INTRODUCCIÓN
Soledad Esteban Santos
UNIVERSIDAD
NACIONAL DE
EDUCACIÓN A
DISTANCIA
INTRODUCCIÓN
© UNIVERSIDAD NACIONAL
DE EDUCACIÓN A DISTANCIA - Madrid, 2001 Librería UNED: c/ Bravo Murillo, 38
Teléfs.: 91 398 75 60/73 73. E-mail: [email protected] © Soledad Esteban Santos
ISBN: 84-362-4347-1
Depósito legal: M. 11.496-2002 Primera edición: septiembre de 2001
Primera reimpresión: marzo de 2002 Impreso en España - Printed in Spain Imprime: Fernández Ciudad, S. L. Catalina Suárez, 19. 28007 Madrid
CUADERNOS DE LA UNED (35211CU01)
INTRODUCCIÓN A LA HISTORIA DE LA QUÍMICA
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PRESENTACIÓN ... TEMA 1. LOS QUÍMICOS ANTE SU HISTORIA ... 1.1. INTRODUCCIÓN... 1.2. LA QUÍMICA Y LA CIENCIA ... 1.2.1. Algunos conceptos previos... 1.2.2. El método científico. ... 1.3. LA EVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA: RASGOS GENERALES .... 1.3.1. Orígenes y desarrollo de la química ... 1.3.2. Pasos en la evolución de la química ... 1.3.3. Evolución de la química en relación a otras ciencias ... 1.4. ORIGEN DE LA PALABRA «QUÍMICA»... 1.5. ESTRUCTURA DE ESTE TEXTO ...
BLOQUE TEMÁTICO I Los primeros pasos de la Química
TEMA 2. LA QUÍMICA PRIMITIVA ...
2.1. INTRODUCCIÓN... 2.2. LA QUÍMICA EN LA PREHISTORIA... 2.3. LA QUÍMICA EN LAS PRIMERAS CIVILIZACIONES
HISTÓRICAS ... 2.4. LA QUÍMICA PRÁCTICA EN EXTREMO ORIENTE... 2.5. PRIMERAS TECNOLOGÍAS: CERÁMICA, VIDRIO Y ESMALTES
13 15 17 17 18 19 20 20 21 22 23 24 29 31 31 33 34 35
ÍNDICE
2.6. EL TRABAJO CON METALES: LA METALURGIA ... 2.6.1. Uso de los metales en la Antigüedad ... 2.6.2. Minerales y procesos químicos de la metalurgia... 2.7. PRODUCTOS QUÍMICOS SEGÚN LOS TEXTOS ANTIGUOS. 2.8. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 3. LAS PRIMERAS TEORIZACIONES EN QUÍMICA...
3.1. INTRODUCCIÓN... 3.2. ESTUDIO DE LA MATERIA EN LA FILOSOFÍA NATURAL
GRIEGA... 3.2.1. Filósofos presocráticos... 3.2.2. Aristóteles ... 3.2.3. Epicúreos ... 3.2.4. Estoicos ... 3.3. EVOLUCIÓN DE LA IDEA DE ELEMENTO... 3.4. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 4. LA ALQUIMIA ...
4.1. INTRODUCCIÓN... 4.2. ORÍGENES Y DESARROLLO DE LA ALQUIMIA ... 4.3. LA ALQUIMIA CHINA ... 4.4. LA ALQUIMIA GRIEGA ... 4.5. LA ALQUIMIA ÁRABE ... 4.6. LA ALQUIMIA EN EL OCCIDENTE CRISTIANO ... 4.7. REFLEXIONES FINALES ...
BLOQUE TEMÁTICO II Los pasos hacia la Ciencia
TEMA 5. LA IATROQUÍMICA O QUÍMICA MÉDICA DEL
RENACIMIENTO ...
5.1. INTRODUCCIÓN... 5.2. PRIMEROS TIEMPOS DE LA QUÍMICA RENACENTISTA ... 5.3. PARACELSO Y LA IATROQUÍMICA ... 5.3.1. Paracelso: notas sobre su vida ... 5.3.2. Ideas químicas de Paracelso ... 5.3.3. Paracelso como médico ...
8 INTRODUCCIÓN A LA HISTORIA DE LA QUÍMICA
36 37 39 40 42 45 47 48 48 48 50 51 51 52 53 55 56 57 59 61 63 65 69 71 72 73 73 74 74
5.4. DESARROLLO DE LA IATROQUÍMICA... 5.4.1. Van Helmont: el químico de lo cuantitativo y del agua .. 5.5. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 6. BOYLE: EL SENTIDO QUÍMICO Y EL SENTIDO RELIGIOSO ...
6.1. INTRODUCCIÓN... 6.2. LA TEORÍA ATÓMICA EN LOS INICIOS DEL
RENACIMIENTO ... 6.3. BOYLE: VIDA Y ACTIVIDAD CIENTÍFICA... 6.3.1. Algunos datos de su biografía... 6.3.2. Boyle y la teoría corpuscular ... 6.3.3. Boyle y la teoría ácido-base ... 6.3.4. Boyle y el estudio de los gases ... 6.3.5. Boyle y la interdisciplinaridad... 6.4. OTROS CIENTÍFICOS DE ESTA ÉPOCA ... 6.5. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 7. CERCA DEL CAMBIO: EL FLOGISTO Y LA QUÍMICA PNEUMÁTICA ...
7.1. INTRODUCCIÓN... 7.2. NEWTON Y LA QUÍMICA ... 7.3. LA TEORÍA DEL FLOGISTO... 7.3.1. Antecedentes históricos y científicos ... 7.3.2. Stahl y la teoría del flogisto ... 7.4. LA QUÍMICA PNEUMÁTICA ... 7.4.1. Inglaterra y la química pneumática: Black, Cavendish y Priestley... 7.4.2. Otros químicos del flogisto ... 7.5. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 8. LAVOISIER Y LA LLEGADA DE LA NUEVA QUÍMICA
8.1. INTRODUCCIÓN... ÍNDICE 9 75 76 79 81 83 83 84 84 85 87 87 89 90 90 93 95 95 97 97 98 100 100 104 106 107 109
8.2. NOTAS SOBRE LA VIDA DE LAVOISIER... 8.2.1. Datos biográficos... 8.2.2. Formación y actividad científica ... 8.2.3. Corrientes científicas en la formación de Lavoisier ... 8.3. LABOR CIENTÍFICA DE LAVOISIER ... 8.3.1. Trabajo sobre metales ... 8.3.2. Composición del aire... 8.3.3. Trabajos sobre el agua... 8.4. LA NUEVA QUÍMICA: ADIÓS AL FLOGISTO... 8.4.1. Nueva química y necesidad de una nueva nomenclatura 8.4.2. Extensión a otros países... 8.5. OBRA ESCRITA DE LAVOISIER ... 8.6. REFLEXIONES FINALES ...
BLOQUE TEMÁTICO III Los pasos de la Nueva Química
TEMA 9. DALTON Y LA TEORÍA ATÓMICA ...
9.1. INTRODUCCIÓN... 9.2. PRIMERAS CONSECUENCIAS DE LA QUÍMICA
CUANTITATIVA... 9.2.1. Richter, la ley de los números proporcionales y la
estequiometría ... 9.2.2. Ley de las proporciones definidas de Proust ... 9.2.3. Ley de las proporciones múltiples... 9.2.4. Gay-Lussac y las leyes volumétricas... 9.3. DALTON: TRABAJO EXPERIMENTAL DE IDEAS ... 9.3.1. Breve biografía de Dalton ... 9.3.2. Labor científica de Dalton ... 9.3.3. Dalton y la ley de volúmenes de combinación... 9.3.4. El «complemento» de la teoría atómica: principio de Avogadro ... 9.3.5. Otros trabajos de Dalton ... 9.4. BERZELIUS Y EL DESARROLLO DE LA QUÍMICA ... 9.4.1. Labor científica de Berzelius ... 9.5. OTRAS APORTACIONES IMPORTANTES ... 9.6. REFLEXIONES FINALES ...
10 INTRODUCCIÓN A LA HISTORIA DE LA QUÍMICA
109 109 110 111 112 112 114 115 116 117 118 119 119 123 125 126 126 127 129 130 130 131 132 134 134 135 136 137 138 139
TEMA 10. DESARROLLO DE LA QUÍMICA FÍSICA...
10.1. INTRODUCCIÓN... 10.2. ELECTROQUÍMICA... 10.3. QUÍMICA DE LAS DISOLUCIONES... 10.4. TERMODINÁMICA ... 10.5. CINETOQUÍMICA Y CATÁLISIS... 10.6. OTRAS ESPECIALIDADES ... 10.7. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 11. CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS Y
ESTRUCTURA DE LA MATERIA ...
11.1. INTRODUCCIÓN... 11.2. LOS GASES Y LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA ... 11.3. NECESIDAD DE UNA CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS 11.3.1. Primeros intentos de clasificación ... 11.3.2. Sistemas periódicos... 11.4. ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS ... 11.4.1. Evidencias experimentales: partículas subatómicas ... 11.4.2. Descubrimiento de la radiactividad ... 11.4.3. Las aportaciones teóricas: modelos atómicos ... 11.5. LA MECÁNICA CUÁNTICA ... 11.6. ENLACES QUÍMICOS ... 11.7. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 12. RESURGIMIENTO DE LA QUÍMICA ORGÁNICA ...
