LA QUMICA DE LOS GASES(QUMICA NEUMTICA)Profesor: Daniel Novoa SoraccoCurso 7 Ao bsicoUNIDAD N 1: DESARROLLO HISTRICO DE LA QUMICA

Siglo XVIII Perodo de la Qumica NeumticaUno de los principales motores del desarrollo de la Qumica en el siglo XVIII fue el inters por el aire en particular y por los gases en general. Surge as lo que se denomina Qumica Neumtica que permiti desvelar el misterio de la composicin del aire, as como el descubrimiento de sustancias gaseosas sumamente importantes.El aire haba sido considerado como un elemento qumico hasta la poca moderna. Se le consideraba homogneo e inerte, o sea, que no participaba en las reacciones qumicas, premisa en la que se fundamenta la teora del flogisto.Debido a lo anterior, la Teora del Flogisto Retras el proceso de investigacin sobre el estudio de los gases.

El Fuego un enigma para el siglo XVIIDesde los tiempos ms antiguos las ideas acerca de la combustin han procedido de una detallada observacin del fuego. A partir de 1650 el inters por este fenmeno radicaba en la posibilidad de encontrar nuevas aplicaciones al fuego y, `por medio de la mquina de vapor, obligarle a realizar los trabajos duros de la tierra. Este creciente inters llev a los qumicos a una nueva conciencia del fuego. Segn las antiguas concepciones griegas, todo lo que puede arder contiene dentro de s el elemento fuego, que se libera bajo condiciones apropiadas. Las nociones alqumicas eran semejantes, salvo que se conceban los combustibles como algo que contena el principio de "azufre" (no necesariamente el azufre real).

Teora del FlogistoEn 1702, Georg Ernest Stahl (1660-1734), desarroll la teora del flogisto para poder explicar la combustin. El flogisto o principio inflamable, descendiente directo del "azufre" de los alquimistas y ms remoto del antiguo elemento "fuego" era una sustancia imponderable, misteriosa, que formaba parte de los cuerpos combustibles. Cuanto ms flogisto tuviese un cuerpo, mejor combustible era. Los procesos de combustin suponan la prdida del mismo en el aire. Lo que quedaba tras la combustin no tena flogisto y, por tanto, no poda seguir ardiendo.

Cul era la funcin del aire en la combustin durante el siglo XVII?El aire era indispensable para la combustin, pero con carcter de mero auxiliar mecnico.Las reacciones de calcinacin de los metales se interpretaban a la luz de esta teora del siguiente modo: el metal, al calentarse perda flogisto y se transformaba en su cal. Es precisamente aqu donde falla la teora del flogisto. Cmo la cal es ms pesada que el metal correspondiente, pese a que ste ha perdido flogisto?. Este problema sin resolver no era tan serio en el siglo XVIII como nos parece hoy a nosotros. Mientras la teora del flogisto explicase los cambios de aspecto y las propiedades, caba ignorar las variaciones en la masa. Fue Lavoisier quien demostr la inexistencia del flogisto

Diseo Experimental de LavoisierEl esquema muestra el caso de sustancias que al combustionarse, en vez de perder masa, la ganan. Lavoisier comprob al realizar una combustin cerrada que el Flogisto no existe, slo existe una transformacin de la materia.

El aire del siglo XVIITodos los gases conocidos hasta entonces eran "aires" ya que se supona que el aire poda estar contaminado por vapores y olores que lo impurificaban temporalmente.En el siglo XVIII los gases pasan a tener una entidad propia y diferenciada, como los slidos y los lquidos, y planteaban su desafo a los qumicos. Muchos de ellos dedicaron sus esfuerzos a dilucidarlos.

