Serie_Ciencias Naturales_6 Las grandes ideas de la Ciencia Lavoisier y los gases

El aire Cuesta creer que el aire sea realmente algo. No se puede ver y normalmente tampoco se deja sentir; y, sin embargo, está ahí.

Cuesta creer que el aire sea realmente algo. No se puede ver y normalmente tampoco se deja sentir; y, sin embargo, está ahí.

El aire Y sin embargo cuando cobra velocidad, sopla un viento huracanado que es capaz de hacer naufragar barcos y arrancar árboles.

Y sin embargo cuando cobra velocidad, sopla un viento huracanado que es capaz de hacer naufragar barcos y arrancar árboles.

El aire El aire ¿es la única sustancia invisible?

El aire ¿es la única sustancia invisible?

El aire Los alquimistas de la Edad Media pensaban que sí, pues a los vapores incoloros les llamaban «aires».

Los alquimistas de la Edad Media pensaban que sí, pues a los vapores incoloros les llamaban «aires».

El aire Si los alquimistas vivieran hoy día, no tomaríamos en serio muchos de sus hallazgos. Al fin y al cabo, la alquimia era una pseudociencia, más interesada en convertir metales en oro que en contribuir al conocimiento de la materia.

Si los alquimistas vivieran hoy día, no tomaríamos en serio muchos de sus hallazgos.

Al fin y al cabo, la alquimia era una pseudociencia, más interesada en convertir metales en oro que en contribuir al conocimiento de la materia.

El aire A pesar de todo hubo alquimistas de talento que observaron y estudiaron el comportamiento de los metales y otras sustancias con las que trabajaban.

A pesar de todo hubo alquimistas de talento que observaron y estudiaron el comportamiento de los metales y otras sustancias con las que trabajaban.

Los «aires» Uno de estos alquimistas brillantes fue Jan Baptista van Helmont. Era médico y tenía la alquimia como afición.

Uno de estos alquimistas brillantes fue Jan Baptista van Helmont. Era médico y tenía la alquimia como afición.

Los «aires» Corría el año 1630 y a van Helmont no le gustaba la idea de que todos los vapores incoloros fuesen aire.

Corría el año 1630 y a van Helmont no le gustaba la idea de que todos los vapores incoloros fuesen aire.

Los «aires» Los «aires» que veía emanar de sus mezclas no parecían aire ni nada que se le pareciera.

Los «aires» que veía emanar de sus mezclas no parecían aire ni nada que se le pareciera.

Los «aires» Por ejemplo al echar trocitos de plata en el ácido nítrico, la plata se disolvía y aparecía un vapor rojo.

Por ejemplo al echar trocitos de plata en el ácido nítrico, la plata se disolvía y aparecía un vapor rojo.

Los «aires» ¿Era aquello aire? ¿Quién había visto aire rojo? ¿Acaso el aire podía verse?

¿Era aquello aire? ¿Quién había visto aire rojo?

¿Acaso el aire podía verse?

Los «aires» Van Helmont echó luego carbonato de calcio sobre vinagre y observó de nuevo unas burbujas que subían a la superficie.

Van Helmont echó luego carbonato de calcio sobre vinagre y observó de nuevo unas burbujas que subían a la superficie.

Los «aires» La cáscara del huevo está formada por carbonato de calcio y el vinagre contiene ácido acético.

La cáscara del huevo está formada por carbonato de calcio y el vinagre contiene ácido acético.

Los «aires» Estas burbujas eran incoloras y tenían todo el aspecto de ser burbujas de aire.

Estas burbujas eran incoloras y tenían todo el aspecto de ser burbujas de aire.

Los «aires» Pero al colocar una vela encendida sobre la superficie del líquido, la llama se apagaba.

Pero al colocar una vela encendida sobre la superficie del líquido, la llama se apagaba.

Los «aires» ¿Qué clase de aire era aquél en el que no podía arder una vela?

¿Qué clase de aire era aquél en el que no podía arder una vela?

Los «aires» Esos mismos «aires» emanaban del jugo de frutas fermentado y del carbón de la madera.

Esos mismos «aires» emanaban del jugo de frutas fermentado y del carbón de la madera.