12.1. INTRODUCCIÓN... 12.2. QUÍMICA ORGÁNICA «PRIMITIVA»... 12.3. NECESIDAD DE UNA CLASIFICACIÓN ... 12.3.1. Clasificación por radicales... 12.3.2. Clasificación por tipos ... 12.4. QUÍMICA ORGÁNICA ESTRUCTURAL ... 12.4.1. Soporte experimental ... 12.4.2. El mundo de las ideas ... 12.4.3. Kekulé y la química estructural... 12.4.4. La estereoquímica ... ÍNDICE 11 141 143 144 146 149 152 154 155 157 159 159 161 161 162 164 164 165 167 168 168 171 173 175 176 177 177 179 180 180 181 182 183
12.5. LA SÍNTESIS ORGÁNICA ... 12.6. AUGE DE LA QUÍMICA ORGÁNICA: SU PRESENTE
Y SU FUTURO ... 12.7. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 13. EVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA INORGÁNICA Y DE LA QUÍMICA ANALÍTICA ...
13.1. INTRODUCCIÓN... 13.2. QUÍMICA INORGÁNICA ... 13.2.1. Descubrimiento de nuevas sustancias... 13.2.2. La teorización en Química Inorgánica ... 13.2.3. Química Inorgánica de síntesis ... 13.3. QUÍMICA ANALÍTICA... 13.3.1. Primeros tiempos del análisis químico ... 13.3.2. Desarrollo con los químicos del flogisto ... 13.3.3. Desarrollo desde el sigloXIX...
13.4. REFLEXIONES FINALES ...
TEMA 14. LA INDUSTRIA QUÍMICA Y LAS RELACIONES CIENCIA /TECNOLOGÍA/SOCIEDAD ...
14.1. INTRODUCCIÓN... 14.2. PRIMERAS INDUSTRIAS QUÍMICAS ... 14.2.1. Un ejemplo: la industria de la porcelana ... 14.3. INDUSTRIAS INORGÁNICAS: ALGUNOS EJEMPLOS... 14.3.1. La industria del carbonato sódico... 14.3.2. La industria del ácido sulfúrico... 14.4. INDUSTRIAS ORGÁNICAS ... 14.4.1. Un ejemplo: la industria de los colorantes... 14.5. LAS INDUSTRIAS QUÍMICAS Y LAS GUERRAS... 14.5.1. Un ejemplo: la síntesis del amoniaco ... 14.6. REFLEXIONES FINALES ... BIBLIOGRAFÍA ... ÍNDICE ALFABÉTICO DE PERSONAJES...
12 INTRODUCCIÓN A LA HISTORIA DE LA QUÍMICA
184 186 187 189 191 191 192 193 194 194 195 195 196 198 199 201 202 202 203 203 206 208 208 210 210 211 213 215
El hecho de haberme dedicado durante mucho tiempo a la docencia de la asignatura de Química General y otras afines, principalmente, así como de haber dirigido y participado en cursos de Formación de Profesorado, me ha llevado a interesarme por el estudio de los aspectos históricos de la química. Y este interés, a su vez, me ha impulsado a escribir este texto. Las razones para ello se pueden desglosar de forma bastante sintética en las siguientes:
El conocimiento de la historia de la química desde la perspectiva de la evolución de sus teorías, técnicas y procedimientos, así como de las aporta-ciones de los científicos más significativos protagonistas de esa historia, constituye una indudable ayuda para los estudiantes universitarios que hayan de cursar asignaturas de química. Comprender el desarrollo de las ideas favorecerá el razonamiento, lo cual redundará positivamente en el aprendizaje de los contenidos científicos de los programas de esas asignatu-ras y también contribuirá a que se tenga una visión más humanista de la ciencia.
Pero, además, y pensando en la labor de los docentes, el conocimiento de los aspectos implicados en el devenir de la química permite a aquéllos nuevas perspectivas de enseñanza. Y sobre todo al profesorado de enseñanza secun-daria, que tiene la oportunidad de poner en contacto a los estudiantes, por primera vez, con los contenidos científicos de la química. Le ofrece así la posibilidad de utilizar la historia de la química como un potente recurso didáctico: los ejemplos que ésta brinda sobre las relaciones entre la ciencia, la tecnología y la sociedad son muy frecuentes y evidentes, con lo cual el aprendizaje de la química resultará mucho más atractivo para sus alumnos, que podrán percibirla como algo más próximo a su mundo cotidiano.
No obstante, el interés de la historia de la química no queda reducido a estudiantes universitarios o a profesores de ciencias, sino que es más amplio. De una forma más general, para todos aquéllos, científicos o no, que se sien-tan atraídos por el desarrollo de la ciencia, la lectura de temas relacionados con ello, como es el caso de este texto, puede resultarles un elemento eficaz para alcanzar al menos en parte ese objetivo.
Al llevar a cabo la revisión bibliográfica a fin de obtener la documenta-ción necesaria para elaborar este texto, pude darme cuenta de la cantidad tan enorme de páginas escritas en relación, más o menos directa, con la historia de la química. Su misma lectura impulsa a su vez a ampliar esa búsqueda, para tener acceso a otras fuentes cuya conexión con la historia de la química ya es algo más lejana (historia general, filosofía, religión, sociología,…) si bien igualmente atrayentes para poder «saber algo más».
Por todo ello, soy consciente de que mi contribución es modesta, vién-dome obligada a acotar los límites para ajustarme a la presentación de aquellos elementos primordiales que posibiliten que el lector, por una par-te, alcance una formación básica en la historia de la química y que, por otra, adquiera información para seguir profundizando en su conocimiento. Esos serían los objetivos primordiales de este texto y, además —y tal vez sobre todo— éste otro: el plantear la reflexión sobre lo que el conocimiento de los aspectos históricos de la química nos puede aportar y que, también, sea-mos conscientes del valor de esa aportación.
Tema 1
LOS QUÍMICOS ANTE SU HISTORIA
ESQUEMA DE CONTENIDOS
1.1. INTRODUCCIÓN
1.2. LA QUÍMICA Y LA CIENCIA 1.2.1. Algunos conceptos previos 1.2.2. El método científico
1.3. LA EVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA: RASGOS GENERALES 1.3.1. Orígenes y desarrollo de la química
1.3.2. Pasos en la evolución de la química
1.3.3. Evolución de la química en relación a otras ciencias 1.4. ORIGEN DE LA PALABRA «QUÍMICA»
1.1. INTRODUCCIÓN
El estudio de los contenidos de química no consiste solamente en conocer los principios, leyes, conceptos, términos y experimentos involucrados en unas teorías científicas. Debe ser algo más, si verdaderamente pretendemos captar su sentido como ciencia. La esencia de este conocimiento radica en que logremos percibir cómo han surgido esos principios, cómo se han for-mulado esas leyes, cómo han sido elaboradas las teorías que los explican y, en definitiva, cuáles han sido las trayectorias teórico-experimentales que han debido seguir los científicos hasta conseguir establecerlas.
Para alcanzar este objetivo es importante el estudio de la historia de la
química. Pero historia no en cuanto a enumeración acumulada de datos
—sean ya de carácter estrictamente químico, ya biográficos o culturales— sino más bien una historia de cómo han ido evolucionando las ideas, las técnicas, el modo de pensar y hacer de los hombres dedicados a la investigación química has-ta llevarla al cuerpo doctrinal de hoy. De eshas-ta manera, puede conseguirse has-también que la visión que muy a menudo se tiene de la química sea más positiva.
Finalmente, estudiando la historia de la química se pueden entender mejor las influencias recíprocas entre la ciencia, las innovaciones tecnológi-cas y los fenómenos sociales, motor tantas veces y, al mismo tiempo, resulta-do del devenir político, económico y cultural del hombre.
1.2. LA QUÍMICA Y LA CIENCIA
La historia de la química no debe reducirse, pues, al estudio de una serie de descubrimientos, teorías, técnicas, acontecimientos o biografías de los personajes científicos, sino que debe ir acompañado de un análisis crí-tico en el que se atienda a la evolución de las ideas implicadas en el desa-rrollo de la química y a su significado. Estos últimos aspectos deben ser el eje principal de nuestro estudio, que nos descifrarán las claves que nos ayu-den a comprender todos los demás.
Ese análisis y evolución de las ideas cae ya más dentro del terreno filosó-fico. Sin embargo, los químicos, a diferencia de otros científicos —como son por ejemplo los físicos o los biólogos—, no han solido cuestionarse la filoso-fía subyacente en sus teorías ni los aspectos epistemológicos. Y tampoco se han interesado demasiado por la historia de la química, por su propia histo-ria, si bien en los últimos tiempos hay una preocupación cada vez mayor por todo ello.
