Conocer todos los aspectos que determinan el campo de estudio de la Química, es fundamental para poder entender el funcionamiento de nuestro cuerpo y el entorno. Esta ciencia, juega un papel esencial para comprender muchos procesos que ocurren en la naturaleza. En esta oportunidad, explicaremos diferentes conceptos de la química para que aprendas más sobre esta ciencia.
Definición de Química
La Química, es una ciencia que se enfoca en el análisis y comprensión de todo lo relacionado a la materia. Esta ciencia, permite entender la estructura y conformación de diferentes procesos y fenómenos que ocurren en la naturaleza.
Para poder estudiar la Química, es necesario comprender el concepto de materia. Este elemento se refiere a todo aquellos que encontramos a nuestro alrededor y, se encuentra formado por átomos y moléculas que tienen una reacción a través de cambios químicos relacionado con la energía existente.
Además, esta ciencia implementa el método científico para poder establecer sus estudios y teorías. A partir de esta metodología, ha sido posible poder determinar diversos materiales que conforman el planeta Tierra.
Historia de la Química
La historia de la Química, se encuentra ligada con la evolución del hombre. Dado que, explica todos los cambios de la materia y las teorías que se han venido desarrollando desde entonces.
Específicamente, esta ciencia tiene su origen en el siglo XVII, mediante los estudio realizados sobre “La Alquimia”, una de las actividades más populares en esa época. En este sentido, es posible que los principios básicos de la Química, tenga lugar en la obra del científico Robert Boyle en el año 1661.
Seguidamente, gracia a los aportes de Antoine Lavoiser mediante el descubrimiento del Oxígeno (O2), la teoría de la combustión y la ley de la conservación de masa.
Inicios de la Química
Los inicios de la Química, se relacionan con el dominio del fuego. Una actividad común que comenzó a desarrollar el hombre para su supervivencia. Hace alrededor de 450.000 años, algunas tribus comenzaron con esta práctica, que hasta el día de hoy, es una de las que tiene mayor relevancia para el desarrollo de la vida.
Avances de la Química
Posterior a los principios de la combustión, se dió demostró el interés por explicar los aspectos relacionados con la materia orgánica e inorgánica. Esta teoría, atribuye que la materia orgánica era originada por los seres vivos.
En este sentido, Friedrich Wöhler fue quien descubrió la manera de sintetizar la urea mediante el cianato de amonio (CH₄N₂O), en el año 1828. Esto, pudo demostrar que la materia orgánica podía originarse de forma química. A pesar de este avance, es posible ver hasta en la actualidad la diferenciación entre química orgánica e inorgánica.
Por otro lado, en lo que respecta al campo de la química orgánica, generó interés en los científicos el hecho de comprender todo sobre los productos que tienen lugar en los seres vivos. De esta manera, se buscaba la posibilidad de poder crear fármacos, tintes o establecer la síntesis de ciertos colorantes.
En este caso último, fue posible lograr el descubrimiento de la anilina y la primera síntesis llevada a cabo con un colorante artificial, gracias a Runge y Perkin. Posteriormente, se fueron sumando otros materiales, tales como: cristales líquidos, plásticos, fitosanitarios, entre otros.
Pero, fue hasta la segunda guerra mundial que la materia prima de mayor impacto dentro del campo de la química orgánica fue el carbón. Dado que, en el caso de Europa no contaba con grandes yacimientos de este material, tuvo gran importancia para este sector. Finalmente, con los avances de la Química fue posible entender la transformación de la materia con el paso del tiempo y poder observar diversos productos desarrollados a partir de ella.
¿Qué Estudia la Química?
La Química, es una ciencia enfocada en el estudio de la materia. Por ejemplo: cuando un clavo se oxida o se mezcla azúcar con agua, esta transformación de la materia es analizada y explicada por esta ciencia.
El término “Materia”, es aplicado a todo lo que podemos observar. La Química, estudia todos los componentes, cambios y diferentes procesos por los cuales pasan los materiales. De esta manera, es posible entender la estructura de los átomos y la conformación de moléculas.
