Serie Ciencias Naturales 6

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Lavoisier y los gases

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Serie Ciencias Naturales 6

  1. 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>
  3. 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>
  4. 5. El aire <ul><li>El aire ¿es la única sustancia invisible? </li></ul>
  5. 6. El aire <ul><li>Los alquimistas de la Edad Media pensaban que sí, pues a los vapores incoloros les llamaban «aires». </li></ul>
  6. 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>
  7. 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>
  8. 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>
  9. 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>
  10. 11. Los «aires» <ul><li>Los «aires» que veía emanar de sus mezclas no parecían aire ni nada que se le pareciera. </li></ul>
  11. 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>
  12. 13. Los «aires» <ul><li>¿Era aquello aire? ¿Quién había visto aire rojo? </li></ul><ul><li>¿Acaso el aire podía verse? </li></ul>
  13. 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>
  14. 15. Los «aires» <ul><li>La cáscara del huevo está formada por carbonato de calcio y el vinagre contiene ácido acético. </li></ul>
  15. 16. Los «aires» <ul><li>Estas burbujas eran incoloras y tenían todo el aspecto de ser burbujas de aire. </li></ul>
  16. 17. Los «aires» <ul><li>Pero al colocar una vela encendida sobre la superficie del líquido, la llama se apagaba. </li></ul>
  17. 18. Los «aires» <ul><li>¿Qué clase de aire era aquél en el que no podía arder una vela? </li></ul>
  18. 19. Los «aires» <ul><li>Esos mismos «aires» emanaban del jugo de frutas fermentado y del carbón de la madera. </li></ul>
  19. 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>
  20. 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>
  21. 22. Los materiales concretos <ul><li>Materiales concretos como medio vaso de agua. </li></ul>
  22. 23. Los materiales concretos <ul><li>O una cucharada de azúcar. </li></ul>
  23. 24. Los «aires» <ul><li>Las sustancias aéreas, los «aires», por el contrario, parecían esparcirse por todos lados y carecían de estructura. </li></ul>
  24. 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>
  25. 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>
  26. 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>
  27. 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>
  28. 29. Los gases <ul><li>A ese gas rojo que observó lo llamamos hoy dióxido de nitrógeno. </li></ul>
  29. 30. Los gases <ul><li>Y al gas que salía del huevo y que apagaba lo llamamos dióxido de carbono. </li></ul>
  30. 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>
  31. 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>
  32. 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>
  33. 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>
  34. 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>
  35. 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>
  36. 38. Atrapando los gases <ul><li>Joseph Priestley, otro pastor inglés, sustituyó en 1770 el agua por mercurio. </li></ul>
  37. 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>
  38. 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>
  39. 41. La gaseosa <ul><li>El dióxido de nitrógeno </li></ul><ul><li>N </li></ul><ul><li>O 2 </li></ul>
  40. 42. La gaseosa <ul><li>El dióxido de carbono. </li></ul><ul><li>C </li></ul><ul><li>O 2 </li></ul>
  41. 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>
  42. 44. La gaseosa <ul><li>Priestley había inventado el agua gaseosa. </li></ul>
  43. 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>
  44. 47. El oxígeno <ul><li>El pastor Priestley también descubrió el oxígeno. </li></ul>
  45. 48. La combustión <ul><li>Por la misma época en que Priestley descubría gases, el año de 1770. </li></ul>
  46. 49. La combustión <ul><li>El químico francés Lavoisier pensaba en el problema de la combustión . </li></ul>
  47. 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>
  48. 51. La combustión <ul><li>Lavoisier no fue el primero en estudiar la combustión. </li></ul>
  49. 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>
  50. 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>
  51. 54. La combustión <ul><li>Lavoisier no se limitaba a observar la combustión de la leña y examinar las cenizas residuales. </li></ul>
  52. 55. La combustión <ul><li>Lavoisier tampoco se limitaba a observar solamente la oxidación de un tornillo y examinar la herrumbre. </li></ul>
  53. 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>
  54. 57. La combustión <ul><li>Pero estas mediciones solo aumentaron la confusión que había al principio. </li></ul>
  55. 58. La combustión <ul><li>La madera ardía, y la ceniza que quedaba era mucho más liviana que la leña. </li></ul>
  56. 59. La combustión <ul><li>Una vela se consumía y desaparecía por completo; no dejaba ni rastro. </li></ul>
  57. 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>
  58. 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>
  59. 62. La combustión <ul><li>Parecía como si un material sólido, sin saber de dónde venía, se agregara al metal. </li></ul>
  60. 63. La combustión <ul><li>¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla? </li></ul>
  61. 64. La combustión <ul><li>¿Por qué la oxidación añadía materia, mientras que la combustión parecía destruirla? </li></ul>
  62. 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>
  63. 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>
  64. 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>
  65. 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>
  66. 69. La combustión produce gas <ul><li>Una cosa era cierta entonces: </li></ul><ul><li>La combustión podía producir gas. </li></ul>
  67. 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>
  68. 71. Lavoisier <ul><li>Lavoisier sospechaba que detrás de los cambios de peso que se producían en la combustión estaban los gases. </li></ul>
  69. 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>
  70. 73. Lavoisier <ul><li>El problema era la ancha capa de aire que rodea a la Tierra. </li></ul>
  71. 74. Lavoisier <ul><li>Había problemas a la hora de pesar los gases que escapaban de la leña en combustión. </li></ul>
  72. 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>
  73. 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>
  74. 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>
  75. 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>
  76. 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>
  77. 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>
  78. 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>
  79. 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>
  80. 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>
  81. 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>
  82. 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>
  83. 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>
  84. 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>
  85. 88. Las dos columnas <ul><li>Primera columna, el principio de conservación de la materia </li></ul>
  86. 89. Las dos columnas <ul><li>Segunda columna, la teoría atómica. </li></ul>
  87. 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>
  88. 91. Lavoisier <ul><li>Lavoisier lleva el título de «padre de la química moderna». </li></ul>
  89. 93. Serie_Ciencias Naturales_6 Lavoisier y los gases Fin Barranca, noviembre de 2007

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