1.2.1. Algunos conceptos previos
Antes de seguir adelante, para poder buscar y hallar las respuestas a esas cuestiones y otras que se nos plantearán a lo largo de la revisión de la historia de la química, hay que partir de unas definiciones que clarifiquen y unifiquen también nuestro lenguaje. Conviene matizar previamente, aunque sea a grandes rasgos, algunos de los conceptos que son utilizados no sólo en todas las lecturas de este tipo, sino también en otras más coti-dianas, razón por lo que nos parecen tan comunes y raramente nos pre-guntamos su significado. Tales son los conceptos de «filosofía», «química» o «ciencia».
Ante todo, la palabra filosofía significa, según su etimología, «amor a la sabiduría», del griego phileo, amar y sophia, sabiduría. Según la explicación dada en el diccionario de María Moliner, la filosofía sería el nombre genérico aplicado a los razonamientos encaminados a explicar la naturaleza, a rela-cionar las causas y la finalidad del mundo físico, más allá de lo perceptible por los sentidos y de los hechos espirituales. La filosofía aplicaría tan sólo el razonamiento, pero dejaría a parte la experimentación.
Por otro lado, ¿qué entendemos por química? Muchas son las defini-ciones que podríamos dar, pero toda definición limita en cierto modo lo defi-nido, con lo cual muchas veces se pierden matices. Por ello es difícil dar una definición completa y al mismo tiempo exacta de lo que es química. Una buena aproximación sería el considerar «el conjunto de transformaciones de la materia que el hombre ha sabido aprovechar con el fin de obtener un beneficio para su vida». En este caso abarcaría todas las teorías, así como todas las operaciones, técnicas y procedimientos utilizados para tal fin des-de tiempos muy remotos hasta el presente. Esta des-definición es bastante amplia, pero también cabe otra mucho más estricta, considerando la quími-ca tan sólo en cuanto a «ciencia», en el sentido moderno que damos a esta palabra. Es decir, podría definirse como la «ciencia que se ocupa y estudia las reacciones de la materia y sus propiedades en relación a esas reaccio-nes». En este segundo caso el campo queda mucho más restringido y nos acercaríamos a épocas mucho más recientes, al delimitar la química a su calidad de ciencia.
Normalmente —y también en este texto— se opta por la primera de estas alternativas, considerando todo el desarrollo de la química desde las primeras manifestaciones humanas que han supuesto un hacer químico. Es decir,
do se habla de historia de la química se hace referencia tanto al extenso perio-do en que ésta tan sólo era una actividad eminentemente práctica como a la época desde la que ya fue una ciencia. Pasó así de ser más bien una artesanía simplemente —a veces hasta casi un arte, como se decía antiguamente—, una labor de tipo más manual que intelectual en la que estaban implicados nume-rosísimos procedimientos prácticos, operaciones y técnicas, que fue evolucio-nando hasta convertirse en una verdadera ciencia.
Esa evolución, que ocurrió en un tiempo larguísimo, ¿cómo ha ido trans-curriendo?, ¿a qué se debe esta conversión de artesanía en ciencia? Y, por otra parte, ¿cuál ha sido ese proceso y por qué ha resultado tan largo?
Para responder ello, habrá que saber a qué llamamos ciencia. La
pala-bra ciencia tiene su origen en el término latino scientia, que a su vez provie-ne del verbo scire, saber. Para el mundo clásico greco-romano tenía el signi-ficado de saber, de conocimiento, diferente al que le damos actualmente. También según el diccionario de María Moliner, ciencia hace referencia al «conjunto de conocimientos poseídos por la humanidad acerca del mundo físico y del espiritual, de sus leyes y de su aplicación a la actividad humana para el mejoramiento de la vida». O también al «conjunto de conocimientos que alguien tiene, adquiridos por el estudio, la investigación o la medita-ción». Se trata, en cualquier caso, de un conocimiento organizado y siste-matizado. Veamos cómo se pudo llegar a él en el caso de las llamadas cien-cias de la naturaleza.
1.2.2. El método científico
En un principio los hombres observaban simplemente los fenómenos ocurridos en la naturaleza. Después, comenzaron a intentar reproducirlos. Al observarlos más detenidamente, se dieron cuenta de que había tipos de fenó-menos que se repetían y que podían por tanto agruparse según unas determi-nadas regularidades. Estas regularidades las enunciaron como leyes y, muchas veces, las formularon en un lenguaje matemático. El paso siguiente, que mar-có el gran avance en el conocimiento científico, tuvo lugar cuando empeza-ron a aplicar la razón para tratar de explicar esas leyes. Esas explicaciones constituían en realidad hipótesis, puesto que era necesario comprobarlas. A partir de ellas se podían hacer predicciones que habían de verificarse experi-mentalmente. Si había una concordancia, la hipótesis era aceptada y se lle-gaba al final del camino a una teoría, de carácter mucho más amplio, ya que una teoría engloba diversas leyes e hipótesis. Estos son, de forma muy sim-plista y a grandes rasgos, las etapas fundamentales del método científico, que mediante la dialéctica teoría/empiria permite establecer teorías científi-cas, las cuales dan la posibilidad de predecir nuevos hechos. Esta es la mane-ra en que se avanza en el conocimiento científico. Y así ocurre también con la química.
De este modo, para que el mero conocimiento de nuestro mundo físico pasase a constituir una ciencia —en el sentido que entendemos actualmente—
fue y es necesario aplicar la observación y además el razonamiento. En un prin-cipio se observaban los fenómenos, bien los ocurridos espontáneamente en la naturaleza o bien los provocados en los laboratorios, y se intentaba describir-los lo más fielmente posible para después, si así convenía, intentar repetirdescribir-los. Pero cuando se comenzó a pretender explicarlos a través de la mente humana, aplicando la razón para hallar una respuesta al cómo y porqué tenían lugar, es cuando la química empezó a transformarse en ciencia.
1.3. EVOLUCIÓN DE LA QUÍMICA: RASGOS GENERALES
El hombre ha estudiado desde siempre la materia. ¿Por qué se ha preo-cupado en conocerla, en analizar su comportamiento y en tratar de transfor-marla? La respuesta parece bastante sencilla: resulta evidente que los seres humanos sintieran curiosidad, atracción y preocupación por el mundo natu-ral que les rodeaba, del que debían extraer sus medios de vida. Por esto inten-tarían conocerlo mejor y, también por esta razón, la materia ha sido objeto de estudio de muy distintos ámbitos, desde la filosofía a la química y las otras ciencias de la naturaleza, pasando incluso por las ciencias ocultas.
Por otra parte, ciertos saberes —como la astronomía, la física, la biología, la medicina o las matemáticas— han existido como tales desde tiempos muy antiguos. Los clásicos les dedicaron profunda atención e incluso los definie-ron y les adjudicadefinie-ron un nombre, de tal manera que aun hoy se conserva mucho de esa terminología. Sin embargo, con la química no ocurrió del mis-mo mis-modo, no le dieron mucha importancia y ni siquiera la nombraron, pues a pesar de que algunos historiadores han encontrado en la palabra griega
che-mia un antecedente de la palabra «química», parece ser que ambos términos
sólo tienen una relación muy lejana (algo más adelante, en este mismo tema, se analizará con más detalle la etimología de esta palabra).
1.3.1. Orígenes y desarrollo de la química
Los orígenes más inmediatos de la química y de su historia habría que buscarlos más bien en el desarrollo y evolución de la alquimia. Pero es nece-sario ir aun más lejos, retroceder en el tiempo, hasta lo que puede llamarse
química práctica de la Antigüedad, bastante rica desde un punto de vista
téc-nico pero desprovista de un cuerpo teórico que la sustentara. Además, hay que contar con una contribución importante por parte de la filosofía natural y a veces, incluso, de la ontología o ciencia del ser, puesto que se trata en defi-nitiva del estudio del ser en cuanto a su relación con el mundo en el que está inmerso. Y por supuesto, con las aportaciones importantísimas de la física, con personajes tales comoDescartes (1564-1642) o Bacon (1561-1626) que,
con sus ideas y su metodología, ayudaron a que éstas fueran incorporadas en el terreno de la química. Recordemos al primero con su obra El Discurso del
Método y su célebre frase «pienso, luego existo», que proclama por sí sola la
importancia que daba al razonamiento, o al segundo, quien trataba de
sar el conocimiento humano a través del método experimental. Ambos, en su conjunto, representan las claves del método científico, razonamiento y obser-vación.
Comenzando desde la Prehistoria, pasando por la Antigüedad y por la alquimia medieval, tras un lento desarrollo se alcanza el sigloXVII, en el que
conBoyle se introduce ya plenamente el razonamiento en la interpretación
de los fenómenos químicos, proceso que culminará en la figura deLavoisier.
Éste protagonizará —aunque con ciertas reservas— el momento de la revolu-ción química, como se analizará en el Tema 8. Boyle, por su parte, sería el pri-mer personaje fundamental con el que se inicia esa etapa de transición inme-diatamente anterior a la de la revolución química, que podría llamarse «química precientífica».
