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lunes, 15 de junio de 2009

Entrevista

Hace unas semanas el Dr. Modesto Montoya me entrevistó.

Entrevista a Mario Ceroni, doctor en química. Por Modesto Montoya

¿Cómo fue que Mario Ceroni pasó de San Juan de Lurigancho a Oviedo. Puro estudio y pasión por la química. Lea esta entrevista..

martes, 9 de junio de 2009

La Teoría del Flogisto


Considerada como la última de las teoría antiguas que tuvo una vigencia alrededor de un siglo, el flogisto suena tan bien o tiene un encanto especial, que a pesar de ya no es utilizado por los químicos desde hace siglos, aún mantiene su vigencia. Una búsqueda en el Google de esa palabra nos arroja 27,400 resultados.

Dos teorías importantes surgieron en el siglo 18; el flogisto y la afinidad. Me ocuparé ahora sólo del flogisto. La observación visual, al calentar las sustancias orgánicas con el fuego era que ocurría un cambio que en esa época no era entendida. Cuando una sustancia orgánica se calentaba al fuego algo se perdía en el proceso, ya que las cenizas pesaban menos que la sustancia original. Contrariamente los metalurgistas sabían muy bien que al calentarse los metales éstos se convertían en polvos que pesaba más que la sustancia inicial.

En esa época se descubrió que para la combustión era necesario el aire. Boyle había descubierto que al calentar azufre al vacio no ocurría su combustión, pero en presencia del aire sí. Asimismo, los científicos de esa época pensaban que el aire era necesario para la vida y debía contener algo (un espíritu vital que alimenta a la vida). Tomemos en cuenta que en aquella época reinaba el criterio aristotélico de que la materia estaba compuesta por 4 elementos: fuego, aire, agua y tierra. Esta visión de la materia duro cerca de 2,000 años. A cada uno de estos elementos se les atribuía propiedades fundamentales como: caliente, frio, húmedo y seco. Seco y frio se unían para formar tierra. Húmedo y caliente; aire. Caliente y seco; fuego. Frio y húmedo; agua.


En esa época se conocían varias reacciones químicas, no se sabía por qué ocurrían, no se tenía idea de lo que es un elemento químico tal como ahora lo conocemos y tampoco había una teoría química unificadora. Las teorías alquímicas eran predominantes.

En ese contexto Johann Joachim Becher (1635-1682) publicó "Actorum laboratorit chymici" donde consideraba que la vida orgánica debía ser la parte fundamental de las teorías y aceptaba la teoría de que el aire, el fuego y agua eran elementos, pero postuló que habían diferentes clases de tierra: vítrea, grasa y fluida. El asumió en 1669 que había diferentes tipos de tierra debido a que había diferencias entre las diferentes sustancias conocidas en esa época. A cada tipo de tierra le asoció propiedades diferentes: la vítrea comunicaba cuerpo a las sustancias (solidez de los minerales), la grasa otorgaba inflamabilidad y era ligera y la fluida le confería maleabilidad y brillo metálico.

Esta teoría de Becher se parecía a la teoría China que tenía al fuego, agua y tres tipos de sólidos: tierra, madera y metal.

La hipótesis de Becher fue seguida por su discípulo Georg Ernst Stahl (1660-1734) quien se centró más en los metales en vez de los compuestos orgánicos de su profesor. Stahl en 1703 acogió la idea de los átomos sin abandonar completamente la teoría aristotélica, asignó otras propiedades y dio a la tierra grasa el nombre “das verbrennliche Wesen”, o sea principio combustible. Luego otros lo llamaron flogisto, derivado de la palabra griega que significa quemado o inflamable. La teoría de Becher y Stahl relacionaba el flogisto de la siguiente manera:

1. Toda sustancia que al calentarse se transforma debe poseer tierra grasa (flogisto, que tenia la propiedad de inflamabilidad).
2. Todo metal es una mezcla de flogisto y cal (óxido) y el calor desprendía al flogisto: metal + calor ---> flogisto + cal metálica (óxido).
3. Toda sustancia capaz de arder contiene flogisto que se escapa por la llama en la combustión.

