va ser la recerca de cossos extrets de plantes i animals: midó, sucres, greixos, llets, etc. En 1720 es va sintetitzar l'èter i encara que inicialment el mètode es va conservar sense indicar, va ser publicat en 1730.

XVIII. En la segona meitat del segle XX la química estava plena de contradiccions: les teories vigents no coincidien amb el que es trobava en la realitat. L'existència de gasos, les dades sobre la combustió, les propietats dels cossos buits oposats i d'altres coses, no tenien expressió lògica. Es veia la necessitat d'un treball de síntesi, és a dir, de la congestió i composició de tot el que es coneixia en aquest camp, que seria realitzat per l'home més prestigiós en el camp de la química d'aquest segle: Antoine Laurent Lavoisier.

Lavoisier va néixer en 1743 a París en família de bon nivell. Després dels seus estudis, va treballar en química amb cos i ànima, en 1785 va ingressar en l'Acadèmia i quatre anys després va ser nomenat director. En 1793 l'Acadèmia va ser clausurada pels revolucionaris i a l'any següent els seus responsables van ser denunciats. En lloc de fugir Lavoisier, va seguir les seves recerques confiant en la Convenció i en la seva reputació científica. Després de ser jutjat pel tribunal revolucionari i proclamat pel jutge "La revolució no necessita savis", va condemnar a mort. El 8 de maig de 1794 va ser assassinat a un dels homes més grans de la química.

Per a començar, Lavoisier va investigar i va resumir tota la ciència química que va arribar fins ell. Tant a mitjan segle com sense qüestionar l'existència del flogisto, es discuteix la seva utilitat i rampell es comença a pensar que el seu caràcter era d'un cos (hidrogen o). Per tant, en tot cas, seria com qualsevol altre element.

A causa de l'èxit de les matemàtiques en la física, en aquell segle es va imposar una tendència entre les ciències: que caldria introduir-se també en la química. D'altra banda, s'admetia que la teoria gravitatòria de Newton es complia en tots els camps i, per tant, es pensava que hauria de guiar el mecanisme de les reaccions químiques a escala molecular.

Abans de trobar oxigen, Lavoisier va observar els canvis de pes que es produeixen en les combustions i calcinacions de metalls. Va pensar que part de l'aire quedava fixat en el metall com a calor. Una vegada localitzat l'oxigen, va seguir amb els seus treballs i va demostrar que l'augment de pes del metall era igual al de reducció de pes de l'aire utilitzat en l'assaig. Amb això, i després de demostrar que l'aigua no es transforma en terra (és a dir, que el flogisto no pesava i estudiava algunes propietats de l'oxigen), Lavoisier va concloure que calia descartar la teoria del flogisto, al mateix temps que va proposar una teoria sobre la combustió i la respiració.

En aquesta teoria es diu que l'oxigen participa en totes les combustions, però s'acceptava l'existència de calòrics. El calòric estava entre les molècules de la fracció o substància. Aquest fluid hauria de tenir unes característiques molt especials. Entre altres coses, estaria fora de la influència de les tres forces fonamentals que suportaven totes les altres matèries, és a dir, la tracció, la repulsió i la pressió atmosfèrica no tindrien cap influència sobre ella. No obstant això, malgrat no encertar totalment en aquest camp, va donar una gran importància al tractament de la calor, la qual cosa va suposar un gran impuls.

Lavoisier volia entrar en el camp de les matemàtiques químiques, però va trobar un obstacle. Des del punt de vista matemàtic, mentre la matèria havia de ser divisible fins a l'infinit, en la realitat no ho era per a ell: mentre les molècules eren divisibles, els àtoms no. Lavoisier acceptava això sense proves. Per tant, i resumidament, la matèria era divisible, però només fins a un límit, i a cada substància li corresponia un tipus de molècula diferent. Desgraciadament, a causa del nivell dels intents de l'època, va haver de reconèixer: ... els nostres intents encara estan lluny de poder veure la divisibilitat de la matèria”.

Aclarit el concepte de matèria, Lavoisier va entrar en el camp del “element”. Per descomptat, el concepte que tenia era diferent al que tenia actualment vigent, però podem dir que va ser una primera aproximació. Amb les seves paraules: “Perquè una matèria prengui el títol d'element no n'hi ha prou que sigui simple, indivisible o indescomponible. Per a això ha d'estar abundant i estesa en la naturalesa i participar en la composició de molts cossos. Per tant, encara que l'or fos una substància simple, no es dirà que és un element”.

Pel que sembla, en ell el concepte d'element aristotèlic continuava sent ferm, però, no obstant això, alguns cossos acceptats fins al seu moment com a elements, com l'aire (perquè es coneixien diferents tipus d'aire), la terra o l'aigua (que es coneixia com una combinació d'oxigen i hidrogen) no serien elements. Però el foc seguia, com va dir Lavoisier, “calòrics”. No obstant això, la química es va enriquir llavors amb molts elements reals: oxigen, hidrogen, nitrogen, sofre, carboni, etc.

Per part seva, Lavoisier en la seva obra “Traité élémentaire de chimie” va utilitzar la nomenclatura química, dotant a la química d'aquesta rica eina. A això cal afegir que va introduir un mètode experimental estructurat en el camp de la química. Per tant, d'una sèrie d'observacions aleatòries realitzades per la química, de l'existència de certs fenòmens diferents i de certes manifestacions que havien de posar-se d'acord amb unes teories no fundades prèviament acceptades i desitjades, Lavoisier va passar a ser una veritable ciència.

Després de veure l'existència de l'oxigen, Lavoisier va demostrar l'afinitat química bàsica entre la combustió i la respiració. És a dir, després de poder mesurar la quantitat real d'oxigen que es pren en la respiració i la quantitat d'anhídrid carbònic i aquós que apareixen en aquest procés, va poder donar una primera i veritable expressió del fenomen que es produeix en els pulmons.

Les idees de Lavoisier no van ser acceptades immediatament i molts químics, sobretot els tècnics, van seguir amb les seves idees ancestrals. No obstant això, a poc a poc es van estendre a França, Alemanya o Suècia, en una paraula per tota Europa i, després de la seva mort, quan la “Académie donis Sciencies” de París els va fer seus, es van acceptar més ràpid que ràpid.