En cualquier caso, toda la química anterior a Lavoisier está íntimamente ligada muchas veces a la historia de la farmacopea, de la medicina e, incluso, de la biología. Por tanto, es necesario integrar todos esos estudios junto con los de filosofía, alquimia y química práctica. El estudio íntegro de la química se caracteriza, pues, por su marcadísima interdisciplinaridad, hecho que se sigue produciendo como una constante mucho después, a lo largo también del sigloXVIIIe, incluso, delXIX, y al contrario de la química de nuestros días,
en la que existe una marcada especialización.
Muy a menudo se ha olvidado esa interacción entre la química y la medi-cina, olvido que puede ser debido en gran manera a la preocupación casi exclusiva por la química inorgánica hasta el sigloXIX. Cuando a finales del sigloXVIIItiene lugar la revolución química, fue como resultado de las
inves-tigaciones llevadas a cabo con muchísimas sustancias que en su mayoría per-tenecían al reino mineral. En aquellos momentos lo inanimado se estudiaba desde una perspectiva química, mientras que el mundo orgánico se dirigía más hacia la medicina, la farmacia y la biología. Es un siglo después, ya en el
XIX, cuando se produce un giro en esta situación y la orgánica toma las
rien-das como una de las protagonistas principales en el desarrollo de la química.
1.3.2. Pasos en la evolución de la química
Tradicionalmente se señalan unos determinados momentos históricos, puntos clave en esta evolución y que se corresponden casi siempre con una personalidad científica. Tal es el caso tan conocido de Lavoisier, con el que se marca el acceso de la química a categoría de ciencia. Si bien esto no deja de ser cierto, hay que considerar que esta evolución y estos cambios no se han producido a saltos, bruscamente, sino que siguieron camino que no suele ser una línea recta y continua, sino más bien quebrada, con pasos hacia adelan-te y hacia atrás pero que en su conjunto tiene un sentido ascendenadelan-te hacia su meta, el establecimiento de la verdad científica. Así también, ciertos descu-brimientos que se tienen como básicos no han sido totalmente innovadores, sino que han crecido en el campo de cultivo creado al abrigo de ideas de otros hombres dedicados a la química.
Por otra parte, es cierto que ha habido largas épocas de un acentuado oscurantismo en la práctica y en el pensamiento químico. Pero no pueden desecharse, pues en cualquier caso han contribuido a que se llegase a esa «verdad». Tampoco deben menospreciarse teorías que con el tiempo resul-taron erróneas: la elaboración de una teoría —falsa o verdadera— fomenta la discusión y el debate, y éstos, a su vez, promueven la realización de nue-vos experimentos para demostrar la postura defendida, para ratificarla o para rebatirla.
Asimismo, cuando se analiza la evolución de las ideas en química se observa con frecuencia un hecho que, por otra parte, no es en absoluto aje-no al desarrollo de cualquier otra disciplina, ya sea experimental o aje-no. Se trata de las grandes barreras que se alzan ante el surgimiento de hechos y doctrinas que pueden contradecir, aunque sólo sea en parte, lo que ya está establecido y aceptado por la comunidad científica. Es en definitiva, la
resistencia al cambio, que aparece casi como una constante en todas las
ramas del saber, en todas las culturas y en casi todas las manifestaciones del hombre en cuanto a ser social. Por ello, esta reacción ante lo nuevo tie-ne, en realidad, una dimensión mucho más amplia. Esta resistencia al cambio nos demuestra que el trabajo científico implica una tarea que exi-ge no sólo paciencia, meticulosidad, imaginación, perspicacia o intuición, sino también valentía y tesón. Valentía para exponer unas ideas tantas veces rechazadas por la sociedad y tesón para insistir en ellas hasta lograr que sean aceptadas por esa misma sociedad. Camino tortuoso que han debido seguir tantos científicos y que muy a menudo no se han visto coro-nados por el éxito hasta mucho tiempo después, incluso con posterioridad a su muerte.
1.3.3. Evolución de la química en relación a otras ciencias
La química alcanza su carácter científico mucho después que otras disci-plinas, como la física, la astronomía o la fisiología. Éstas fueron gestando su «revolución científica» durante los siglosXVIyXVIIpara culminar en este
últi-mo con personajes coúlti-mo Galileo, Copérnico, Kepler, Descartes, Bacon, New-ton o Harvey, protagonistas de ese cambio. Sin embargo, en química se pro-dujo con un retraso de más de cien años respecto a la de estas otras ciencias. La causa de ello muy probablemente se deba a la falta de un lenguaje quími-co quími-común y sistematizado, a la carencia de una clasificación racional y de un criterio de la pureza de las sustancias y, sobre todo, a la gran complejidad de los fenómenos químicos, de sus técnicas y de sus instrumentos. Todo ello impidió que se estableciesen generalizaciones y que sus procesos se sistema-tizaran, por lo cual tampoco era posible formular una teoría que los justifi-case racionalmente.
Durante un larguísimo periodo de tiempo sólo interesaban los resultados experimentales, era una química empírica en la que el fundamento teórico se desdeñaba. Si bien fueron enunciándose algunas teorías, éstas tenían muy a
menudo un armazón básico muy débil y resultaban, incluso, irracionales. Este hecho, unido a la espectacularidad de muchos fenómenos químicos, condujo a que la práctica química se considerase durante muchísimo tiempo como una pseudociencia, más próxima a la magia, a lo esotérico y a lo sobre-natural que al mundo de lo racional. Su secretismo y su frecuente lenguaje alegórico impidió asimismo la información y la comunicación de las ideas, lo cual contribuyó igualmente a inhibir su desarrollo.
1.4. ORIGEN DE LA PALABRA «QUÍMICA»
Ya hemos mencionado la existencia de una palabra griega chemia (o tam-bién según las transcripciones chemeia o chymia), a la que se le puede atri-buir ser el antecedente más probable de nuestra palabra «química». Ese tér-mino estaba relacionado con la metalurgia y significaba fusión o colada de un metal, si bien no fue empleado hasta aproximadamente el año 300 d. C. Por esta razón, los escritores del mundo clásico, griegos o romanos, no utili-zaron esa palabra; aunque se refiriesen a la química, no tenían una palabra especial para nombrarla. La primera vez que aparece la palabra chemia es en ciertos textos de alquimia de Zósimo (alquimista griego que vivió en los alre-dedores del 300 d. C. y del que se tratará en el Tema 4). Éste hace referencia a dicha palabra cuando habla del arte sagrado realizado en el templo de Men-fis dedicado a Phta, dios egipcio del fuego y del trabajo de los metales. Este arte sagrado no era otra cosa que alquimia.
Sin embargo, el origen de ese término griego no está tampoco muy claro. Para algunos historiadores podría derivar de la palabra copta khem o chamé, que significaba «negro» y se asociaba a la tierra negra de Egipto, en el valle del Nilo, tierra que era utilizada en la Antigüedad en procesos metalúrgicos, en tintes y en farmacia. Incluso a Egipto se le llamó en ciertos momentos
Che-mia y ChaChe-mia (país de Cham o país de esta «tierra negra»). Otros le atribuyen
un origen chino, bien de la palabra kim-iya, que significaba «jugo que produ-ce oro», o bien de chin, término relacionado con el proprodu-ceso de la transmuta-ción. En definitiva, en ambos casos estaba relacionada con el arte de fabricar oro, y desde China se podría haber extendido hasta los griegos para después ser recibida por los árabes.
Estos últimos antepusieron su artículo «al» a ese término, resultando al
Kimiya o alkymia. De aquí proviene la palabra «alquimia», con la cual se hizo
referencia al hacer químico de los siglosIVal XVI, manteniendo esa idea de
«arte sagrado». Ya en el sigloXVIse latinizó esa palabra y empezó a aparecer
en los textos de química —o más bien de alquimia— de la época sin el prefi-jo al-. Así, en los escritos de Paracelso, Agrícola o Libavius cada vez son más frecuentes los términos chymia, chymista, chymicus..., de los que derivan las palabras chimie, chimica, chemistry, chemie o química en diferentes idiomas. La palabra alquimia, por su parte, se fue relegando poco a poco para desig-nar las prácticas de carácter esotérico.
1.5. ESTRUCTURA DE ESTE TEXTO
El conocimiento de la historia de la química concebida de esta manera es —o así debiera ser— de interés en un principio para los químicos y los demás científicos. Y resulta en cierto modo esencial para los estudiantes universita-rios que cursen asignaturas de química, siendo incluso importante que vayan adquiriendo esta visión ya en las distintas etapas de enseñanza media, desde sus primeros contactos con el mundo de la química.
Por este motivo este texto fue dirigido en principio para profesores de las distintas áreas de ciencias de nivel de enseñanza secundaria, así como para estudiantes universitarios. No obstante, tiene también una dirección más general, hacia docentes tanto científicos como no científicos que tengan inte-rés por el estudio de la historia de la química. Inteinte-rés que puede hacerse extensivo a un público mucho más amplio, a todo aquél que sienta inquietud y curiosidad por el desarrollo de la química y por su incidencia social.
Estudiando la historia de la química se podrán entender mejor las rela-ciones ciencia/tecnología/sociedad que aproximan los fenómenos científicos a nuestra vida cotidiana, contribuyendo a que su aprendizaje resulte más ameno. Y conociendo la labor tan constante, meticulosa y de entrega, tantas veces casi absoluta, de todos esos hombres que se dedicaron a «hacer» y estu-diar la química, se podrá estimular el respeto, admiración e, incluso, atrac-ción por la investigaatrac-ción.
