Introducción a la química: perspectivas e historia de la química

EN NUESTRAS conversaciones diarias oímos y usamos con bastante frecuencia. la palabra Química, sea como sustantivo, sea como adjetivo. Así, por ejemplo, cuando una persona quiere significar que cierto vino está adulterado, dice: "tiene mucha química"; cuando se quiere decir que los alimentos que se consumen en la actualidad son distintos de los que se consumían antes, se contraponen los calificativos de "naturales" y "químicos". Oímos hablar de "guerra química" como de una guerra terrible e inhumana, pues ese concepto envuelve la idea de armas tales como gases tóxicos e incendiarios. De tanto en tanto aparecen en los diarios y en los periódicos noticias que informan, con gran sensacionalismo, de que algún químico ha descubierto un sistema para ob~ tener nafta del agua de mar, lana de la leche, vidrio flexible del carbón y del azúcar, o cosas por el estilo. Estas noticias, donde se mezclan en conjunto abigarrado la verdad y la fantasía, suelen apasionar durante algunos días al público, hasta que otra noticia importan k desaloja a aquélla del centro del interés del "amable lector".

En resumen, la palabra "química", salvo raras excepciones, designa siempre en el lenguaje popular algo desagradable ("vino con mucha química"), terrible ("guerra química") o misterioso. ¿Corresponde a la realidad esta apreciación popular? Absolutamente, no. Cambia por completo la opinión que se tiene de la Química cuando se considera que gran número de los objetos y productos que contribuyen a volver placentera y cómoda la vida moderna se deben enteramente a la Química, o bien que esta ciencia ha contribuído a su perfeccionamiento y bajo costo, que los ha colocado al alcance de casi todas las personas. En efecto, ¿sabe el lector que antes de que la Química fabricase los colorantes sintéticos que realzan maravillosamente la belleza de las telas con que se hacen sus trajes y corbatas, y todos los vestidos de los suyos, era un lujo sólo alcanzable por los poderosos el usar telas primorosamente coloreadas? ¿Sabe que la expresión "púrpura real" indicaba un colorante que sólo usaba la nobleza?

Como puede verse con esta enumeración, que podría continuarse hasta llenar toda una página, la Química no se reduce a la terrible guerra química o a los "mejoradores químicos" del pan. También se halla en las cosas buenas y agradables, y en estas últimas con mucha mayor frecuencia que en las otras. De modo que debemos cambiar por completo nuestra posición frente a la Química: no es el "cuco" que asusta a los niños, sino un hada bienhechora que nos obsequia diariamente con los productos de su actividad, y sin la cual no serían posibles gran número de los progresos técnicos a que estamos acostumbrados.

¿Cómo ha llegado la Química a realizar todas estas maravillas? Porque no puede ser calificada de otro modo la obtención de colorantes rojos, amarillos y verdes, de perfumes deliciosos y de explosivos poderosísimos a partir de un líquido pegajoso, negro y maloliente como es el alquitrán de hulla. Ni dejan de ser maravillosas, por el hecho de
usarse con tanta frecuencia, las drogas que como las "sulfas" hacen desaparecer enfermedades, antes casi siempre mortales, en un tiempo extremadamente corto. El panorama de la Química actual y de sus perspectivas futuras es apasionante, aun para la persona de temperamento más flemático. Pero si apasionan las realizaciones de esta ciencia, es aun más arrobador considerar cuáles son los instrumentos que ha usado para lograr su obra gigantesca. Vamos a considerarlos en este curso. Nuestra posición será la del niño que frente al hermoso cronómetro de su padre que tanto atrae su atención, desea descubrir el oculto mecanismo que produce el tictac y hace marchar las agujas. Nos maravillaremos de la sencillez del mecanismo y de su funcionamiento admirable.

La invención de la rueda es considerada por algunos como el hecho que más ha contribuido al progreso mecánico de la humanidad. Es probable que así sea. Igual importancia tiene, desde el punto de vista de muchas actividades, el descubrimiento del fuego. Perdido quizás en las brumas de la Prehistoria, existió un ser humano que en algún lugar del planeta descubrió el fuego. Sería difícil enumerar todas las aplicaciones del fuego en sus múltiples formas. La cocción de los alimentos es la aplicación más conocida y utilizada en los hogares. Sin el fuego sería imposible, entre otras cosas, fabricar el vidrio, la loza y la porcelana, obtener metales, hacer marchar las fábricas, las locomotoras y los automóviles, obtener el alcohol y las bebidas destiladas y en general todos los productos que se denominan "químicos".