Por esta teoría el metal era considerado una sustancia más compleja que la cal (óxido en términos modernos) y se regeneraba cuando la cal se combinaba con el flogisto. Este flogisto que se desprendía del metal se dispersaba en el aire. Este proceso es crucial, ya que como se mencionó antes, se sabía que para la combustión era imprescindible el aire que debía contener un espíritu vital: el flogisto.

Esta teoría explicaba el proceso de la combustión. Una sustancia se convertía en cenizas a quemarse porque el flogisto había salido de ella. La razón por la cual la cal (óxido metálico) se tornaba metal, al ser calentada sobre carbón, era que tomaba el flogisto del carbón. Además, las plantas captaban el flogisto del aire y los animales al consumir plantas también lo podían obtener. Por ello, las plantas y animales eran ricos en flogisto y el carbón vegetal era la sustancia más rica conocida en flogisto.

El espíritu vital (flogisto) era el centro de atención y al explicar la combustión captó la atención de muchos científicos y consiguió muchos adeptos como Cavendish y Priestley, algunos se opusieron, pero durante cerca de un siglo tuvo vigencia. Ello sucedió porque en esa época no se asociaba que una sustancia química era un ente físico, se consideraba que un elemento nunca podía aislarse y que tenía propiedades específicas observables solo cuando formaban compuestos.

Por ejemplo, en el caso de combustión del cobre con el aire a altas temperaturas:
4Cu (s) + O2 (g) -- > 2Cu2O (s)


Podemos postular por la teoría de Stahl que el proceso sería:
Cu + calor -- > flogisto + 2Cu2O

De acuerdo a nuestros conceptos actuales, en este proceso, al cobre se le incorpora el oxígeno, según Stahl se desprendía el flogisto.
También el flogisto explicaba la reacción de la piedra caliza que con el calor produce cal viva y dióxido de calcio:

CaCO3 (s) + flogisto --- > CaO (s) + CO2 (g)
el CaCO3 toma el flogisto de aire para producir cal viva.

En la actualidad el proceso de combustión se explica por el proceso de oxidación y reducción. El caso de combustión del cobre con el aire a altas temperaturas es en realidad la reacción del cobre con el oxígeno:


4Cu (s) + O2 (g) ---> 2Cu2O (s)
donde el cobre cede sus electrones al oxígeno. Podemos postular por la teoría de Stahl que el proceso sería:
Cu + calor ---> flogisto + 2Cu2O

De acuerdo a nuestros conceptos actuales el cobre cede (desprende) electrones al oxígeno. Según Stahl se desprendía el flogisto. Podría pensarse que Stahl imaginaba unos entes (el espíritu vital) a lo que ahora se consideran electrones, fundamentales en toda reacción química, pero tanto Stahl como Becher consideraban la propiedad de inflamabilidad al flogisto. De todos modos sería muy arriesgado realizar hipótesis para reactivar el concepto de flogisto, ya que como se mencionó antes, la idea de cómo eran las sustancias estaba plagada de ideas aristotélicas, atomísticas, corpusculares y se les asociaban propiedades e incluso emociones (se querían y odiaban).

Cuando prevaleció la idea que una sustancia era un ente físico y se utilizaron balanzas más precisas los experimentos arrojaron incongruencias en la teoría del flogisto. Al combustionar la materia orgánica lo que queda pesa menos que ella, la combustión completa de una sustancia orgánica típica es:

CH3CH2CH2 (g) + 5O2 (g) ---> 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)
La combustión incompleta da lugar a CO y C.

En el caso de los metales al calentarse éstos se convierten en polvos que pesan más que la sustancia inicial:
4Cu (s) + O2 (g) ---> 2Cu2O (s)
4V(s) + 5 O2(g) ---> 2 V2O5 (s)

Luego el flogisto a veces pesaba, otras no e incluso en algunos casos tenía peso negativo. Se llegó a considerar que el flogisto carecía de peso.