En consecuencia y en relación a los profesores, sería conveniente así que cuando en el aula se impartan los contenidos correspondientes en las asigna-turas de química, se diese un enfoque en el sentido de hacer una conexión —no siempre, pero al menos en algunos momentos determinados— con la historia de la química y con la evolución de sus ideas. Pero un enfoque en el sentido apuntado, en el que se relacionen esas ideas con los aspectos científi-cos y sociales para que no resulte meramente una acumulación memorística de datos. Sin embargo, tampoco hay que rechazar éstos, ya que la vida per-sonal del científico y el contexto social en que se movió —entendiendo como tal la política, economía, cultura, religión, etc... de la época y lugar en que vivió— son piezas imprescindibles para poder comprender en su totalidad la evolución de sus teorías y el alcance y trascendencia de sus descubrimientos. Incluso, los aspectos de carácter anecdótico ayudan a situar al científico en su momento histórico y a comprender mejor la trayectoria de su obra.
Pensando en otro tipo de lectores, el lenguaje y la terminología científica han tratado de ser sencillos para que el texto resulte comprensible para cualquier per-sona de una cultura media. No obstante, los contenidos teóricos no se han de-sarrollado, sólo se han esbozado, por lo que el lector en caso de duda puede recu-rrir a textos de química para consultarlos o ampliar sus conocimientos.
El texto se ha dividido en catorce temas, este primer tema de carácter introductorio y los trece restantes organizados en tres bloques temáticos. Se dedica el primer bloque a revisar las etapas iniciales de la química, desde los
momentos en los que el hombre empezó a realizar una la actividad química en la Prehistoria, pasando por la Antigüedad y concluyendo en alquimia medieval. En el segundo bloque se aborda el tránsito hacia la química cientí-fica, hasta llegar a ella, y en el tercero, el desarrollo de lo que podría llamar-se química «moderna», haciendo una revisión general de sus distintas ramas e implicaciones más relevantes con la industria. Se han tratado de distribuir los contenidos en temas que se correspondan con etapas más o menos homo-géneas del desarrollo de la química, de su práctica y teoría. En cada una de estas etapas se han señalado aquellos acontecimientos y personalidades cien-tíficas que han supuesto un salto en la trayectoria de la evolución de las ideas de la química como ciencia.
Se ha tratado de hacer en la medida de lo posible referencia al entra-mado constituido por esas ideas científicas, los avances tecnológicos y su impacto social, con el objetivo primordial de aproximar la química a nues-tro entorno cotidiano más próximo. Y esto, especialmente, dirigido a los docentes para la posible aplicación en el aula de los conocimientos adquiri-dos a lo largo de los temas anteriores, pero dándoles ese enfoque, resaltan-do aquellos aspectos sobre los que debería incidirse expresamente a los alumnos.
Otros aspectos de la presentación:
• Frecuentemente se ha procurado explicar el sentido de muchos térmi-nos en función de su etimología, con la intención de que así sea más fácil entender su significado y con ello recordarlos mejor.
• Se han incluido generalmente las fechas de nacimiento y muerte de los científicos que aparecen en el texto, al menos de aquéllos de mayor trascendencia en los aspectos tratados. Otras veces, en algunos aconte-cimientos, se señala el año aproximado o al menos el siglo. Todo ello no es con el fin de que se memoricen, sino para ubicarlos en su momento histórico.
• Se han introducido algunas anécdotas que, aunque a primera vista resulten superfluas, pueden contribuir a fijar la atención del lector. • A veces se han incluido en forma de recuadros ciertos comentarios,
bien para señalar un momento oportuno para la reflexión (enmarcado en un recuadro gris), bien para incidir en las relaciones cien-cia/tecnología/sociedad (enmarcado en un recuadro blanco, encabeza-do con las siglasC/T/S) o bien para realizar algún otro comentario que
se ha juzgado adecuado al desarrollo de lo que se esté tratando (enmar-cado en un recuadro blanco).
No obstante, no se ha pretendido dirigir demasiado estos comentarios, sino más bien se incluyen a modo de sugerencia, para que el lector marque él mismo sus propios «recuadros».
Bloque temático I
Tema 2
LA QUÍMICA PRIMITIVA
ESQUEMA DE CONTENIDOS
2.1. INTRODUCCIÓN
2.2. LA QUÍMICA EN LA PREHISTORIA
2.3. LA QUÍMICA EN LAS PRIMERAS CIVILIZACIONES HISTÓRICAS 2.4. LA QUÍMICA PRÁCTICA EN EXTREMO ORIENTE
2.5. PRIMERAS TECNOLOGÍAS: CERÁMICA, VIDRIO Y ESMALTES 2.6. EL TRABAJO CON METALES: LA METALURGIA
2.6.1. Uso de los metales en la Antigüedad
2.6.2. Minerales y procesos químicos de la metalurgia 2.7. PRODUCTOS QUÍMICOS SEGÚN LOS TEXTOS ANTIGUOS 2.8. REFLEXIONES FINALES
2.1. INTRODUCCIÓN
La especie humana desde los primeros momentos de su existencia apren-dió a ir transformando la materia para su propio beneficio. Es decir, aprenapren-dió a explotar los fenómenos químicos que la ayudaban no sólo a sobrevivir, sino también a mejorar sus condiciones de vida. De esta manera, el hombre apro-vechó las transformaciones de la materia para muchas de sus actividades cotidianas y básicas, como cocinar, calentarse y hasta defenderse de los ata-ques de animales y... de otros hombres, y también para otras más accesorias, como las meramente ornamentales. Fabricaba sus utensilios domésticos y de defensa, elaboraba sus joyas o preparaba pigmentos para pintar las rocas, para teñir sus ropas o para maquillar sus rostros. Desde sus necesidades vita-les más simpvita-les y primarias hasta la expresión a sus sueños y mitos a través de su arte.
Para todo ello, utilizaba los productos de la tierra que tenía a su alcance bien directamente, bien transformándolos en procesos cada vez más comple-jos a medida que iban evolucionando las sociedades humanas. En definitiva, aplicaba la química, aunque evidentemente no supiera lo que ésta era ni le hubiera dado un nombre.
Por tanto, la química práctica —que también suele llamarse química
tem-prana o técnica química— ha existido siempre, paralela a la vida del hombre.
Aunque la química en sentido moderno, como ciencia, no surgió hasta hace en realidad relativamente poco tiempo.
2.2. LA QUÍMICA EN LA PREHISTORIA
Ya en la Prehistoria se encuentran muchas pruebas de la actividad quí-mica del hombre. Descubre el fuego desde tiempos muy tempranos, hace unos 300.000 años, en pleno Paleolítico inferior y antes del último periodo glacial.
Conociendo el fuego podía cocer sus alimentos, fabricar cerámica, preparar pin-turas y perfumes, obtener metales....
Comienza a trabajar la piedra, tallándola y, después, en el Paleolítico superior (hace de 40.000 a 11.000 años) es cuando empiezan a surgir sus pri-meras manifestaciones artísticas, o al menos las que nos han llegado, como pinturas en el interior de las cuevas que habita. En estas pinturas rupestres queda también reflejada su habilidad para obtener pigmentos aplicando dife-rentes materiales naturales e, incluso, mezclándolos en procesos ya algo más sofisticados (utiliza principalmente el ocre de los óxidos de hierro y los mora-dos del óxido de manganeso). Ésta es, al fin y al cabo, una clara manifesta-ción de hacer química.
En el neolítico, entre el 5000 y el 3500 a. C., se sabe con seguridad que-fabrica objetos de cerámica, calentando el barro, otra actividad de tipo quí-mico. Pero tal vez sea durante el periodo siguiente cuando tiene lugar uno de los avances químico/tecnológicos más significativos en la historia de la humanidad: la metalurgia, es decir, la fabricación de metales, que se inicia posiblemente con el cobre, pues en el calcolítico sabía cómo fundirlo, segui-do del bronce. Da esto lugar a una nueva etapa, la llamada por este motivo
Edad del Bronce, que ya en algunas zonas geográficas corresponde a épocas
históricas y en otras sigue siendo prehistoria. El bronce, aleación de cobre y estaño, se comienza a fabricar desde lo que se designa como Edad de Bron-ce Pleno (1800-1100 a. C.). Esta innovación trae consigo un importante cam-bio económico, ya que la manufactura y utilización del bronce requiere un aprovisionamiento de los metales y una especialización para realizar el tra-bajo metalúrgico.
C/T/S
Todo lo cual da lugar, entre otros fenómenos sociales, a la creación y desa-rrollo de un comercio para intercambiar los objetos fabricados con esa aleación. Esto, a su vez, tiene una serie de importantes consecuencias, como son el aumen-to de densidad de población y el establecimienaumen-to de relaciones sociales más com-plejas.