Aunque el hombre primitivo, y hasta el de épocas relativamente próximas a los tiempos actuales, desconoció muchas de las aplicaciones del fuego, éste le era indispensable. Tanta fué su admiración y agradecimiento a ese fenómeno natural, que el fuego intervenía, como dios o como elemento litúrgico, en muchas religiones. Frente al fuego, y en general a cualquier fenómeno, caben al hombre' dos posiciones: la utilitaria, la del técnico que busca aplicar a fines útiles el fenómeno, y la razonadora, esto es, la del filósofo, que se preocupa en buscar la razón del hecho observado. Ambas son igualmente respetables, aunque sus finalidades sean en apariencia distintas. El filósofo primitivo ha creado, con sus meditaciones, las disciplinas científicas actuales, entre las cuales se halla la Química.

Una prueba de esto es el hecho de que los hombres de ciencia se llamaban hasta hace muy poco "filósofos naturales", y los libros de Química teórica, hasta los del siglo pasado, solían titularse "Curso de filosofía química". Es claro que a poco que se avanzó en el desarrollo histórico de esta ciencia, los pensadores advirtieron que la meditaciónpor sí sola no bastaba para descubrir los secretos de la naturaleza, y para arrancárse10s crearon la investigación experimental, instrumento que en manos de alquimistas y químicos condujo al portentoso desarrollo actual de esta rama del saber y al cual se deberán los progresos que en el futuro se realicen.

Pero, por una extraña ironía, la posición contemplativa del filósofo, que no es otra la del investigador de la actualidad, aun cuando sus medios sean distintos, ha conducido a realizar más ampliamente el propósito utilitario. Todas las aplicaciones actuales de la Química surgen de la investigación. Todo secreto descubierto por ésta es una verdad adquirida que se transforma automáticamente en una fuente de aplicaciones nuevas. Hoy podemos afirmar que ambas actitudes son inseparables: no hay aplicaciones prácticas sin conocimientos teóricos y sin 'investigación experimental. El laboratorio químico se ha transformado en un elemento indispensable de la técnica y de la ciencia. Desde su creación, en la época lejana de la Alquimia, hasta la actualidad, el número de laboratorios ha crecido en forma fabulosa. Pero también se ha transformado su aspecto.

Desde las cuevas y sótanos insalubres, oscuros y misteriosos de los buscadores de la Piedra filosofal y del Elixir de la larga vida, se ha llegado a los actuales laboratorios, limpios, iluminados y con una atmósfera respirable, a través de una paulatina evolución. Los grabados adjuntos muestran tres etapas del laboratorio químico. En la actualidad ninguna industria química puede prescindir del laboratorio. Los "filósofos químicos" de hoy usan guardapolvos blancos y se parecen en todo a los demás hombres, y, a pesar de ello, manejan con gran habilidad la varita mágica de la ciencia, con la cual de tanto en tanto obtienen resultados que maravillan a la humanidad. Pero para ello han aprendido el mecanismo y el funcionamiento de las simples leyes naturales que rigen los fenómenos químicos.
 

 

Historia de la química

 

Antes de trabar conocimiento con ese mecanismo de leyes, vamos a realizar una excursión por el pasado de la Química, con el objeto de hacemos cargo del significado histórico del momento actual de esta ciencia, resultado de una larga y penosa evolución.

El Egipto milenario ofrece el primer ejemplo, en orden cronológico, de un sistema organizado de conocimientos químicos prácticos. Sabían fabricar vidrio, obtener metales a partir de minerales, embalsamar cadáveres, fabricar cosméticos' e imitar, mediante hábiles falsificaciones, metales preciosos, usando metales innobles y recetas donde se describía con todo detalle el modus operandi. Los historiadores de la ciencia discuten y estudian la posibilidad de que los conocimientos químicos de los egipcios hayan sido heredados de civilizaciones anteriores a la de ellos. Esto es probable. Pero lo cierto es que la influencia del Egipto ha sido tan grande en el desarrollo de los conocimientos químicos prácticos primitivos, que el nombre actual de la Química deriva, según opiniones autorizadas, del nombre  que los egipcios daban a su propio país:

Chemeia, llegado a la civilización actual a través del griego, por una parte, y del árabe por otra. Eran también de carácter práctico los conocimientos químicos que existían en épocas lejanas en la India y en la China.
Comienza una era distinta en el pensamiento humano cuando aparece en el escenario de la Historia el pueblo griego. Se ha dicho, con razón, que los griegos descubrieron, entre otras cosas, el pensamiento humano. Esto es, descubrieron que con la razón se podía llegar a demostrar muchas cosas, si se aplicaba rectamente. Con la alegría del niño al que se le obsequia una linterna y quiere con ella iluminar todas las cosas, en su afán de jugar, los griegos procuraron aplicar la razón a todas las cosas y crearon la Filosofía. En Química, se puede afirmar que crearon la posición meditativa a que hicimos referencia antes. Se equivocaron y acertaron; pero crearon la ciencia. A ellos se debe la teoría general de que toda la diversidad del mundo que nos rodea puede reducirse a una simplicidad esencial: todo está hecho de fuego, dice Heráclito; todo está formado por aire, dice Anaxímenes; todo cuanto existe proviene del agua, afirma Tales de Mileto. Cada uno de ellos aporta sus razones para sostener la afirmación que hace.

Todos se equivocaron; pero crearon la idea de elemento, que aparecerá luego en Aristóteles con la teoría de que los elementos son cuatro: fuego, aire, agua y tierra, que provienen de la combinación de un par de lo frío, lo seco, lo húmedo y lo caliente, con una materia primaria. Aristóteles en esto estaba también equivocado, como veremos más adelante; pero la idea de elemento quedó establecida para siempre en la Filosofía natural, y precisando y definiendo correctamente esta idea se llega históricamente a la noción actual de elemento.

Juntamente con la idea de elemento se introduce en la Filosofía natural de los griegos la noción de la indestructibilidad de la materia, y de su increabilidad. Es llamativo este hecho, por cuanto esa afirmación contrariaba el sentido común: cuando se quema un trozo de leña quedan unos pocos gramos de ceniza; parece que una cantidad de materia ha desaparecido. Y, sin embargo, Tales de Mileto, con una intuición genial, afirma que la materia es eterna y principio de todas las cosas. Esta idea es confirmada por Anaximandro, quien afirma: "de la nada no sale nada", y por otro griego, Anaxágoras, que sostiene lo mismo.

Pero la contribución más importante, quizá, del pensamiento griego a la Química es el aporte de la Escuela atomística. En efecto, esta escuela, cuyos representantes más conspicuos son Leucipo, Demócrito y Empédocles, sostiene que el mundo es el resultado del vacío, receptor inmenso, y de los átomos invisibles e indivisibles, y de formas diferentes. No puede menos que admirarse este enunciado, hecho hace más de dos mil años, de una idea que habría de transformarse en la teoría atomística moderna.

En contraste: con estas brillantes especulaciones teóricas, los griegos poco aportaron al conocimiento químico utilitario; pero en Alejandría, hija de Grecia, se produjo el milagro de la fusión de las corrientes contemplativa y práctica. En esta ciudad, extraño emporio donde se encontraron, por razones históricas y geográficas, las corrientes de pensamiento más dispares, se originó la que iba a ser con el tiempo la Química actual, a través de una etapa intermedia de Alquimia. Los sabios del Museo de Alejandría eran teóricos y prácticos, pues se unía a su estirpe griega el tener a sus espaldas el Egipto, con todas sus viejas tradiciones de empirismo.

En esta época, es decir, a principios de la Era Cristiana, y de un modo oscuro, nace la Alquimia, cuyo reinado llega hasta entrado el siglo XVII, en el cual se transforma en la Química. ¿Qué se proponían los alquimistas? Nada menos que encontrar la Piedra filosofal, a cuyo contacto los metales viles, como el plomo y el cobre, se transformarían en oro, y el Elixir de la larga vida, líquido que, ingerido en dosis convenientes, preservaría de la vejez y de la muerte a los seres humanos.

Fueron alquimistas los llamados químicos árabes A vi cena y Geber, el catalán Raimundo Lulio, Alberto Magno y Roger Bacon. La actividad de los alquimistas no fué siempre honesta, y lograron embaucar y despojar de su dinero, con sus malas artes, a muchos incautos. ¿Encontraron lo que se proponían? No; pero en su búsqueda de dos quimeras, descubrieron muchas sustancias que luego fueron de gran utilidad, perfeccionaron los métodos experimentales y prepararon el advenimiento de la Química.

