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Serie Ciencias Naturales 6

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Lavoisier y los gases

Lavoisier y los gases

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  • 1. Serie_Ciencias Naturales_6 Las grandes ideas de la Ciencia Lavoisier y los gases
  • 2.  
  • 3. El aire <ul><li>Cuesta creer que el aire sea realmente algo. No se puede ver y normalmente tampoco se deja sentir; y, sin embargo, está ahí. </li></ul>
  • 4. El aire <ul><li>Y sin embargo cuando cobra velocidad, sopla un viento huracanado que es capaz de hacer naufragar barcos y arrancar árboles. </li></ul>
  • 5. El aire <ul><li>El aire ¿es la única sustancia invisible? </li></ul>
  • 6. El aire <ul><li>Los alquimistas de la Edad Media pensaban que sí, pues a los vapores incoloros les llamaban «aires». </li></ul>
  • 7. El aire <ul><li>Si los alquimistas vivieran hoy día, no tomaríamos en serio muchos de sus hallazgos. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  • 8. El aire <ul><li>A pesar de todo hubo alquimistas de talento que observaron y estudiaron el comportamiento de los metales y otras sustancias con las que trabajaban. </li></ul>
  • 9. Los «aires» <ul><li>Uno de estos alquimistas brillantes fue Jan Baptista van Helmont. Era médico y tenía la alquimia como afición. </li></ul>
  • 10. Los «aires» <ul><li>Corría el año 1630 y a van Helmont no le gustaba la idea de que todos los vapores incoloros fuesen aire. </li></ul>
  • 11. Los «aires» <ul><li>Los «aires» que veía emanar de sus mezclas no parecían aire ni nada que se le pareciera. </li></ul>
  • 12. Los «aires» <ul><li>Por ejemplo al echar trocitos de plata en el ácido nítrico, la plata se disolvía y aparecía un vapor rojo. </li></ul>
  • 13. Los «aires» <ul><li>¿Era aquello aire? ¿Quién había visto aire rojo? </li></ul><ul><li>¿Acaso el aire podía verse? </li></ul>
  • 14. Los «aires» <ul><li>Van Helmont echó luego carbonato de calcio sobre vinagre y observó de nuevo unas burbujas que subían a la superficie. </li></ul>
  • 15. Los «aires» <ul><li>La cáscara del huevo está formada por carbonato de calcio y el vinagre contiene ácido acético. </li></ul>
  • 16. Los «aires» <ul><li>Estas burbujas eran incoloras y tenían todo el aspecto de ser burbujas de aire. </li></ul>
  • 17. Los «aires» <ul><li>Pero al colocar una vela encendida sobre la superficie del líquido, la llama se apagaba. </li></ul>
  • 18. Los «aires» <ul><li>¿Qué clase de aire era aquél en el que no podía arder una vela? </li></ul>
  • 19. Los «aires» <ul><li>Esos mismos «aires» emanaban del jugo de frutas fermentado y del carbón de la madera. </li></ul>
  • 20. Los «aires» <ul><li>Los «aires» obtenidos por van Helmont y otros alquimistas no eran realmente aire. </li></ul><ul><li>¡Pero se parecían tanto al aire! Y todos pensaban que eran aire, menos a van Helmont. </li></ul>
  • 21. Los materiales concretos <ul><li>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. </li></ul>
  • 22. Los materiales concretos <ul><li>Materiales concretos como medio vaso de agua. </li></ul>
  • 23. Los materiales concretos <ul><li>O una cucharada de azúcar. </li></ul>
  • 24. Los «aires» <ul><li>Las sustancias aéreas, los «aires», por el contrario, parecían esparcirse por todos lados y carecían de estructura. </li></ul>
  • 25. Los «aires» <ul><li>Van Helmont conocía el mito griego según el cual el universo fue en su origen materia tenue e informe que llenaba todo el espacio. </li></ul>
  • 26. Del «caos» al «gas» <ul><li>Los griegos llamaban a esta materia primigenia caos. ¡Una buena palabra! Pero van Helmont escribió la palabra tal y como la pronunciaba: </li></ul><ul><li>«gas» </li></ul>
  • 27. Los gases <ul><li>Van Helmont fue el primero en darse cuenta de que el aire era sólo uno de tantos gases. </li></ul>
  • 28. Los gases <ul><li>Van Helmont fue el primero en darse cuenta de que el aire era sólo uno de tantos gases. </li></ul><ul><li>Por que, en realidad, existen muchísimos gases... </li></ul>
  • 29. Los gases <ul><li>A ese gas rojo que observó lo llamamos hoy dióxido de nitrógeno. </li></ul>
  • 30. Los gases <ul><li>Y al gas que salía del huevo y que apagaba lo llamamos dióxido de carbono. </li></ul>
  • 31. Los gases <ul><li>A van Helmont no le fue fácil estudiar los gases, porque tan pronto como los gases aparecían se mezclaban con el aire y desaparecían. </li></ul>
  • 32. Atrapando los gases <ul><li>Unos cien años después, el inglés Stephen Hales, que era pastor protestante, inventó un método para impedir esa difusión. </li></ul>
  • 33. Atrapando los gases <ul><li>Hales hizo lo siguiente. En un matraz formaba burbujas de gas. Pero el matraz tenía una única salida. </li></ul>
  • 34. Atrapando los gases <ul><li>La salida del matraz conducía a otro matraz que se encontraba boca arriba y lleno de agua. </li></ul>
  • 35. Atrapando los gases <ul><li>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. </li></ul>
  • 36.  