Además, gracias a esta ciencia se puede entender el proceso de reacción de las moléculas, el número de moléculas y la concentración existente en diferentes materiales. Cabe destacar que, cuanto se habla de estos términos o del ph, iones, velocidad de reacción, energía, tensión superficial o temperatura, son conceptos que explica la Química.
Ramas de la Química
La Química, es una ciencia que se encuentra conformada por diferentes ramas, que permiten profundizar en los estudios de dicha ciencia. Entre ellas, se pueden resaltar las siguientes:
- Química analítica: se dedica al análisis de las sustancias. Los químicos analíticos trabajan por lo general en producción y control de calidad en las industrias.
- Bioquímica: las reacciones químicas a nivel molecular en los organismos vivos son el objetivo de estudio de la bioquímica.
- Química inorgánica: se enfoca en el estudio de los compuestos inorgánicos, es decir, todos aquellos compuestos donde el carbono no forma parte de su constitución.
- Química orgánica: incluye el estudio del carbono y de todos sus compuestos. Los químicos orgánicos trabajan en industrias tan diversas como las farmacéuticas y la industria petrolera.
- Fisicoquímica: aborda las propiedades físicas y el comportamiento de la materia a través de modelos y teorías.
Fenómenos Químicos
Cuando se habla de Química, se pueden encontrar términos como los “fenómenos químicos”. Estos fenómenos, se refieren a los procesos de tipo termodinámicos que ocurren entre dos o más sustancias, cuando modifican su estructura molecular y originan nuevas sustancias (productos). Ellos, pueden ser elementos o compuestos.
También, se puede conocer los fenómenos químicos, como reacciones químicas o transformaciones químicas. Entonces, por medio de este factor es posible ver cambios en la materia notables, es decir, la materia no es la misma desde que comienza la reacción hasta que finaliza.
Pero, en el caso de la energía y la cantidad de materia, no varían. Este tipo de reacción o cambios químicos, se pueden observar de manera constante con el paso de los días. En el caso de muchos de estos fenómenos químicos, son factores elementales para diferentes procesos de obtención de energía, productos y demás sustancia necesarias para la vida.
Tipos de Reacciones Químicas
Según los elementos o compuestos, que se encuentren involucrados, las reacciones químicas se clasifican de la siguiente manera:
Reacciones orgánicas
Los grupos funcionales se caracterizan por tener un tipo de rango de reacción determinado. Por ejemplo: alcanos, alquenos, alquinos, cetonas, alcoholes, entre otros. Según el compuesto orgánico que participe, se llevará a cabo la reacción química.
Reacciones inorgánicas
Se pueden distinguir cuatro tipos de reacción, ellas son las siguientes:
- Reacciones de síntesis o adición
Es aquella en la que dos reactivos (elementos o compuestos), se unen para dar origen a una sustancia nueva.
- Reacciones de análisis o descompensación
Cuando una sustancia compleja reacciona con un reactivo o sustancia de la misma categoría, creando como resultado un desdoblamiento de sus componentes más sencillos.
- Reacciones de desplazamiento
Un elemento o compuesto toma el lugar del otro, donde tiene lugar un compuesto complejo. De esta forma, logra sustituirlo y lo deja libre.
- Reacciones de doble sustitución
Esta reacción ocurre, cuando dos reactivos intercambian elementos o incluso compuestos de forma simultánea.
Ejemplos de Reacciones Químicas
Existen muchos fenómenos químicos que ocurren a nuestro alrededor. Incluso en el cuerpo humano, se desarrollan muchas reacciones químicas necesarias para el correcto funcionamiento del mismo.
Algunos ejemplos que se pueden mencionar los siguientes:
La corrosión
Esta reacción química ocurre cuando tienen contacto un ácido con una base con la piel. A través de ellas, se genera una disminución violenta de la materia orgánica.
La combustión
Para este tipo de reacción, es necesario un material combustible. Por ejemplo: cuando se enciende un papel utilizando un fósforo. En este caso, el papel es el material combustible y el comburente será el oxígeno que se encuentra en el aire, todo ello en presencia de una alta temperatura.
La oxidación
Esta reacción química, es común observar en los metales (ambientes salinos). La sal, es un compuesto con función catalítica, es decir, se encarga de incrementar la reacción entre el metal y el oxígeno. Así, es como se crea una especie de capa en la superficie del metal que se ha oxidado.