Joseph Black (1728 – 1799) quien es pocas veces mencionado realizó una serie de reacciones el carbonato de calcio y el carbonato de magnesio. Demostró luego que para esas reacciones no era necesario el flogisto.

Asimismo, Antoine Laurent Lavoisier (1743- 1794) realizó varios experimentos. Puedo mencionar cuando colocó en un matraz estaño, selló el matraz y lo pesó. Lo calentó hasta formar una cal y volvió a pesar el matraz con el producto obtenido. Comprobó que no había ocurrido cambio de peso. Luego quitó el sello al matraz y al pesarlo comprobó un aumento de peso. Dedujo que la aumento de peso se debía al aire que había entrado al matraz. Lavoisier no estaba seguro de que era lo que había sustraído el aire la calentar el estaño. Más adelante, Joseph Priestley descompuso el polvo de óxido de mercurio calentándolo por medio de una lente de aumento y observó la liberación de un gas la que llamó aire desflogisticado. Lavoisier usó este gas y comprobó que producía la combustión y que mantenía la respiración de los animales. Al encontrar que tenía la propiedad de formar ácidos lo llamó oxígeno, del griego oxys (ácido) y gene (formar).

Posteriormente, Lavoisier realizó más experimentos con las reacciones químicas y comprobó que el peso total de los productos es igual al peso inicial de los reactivos. Las transformaciones químicas no ocasionan un aumento o disminución de la masa.

Posteriormente en 1777 Lavoisier da a luz su Teoría Completa de la Combustión donde establece que: a) en toda combustión se desprende calor y luz b) los cuerpos no arden más que en el aire puro (oxígeno) c) el aire puro se consume en la combustión y el aumento de masa del cuerpo quemado es exactamente igual a la disminución de la masa del aire d) el cuerpo quemado se transforma ordinariamente en un ácido, por su combinación con el aire puro. En las mismas condiciones los metales se transforman en sales metálicas (óxidos metálicos).

Los experimentos de Joseph Black, Joseph Priestley Antoine Laurent Lavoisier dieron el puntillazo final a la teoría del flogisto y con esto cayó la última de las viejas teorías química. Luego de ello, la experimentación rigurosa, minuciosa y los nuevos instrumentos de medición mejorados pasaron a formar parte importante e imprescindible de todo experimento químico que fundamentaría muchas nuevas teorías químicas.


lunes, 8 de junio de 2009

Mariano Eduardo de Rivero y Ustariz


Cuando, por primera vez ingresé al local de la Sociedad Química del Perú vi varios cuadros de científicos químicos. El primero que me llamó la atención fue el de Mariano Eduardo de Rivero y Ustariz (muestro en la foto del post) cuyo retrato parece el de un prócer de la república. Años después me dio curiosidad por saber más acerca de este personaje.

La primera fuente para saber quién era Rivero fue para mí el libo “Historia de la Química en el Perú” de Juan de Dios Guevara, quien en el capítulo de la historia de la química en la República trata, en primer lugar, de don Mariano Eduardo de Rivero y Ustariz de quien dice: personaje cumbre en el terreno de las ciencias, cuya vida la pasó trabajando empeñosamente en bien del país, y por ser, como dijo Raymondi, “ la antorcha que ha esparcido las más vivas luces sobre las Ciencias Naturales del Perú”.

Fue el químico sanmarquino Arturo Alcalde Mongrut, a quien tuve el gusto de conocer en los Congresos Peruanos de Química que organizaba la Sociedad Química del Perú cuando yo era universitario por los 80, el que se dedicó a difundir la obra de este personaje y producto de ello editó su libro “La Obra Científica de Mariano Eduardo de Rivero y Ustariz” de dónde Juan de Dios Guevara extrajo la biografía de Rivero expuestas desde las paginas 114 al 125.

Posteriormente, Juan de Dios Guevara Romero escribió su libro Figuras Cumbres de la Física y de la Química, en realidad fueron unos notas que luego con la destreza y sapiencia propia del químico Luis Valles Fernández fue llevado a la imprenta y así pudo salir el libro en mayo del 2002. Las paginas 418 al 420 están dedicadas a Rivero.