Superpuesta con la Alquimia, en su último período, aparece la Iatroquímica, cuyo representante típico es Paracelso (1490-1541). La Iatroquímica se proponía curar las enfermedades, y su base "teórica" era la siguiente: El cuerpo humano está formado por la mezcla o combinación en proporciones determinadas de los elementos de la naturaleza. Cuando la proporción es correcta existe la salud, siendo la enfermedad una consecuencia de la alteración en los valores  de esa proporción. Si mediante una medicación apropiada introducimos en el cuerpo enfermo el elemento que falta, se restablece la salud. Puede decirse que la Iatroquímica es la antecesora de la Quimioterapia moderna, aunque los fundamentos de ésta son totalmente distintos.

En esta época, y por obra de los árabes, predomina entre los filósofos de la naturaleza la idea de los elementos; pero éstos ya no son aquellos de los griegos, sino tres nuevos (tria prima): el azufre, o principio del fuego, el mercurio, o principio de la fluidez, y la sal, o principio de la solidez. Esta idea fué defendida vigorosamente por el monje dominico Basilio Valentín en la última mitad del siglo xv) aunque añadió a la tria prima el archaeus) esto es, la fuerza o energía con la cual el Regidor del Universo determina los fenómenos, incluso los químICOS.
La Alquimia lega sus conocimientos a la Química y desaparece casi por completo de la escena cuando en ella entra Robert Boyle (1627-1691), a quien se llama el fundador de la Química, en el

sentido actual. Este químico, el primer hombre de ciencia que recibió tal nombre, escribió un célebre libro, Sceptical Chymist, donde, recogiendo la idea de los elementos, precisa la noción y le da un significado casi idéntico al actual. Boyle creía que el calor era un elemento. Se pueden considerar como predecesores inmediatos de Boyle a Jean Rey, quien en 1630 demostró que el estaño aumentaba de peso al ser calcinado, y a van Helmont (15771644), que realizó estudios interesantísimos sobre los gases, las fermentaciones y el crecimiento de las plantas. El interés despertado por los estudios de Boyle condujo a la formación de una pléyade de investigadores entre los que se encuentran Hooke y Mayow (siglo XVII), Priestley (1733-1804) y Cavendish (1731-1810), cuyos estudios, experimentos y controversias condujeron al descubrimiento del oxígeno, del hidrógeno, del nitrógeno, y al establecimiento de la composición del agua y del aire. Esta época estuvo imbuída de un error que debía ser refutado por Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). El error, que seguramente retrasó el desarrollo de la Química en más de un siglo, consistía en postular la existencia de una "sustancia" llamada flogisto. Este error debe imputarse en primer lugar a Boyle, pues sus ideas dieron pábulo a las .lucubraciones de Becher (1635-1682) Y Stahl (1660-1734), que condujeron a los químicos a la idea errónea de la existencia del flogisto.

Con Lavoisier se cierra el período del flogisto, pues él dió el golpe de muerte a esta teoría falsa y estableció definitivamente la noción de elemento, la composición del agua, del aire, la existencia del oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, y aportó muchas otras contribuciones de valor. En su oportunidad veremos la enorme importancia que tiene el oxígeno en Química.
Pero la contribución más grande de Lavoisier fué el haber establecido sobre bases experimentales la ley de conservación de la materia, ya enunciada en términos filosóficos por los griegos.

John Dalton (1766 1844) recogió las ideas de la escuela atomista griega y estableció definitivamente en la ciencia la teoría atómica, que luego de varias correcciones y ampliaciones se iba a transformar en un poderoso instrumento de investigación. Desde entonces la Química contó con una constelación de sabios que la transformaron en lo que es hoy. Entre éstos, son astros de primera magnitud: Davy (1778-1829), Berzelius (1779-1848), Faraday (1791-1867) y Avogadro (1776-1856). El siglo XIX contempló el nacimiento de la Química orgánica y de la Fisicoquímica, que iban a hacer del actual siglo xx la "era de la Química", como ha sido llamado con toda justicia.
De algunas de las cosas que acabamos de decir parecería deducirse que los fundadores de la Química no añadieron nada fundamental a las ideas griegas. Sin embargo, hay una diferencia esencial entre las especulaciones griegas y las verdades conquistadas por Lavoisier, Dalton y Berzelius. La diferencia es ésta: mientras que los griegos sólo discurrían, los químicos realizaban experimentos y razonaban sobre ellos. En lo que sigue tendremos ocasión de ver con toda claridad en qué consiste esencialmente esa diferencia.