En la historia de la química , la revolución química , también llamada primera revolución química , fue la reformulación de la química durante los siglos XVII y XVIII, que culminó con la ley de conservación de la masa y la teoría de la combustión del oxígeno .
Durante los siglos XIX y XX, esta transformación se atribuyó al trabajo del químico francés Antoine Lavoisier (el " padre de la química moderna "). [2] Sin embargo, trabajos recientes sobre la historia de la química moderna temprana consideran que la revolución química consiste en cambios graduales en la teoría y la práctica química que surgieron durante un período de dos siglos. [3] [4] La llamada revolución científica tuvo lugar durante los siglos XVI y XVII mientras que la revolución química tuvo lugar durante los siglos XVII y XVIII. [5]
Varios factores llevaron a la primera revolución química. En primer lugar, estaban las formas de análisis gravimétrico que surgieron de la alquimia y los nuevos tipos de instrumentos que se desarrollaron en contextos médicos e industriales. En estos entornos, los químicos cuestionaron cada vez más las hipótesis que ya habían sido presentadas por los antiguos griegos. Por ejemplo, los químicos empezaron a afirmar que todas las estructuras estaban compuestas por más de los cuatro elementos de los griegos o los ocho elementos de los alquimistas medievales. El alquimista irlandés , Robert Boyle , sentó las bases de la Revolución Química, con su filosofía corpuscular mecánica , que a su vez se basó en gran medida en la teoría corpuscular alquímica y en el método experimental que se remonta al pseudo-Geber . [6] [7]
Trabajos anteriores de químicos como Jan Baptist van Helmont ayudaron a cambiar la creencia teórica de que el aire existía como un elemento único a la de uno en el que el aire existía como una composición de una mezcla de distintos tipos de gases. [8] El análisis de datos de Van Helmont también sugiere que tenía una comprensión general de la ley de conservación de la masa en el siglo XVII. [8] Además, el trabajo de Jean Rey a principios del siglo XVII con metales como el estaño y el plomo y su oxidación en presencia de aire y agua ayudó a identificar la contribución y existencia de oxígeno en el proceso de oxidación. [9]
Otros factores incluyeron nuevas técnicas experimentales y el descubrimiento del "aire fijo" (dióxido de carbono) por Joseph Black a mediados del siglo XVIII. Este descubrimiento fue particularmente importante porque demostró empíricamente que el "aire" no estaba formado por una sola sustancia y porque estableció el "gas" como una sustancia experimental importante. Hacia finales del siglo XVIII, los experimentos de Henry Cavendish y Joseph Priestley demostraron además que el aire no es un elemento sino que está compuesto de varios gases diferentes . Lavoisier también tradujo los nombres de sustancias químicas a un nuevo lenguaje de nomenclatura más atractivo para los científicos del siglo XIX. Tales cambios tuvieron lugar en una atmósfera en la que la revolución industrial aumentó el interés público por aprender y practicar la química. Al describir la tarea de reinventar la nomenclatura química, Lavoisier intentó aprovechar la nueva centralidad de la química haciendo la afirmación bastante hiperbólica de que: [10]
Debemos limpiar la casa a fondo, porque han hecho uso de un lenguaje enigmático que les es propio, que en general presenta un significado para los adeptos y otro para el vulgo, y al mismo tiempo no contiene nada que sea racionalmente inteligible ni para el uno ni para el otro. o por el otro.
Gran parte del razonamiento detrás de que Antoine Lavoisier fuera nombrado "padre de la química moderna" y el inicio de la revolución química radica en su capacidad para matematizar el campo, empujando a la química a utilizar los métodos experimentales utilizados en otras "ciencias más exactas". [11] Lavoisier cambió el campo de la química al mantener balances meticulosos en sus investigaciones, intentando demostrar que a través de la transformación de especies químicas se conservaba la cantidad total de sustancia. Lavoisier utilizó instrumentación para mediciones termométricas y barométricas en sus experimentos y colaboró con Pierre Simon de Laplace en la invención del calorímetro , un instrumento para medir los cambios de calor en una reacción. [11] Al intentar desmantelar la teoría del flogisto e implementar su propia teoría de la combustión, Lavoisier utilizó múltiples aparatos. Estos incluían un cañón de pistola de hierro al rojo vivo que fue diseñado para que el agua corriera a través de él y se descompusiera, y una modificación del aparato que implementaba una artesa neumática en un extremo, un termómetro y un barómetro. La precisión de sus mediciones fue un requisito para convencer a la oposición de sus teorías sobre el agua como compuesto, y en su investigación utilizó instrumentación diseñada por él mismo.
