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Historia F+Q

Enseñando física y química a través de su historia. Un blog colaborativo de los alumnos del Master de Secundaria

Observación de partículas cargadas mediante la cámara de niebla

Al estudiar física podemos tener la idea preconcebida de que los átomos, iones y partículas subatómicas sólo existen sobre el papel y que no pueden visualizarse. Sin embargo, a poco que investiguemos en la historia de la física, podemos ver que nos equivocamos.

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UN NÚMERO PARA LOS GASES

INTRODUCCIÓN

La ley de Avogadro (formulada inicialmente como hipótesis) ha revolucionado tanto el entendimiento de los gases, como el concepto de molécula. La hipótesis de Avogadro establece que a igual de temperatura y presión, volúmenes iguales de gases contienen el mismo número de moléculas. El número de moléculas en un mol de sustancia es, por definición, el Número de Avogadro. Las leyes formuladas previamente por Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussac, fueron claves para que Avogadro pudiese enunciar su famosa ley. (Adaptación de Herradón, 2012) Seguir leyendo “UN NÚMERO PARA LOS GASES”

Rayos X: Magia, locura y progreso científico

Wilhelm Röntgen
Imagen 1: Wilhelm Röntgen. Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen

Esta es una historia que sucedió a finales de 1800. Un científico alemán llamado Wilhelm Röntgen (ver Imagen 1) jugueteaba en su sótano con un nuevo instrumento que permitía estudiar fenómeno subatómicos, un tubo de Crookes. Básicamente es una botella de cristal a la que se le ha hecho el vacío y que contiene dos placas metálicas en su interior, una en cada extremo (ver Imagen 2). Seguir leyendo “Rayos X: Magia, locura y progreso científico”

Mr. Thompson… excuse me, Lord Kelvin!

Nacido en plena revolución industrial, William Thompson (1824-1907) fue un físico y matemático británico notable por sus contribuciones en el campo de la termodinámica cuando el hombre intentaba controlar la formidable fuerza que había descubierto y esa ciencia estaba todavía en mantillas. Seguir leyendo “Mr. Thompson… excuse me, Lord Kelvin!”

UREA: serendipia, victoria frente al vitalismo y el nacimiento de la química orgánica

El mecanicismo cartesiano es una corriente filosófica, liderada por René Descartes (Figura 1), que afirma que el cuerpo es una máquina y que todas sus operaciones deben ser explicadas por los mismos principios y leyes físicos que se aplican al mundo inanimado.

No obstante, ante el fracaso de esta corriente en la explicación de la singularidad de lo orgánico, el vitalismo (doctrina filosófica que postula que los organismos vivos se caracterizan por poseer una fuerza vital que los diferencia de forma fundamental de las cosas inanimadas; Bechtel and Richardson, 1998) empezó a expandirse por Europa a finales del siglo XVIII.

Figura 1. René Descartes

Desde un punto de vista de la química, los vitalistas hacían una diferenciación inquebrantable entre la química inorgánica (cosas inanimadas) y la química orgánica (organismos vivos). Todo esto cambió gracias al descubrimiento de un joven muy entusiasta y algo rebelde, que no estaba convencido de la existencia de la “fuerza vital”, Friedrich Wöhler (Figura 2).

Figure 2Friedrich Wöhler

En 1828 logró sintetizar en el laboratorio un producto elaborado por los organismos vivos, la urea (NH2 – CO – NH2; Figura 3) a partir de un compuesto inorgánico, cianato amónico (NH4CNO).

Figura 3. Urea

Al mezclar cianato de potasio (KOCN) con cloruro de amonio (NH4Cl), ambos en solución, luego calentar y luego enfriar, obtuvo cianato de amonio. El cual, al calentarse, sufre una transposición, convirtiéndose en urea reacción [1].

Reacción 1. Síntesis de la urea

Había sintetizado un compuesto orgánico a partir de compuestos inorgánicos. El vitalismo no tenía sentido. Wöhler escribió a su maestro Berzelius (Figura 4) lo siguiente:

Debo decir que puedo hacer urea sin la intervención de un riñón animal, sea de hombre o de perro”.

Figura 4Jons Jacob Berzelius

Un aspecto curioso es que se trató de un descubrimiento fortuito, un hallazgo accidental de un resultado tan valioso como inesperado, lo cual se suele designar como serendipia (Romanillos, 2001).

La relevancia de este descubrimiento es tan grande que cuando estudiamos química, siempre se afirma que así nació la disciplina de la química orgánica y así murió la corriente filosófica del vitalismo (Ilana, 2008).

Actividades

  1. Busque y describa dos ejemplos relevantes en el campo de la química aplicada sobre síntesis de compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas.
  2. ¿Qué otros descubrimientos conoce que se hayan alcanzado gracias a la serendipia? Describa al menos tres.

Objetivos

  1. Comprender las diferencias entre química orgánica y química inorgánica.
  2. Descubrir los beneficios que supuso para la sociedad la capacidad de síntesis de compuestos orgánicos.
  3. Comprender el contexto social en el que se desarrollaban los avances científicos.

Evaluación

El contenido servirá como introducción a la química orgánica por lo que se evaluará la participación del  alumno y la utilización de un lenguaje apropiado para expresar los conceptos e ideas a trasmitir.

Referencias

Bechtel, W and Richardson, R.C. (1998). Vitalism. In E. Craig (Ed.), Routledge Encyclopedia of Philosophy. London: Routledge. Vitalism

Romanillos, P (2001) Las serendipias más famosas ¡Menuda chiripa!. Oceano Ambar.