Los «aires» Los «aires» obtenidos por van Helmont y otros alquimistas no eran realmente aire. ¡Pero se parecían tanto al aire! Y todos pensaban que eran aire, menos a van Helmont.

Los «aires» obtenidos por van Helmont y otros alquimistas no eran realmente aire.

¡Pero se parecían tanto al aire! Y todos pensaban que eran aire, menos a van Helmont.

Los materiales concretos Los «aires» eran más difíciles de estudiar que los materiales concretos, que uno podía ver y sentir fácilmente; tenían formas definidas y ocupaban cantidades fijas de espacio; se daban en trozos o en cantidades.

Los «aires» eran más difíciles de estudiar que los materiales concretos, que uno podía ver y sentir fácilmente; tenían formas definidas y ocupaban cantidades fijas de espacio; se daban en trozos o en cantidades.

Los materiales concretos Materiales concretos como medio vaso de agua.

Materiales concretos como medio vaso de agua.

Los materiales concretos O una cucharada de azúcar.

O una cucharada de azúcar.

Los «aires» Las sustancias aéreas, los «aires», por el contrario, parecían esparcirse por todos lados y carecían de estructura.

Las sustancias aéreas, los «aires», por el contrario, parecían esparcirse por todos lados y carecían de estructura.

Los «aires» Van Helmont conocía el mito griego según el cual el universo fue en su origen materia tenue e informe que llenaba todo el espacio.

Van Helmont conocía el mito griego según el cual el universo fue en su origen materia tenue e informe que llenaba todo el espacio.

Del «caos» al «gas» Los griegos llamaban a esta materia primigenia caos. ¡Una buena palabra! Pero van Helmont escribió la palabra tal y como la pronunciaba: «gas»

Los griegos llamaban a esta materia primigenia caos. ¡Una buena palabra! Pero van Helmont escribió la palabra tal y como la pronunciaba:

«gas»

Los gases Van Helmont fue el primero en darse cuenta de que el aire era sólo uno de tantos gases.

Van Helmont fue el primero en darse cuenta de que el aire era sólo uno de tantos gases.

Los gases Van Helmont fue el primero en darse cuenta de que el aire era sólo uno de tantos gases. Por que, en realidad, existen muchísimos gases...

Van Helmont fue el primero en darse cuenta de que el aire era sólo uno de tantos gases.

Por que, en realidad, existen muchísimos gases...

Los gases A ese gas rojo que observó lo llamamos hoy dióxido de nitrógeno.

A ese gas rojo que observó lo llamamos hoy dióxido de nitrógeno.

Los gases Y al gas que salía del huevo y que apagaba lo llamamos dióxido de carbono.

Y al gas que salía del huevo y que apagaba lo llamamos dióxido de carbono.

Los gases A van Helmont no le fue fácil estudiar los gases, porque tan pronto como los gases aparecían se mezclaban con el aire y desaparecían.

A van Helmont no le fue fácil estudiar los gases, porque tan pronto como los gases aparecían se mezclaban con el aire y desaparecían.

Atrapando los gases Unos cien años después, el inglés Stephen Hales, que era pastor protestante, inventó un método para impedir esa difusión.

Unos cien años después, el inglés Stephen Hales, que era pastor protestante, inventó un método para impedir esa difusión.

Atrapando los gases Hales hizo lo siguiente. En un matraz formaba burbujas de gas. Pero el matraz tenía una única salida.

Hales hizo lo siguiente. En un matraz formaba burbujas de gas. Pero el matraz tenía una única salida.

Atrapando los gases La salida del matraz conducía a otro matraz que se encontraba boca arriba y lleno de agua.

La salida del matraz conducía a otro matraz que se encontraba boca arriba y lleno de agua.

Atrapando los gases Las burbujas salían por el tubo y subían por el segundo matraz, desplazando el agua. Al final tenía un recipiente lleno de un gas determinado con el que podía experimentar.

Las burbujas salían por el tubo y subían por el segundo matraz, desplazando el agua. Al final tenía un recipiente lleno de un gas determinado con el que podía experimentar.

Atrapando los gases Pero había gases que, para desesperación de los químicos, no podían recogerse en un matraz lleno de agua porque los gases se disolvían en este líquido.

Pero había gases que, para desesperación de los químicos, no podían recogerse en un matraz lleno de agua porque los gases se disolvían en este líquido.