Sugiero que lean la biografía de Rivero de los textos antes citados. Puedo mencionar brevemente que nació el 12 de octubre de 1798 en la ciudad de Arequipa y que sus restos descansan en París donde murió el 6 de noviembre de 1857.

Por las fechas de su vida (1798-1857), me doy cuenta que él vivió una de las época más importante en la historia del Perú (la independencia) y una época fecunda europea en desarrollo de las ciencias. Recibió en Londres las enseñanzas de Davy, en Francia les fueron transmitidas las lecciones y experiencias de Guyton-Morveau, Berthollet, Haüy, Ampere, entre otros. Rivero estudió en Francia en la Ecole de Mines de Saint Etienne. Durante ese periodo de su vida es testigo de los descubrimientos de litio, del selenio, de las investigaciones de Gay-Lussac, de Dulong. En 1819 asistió a las demostraciones de Berzelius que hizo en París donde también presentaría su famoso libro “Teoría de las Proporciones Químicas”.

Durante la estancia de Rivero en el Perú (también estuvo en Colombia) inició varios trabajos como: metalurgia de la plata, empleo del guano en la agricultura peruana, arqueología (donde aplica el método analítico por primera vez en los restos arqueológicos), extracción de cinabrio, extracción de otros metales, yacimientos carboníferos, boratos y nitratos, estudios meteorológicos y geográficos diversos.

A fines de diciembre de 1927 editó la primera revista hispanoamericana de química aplicada. Fue director de Minas y publica en 1828 un informe sobre las minas de Cerro de Pasco, otro sobre el mineral de Yauricocha. Tuvo el cargo de Director General de Minería, Agricultura, Instrucción Pública y Museo. Fue el primer estadístico de la república, hizo y uso cuadros estadísticos de producción y consumo de los recursos naturales peruanos más interesantes.

Rivero tradujo varias obras científicas al español como el Tratado de Química de Berzelius, la Mineralogía de Brogniart, la Metalurgia de Guenyveau, entre otras. En 1828 publica el Diccionario de las Principales Voces Técnicas de la Mineralogía Peruana que tiene muchos peruanismos.

Como se puede apreciar este científico peruano con formación científica europea realizó importantes trabajos de investigación, pero como muchas veces pasa, fue más reconocido y apreciado en el extranjero que en el Perú. Sin embargo, instituciones como la Sociedad Química del Perú hacen todo lo posible porque no olvidemos el legado científico de tan prominente peruano.

domingo, 7 de junio de 2009

Definiciones de química y su utilidad


Al releer algunos libros que tengo me encontré con uno muy especial; Química de J. Langlebert. Un libro editado en 1928 que era utilizado por los alumnos de secundaria en el Perú. Aunque ya es muy antiguo el libro muy bueno y sería otro el nivel de los estudiantes de secundarios actuales si estudiasen con ese libro.


En el capítulo primero se encuentra una de las mejores definiciones de la química. Nos dice Langlebert: “La Química tiene por objeto el estudio de las propiedades particulares de los cuerpos, de su constitución íntima, de las acciones que sus moléculas ejercen unas sobre otras y de las leyes que presiden a sus combinaciones. Enseña los medios de extraer, preparar y purificar todas las sustancias de origen mineral u orgánico y da a conocer sus aplicaciones industriales. Ninguna ciencia presenta mayor utilidad práctica: la medicina, la agricultura, la higiene pública, la metalurgia, la fotografía y la mayor parte de las nuestras industrias modernas acuden presurosas a reclamar su asistencia y a pedirle sus consejos”.


Otra definición más moderna es la dada por Raymond Chang en el libro “Química” cuarta edición en español (1992) que dice: "Los grandes avances que se han registrado en las últimas décadas han transformado la Química. La ciencia de la Química aún puede definirse como el estudio de los materiales que constituyen el universo y de los cambios que dichos materiales experimentan. Pero no todos los químicos actuales trabajan en un laboratorio lleno de matraces con soluciones burbujeantes, y ya no es posible describir en pocas palabras lo que un químico hace. Por ejemplo, un químico puede desarrollar nuevos fármacos o agroquímicos, medir la velocidad de reacciones químicas y biológicas o estudiar la estructura y función de moléculas proteínicas. Algunos químicos ni siquiera usan bata blanca o pasan mucho tiempo en el laboratorio ….Los químicos de hoy pueden pasar por lo menos una parte de su tiempo ante una computadora estudiando la estructura y propiedades de las moléculas".