Illana Rubio, J.C. (2008) La química y la biología bases de la bioquímica. Nacimiento de una nueva ciencia. Anales de Química, 104(3), 234-239. Recuperado de http://bit.ly/2xtRVNK

Roberto Taboada Puig

Galileo y la aceleración de la gravedad

 

Figura 1. Portada de los “Discorsi”. Galilei, G. (1638).

“Mi propósito es enunciar una novísima ciencia sobre un asunto muy antiguo: el movimiento. Yo he descubierto, por medio de la experimentación, algunas de sus propiedades que vale la pena conocer y que hasta hoy no habían sido demostradas. Sí, se habían hecho algunas observaciones superficiales sobre el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A.) de un peso en caída libre, pero nada más. Pues bien, yo lo he podido medir y explicar; y, lo que es más importante, he abierto las puertas de esta gran ciencia a otras mentes más agudas que la mía para que exploren sus rincones más remotos.”

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Cuando España se puso en órbita.

15 de noviembre de 1974. España ponía un satélite en órbita por primera vez, un hito de la industria aeroespacial patria al que los periódicos de la época dedicaron páginas enteras. No era para menos. Un país en el que «inventaban otros» conseguía poner un cacharro en el espacio. Se trataba de INTASAT. Un artefacto de 20 kilos del tamaño de un horno destinado a estudiar la ionosfera. Fue lanzado a bordo de un cohete Delta desde las instalaciones de la NASA en Florida.

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Bye, bye Sistema Solar

Recientemente se han cumplido cuarenta años del inicio del viaje de las dos sondas Voyager. Poca gente sabe que la misión estuvo a punto de fracasar poco antes del lanzamiento. Nuevas predicciones indicaban que los campos electromagnéticos de Júpiter eran tan intensos que se corría el riesgo de que afectasen a los sistemas de la nave hasta el punto de freírlos. Uno de los técnicos compró todos los rollos de papel de aluminio de cocina que encontró en un supermercado, los cuales utilizaron para blindar los cables que se encontraban expuestos.

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¡Y por fin llegó la Química orgánica!

La história de la química orgánica nos lleva al siglo XIX. En ese momento todos los compuestos orgánicos se asumia que procedian exclusivamente de los seres vivos, ya sea de animales o de plantas, de ahí su nombre. No fue hasta el experimento de Wöhler cuando se consiguió sintetizar un producto orgánico a partir de moléculas inorgánicas, cambiando así lo que se creía anteriormente de que toda molécula orgánica provenía de los seres vivos.

Los compuestos orgánicos más sencillos són los hidrocarburos, que son moléculas que solo contienen átomos de carbono e hidrogeno. Este tipo de moléculas son los esqueletos fundamentales de todas las moléculas orgánicas. Las modificaciones de los distintos átomos de hidrogeno por otros átomos son lo que dan variedad a los productos orgánicos.

La clasificación de los mismos se lleva a cabo por el número de enlaces. Los hidrocarburos cuyos enlaces son saturados son llamados alcanos, es decir, aquellos que no admiten más atomos de hidrogeno. Tenemos en su representación más reducida al etano. Los hidrocarburos que contienen algún enlace doble entre atomos de carbono son los denominados alquenos el más pequeño de los cuales lo llamaremos eteno. Los átomos en los que existe un enlace triple se denominan alquinos y el más sencillo se conoce como etino.
Tanto los alquenos como los alquinos tienen espacio para más átomos de hidrogeno, por lo que se les llama hidrocarburos insaturados.

Existe además otra serie de hidrocarburos, que se conocen habitualmente como carburos aromáticos, el más simple de los cuales es el benceno, el cual está formado por un anillo hexagonal de carbonos.

Este tipo de productos sinteticos se usan actualmente para muchos fines: Carburantes, medicamentos, plásticos, pinturas, perfumes…

Actividad:
Ver el síguiente video corto:
Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos

Se forman grupos de 5 alumnos y plantearles lo siguiente:
En el video nos muestra algún ejemplo de producto que se elabora con hidrocarburos, ¿Cónoceis materiales compuestos por moléculas orgánicas? Listad los que conozcais.

Juego de reconocimiento de moléculas orgánicas mediante modelos.
Se plantean tres moléculas y se asignan puntos al equipo que acierte
Ejemplo imagen:

¿Clasifica los siguiente compuestos según sean orgánicos o inorgánicos?

-Ácido Sulfúrico
-Butano
-Lejía(Hipoclorito de sódio)
-Agua
-Ácido graso insaturado
-Gasolina

Al ser moléculas con átomos de carbono orgánico pueden dar origen por combustión a moléculas de carbono inorgánico. ¿Recordais la reacción de combustión? ¿A qué problema ambiental nos lleva la combustión de hidrocarburos?

Objetivos:
1.Introducción a los compuestos orgánicos

2.Entender la variablidad en la composición de los compuestos orgánicos.
3.Saber diferenciar un compuesto orgánico de uno inorgánico.
4.Recordar el concepto de combustión
5.Concienciar sobre el efecto invernadero por CO2
6.Visualizar la estructura química del carbono y los diferentes tipos de enlaces

CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Mediante el juego podemos evaluar la asimilación de los conceptos de orgánico-Inorgánico y sus diferencias

Bibliografía:
Primo, E. (1996) Química orgánica básica y aplicada Tomo I P. 113-125 Barcelona. Ed.Reverté.

Video:
Coby Piña. (Diciembre 3, 2014). Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=BLCyWTO3174

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