A pesar de contar con medidas precisas para su trabajo, Lavoisier enfrentó una gran oposición en su investigación. Los defensores de la teoría del flogisto, como Keir y Priestley , afirmaron que la demostración de hechos sólo era aplicable a fenómenos en bruto, y que la interpretación de estos hechos no implicaba precisión en las teorías. Afirmaron que Lavoisier intentaba imponer orden a los fenómenos observados, mientras que se necesitaría una fuente secundaria de validez para dar una prueba definitiva de la composición del agua y la inexistencia del flogisto. [11]
Las últimas etapas de la revolución fueron impulsadas por la publicación en 1789 del Traité Élémentaire de Chimie (Elementos de química) de Lavoisier . A partir de esta publicación y otras siguientes, Lavoisier sintetizó el trabajo de otros y acuñó el término "oxígeno". Antoine Lavoisier representó la revolución química no sólo en sus publicaciones, sino también en la forma en que practicaba la química. El trabajo de Lavoisier se caracterizó por su determinación sistemática de pesos y su fuerte énfasis en la precisión y la exactitud. [12] Si bien se ha postulado que la ley de conservación de la masa fue descubierta por Lavoisier, esta afirmación ha sido refutada por el científico Marcellin Berthelot. [13] Henry Guerlac sugirió un uso anterior de la ley de conservación de la masa , señalando que el científico Jan Baptist van Helmont había aplicado implícitamente la metodología a su trabajo en los siglos XVI y XVII. Jean Rey hizo referencias anteriores a la ley de conservación de la masa y su uso en 1630. [13] Aunque Lavoisier no descubrió explícitamente la ley de conservación de la masa, su trabajo con una gama de materiales más amplia que la que habían hecho la mayoría de los científicos. disponible en ese momento permitió que su trabajo ampliara enormemente los límites del principio y sus fundamentos. [13]
Lavoisier también aportó a la química un método para comprender la combustión y la respiración y la prueba de la composición del agua mediante la descomposición en sus partes constituyentes. Explicó la teoría de la combustión y cuestionó la teoría del flogisto con sus opiniones sobre el calórico . El Traité incorpora nociones de una "nueva química" y describe los experimentos y el razonamiento que llevaron a sus conclusiones. Al igual que los Principia de Newton , que fueron el punto culminante de la Revolución Científica, el Traité de Lavoisier puede verse como la culminación de la Revolución Química.
El trabajo de Lavoisier no fue aceptado de inmediato y fueron necesarias varias décadas para que cobrara impulso. [14] Esta transición fue ayudada por el trabajo de Jöns Jakob Berzelius , quien ideó una taquigrafía simplificada para describir compuestos químicos basada en la teoría de los pesos atómicos de John Dalton . Mucha gente atribuye a Lavoisier y su derrocamiento de la teoría del flogisto la revolución química tradicional, siendo Lavoisier el comienzo de la revolución y John Dalton su culminación.
Antoine Lavoisier, en un esfuerzo de colaboración con Louis Bernard Guyton de Morveau , Claude Louis Berthollet y Antoine François de Fourcroy , publicó Méthode de nomenclature chimique en 1787. [15] Este trabajo estableció una terminología para la "nueva química" que Lavoisier estaba creando. , que se centró en un conjunto estandarizado de términos, el establecimiento de nuevos elementos y el trabajo experimental. Méthode estableció 55 elementos que eran sustancias que no podían descomponerse en partes compuestas más simples en el momento de su publicación. [16] Al introducir nueva terminología en el campo, Lavoisier alentó a otros químicos a adoptar sus teorías y prácticas para utilizar sus términos y mantenerse actualizados en química.