  • 37. Atrapando los gases <ul><li>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. </li></ul>
  • 38. Atrapando los gases <ul><li>Joseph Priestley, otro pastor inglés, sustituyó en 1770 el agua por mercurio. </li></ul>
  • 39. Atrapando los gases <ul><li>Los gases no se disuelven en mercurio, por lo cual el método servía para recoger cualquier gas. </li></ul>
  • 40. La gaseosa <ul><li>Priestley obtuvo los dos gases de van Helmont con ayuda del mercurio: </li></ul><ul><li>el dióxido de nitrógeno y </li></ul><ul><li>el dióxido de carbono. </li></ul>
  • 41. La gaseosa <ul><li>El dióxido de nitrógeno </li></ul><ul><li>N </li></ul><ul><li>O 2 </li></ul>
  • 42. La gaseosa <ul><li>El dióxido de carbono. </li></ul><ul><li>C </li></ul><ul><li>O 2 </li></ul>
  • 43. La gaseosa <ul><li>El que más le interesaba era el dióxido de carbono. </li></ul><ul><li>Disolvió un poco en agua y comprobó que resultaba una bebida de sabor agradable. </li></ul>
  • 44. La gaseosa <ul><li>Priestley había inventado el agua gaseosa. </li></ul>
  • 45. La gaseosa <ul><li>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. </li></ul>
  • 46.  
  • 47. El oxígeno <ul><li>El pastor Priestley también descubrió el oxígeno. </li></ul>
  • 48. La combustión <ul><li>Por la misma época en que Priestley descubría gases, el año de 1770. </li></ul>
  • 49. La combustión <ul><li>El químico francés Lavoisier pensaba en el problema de la combustión . </li></ul>
  • 50. La combustión <ul><li>La combustión -es decir, el proceso de arder u oxidarse una sustancia en el aire- era algo que nadie comprendía. </li></ul>
  • 51. La combustión <ul><li>Lavoisier no fue el primero en estudiar la combustión. </li></ul>
  • 52. La combustión <ul><li>Pero Lavoisier se diferencia de todos los demás. El creía firmemente que tomar medidas exactas era fundamental en un experimento. </li></ul>
  • 53. La combustión <ul><li>La idea de tomar medidas exactas tampoco era nueva, pues esa idea la introdujo doscientos años antes Galileo. </li></ul><ul><li>Lavoisier llevó las ideas de Galileo a la química. </li></ul>
  • 54. La combustión <ul><li>Lavoisier no se limitaba a observar la combustión de la leña y examinar las cenizas residuales. </li></ul>
  • 55. La combustión <ul><li>Lavoisier tampoco se limitaba a observar solamente la oxidación de un tornillo y examinar la herrumbre. </li></ul>
  • 56. La combustión <ul><li>Antes de arder la leña o de oxidarse un tornillo, los pesaba con mucho cuidado. </li></ul><ul><li>Y al final del proceso volvía a pesarla. </li></ul>
  • 57. La combustión <ul><li>Pero estas mediciones solo aumentaron la confusión que había al principio. </li></ul>
  • 58. La combustión <ul><li>La madera ardía, y la ceniza que quedaba era mucho más liviana que la leña. </li></ul>
  • 59. La combustión <ul><li>Una vela se consumía y desaparecía por completo; no dejaba ni rastro. </li></ul>
  • 60. La combustión <ul><li>Lavoisier y varios amigos suyos compraron un pequeño diamante y lo calentaron hasta que ardió; y tampoco dejó rastro alguno. </li></ul>
  • 61. La combustión <ul><li>Por otro lado, Lavoisier comprobó que cuando un metal se oxidaba, la herrumbre era más pesada que el metal original. </li></ul>
  • 62. La combustión <ul><li>Parecía como si un material sólido, sin saber de dónde venía, se agregara al metal. </li></ul>
  • 63. La combustión <ul><li>¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla? </li></ul>
  • 64. La combustión <ul><li>¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla? </li></ul>
  • 65. Medir el peso <ul><li>A los químicos anteriores no les había importado estas cuestiones, porque no tenían la costumbre de pesar las sustancias. </li></ul>
  • 66. Medir el peso <ul><li>A los químicos anteriores no les había importado estas cuestiones, porque no tenían la costumbre de pesar las sustancias. </li></ul><ul><li>¿Qué importancia tenía un poco más o un poco menos de peso? - pensaban. </li></ul>