Atrapando los gases Joseph Priestley, otro pastor inglés, sustituyó en 1770 el agua por mercurio.

Joseph Priestley, otro pastor inglés, sustituyó en 1770 el agua por mercurio.

Atrapando los gases Los gases no se disuelven en mercurio, por lo cual el método servía para recoger cualquier gas.

Los gases no se disuelven en mercurio, por lo cual el método servía para recoger cualquier gas.

La gaseosa Priestley obtuvo los dos gases de van Helmont con ayuda del mercurio: el dióxido de nitrógeno y el dióxido de carbono.

Priestley obtuvo los dos gases de van Helmont con ayuda del mercurio:

el dióxido de nitrógeno y

el dióxido de carbono.

La gaseosa El dióxido de nitrógeno N O 2

El dióxido de nitrógeno

N

O 2

La gaseosa El dióxido de carbono. C O 2

El dióxido de carbono.

C

O 2

La gaseosa El que más le interesaba era el dióxido de carbono. Disolvió un poco en agua y comprobó que resultaba una bebida de sabor agradable.

El que más le interesaba era el dióxido de carbono.

Disolvió un poco en agua y comprobó que resultaba una bebida de sabor agradable.

La gaseosa Priestley había inventado el agua gaseosa.

Priestley había inventado el agua gaseosa.

La gaseosa Cuarenta años después, Townsend Speakman, un farmacéutico de Filadelfia, tomó el agua de Priestley, le añadió sabores de frutas y fabricó la primera gaseosa comercial, a la que llamó Nephite Julepe.

Cuarenta años después, Townsend Speakman, un farmacéutico de Filadelfia, tomó el agua de Priestley, le añadió sabores de frutas y fabricó la primera gaseosa comercial, a la que llamó Nephite Julepe.

El oxígeno El pastor Priestley también descubrió el oxígeno.

El pastor Priestley también descubrió el oxígeno.

La combustión Por la misma época en que Priestley descubría gases, el año de 1770.

Por la misma época en que Priestley descubría gases, el año de 1770.

La combustión El químico francés Lavoisier pensaba en el problema de la combustión .

El químico francés Lavoisier pensaba en el problema de la combustión .

La combustión La combustión -es decir, el proceso de arder u oxidarse una sustancia en el aire- era algo que nadie comprendía.

La combustión -es decir, el proceso de arder u oxidarse una sustancia en el aire- era algo que nadie comprendía.

La combustión Lavoisier no fue el primero en estudiar la combustión.

Lavoisier no fue el primero en estudiar la combustión.

La combustión Pero Lavoisier se diferencia de todos los demás. El creía firmemente que tomar medidas exactas era fundamental en un experimento.

Pero Lavoisier se diferencia de todos los demás. El creía firmemente que tomar medidas exactas era fundamental en un experimento.

La combustión La idea de tomar medidas exactas tampoco era nueva, pues esa idea la introdujo doscientos años antes Galileo. Lavoisier llevó las ideas de Galileo a la química.

La idea de tomar medidas exactas tampoco era nueva, pues esa idea la introdujo doscientos años antes Galileo.

Lavoisier llevó las ideas de Galileo a la química.

La combustión Lavoisier no se limitaba a observar la combustión de la leña y examinar las cenizas residuales.

Lavoisier no se limitaba a observar la combustión de la leña y examinar las cenizas residuales.

La combustión Lavoisier tampoco se limitaba a observar solamente la oxidación de un tornillo y examinar la herrumbre.

Lavoisier tampoco se limitaba a observar solamente la oxidación de un tornillo y examinar la herrumbre.

La combustión Antes de arder la leña o de oxidarse un tornillo, los pesaba con mucho cuidado. Y al final del proceso volvía a pesarla.

Antes de arder la leña o de oxidarse un tornillo, los pesaba con mucho cuidado.

Y al final del proceso volvía a pesarla.

La combustión Pero estas mediciones solo aumentaron la confusión que había al principio.

Pero estas mediciones solo aumentaron la confusión que había al principio.

La combustión La madera ardía, y la ceniza que quedaba era mucho más liviana que la leña.

La madera ardía, y la ceniza que quedaba era mucho más liviana que la leña.