Ambas definiciones ponen al lector un marco que les da una perspectiva muy buena sobre qué es la ciencia química y todo libro de química básica debería tener. Esto no siempre sucede, basta dar una lectura rápida a las páginas iníciales de muchos libros introductorios a la ciencia química para darse cuenta de ello.




En el Perú, todavía muchos creen que el profesional químico es un técnico. ¡Nada más falso! Qué sólo sirve para hacer análisis. ¡Nada más parcializado! Los estudios universitarios de los químicos abarcan temas como el estudio de los compuestos inorgánicos y orgánicos, la cinética y termodinámica química, el análisis cualitativo y cuantitativo de las sustancias químicas, la síntesis y caracterización de nuevos compuestos y materiales químicos. También se estudian otros temas, muchos de frontera como: bioorgánica, bioinorgánica, medicina química, educación química, seguridad y salud química, toxicología química, química ambiental, química de los combustibles, química computacional, química nuclear, historia de la química, química del petróleo, química de los plásticos, dirección de empresas químicas, etc.




Muchos químicos peruanos están encasillados en los laboratorios de análisis, cuando en realidad tienen un amplio campo de acción en otras secciones de las industrias, en especial aquellas donde la innovación y desarrollo de nuevos productos son exigencias. Algunos industriales recién se dan cuenta de la utilidad de tener a un químico en su empresa cuando ven que puede resolverle muchos de sus problemas. Por ello, una buena definición de lo que es la química da una idea a los empresarios peruanos de lo que un profesional químico puede hacer en sus empresas.

sábado, 6 de junio de 2009

Libros de la editorial MIR




Eran los años 70 y en Lima era difícil conseguir buenos libros. A medianos del los 70 aparecieron en Lima las librerías Cosmos que vendían libros muy baratos de la editorial MIR de Rusia. Mi padre compró varios libros de medicina y ciencia.


Recuerdo mucho haber leído con gran atención y curiosidad el libro de Física Recreativa de Y. Perelman (son dos tomos). Los temas están escritos de manera clara y amena. Es todavía un libro para regalar (si es que uno lo encuentra) a los chicos interesados en ciencia.

Cuando ingresé a estudiar química en los 80 era, como lo es ahora, difícil conseguir libros de química y casi imposible conseguirlos baratos. La opción era ir a Cosmos, donde me compré varios libros como los siguientes: Curso de Química Física (dos tomos) de Guerasimov y otros autores, Fundamentos de la Electroquímica Teórica de Damaskin y Petri, Colloid Chemistry de Voyutsky, Termodinámica Química de Krestóvnikov y Vigdoróvich, Cryochemistry de Sergeev y Batyuk, Curso de Mineralogía de Betejtin, Tecnología Química General (dos tomos) de Nujlionov y otros, Problemas y Ejemplos para el Curso de Operaciones Básicas y Aparatos en Tecnología Química de Pavlov y otros, Química General de Nekrasov, Análisis Cuantitativo de Alexeiev, y muchos libros más.

Curiosamente el libro que compré después de finalizar mis estudios de química fue Química Recreativa de L. Vlasov y D. Trifonov. Me lo compré en 1987 en la librería de La Universidad Nacional Mayor de San Marcos que estaba en la Casona del Parque Universitario. Es uno de los pocos libros de química muy útil para los no iniciados y también para los expertos en química. Está escrito de una manera muy didáctica e ilustrativa. La lectura de cada tema es atrapante. Es uno libros que mas atesoro, bueno en realidad a casi todos, pero éste es especial.