  • 67. Medir el peso <ul><li>A Lavoisier sí le importaba. </li></ul><ul><li>¿No sería que el material quemado se disipaba en el aire? </li></ul><ul><li>Si las sustancias formaban gases al arder, ¿no se mezclarían éstos gases con el aire y desaparecerían? </li></ul>
  • 68. Medir el peso <ul><li>Van Helmont había demostrado que la combustión de la madera producía dióxido de carbono. </li></ul><ul><li>Lavoisier había obtenido dióxido de carbono en la combustión del diamante. </li></ul>
  • 69. La combustión produce gas <ul><li>Una cosa era cierta entonces: </li></ul><ul><li>La combustión podía producir gas. </li></ul>
  • 70. La combustión produce gas <ul><li>Pero ¿cuánto gas? </li></ul><ul><li>¿Se produce la cantidad suficiente de gas para compensar la pérdida de peso? </li></ul>
  • 71. Lavoisier <ul><li>Lavoisier sospechaba que detrás de los cambios de peso que se producían en la combustión estaban los gases. </li></ul>
  • 72. Lavoisier <ul><li>Mas ¿cómo probar su sospecha? No bastaba con pesar las cenizas y la herrumbre; había que pesar también los gases. </li></ul>
  • 73. Lavoisier <ul><li>El problema era la ancha capa de aire que rodea a la Tierra. </li></ul>
  • 74. Lavoisier <ul><li>Había problemas a la hora de pesar los gases que escapaban de la leña en combustión. </li></ul>
  • 75. Lavoisier <ul><li>Había problemas a la hora de medir la cantidad de gas que abandonaba el aire para combinarse con el tornillo. </li></ul>
  • 76. Lavoisier <ul><li>Porque no pasaría mucho tiempo sin que el espacio dejado por el gas lo ocupara una cantidad parecida de aire. </li></ul>
  • 77. Los experimentos de Lavoisier <ul><li>La solución consistía en encerrar los gases en un recipiente y dejar afuera todo el aire. </li></ul>
  • 78. Los experimentos de Lavoisier <ul><li>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. </li></ul>
  • 79. Los experimentos de Lavoisier <ul><li>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. </li></ul>
  • 80. Los experimentos de Lavoisier <ul><li>Luego calentó el recipiente enfocando la luz solar por medio de una gran lupa o encendiendo un fuego debajo. </li></ul>
  • 81. Los experimentos de Lavoisier <ul><li>Una vez que la leña se había quemado o el tornillo se había aherrumbrado, volvió a pesar el recipiente junto con su contenido. </li></ul>
  • 82. Los experimentos de Lavoisier <ul><li>Y en todos los casos, independientemente de qué fuese lo que se quemara o aherrumbrara, el recipiente sellado no mostró cambios de peso. </li></ul>
  • 83. ¿Qué pasó con la madera? <ul><li>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. </li></ul>
  • 84. ¿Qué pasó con el tornillo? <ul><li>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. </li></ul>
  • 85. El «principio de conservación de la materia». <ul><li>Lavoisier, con sus experimentos, había descubierto como se realiza </li></ul><ul><li>la combustión. </li></ul>
  • 86. El «principio de conservación de la materia». <ul><li>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). </li></ul>
  • 87. El «principio de conservación de la materia». <ul><li>Este es el famoso «principio de conservación de la materia». </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  • 88. Las dos columnas <ul><li>Primera columna, el principio de conservación de la materia </li></ul>
  • 89. Las dos columnas <ul><li>Segunda columna, la teoría atómica. </li></ul>
  • 90. Las dos columnas. <ul><li>Primera columna, el principio de la conservación de la materia. </li></ul><ul><li>Segunda columna, la teoría atómica. </li></ul><ul><li>Lo primero nació con Lavoisier y lo segundo lo impulsó él. </li></ul>
  • 91. Lavoisier <ul><li>Lavoisier lleva el título de «padre de la química moderna». </li></ul>
  • 92.  
  • 93. Serie_Ciencias Naturales_6 Lavoisier y los gases Fin Barranca, noviembre de 2007

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