La combustión Una vela se consumía y desaparecía por completo; no dejaba ni rastro.

Una vela se consumía y desaparecía por completo; no dejaba ni rastro.

La combustión Lavoisier y varios amigos suyos compraron un pequeño diamante y lo calentaron hasta que ardió; y tampoco dejó rastro alguno.

Lavoisier y varios amigos suyos compraron un pequeño diamante y lo calentaron hasta que ardió; y tampoco dejó rastro alguno.

La combustión Por otro lado, Lavoisier comprobó que cuando un metal se oxidaba, la herrumbre era más pesada que el metal original.

Por otro lado, Lavoisier comprobó que cuando un metal se oxidaba, la herrumbre era más pesada que el metal original.

La combustión Parecía como si un material sólido, sin saber de dónde venía, se agregara al metal.

Parecía como si un material sólido, sin saber de dónde venía, se agregara al metal.

La combustión ¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla?

¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla?

La combustión ¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla?

¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla?

Medir el peso A los químicos anteriores no les había importado estas cuestiones, porque no tenían la costumbre de pesar las sustancias.

A los químicos anteriores no les había importado estas cuestiones, porque no tenían la costumbre de pesar las sustancias.

Medir el peso A los químicos anteriores no les había importado estas cuestiones, porque no tenían la costumbre de pesar las sustancias. ¿Qué importancia tenía un poco más o un poco menos de peso? - pensaban.

A los químicos anteriores no les había importado estas cuestiones, porque no tenían la costumbre de pesar las sustancias.

¿Qué importancia tenía un poco más o un poco menos de peso? - pensaban.

Medir el peso A Lavoisier sí le importaba. ¿No sería que el material quemado se disipaba en el aire? Si las sustancias formaban gases al arder, ¿no se mezclarían éstos gases con el aire y desaparecerían?

A Lavoisier sí le importaba.

¿No sería que el material quemado se disipaba en el aire?

Si las sustancias formaban gases al arder, ¿no se mezclarían éstos gases con el aire y desaparecerían?

Medir el peso Van Helmont había demostrado que la combustión de la madera producía dióxido de carbono. Lavoisier había obtenido dióxido de carbono en la combustión del diamante.

Van Helmont había demostrado que la combustión de la madera producía dióxido de carbono.

Lavoisier había obtenido dióxido de carbono en la combustión del diamante.

La combustión produce gas Una cosa era cierta entonces: La combustión podía producir gas.

Una cosa era cierta entonces:

La combustión podía producir gas.

La combustión produce gas Pero ¿cuánto gas? ¿Se produce la cantidad suficiente de gas para compensar la pérdida de peso?

Pero ¿cuánto gas?

¿Se produce la cantidad suficiente de gas para compensar la pérdida de peso?

Lavoisier Lavoisier sospechaba que detrás de los cambios de peso que se producían en la combustión estaban los gases.

Lavoisier sospechaba que detrás de los cambios de peso que se producían en la combustión estaban los gases.

Lavoisier Mas ¿cómo probar su sospecha? No bastaba con pesar las cenizas y la herrumbre; había que pesar también los gases.

Mas ¿cómo probar su sospecha? No bastaba con pesar las cenizas y la herrumbre; había que pesar también los gases.

Lavoisier El problema era la ancha capa de aire que rodea a la Tierra.

El problema era la ancha capa de aire que rodea a la Tierra.

Lavoisier Había problemas a la hora de pesar los gases que escapaban de la leña en combustión.

Había problemas a la hora de pesar los gases que escapaban de la leña en combustión.

Lavoisier Había problemas a la hora de medir la cantidad de gas que abandonaba el aire para combinarse con el tornillo.

Había problemas a la hora de medir la cantidad de gas que abandonaba el aire para combinarse con el tornillo.

Lavoisier Porque no pasaría mucho tiempo sin que el espacio dejado por el gas lo ocupara una cantidad parecida de aire.

Porque no pasaría mucho tiempo sin que el espacio dejado por el gas lo ocupara una cantidad parecida de aire.

Los experimentos de Lavoisier La solución consistía en encerrar los gases en un recipiente y dejar afuera todo el aire.

La solución consistía en encerrar los gases en un recipiente y dejar afuera todo el aire.