Ahora que curioseo por Internet me di con la sorpresa de encontrar el libro de Química Recreativa con acceso libre. Esta versión está preparada por dos personas: Patricio Barros y Antonio Bravo a quienes agradezco por el esfuerzo realizado. Tienen el portal Libros Maravillosos donde hay otros libros que se pueden consultar.
Surfeando en la Web encontré la librería Científica que está en el Jr. Ica 441 (of 104) que según su portal tiene algunos libros de esta editorial MIR, algunos de ellos de química como:

Alexeiev
Análisis Cuantitativo
Yaroslavtsev
Colección de Problemas y Ejercicios de Química
Kreshkov
Curso de Química Analítica, Análisis Cualitativo
Kreshkov
Curso de Química Analítica, Análisis Cuantitativo
Karapetiants
Estructura de la Sustancia
Damashkin
Fundamentos de la Electroquímica Teórica
Mischenko
Prácticas de Química Física
Gorbachev
Prácticas de Química Física
Glinka
Problemas y Ejercicios de Química General
Musakin
Problemas y Ejercicios de Análisis Cuantitativo
Semishin
Prácticas de Química General Inorgánica
Savitski
Problemas y Ejercicios de Química Inorgánica
Nekrasov
Química General
Potapov
Química orgánica
Alexeiev
Semimicroanálisis Químico Cualitativo
Mujlionov
Tecnología Química General x 2 tomos
Krestovnikov
Termodinámica Química

He visto en las ferias de libros viejos de Lima algunos de estos libros, los reviso lleno de nostalgia cuando en Lima era casi imposible conseguir muy buenos libros.

Transporte sustancias químicas


A veces en la calles de Lima me encuentro con muchas infracciones de tránsito y a la seguridad. Uno de ellos es cómo conducen los camiones que transportan sustancias peligrosas, muchos infringen las normas de transito y las propias cuando se transporta un vehículo con sustancias químicas.


Los vehículos que transportan sustancias peligrosas deben de tener los pictogramas visibles. En la foto que acompaña a este escrito vemos a este camión que transita por el carril izquierdo (uno antes que él que transportaba otra sustancia si lo hacía por la derecha). El camión está sucio y demás, no se notan muy bien la palabra PELIGRO ni el pictograma de la izquierda.


A ver si hacemos una campaña y tomamos fotos cuando se transporten sustancias químicas de manera inapropiada.

miércoles, 3 de junio de 2009

Dia mundial sin tabaco

En 1989 la Asamblea Mundial de la Salud designó el 31 de mayo como el Día Mundial sin Tabaco, basado en el hecho de que el cigarrillo causa diversas enfermedades. Principalmente, la boca, laringe, corazón colon, cerebro, pulmones, estómago y vejiga son dañados por el fumador de cigarrillos.

Hay cifras espantosas:


  • En el mundo cada 6 segundos una persona muere por causa del cigarrillo.
    Se debe restar 7 minutos de vida por cada cigarrillo que se fuma.
    En el Perú hay 3.8 millones de personas fumadoras. Mientras que en el mundo esa suma es de 15,000 millones.
    En el Perú se 9,000 personal año mueren a causa del tabaco (cerca de 25 personas al día)
    El tabaco es la principal causa de muerte prematura y de enfermedad en la Unión Europea donde causa 650,000 muertes cada año y cerca de 1,800 muertes diarias.
    En el mundo durante el 2008 se presentaron 215,000 casos de cáncer al pulmón, de los cuales 160,000 causaron la muerte del paciente.
    El vicio del tabaco tiene el costo de US $ 200,000 millones por año.

Cuando se introduce un nuevo alimento o fármaco se realizan innumerables estudios para saber si es seguro para el consumo humano, pero a pesar de saber que el cigarrillo hace daño, ¿por qué este sigue vendiéndose alegremente en todo el mundo?


Los tóxicos emanados por el tabaco no solo causa daño al fumador, sino también a las personas que están en su entorno. Ademas, consume los pocos recursos del sector salud que tenemos los peruanos en trata a los consumidores de cigarrillos que bien podrían utilizarse en salvar muchas vidas.