Al final de la Edad del Bronce (1100-650 a. C.) se conoció el hierro, pro-duciéndose con ello otro avance químico/tecnológico aun más importante que el anterior, con el que se inicia la Edad del Hierro, que en muchos luga-res cae dentro de la Protohistoria. Por ejemplo, en España los productos de hierro datan aproximadamente del 650 a. C. y son traídos a la Península por griegos y fenicios, introduciéndolos a través de Cataluña, principalmente. El hierro se destina sobre todo para la fabricación de aparatos agrícolas y para armas, mientras que el bronce se deja a partir de entonces tan sólo para obje-tos de ornamento y para material quirúrgico.
2.3. LA QUÍMICA EN LAS PRIMERAS CIVILIZACIONES
HISTÓRICAS
¿Qué productos químicos eran utilizados por el hombre en la antigüe-dad? Es interesante constatar que las sociedades primitivas conocían ya
muchos productos químicos y los utilizaban en su vida cotidiana a causa de
algunas de sus propiedades. Por ejemplo, la sal está ya presente en la dieta alimentaria humana sobre el año 6000 a. C., cuando el hombre deja de ser nómada y se asienta en comunidades agrícolas.
En cuanto al carbón, su fabricación no tiene lugar hasta mucho después, cuando empieza a desarrollarse la metalurgia. Así, la muestra más antigua que se ha encontrado (hasta el momento) de carbón fue la hallada en la bar-ca solar de Tutankhamon (aprox. 1350 a. C.).
Sin embargo, el precedente de la sal común en Egipto era otra sal, el
natrón, que se conseguía en los lagos secos de la región del Nilo, cerca de
Ale-jandría, y que estaba constituido principalmente por carbonato sódico. Se utilizaba junto con el yeso y la sal común para embalsamar y también para conservar alimentos. Las primeras evidencias del uso del natrón se remontan al 5000-4000 a. C., que corresponde a la etapa más antigua de la civilización egipcia, habiéndose encontrado incluso la palabra natrón en la escritura jero-glífica (como ntr, pronunciado «neter»).
Precisamente, el símbolo del sodio, Na, tiene aquí su origen: se tomó del término latino «natrium», que a su vez provenía de «natrón».
Los egipcios sabían extraer un gran número de metales, entre ellos el oro y la plata. Practicaban la técnica de los tintes, utilizando tanto los de origen vegetal (índigo, tornasol, pastel) o animal (púrpura y carmesí) como otros de origen mineral (minio, verdigrís, lazulita, ocre de hierro, oropimente, cina-brio, realgar...). También utilizaban minerales en el terreno de la cosmética: las egipcias utilizaban para colorear sus ojos y cejas la estibina o sulfuro de antimonio, de color gris metálico —y al que también se le atribuían propie-dades curativas—, el cual aun actualmente las mujeres de los países árabes siguen empleando muchísimo (es el kohol, que cualquiera que haya visitado Marruecos, por ejemplo, habrá tenido oportunidad de observar).
En Egipto, asimismo, había una gran habilidad en la extracción y prepa-ración de aceites y esencias para perfumes, tradición que continúa hasta hoy (en este país sigue existiendo una gran producción de perfumes, hecho fácil de percibir por los turistas). Conocían la lanolina, la esencia de trementina y el almidón y fabricaban la cerveza y el vino, con lo cual también sabían del vinagre, que tal vez sea el ácido orgánico más antiguamente utilizado. A este respecto hay que recordar los relatos de la época que narraban cómo Cleo-patra disolvía perlas en vinagre de vino.
Los egipcios también preparaban medicamentos no sólo partiendo de organismos, sino también del mundo mineral, como de carbonato sódico, de litargirio (PbO, rojo), de alumbre, de verdigris (carbonato de cobre hidrata-do), de oropimente (sulfuro de arsénico, amarillo vivo). Preparaban así bál-samos, ungüentos, píldoras e, incluso, vermífugos, tan útiles para sus técni-cas de embalsamamiento.
Resulta interesante, si va a Berlín, visitar en el museo egipcio de esta ciudad la reproducción de una farmacia, con materiales originales que datan del año 2000 a. C.
Y, además, tenían gran destreza en la técnica de la cerámica, lo que se tra-tará más detenidamente en otro apartado de este mismo tema, junto con la de los países mesopotámicos, a los que se puede aplicar más o menos lo dis-cutido para los egipcios.
Ya en territorio europeo, en el mundo griego y romano eran muy impor-tantes la industria y la artesanía relacionadas con la actividad química. Fabri-caban cerámica y vidrio y extraían metales de sus minas (oro, cobre o hierro, principalmente). Las técnicas de perfumería eran practicadas ya por los micenos mediante procesos que aun siguen utilizándose básicamente en la actualidad (extracción por presión, maceración, etc.). Así, en escritos sobre la guerra de Troya se mencionan los perfumes de Grecia (1250 a. C.). También practicaban operaciones tan habituales en los laboratorios químicos como la decantación o la condensación.
2.4. LA QUÍMICA PRÁCTICA EN EXTREMO ORIENTE
No se ha prestado mucha atención por parte de los historiadores a la quí-mica práctica del Extremo Oriente (China e India), a pesar de que hay mani-festaciones de ella desde tiempos muy antiguos.
Así, en China se conocía la metalurgia, la pólvora y se elaboraba cerámi-ca desde tiempos muy remotos. Asimismo, los chinos eran muy diestros en la fabricación de porcelana, al igual que Japón. Por otra parte utilizaban muchos productos naturales, como sal marina, sal gema, azúcares, índigo, azufre, arsénico, alumbre, carbón... y sabían preparar muchos otros produc-tos y objeproduc-tos que, en definitiva, implicaban procesos químicos (remedios medicinales, cal, aguardiente de grano, esencias, espejos, etc.).
En cuanto a la India, sobre todo en el valle del río Indo, existía una civili-zación bastante cultivada y se supone con bastante seguridad que habría acti-vidad química ya alrededor del 3000 a. C. Y también se sabe que en la filoso-fía budista había una teoría atómica desde hace muchísimo tiempo, aunque bastante primitiva (por lo que a veces se discute si, incluso, los griegos pudie-ron tomar esa idea de los hindúes o la desarrollapudie-ron de forma
te). Sin embargo, es difícil encontrar indicios de la química práctica anterio-res a la época alejandrina (327 a. C.).
Y aunque en Extremo Oriente hubiera una filosofía natural, una quí-mica práctica e, incluso, una alquimia (como veremos en el Tema 4), el ori-gen de la química como ciencia, de la química actual, hay que buscarlo más al oeste. Por todo ello, resulta de mayor interés para nosotros conti-nuar con la química primitiva del Oriente Medio, sobre todo en Egipto y en Mesopotamia.
2.5. PRIMERAS TECNOLOGÍAS: CERÁMICA, VIDRIO
Y ESMALTES
Hay ciertos vestigios, aunque no demasiado claros, de cerámica fabrica-da en el Neolítico europeo (8000-6000 a. C.) mediante un proceso de coc-ción en un fuego sin llama, parecido al del proceso de obtencoc-ción de carbón vegetal. Con algo de mayor seguridad en cuanto a su adjudicación, se han encontrado restos de cerámica al fuego —en esta caso a fuego «normal»— en Mesopotamia (4000-3000 a. C.) y en Palestina (aprox. 4500 a. C.). No obstante, lo que sí se puede dar como enteramente cierto es la fecha del 2500 a. C., cuando los ladrillos cocidos al fuego sustituyeron a aquéllos más primitivos en los que el barro se secaba simplemente al sol. Todo esto son señales inequívocas de utilización del fuego por el hombre en procesos
ter-moquímicos (aunque, como ya se ha dicho, se conociese el fuego desde
muchísimo antes).
También por esa época se empezaron a preparar morteros artificiales, el yeso cocido —también llamado yeso mate— y la caliza cocida —es decir, cal viva—, los cuales se añadían a los morteros naturales, arcilla y bitumen. Así, en el Egipto de épocas predinásticas se utilizaba el yeso, antes del 3400 a. C., y en Babilonia se preparaba la cal antes del 2500 a. C.
Sin embargo, la fabricación del vidrio es bastante posterior a la cerámica, ya que los restos más antiguos datan de aproximadamente el 2500 a. C. El vidrio más simple consistía en piedras naturales de carácter vítreo —cuarzo o esteatita, un tipo de talco tosco— que se «pintaban» con carbonato sódico o agua de cal y se calentaban después (se han encontrado cuentas de este tipo en Egipto y en Mesopotamia, de antes del 4000 a. C.). Siguiendo en compleji-dad aparece poco después la «faience», una especie de mayólica, cuyos pri-meros restos se hallaron en Egipto y que se preparaba mezclando cuarzo pul-verizado con carbonato sódico o agua de cal y calentando esa mezcla.
Tuvieron que transcurrir más de 1500 años para que el hombre fuera capaz de preparar el vidrio verdadero, mediante fusión de sílice (arena) con 1-2% de cal y 15-20% de carbonato sódico o «sosa» (natrón), según indican los restos más antiguos encontrados en Egipto y después en Mesopotamia (aprox. 2500 a. C.).
Interdisciplinaridad
La arqueología ha prestado un enorme servicio a la historia de la química con estos descubrimientos. Servicio que ha sido devuelto por la química mediante su apor-tación sobre el desarrollo de técnicas para datar la antigüedad de los restos arqueoló-gicos encontrados, así como los análisis para determinar su composición.