Los experimentos de Lavoisier Los gases liberados en la combustión de la leña quedarían capturados dentro de un recipiente; y los gases necesarios para formar la herrumbre sólo podían provenir del aire retenido dentro de un recipiente.

Los gases liberados en la combustión de la leña quedarían capturados dentro de un recipiente; y los gases necesarios para formar la herrumbre sólo podían provenir del aire retenido dentro de un recipiente.

Los experimentos de Lavoisier Lavoisier comenzó por pesar con todo cuidado un recipiente, junto con la sustancia sólida (la leña o el tornillo) y un poco de aire dentro.

Lavoisier comenzó por pesar con todo cuidado un recipiente, junto con la sustancia sólida (la leña o el tornillo) y un poco de aire dentro.

Los experimentos de Lavoisier Luego calentó el recipiente enfocando la luz solar por medio de una gran lupa o encendiendo un fuego debajo.

Luego calentó el recipiente enfocando la luz solar por medio de una gran lupa o encendiendo un fuego debajo.

Los experimentos de Lavoisier Una vez que la leña se había quemado o el tornillo se había aherrumbrado, volvió a pesar el recipiente junto con su contenido.

Una vez que la leña se había quemado o el tornillo se había aherrumbrado, volvió a pesar el recipiente junto con su contenido.

Los experimentos de Lavoisier Y en todos los casos, independientemente de qué fuese lo que se quemara o aherrumbrara, el recipiente sellado no mostró cambios de peso.

Y en todos los casos, independientemente de qué fuese lo que se quemara o aherrumbrara, el recipiente sellado no mostró cambios de peso.

¿Qué pasó con la madera? Un trozo de madera se reduce a cenizas por la combustión. Las cenizas pesan menos que la madera, la diferencia de peso se encontraba en el gas liberado. Por lo tanto el peso del recipiente no variaba.

Un trozo de madera se reduce a cenizas por la combustión. Las cenizas pesan menos que la madera, la diferencia de peso se encontraba en el gas liberado. Por lo tanto el peso del recipiente no variaba.

¿Qué pasó con el tornillo? Un tornillo de hierro absorbía gas del aire y se transformaba en herrumbre. La herrumbre era más pesada que el hierro, el tornillo ganaba peso pero el aire lo perdía. Al final, el peso del recipiente no variaba.

Un tornillo de hierro absorbía gas del aire y se transformaba en herrumbre. La herrumbre era más pesada que el hierro, el tornillo ganaba peso pero el aire lo perdía. Al final, el peso del recipiente no variaba.

El «principio de conservación de la materia». Lavoisier, con sus experimentos, había descubierto como se realiza la combustión.

Lavoisier, con sus experimentos, había descubierto como se realiza

la combustión.

El «principio de conservación de la materia». Y Lavoisier llegó a inferir que la materia ni se crea ni se destruye, sino sólo cambia de una forma a otra (de sólido a gas, por ejemplo).

Y Lavoisier llegó a inferir que la materia ni se crea ni se destruye, sino sólo cambia de una forma a otra (de sólido a gas, por ejemplo).

El «principio de conservación de la materia». Este es el famoso «principio de conservación de la materia». Y esta idea de que la materia es indestructible ayudó a aceptar, treinta años más tarde, la teoría de que la materia se compone de átomos indestructibles.

Este es el famoso «principio de conservación de la materia».

Y esta idea de que la materia es indestructible ayudó a aceptar, treinta años más tarde, la teoría de que la materia se compone de átomos indestructibles.

Las dos columnas Primera columna, el principio de conservación de la materia

Primera columna, el principio de conservación de la materia

Las dos columnas Segunda columna, la teoría atómica.

Segunda columna, la teoría atómica.

Las dos columnas. Primera columna, el principio de la conservación de la materia. Segunda columna, la teoría atómica. Lo primero nació con Lavoisier y lo segundo lo impulsó él.

Primera columna, el principio de la conservación de la materia.

Segunda columna, la teoría atómica.

Lo primero nació con Lavoisier y lo segundo lo impulsó él.

Lavoisier Lavoisier lleva el título de «padre de la química moderna».

Lavoisier lleva el título de «padre de la química moderna».

Serie_Ciencias Naturales_6 Lavoisier y los gases Fin Barranca, noviembre de 2007