EL DESCUBRIMIENTO DEL DIXIDO DE CARBONO (CO2)Joseph Black (1728-1799)

El asalto definitivo al conocimiento de los gases fue emprendido por J. Black, mdico escocs, al descubrir el anhdrido carbnico (dixido de carbono). Black estaba estudiando las posibilidades del bicarbonato de magnesio para neutralizar el exceso de acidez en el estmago. Comprob que se liberaba una sustancia gaseosa cuando dicha sustancia se pona en contacto con cido vitrilico (cido sulfrico). Se le llam "aire fijo", ya que pareca que se encontraba fijo en el bicarbonato en forma slida. Black demostrara ms tarde la presencia del "aire fijo" en los productos de la fermentacin y en el aire espirado.El descubrimiento contradeca todas las creencias sobre la inercia del aire y se abra con ello la sospecha de que en muchas reacciones se liberasen sustancias gaseosas.

LA CARACTERIZACIN DEL HIDRGENO Y EL DESCUBRIMIENTO DEL NITRGENOHenry Cavendish (1731-1810)

Aunque el hidrgeno ya fue obtenido por Boyle y por otros qumicos, nadie lo haba caracterizado ni probado su individualidad. Se conoca que poda obtenerse hidrgeno por la accin de un cido sobre un metal, reaccin que utiliz Cavendish para determinar el peso especfico del hidrgeno.

El nitrgeno es ms que probable que fuese encontrado independientemente por tres cientficos, y por mtodos cientficos: Daniel Rutherford (1749-1819), discpulo de Black, Scheele y Cavendish. Ninguno de ellos hizo pblicos sus resultados. Los tres coincidieron al evaluar de forma bastante aproximada la proporcin de nitrgeno en el aire, aunque avanzaron poco en la comprensin de su naturaleza.

EL DESCUBRIMIENTO DEL OXGENOCarl Wilhelm Scheele (1742-1786)Joseph Priestley (1733-1804)

Pese a las reivindicaciones que hubo en su momento, no cabe duda que fue Scheele el primero que caracteriz al oxgeno entre 1770 y 1773. Mediante el calentamiento de xido de mercurio, carbonato de plata y otras sustancias, Scheele recogi un gas, al que inicialmente llam "aire vitrilico", caracterizado por ser inodoro e inspido y, sobre todo, por alimentar la combustin de forma ms activa que el aire ordinario. Scheele tambin descubri el cloro, el molibdeno y el tungsteno.

En la misma poca, Priestley da a conocer sus resultados sobre el mismo gas. Muy habilidoso para el trabajo de laboratorio, en especial para con los gases, caracteriz un nmero mayor que ningn otro qumico en su tiempo. Entres otros: el xido ntrico, el monxido de carbono, el dixido de azufre y el amoniaco. El descubrimiento del oxgeno por parte de Priestley se gest hacia 1774. Tambin utiliz el xido de mercurio como sustancia de partida.

LEYES DE LOS GASESA partir del estudio de los gases y su composicin durante este perodo se desarroll toda una lnea de investigacin fsico qumica en relacin a los gases y su comportamiento. Surgen as las leyes de los gases. Las ms conocidas son:

Ley de Boyle

Relacin entre la presin y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte tambin lleg a la misma conclusin que Boyle, pero no public sus trabajos hasta 1676. Esta es la razn por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.

La ley de Boyle establece que la presin de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

Ley de Charles

Relacin entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presin es constante. En 1787, Jack Charles estudi por primera vez la relacin entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presin constante y observ que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas tambin aumentaba y que al enfriar el volumen disminua.

Ley de Gay-Lussac

Relacin entre la presin y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante. Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.Establece la relacin entre la temperatura y la presin de un gas cuando el volumen es constante.

Preguntas para desarrollar: (Complementar con los apuntes tomados en clases)A qu se le denomina Qumica Neumtica ?Cul era el planteamiento de la Teora del Flogisto?Porqu actualmente el aire no es considerado un elemento qumico?Qu situacin observada en las reacciones qumicas permiti dudar de la existencia del Flogisto?A qu se refiere que a partir del siglo XVIII los gases pasan a tener una entidad propia y diferenciada como los slidos y los lquidos?Identifica los nombres de los cientficos, los gases que descubrieron y el perodo.Identifica nombres de compuestos qumicos mencionados y con la ayuda del profesor identifica sus frmulas qumicas.Identifica los nombres y los postulados de las Leyes de los Gases