Una variante de la técnica del vidrio, aunque mucho más complicada, es la cerámica vidriada, que apareció unos mil años después: aplicaban esa mezcla de sosa-cal-arena a la superficie porosa del barro y calentaban hasta que se produjera su fusión, con lo que se formaba una superficie de vidrio, incolora, sobre el barro. Sin embargo, con anterioridad a esa fecha ya se había utilizado en Egipto una mezcla parecida en forma de frito, un pig-mento azul de composición química definida (CaO-CuO-4SiO2), con lo que se trataría del pigmento sintético más antiguo encontrado hasta el momen-to, ya que hasta entonces se habían empleado pigmentos naturales, ya fue-ran minerales o de origen orgánico. Otro interesante pigmento sintético de la antigüedad se halló en Asiria (aprox. 800 a. C.), en un esmalte amarillo constituido por antimoniato de plomo (conocido mucho después como «amarillo de Nápoles»). Se obtenía calentando una mezcla de óxido o de car-bonato de plomo y óxido de antimonio. Otros esmaltes parecidos muy importantes son los de los ladrillos vidriados y azulejos encontrados tam-bién en Asiria (época de Sargón II, aprox. 700 a. C.) y en Babilonia (aprox. 600 a. C., de la época de Nabucodonosor). Investigaciones bastante recientes dan a Mesopotamia mayor antigüedad que la de Egipto en esta tecnología química, aunque después Persia se convirtiera en una seria competidora. Comienza de esta forma una larga tradición en esmaltes, que naciendo en esa área geográfica se extiende después al mundo árabe (prueba de ello son bellísimos azulejos de color azul de las mezquitas de Isfahan, por ejemplo, aunque muy posteriores).
2.6. EL TRABAJO CON METALES: LA METALURGIA
A pesar de que todas las tecnologías químicas anteriores son en general más antiguas, las de mayor trascendencia para el desarrollo social, económi-co y cultural de la humanidad fueron, sin duda alguna, las técnicas
metalúr-gicas. Aunque existían metales en estado natural, en general no había grandes
cantidades de ellos, por lo que se hacía necesaria su producción —tanto la de éstos como la de todos aquellos que no se encontraban en forma nativa— par-tiendo de determinados minerales de la corteza terrestre; es decir, de lo que llamamos menas. Al conjunto de estos procesos es a lo que se denomina
metalurgia.
Esta técnica consiste fundamentalmente en una transformación química del mineral ocasionada al calentarlo en una atmósfera reductora, la cual se creaba normalmente en contacto con el combustible. Esta sería una
ción, en líneas muy generales, aunque después y en cada caso particular haya variaciones de un metal a otro. La metalurgia se inicia en la antigüedad en el 4300 a. C., muy probablemente con el cobre, y se completa con la producción de latón —aleación de cobre y cinc— en el 300 a. C., es decir, unos 4000 años después.
2.6.1. Uso de los metales en la Antigüedad
Se piensa que el metal conocido desde hace más tiempo sea el oro, debi-do probablemente a que al aparecer muchas veces en las arenas de los ríos en forma nativa, su brillante color amarillo llamaría la atención de los hombres y así empezaron a utilizarlo. Y poco a poco fueron conociendo otros metales. Pero es interesante saber para qué los utilizaban. Por ejemplo, hasta el 4000 a. C. los metales, incluido el oro, el electrum (aleación natural de oro y plata) y el cobre se utilizaban para fabricar objetos de uso común más que como metales «preciosos». Se empleaban en el comercio, lo mismo que pos-teriormente el plomo, la plata, la aleación cobre/estaño o bronce (un milenio después), el hierro y el estaño (en el 2000 y 1000 a. C.) y la aleación cobre/cinc o latón (ya en el principio de la era cristiana).
Desde las más antiguas civilizaciones se conocían los metales, los siete
metales como se decía —oro, plata, hierro, mercurio, estaño, cobre y plomo—
que eran los metales básicos, que se asociaban con los planetas y que dieron, incluso, nombre a los siete días de la semana:
Oro / sol / domingo (Sunday, en inglés; Sonntag, en alemán) Plata / Luna / Lunes Hierro / Marte / Martes Mercurio / Mercurio / Miércoles Estaño / Júpiter / Jueves Cobre / Venus / Viernes Plomo / Saturno / Sábado (Saturday, en inglés)
¿Cómo se conseguían todos estos metales y las aleaciones? Aunque algunos
existían en estado metálico en la naturaleza, puede afirmarse que se producían artificialmente de sus menas por procesos metalúrgicos, con excepción del oro y el electrum (Fig. 2.1). Hasta el momento parece ser que el primer metal obte-nido artificialmente fue el cobre, correspondiendo su más antigua producción a Egipto y Mesopotamia (sobre el 4000 a. C.). Se han encontrado así algunos objetos de cobre en el Sinaí y al norte de Mesopotamia y también en Irán. En este último caso, la técnica fue traída probablemente por las poblaciones sume-rias emigradas desde Mesopotamia al oeste de Irán, zona de mucha mayor riqueza en menas de cobre que Egipto y la misma Mesopotamia.
Parece ser que el plomo empezó a obtenerse 2000 años después (aprox. 2000 a. C.), según muestran algunos vestigios hallados en Egipto. Sin embar-go, algunos objetos de plomo hallados en Mesopotamia y datados en el 4000 a. C. pueden conceder a este metal la máxima antigüedad, mayor aun que la
del cobre. La explicación a esto podría encontrarse en el hecho de que se obtenía a partir de la galena (sulfuros de plomo y plata) y que en este caso es posible conseguirlo por simple calentamiento, sin necesidad de un agente reductor. Por esta razón, tal vez se hubiera fabricado plomo ya en el neolíti-co, simplemente con el mismo fuego de cocinar.
FIGURA2.1. Representación egipcia de artesanos trabajando con el oro:
lo lavan, funden y pesan.
Por otra parte, hay que resaltar un factor que contribuyó en gran manera al desarrollo de la metalurgia y del trabajo con metales. Los metales se utili-zaban no sólo por una razón de supervivencia, como es la fabricación de utensilios de agricultura, de cocina, de armas..., sino para conseguir algo mucho más accesorio, lo ornamental.
En este sentido, no puede olvidarse la importancia de la orfebrería y de los joyeros en la historia de la química.
Al elaborar las piezas de joyería estos artesanos se interesaban por el aspecto y propiedades de los metales, sobre todo por su color. Intentaban, además, que se parecieran al oro, de donde nacieron las técnicas de la auri-ficción, que tanta influencia tuvieron posteriormente en la alquimia (como se verá en el Tema 4). Se desarrolló así una verdadera industria de joyería de imitación, sobre todo en Egipto y Siria, mediante la que se trataba de imitar los metales y piedras preciosas, con fórmulas y recetas más o menos compli-cadas, algunas de las cuales han llegado hasta nosotros.
El conocimiento de las industrias químicas de la Antigüedad nos da la oportuni-dad de observar las piezas expuestas en los museos arqueológicos con una nueva mirada.
2.6.2. Minerales y procesos químicos de la metalurgia
En el neolítico no se conocía la técnica de calentamiento en atmósfera reductora sino que se hacía a fuego abierto, como el empleado para cocinar, como ya se ha mencionado. ¿Cuál pudo ser la evolución de esta forma de calentar a fuego abierto a la otra en un horno en atmósfera reductora? ¿Por qué al hombre se le ocurrió ese cambio? Probablemente se deba a algún suce-so accidental, pero hasta ahora este «accidente» nos es desconocido. Una posible explicación, un tanto especulativa, sea tal vez que ese cambio se pro-dujo durante los procesos de obtención de cerámica vidriada. Se ha propues-to así una teoría según la cual los minerales de los que se obtenían los meta-les habían sido usados primero como pigmentos; después fue evolucionando la técnica hacia su utilización como menas metálicas. En este sentido, se han hallado numerosos vestigios arqueológicos consistentes en óxidos metálicos —y muchos óxidos metálicos son menas, al fin y al cabo— aparecidos en muchos pigmentos, lo cual avalaría esa teoría. Por ejemplo, ya en las pintu-ras rupestres prehistóricas había óxidos de hierro.
Los minerales más empleados para la producción de cobre eran la mala-quita y la azurita (químicamente, carbonatos hidratados de cobre), mientras que el plomo, como ya se ha dicho, se obtenía a partir de galena (sulfuros de plomo y de plata).
Por otra parte, también hay un misterio en cómo surgió la producción del siguiente metal, o mejor dicho, aleación, la de cobre y estaño, el bronce (aprox. 3000 a. C.). El estaño se obtenía a partir de casiterita, su mena (dióxi-do de estaño), la cual curiosamente nunca fue empleada en los pigmentos. Probablemente la producción de bronce tuvo también su origen en la misma región de Irán donde se empezó a obtener el cobre. El mineral de estaño era muy escaso y se ha llegado a pensar que se obtenía en las Islas Británicas (o Islas Casitérides), en la costa de Cornualles, de donde los fenicios lo trans-portaban en sus barcos hasta las regiones de oriente.