Una de las principales influencias de Lavoisier fue Étienne Bonnet, abbé de Condillac . El enfoque de Condillac hacia la investigación científica , que fue la base del enfoque de Lavoisier en Traité , era demostrar que los seres humanos podían crear una representación mental del mundo utilizando la evidencia reunida . En el prefacio de Lavoisier a Traité , afirma
Es una máxima universalmente admitida en geometría, y de hecho en todas las ramas del conocimiento, que, en el progreso de la investigación , debemos proceder de los hechos conocidos a lo desconocido. ... De esta manera, a partir de una serie de sensaciones , observaciones y análisis , surge una serie sucesiva de ideas, tan unidas entre sí, que un observador atento puede rastrear hasta cierto punto el orden y la conexión de toda la suma de las cosas humanas. conocimiento. [17]
Lavoisier vincula claramente sus ideas con las de Condillac, buscando reformar el campo de la química. Su objetivo en Traité era asociar el campo con la experiencia y la observación directa, en lugar de suposiciones. Su trabajo definió una nueva base para las ideas químicas y marcó una dirección para el curso futuro de la química. [18]
Humphry Davy fue un químico inglés y profesor de química en la Royal Institution de Londres a principios del siglo XIX. [19] Allí realizó experimentos que arrojaron dudas sobre algunas de las ideas clave de Lavoisier, como la acidez del oxígeno y la idea de un elemento calórico. [19] Davy pudo demostrar que la acidez no se debía a la presencia de oxígeno utilizando ácido muriático (ácido clorhídrico) como prueba. [19] También demostró que el compuesto ácido oximuriático no contenía oxígeno y era, en cambio, un elemento, al que llamó cloro . [19] Mediante el uso de baterías eléctricas en la Royal Institution, Davy aisló por primera vez el cloro, seguido del aislamiento del yodo elemental en 1813. [19] Utilizando las baterías, Davy también pudo aislar los elementos sodio y potasio . [19] A partir de estos experimentos, Davy concluyó que las fuerzas que unen los elementos químicos deben ser de naturaleza eléctrica. [19] Davy también se opuso a la idea de que el calórico fuera un fluido inmaterial, argumentando en cambio que el calor era un tipo de movimiento. [19]
John Dalton fue un químico inglés que desarrolló la idea de la teoría atómica de los elementos químicos. La teoría atómica de los elementos químicos de Dalton suponía que cada elemento tenía átomos únicos asociados y específicos de ese átomo. [19] Esto estaba en oposición a la definición de elementos de Lavoisier, que era que los elementos son sustancias que los químicos no podían descomponer en partes más simples. [19] La idea de Dalton también difería de la idea de la teoría corpuscular de la materia , que creía que todos los átomos eran iguales, y había sido una teoría apoyada desde el siglo XVII. [19] Para ayudar a respaldar su idea, Dalton trabajó en la definición de los pesos relativos de los átomos en las sustancias químicas en su obra New System of Chemical Philosophy, publicada en 1808. [19] Su texto mostraba cálculos para determinar los pesos atómicos relativos de los diferentes elementos de Lavoisier. basado en datos experimentales relacionados con las cantidades relativas de diferentes elementos en combinaciones químicas. [19] Dalton argumentó que los elementos se combinarían de la forma más simple posible. [19] Se sabía que el agua era una combinación de hidrógeno y oxígeno, por lo que Dalton creía que el agua era un compuesto binario que contenía un hidrógeno y un oxígeno. [19]
Dalton pudo calcular con precisión la cantidad relativa de gases en el aire atmosférico. Usó la gravedad específica de los gases azóticos (nitrógeno), oxigenados, ácido carbónico (dióxido de carbono) e hidrógeno, así como el vapor acuoso determinado por Lavoisier y Davy para determinar los pesos proporcionales de cada uno como porcentaje de un volumen total de aire atmosférico. . [20] Dalton determinó que el aire atmosférico contiene 75,55% de gas azótico, 23,32% de gas oxigenado, 1,03% de vapor acuoso y 0,10% de gas de ácido carbónico. [20]
Jöns Jacob Berzelius fue un químico sueco que estudió medicina en la Universidad de Uppsala y fue profesor de química en Estocolmo. [19] Se basó en las ideas de Davy y Dalton para crear una visión electroquímica de cómo se combinan los elementos. Berzelius clasificó los elementos en dos grupos, electronegativos y electropositivos, según de qué polo de una batería galvánica se liberaban al descomponerse. [19] Creó una escala de carga en la que el oxígeno era el elemento más electronegativo y el potasio el más electropositivo. [19] Esta escala significaba que algunos elementos tenían cargas positivas y negativas asociadas con ellos y la posición de un elemento en esta escala y la carga del elemento determinaban cómo ese elemento se combinaba con otros. [19] El trabajo de Berzelius sobre la teoría atómica electroquímica se publicó en 1818 como Essai sur la théorie des proporcionales chimiques et sur l'influence chimique de l'électricité . [19] También introdujo una nueva nomenclatura química en la química al representar elementos con letras y abreviaturas, como O para oxígeno y Fe para hierro. Las combinaciones de elementos se representaron como secuencias de estos símbolos y el número de átomos se representó al principio mediante superíndices y luego mediante subíndices. [19]
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