Tipos de Fenómenos Químicos
En la naturaleza, es posible encontrar cambios tanto físicos como químicos en la materia. Estos tipos de fenómenos, tienen lugar de acuerdo al cambios que se genere en dicha materia.
En el caso de los fenómenos físicos, producen modificaciones en la estructura de los materiales, o generan cambios de estado (líquidos, sólido y gaseoso). Pero, la materia mantiene su conformación química intacta.
Ejemplo: cuando congelamos el agua, es posible notar que ha ocurrido un cambio o modificación en el cuerpo del agua (hielo). Aún así, sigue estando formada por las moléculas de Hidrógeno (H2) y Oxígeno (O2).
Por otro parte, los fenómenos químicos son aquellos que provocan una reorganización de la materia, mediante la naturaleza molecular con la que cuentan. A partir de ello, transforman enlaces atómicos y originan nuevas sustancias. Esto, tienen lugar una reacción química de tipo irreversible, donde se da origen a distintas sustancias de las que habían antes de la reacción.
Ejemplo: En el caso del papel, al encenderlo y dejar que se transforme en cenizas, es imposible poder volverlos a su estado original.
Aplicaciones de la Química
Lo que nos rodea, está conformado por materia. Es decir, la Química forma parte de la constitución y funcionamiento de los mismos. Es por ello que, la aplicación de esta ciencia se puede denotar en muchos campos de la vida diaria.
Son muchos los cambios y transformaciones que ocurren en la naturaleza, donde se ve involucra la Química. Esto, se puede observar desde la extracción de los metales, hasta la descomposición de la materia.
Todos los materiales incluso que utilizamos para nuestras actividades diaria. Cada artículo o producto que es utilizado en el hogar, la ropa, el calzado, y demás materiales que vemos a nuestro alrededor, están constituidos mayormente por sustancias químicas.
La Química y la Agricultura
En la agricultura, es necesario la implementación o uso de fertilizantes que ayudan al proceso y desarrollo de los cultivos. Este tipo de productos, cuentan con cantidades de sustancias químicas tanto orgánicas como inorgánicas. Así, el suelo puede contar con los nutrientes necesarios para generar cultivos de calidad.
Se ha podido demostrar que cerca de un 55% de la actividad agrícola puede llegar a aumentar, gracias a la aplicabilidad de estos productos. En este sentido, los avances que se han podido establecer en el campo de la Química, han podido optimizar cada uno de los procesos que se aplican en el ámbito de la agricultura.
La Química y la Medicina
Los medicamentos que se utilizan para el tratamiento de las afecciones y problemas de salud, están fabricados a partir de materia orgánicas. Por ende, el campo de la Medicina se encuentra ligado por este y otros aspectos con la Química.
La Química y los agentes esterilizantes
Los agentes esterilizantes en su mayoría, se encuentran elaborados por Carbono (C) por ejemplo, los formaldehídos y el fenol. Este tipo de compuestos, son utilizados para eliminar microbios y gran cantidad de otras bacterias.
La Química y los alimentos
Los alimentos, son productos conformados por Carbono. Este elemento, es el centro de estudio de la Química Orgánica. En este sentido, los carbohidratos son compuestos que se encuentran formados por sustancias químicas.
Es posible entonces, encontrar en la estructura de estos compuestos, tales como: el Hidrógeno (H) y el Carbono. Dado que, los carbohidratos están compuestos por Hidrógeno y Carbono. Además, las vitaminas, las proteínas y las grasas, también son compuestos conformados por estos elementos químicos.
La Química y la economía
Existen diferentes compuestos que son considerados de gran valor para el campo de la economía, como son: el petróleo, el diamante, el oro, entre otros. Por ejemplo: el grafito y el diamante, están constituidos por Carbono puro, es decir, no poseen otro elemento. Tienen un alto costo y son utilizados para diversas actividades del ser humano.
La Química, es una ciencia de gran importancia para el desarrollo de los seres humanos y el ambiente en general. Cada elemento y compuesto que son el objeto de estudio de la misma, permiten que los procesos y fenómenos en la naturaleza y los diferentes seres vivos tengan lugar en la Tierra.