El estaño también se producía al calentar su mena adicionando un agen-te reductor. Es inagen-teresanagen-te constatar que se han encontrado restos de óxido de estaño en pigmentos aparecidos en el palacio de Sargón II, en Khorsabad, que datan del 700 a. C.
En cuanto al hierro, fue el último de los metales de la Antigüedad, debido con gran seguridad a que requería condiciones mucho más vigorosas y al mismo tiempo más delicadas. Exigía además un tratamiento posterior a su obtención para mejorar sus propiedades, técnica que no fue conseguida has-ta aproximadamente el 1400 a. C. por los hitihas-tas, en la península de Anatolia. Se piensa, por otra lado, que parte del hierro utilizado en los primeros momentos por los egipcios era de origen meteorítico.
Ya posteriormente, en la época de la civilización greco-romana, aparecie-ron nuevos minerales como menas en la obtención de metales. Para la pre-paración de la plata la mena más importante, segúnPlinio, no era la galena,
sino la argentita (sulfuro de plata) y para la del cobre, la calcopirita (pirita de hierro y cobre). Por otra parte, muchas veces se trataba de obtener plata par-tiendo de minerales que en realidad eran óxidos de plomo, ya que por el aspecto de esos minerales se les confundía con la plata. Tengamos en cuenta que no se podía saber en aquellos momentos nada de la verdadera composi-ción de las sustancias, puesto que se trataba de un conocimiento meramente empírico, basado muy a menudo tan sólo en su apariencia.
Por otra parte, los textos romanos señalan el descubrimiento del latón y del
mercurio (o «plata rápida»), que son sus verdaderas innovaciones en este
terre-no, aunque éste último se obtenía ya en el año 400 a. C., como describe Teo-frasto, agitando cinabrio en vinagre o bien por simple calefacción de aquél. Por otra parte, al principio se tomó al latón como un tipo de cobre y no como lo que realmente era, su aleación con cinc.
2.7. PRODUCTOS QUÍMICOS SEGÚN LOS TEXTOS
ANTIGUOS
Aparte de la información transmitida a través de los restos «reales» halla-dos en las excavaciones arqueológicas, es también muy interesante conocer algo de lo que los testimonios escritos aportan sobre la química práctica y sobre los productos químicos conocidos en la Antigüedad.
En este sentido, son importantísimas dos tablillas halladas en Oriente Medio: una sobre medicinas, la tablilla de Nippur, del 2100 a. C. (actualmen-te en el Museo de la Universidad de Pennsylvania, USA), y otra tablilla del 1700 a. C. sobre la coloración del vidrio (expuesta en el Museo Británico). En la primera se menciona el salitre (cuyo conocimiento por los alquimistas ára-bes y europeos no llegó hasta el sigloXII d. C.) y en la segunda, el plomo, el
cobre, la cal, el vinagre, el acetato de cobre y de nuevo el salitre. Otros inte-resantes documentos sobre este tema son proporcionados por los restos de la biblioteca de Assurbanipal (Asiria), que datan del 900-800 a. C. y que men-cionan las sales amónicas, el cinabrio, el latón y el ácido sulfúrico fumante como conocidos por la civilización asiria, aunque esto no significa que tam-bién fuesen conocidos en lugares próximos.
Por otra parte, uno de los papiros más valiosos de los encontrados en Egip-to sobre medicamenEgip-tos es el llamado papiro de Ebers (aprox. del 1550 a. C.): describe un gran número de medicamentos y de recetas de química práctica, aunque no cita los materiales que aparecen en los textos asirios (Fig. 2.2).
A este respecto, llama la atención el hecho de la gran cantidad de com-puestos inorgánicos aparecidos en los escritos de medicina antigua, aunque en realidad no tuvieran propiedades medicinales. Se les incluía por poseer alguna utilidad de tipo práctico, cualquiera que ésta fuese; por ejemplo, se hablaba de las gemas. Esto vuelve a repetirse en los textos griegos sobre far-macopea, como es el deDioscórides (Materia Medica, del sigloId. C.)
FIGURA2.2. Fragmento de un papiro egipcio sobre mecicina, en su transcripción jeroglífica.
En este punto, recuérdese la «gemoterapia», tan de moda actualmente, que trata sobre las propiedades curativas de las piedras preciosas y semipreciosas: el ópalo, anties-pasmódico y beneficioso para la actividades gastrointestinales; el topacio, activador del metabolismo y del riego sanguíneo; el ámbar, mucolítico y para problemas respiratorios...
Otros testimonios sumamente interesantes son otros dos papiros, tam-bién egipcios aunque escritos en griego y ya muy posteriores, de alrededor del año 300 d. C.: el papiro de Leyden y el papiro de Estocolmo, llamados así por estar depositados en dos museos de esas ciudades, respectivamente. Fue-ron hallados en unas tumbas de Tebas y no tratan de medicina, sino que con-tienen recetas sobre joyería, sobre procedimientos de aurificción y de colora-ción de piedras para darles la apariencia de piedras preciosas. Así que resultan, hasta el momento, los más antiguos papiros que tratan directamen-te sobre química.
Si nos introducimos en los textos griegos (desde el año aprox. 500 a. C.), se observa que las referencias dedicadas a la química práctica son escasas, mientras que su atención se dirige más a establecer una ciencia general de la materia por medio de la filosofía natural (como se verá en el Tema 3). Sin embargo, en los filósofos presocráticos (comoAnaximandro, Empédocles o Demócrito) se encuentran referencias a determinados materiales (natrón,
alumbre, acetato de cobre, carbonato de cinc, plomo...aunque, naturalmente, con otros nombres).Aristóteles, por su parte, escribió una filosofía natural,
donde hizo un desarrollo del mundo animal. Pero es a su discípulo Teofras-to a quien se debe la obra más antigua griega con una mayor relación con la
química: se trata del texto Sobre las piedras (aprox. del 300 a. C.), y que pue-de consipue-derarse como el primer tratado sobre química práctica. En él hace una descripción de las piedras y las clasifica en metales (como el oro y la
ta), piedras y tierras. También las diferencia según una serie de propiedades, generalmente físicas, como color, fragilidad, dureza, inflamabilidad y poder de atracción (es decir, propiedades magnéticas, como el ámbar).
Siguiendo en esta línea de Teofrasto, la literatura romana y la helenística hacen sus aportaciones más sobresalientes con la Historia Natural dePlinio
y Materia Medica deDioscórides (de la que ya hemos tratado),
respectiva-mente, ambas del siglo I d. C. Tanto Teofrasto como Plinio y Dioscórodes
conocían, aunque de forma empírica, muchos óxidos empleados en la meta-lurgia, por ejemplo el óxido de plomo y el de cobre, así como otros minerales que aparecían también en las minas, como el cinabrio.
Es interesante cómo sabían de productos obtenidos en disoluciones en vina-gre —es decir, acetatos—, como el de cobre (o verdigris). También conocían muchos sulfatos, a los que llamaban vitriolos. Otro importante tipo de com-puestos eran los alumbres (sulfatos dobles de aluminio y un metal alcalino), aun-que muchas veces confundían los vitriolos con los alumbres. Estos últimos eran ya usados en medicina desde mucho tiempo atrás (2000 a. C.) como astringen-tes —y también como mordienastringen-tes para fijar coloranastringen-tes— aunque en realidad los romanos daban el nombre de «alumen» a toda sustancia de sabor astringente.
Por otra parte, los romanos consiguieron la obtención de carbonatos
alca-linos (principalmente de sodio y de potasio) a partir de plantas de distinta
ubicación geográfica, quemándolas y tratando sus cenizas, lo cual en defini-tiva constituyó otra importante fuente de álcalis, ya que por tradición el más conocido era el natron proveniente de Egipto. También obtenían sales
nitro-genadas (como sales amoniacales y salitre) de excrementos de animales
domésticos, sales que después en la Edad Media tuvieron una enorme tras-cendencia en los experimentos alquímicos.
No obstante, a pesar de ser capaces de obtener éstas y otras sales del mis-mo tipo, en relación a las llamadas sales blancas, más bien, incoloras —como nitratos, carbonatos o sulfatos— hay que hacer notar que no podían distinguirlas claramente unas de otras. Es lógico, si pensamos en su aspecto y muchas propiedades químico-físicas tan similares.
También llegaron a preparar hidróxido sódico (la sosa cáustica) tratando el natron con cal viva. Plinio describe este proceso, así como la gran «causticidad»
de esa sustancia —o más bien reactividad química, como diríamos en nuestro lenguaje actual—, propiedad que hasta aquel momento sólo era conocida en la cal viva (ésta última utilizada desde el 1600 a. C.). La sosa cáustica se empleó en la Antigüedad sobre todo para fabricar el jabón, como describe el médico latino
Galeno (aprox. 300 d. C.), proceso que parece ser fue descubierto por los galos.
2.8. REFLEXIONES FINALES
En cualquier caso, cuánto tiempo debe de haber necesitado el hombre para llegar a esos descubrimientos sobre las propiedades de esos materiales y sobre la forma de conseguirlos y obtenerlos.