Análisis De La Materia Y Energía

ANÁLISIS DE LA MATERIA Y ENERGÍA

Química. Es la ciencia que trata de la naturaleza y composición de la materia y de los cambios que esta experimenta. Su estudio es de fundamental importancia para el ser humano, ya que se aplica a todo lo que rodea. La química interviene en los cambios interno y externos que se realizan en nuestro organismo y a nuestro alrededor.

La química es una ciencia interdisciplinaria, ya que en ella intervienen o pueden intervenir todas las ciencias, según el proyecto a realizar. Como cualquier disciplina científica, la química tiene un vocabulario propio, el cual es necesario conocer para comprender sus principios.

La química, como la mayoría de las ciencias, pertenece a las ciencias factuales, que se fundamentan en hechos basados en la observación, experimentación y comprobación. Siguiendo los pasos del método científico, se establecen teorías y leyes que describen el comportamiento de la naturaleza.

La ingeniería química, es la ciencia de los procesos de la industria química. Esta ciencia de los procesos realiza transformaciones químicas, electroquímicas o bioquímicas, generalmente combinadas con operaciones físicas o mecánica. La ingeniería química llego a su madurez como ciencias de los procesos de transformación física y química de la materia a través de las siguientes etapas:

• Surgimiento: Arthur D. Little propuso el concepto de “operación unitaria” y organizo la disciplina por primera vez.

• Nacimiento y desarrollo: se propone el concepto de “fenómenos de transporte” de materia, energía y cantidad de movimiento, a través de de un famoso libro. Dichos fenómenos sirven como base científica común a las operaciones unitarias.

• Organización: A partir de 1957, surge la rama denominada “ingeniería de las reacciones químicas” dedicada al estudio y al diseño de los equipos en los que se efectúan las reacciones químicas.

• Fase final: el tratamiento global o macroscópico, mejor dicho la “ingeniería de sistemas” y la modelación sistémica asociada.

El campo de estudio de la química es tan amplio, que es imposible para una persona conocer todo cuanto se ha descubierto en este campo, por que han surgido especializaciones, tales como: la química general, la fisicoquímica, que trata de la composición y organización de la materia mineral; la química orgánica, que estudia los compuestos del carbono; la química analítica, que se ocupa del reconocimiento y cuantificación de los materiales que constituyen cualquier objeto; la bioquímica, que estudia todas las sustancias que intervienen en los procesos vitales, constituidas por aminoácidos, proteínas, vitaminas, lípidos, etc.

Al ser la Química la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones, la relación que tiene con otras disciplinas y ciencias es enorme. Algunos que se relaciona:

1) Química y Matemáticas.- Las matemáticas constituyen una herramienta esencial en la cuantificación de los fenómenos químicos (desde la estequiometria de las reacciones hasta el cálculo de los tiempos de vida media de los elementos radiactivos)

2) Con la Física. Dando origen a la "Fisicoquímica" que es la disciplina que estudia fenómenos como los cambios de fase en la materia, termodinámica y cinética de reacciones químicas, química coloidal, electroquímica, etc.

3) Con la Biología. Dando origen a la Bioquímica que es la disciplina que estudia los fenómenos ocurridos en los seres vivos a nivel molecular. Desde la composición de la materia viviente hasta los complejos procesos metabólicos que se presentan en todo ser vivo.

4) Con la Astronomía. Lo que se conoce como Astroquímica y que es simplemente la extensión de los métodos de análisis químicos a los fenómenos y cuerpos celestes (análisis espectral de elementos en las estrellas y galaxias lejanas).

5) Con la Geología.- Dando origen a la Geoquímica, que estudia la composición de las capas que componen el planeta Tierra.

6) Con el área industrial dando origen a la Ingeniería Química, que estudia la forma óptima de obtener productos derivados de reacciones químicas controladas.

Las ramas de la Química:

Química Orgánica: Estudia las sustancias de la materia viviente. Justus von Liebig (1803-1873) fue uno de los principales artífices del desarrollo de la química orgánica del siglo XIX. También estudió con Liebig el español Ramón Torres Muñoz de Luna (1822-1890) que tradujo al castellano algunas obras del químico alemán.

Una de las contribuciones de Liebig en el campo de la química orgánica fue el desarrolló de métodos de análisis más precisos y seguros. El grabado inferior, procedente del Tratado elemental de química general y descriptiva de Santiago Bonilla publicado a finales de siglo, muestra un aparato basado en el método de Liebig para determinar carbono e hidrógeno en sustancias orgánicas. El procedimiento está basado en la propiedad del óxido cúprico de oxidar las sustancias orgánicas que con él se calientan para transformarlas en dióxido de carbono y agua.

Otra contribución fundamental en el desarrollo de la química orgánica de este período fue la introducción por parte de Berzelius del concepto de "isomerismo" y los estudios cristalográficos de Louis Pasteur (1822-1895) sobre los isómeros ópticos del ácido tartárico (ácido 2,3-dihidroxibutanodioico). El "tártaro" (un tartrato ácido de potasio) era bien conocido por los vinicultores como un sólido que se separaba del vino durante la fermentación. A principios del siglo XIX, se encontró un tipo especial de este ácido que tenía un comportamiento algo diferente del ácido tartárico conocido hasta la fecha, que Gay-Lussac denominó "ácido racémico", del latín racemus (uva). Posteriores análisis mostraron que el ácido tartárico giraba el plano de polarización de la luz polarizada hacia la derecha (actividad óptica dextrógira), mientras que el ácido racémico era ópticamente inactivo. En 1848, Louis Pasteur separó los dos tipos de cristales que formaban el ácido racémico y comprobó que eran imágenes especulares uno de otro.

Química Inorgánica: Estudia las sustancias constituyentes de la materia sin vida.

El tratado de química del sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) fue una de las obras de referencia más importantes para los químicos de la primera mitad del siglo XIX. Además de sus importantes contribuciones al

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