CUARTA CONFERENCIA: AFINIDAD QUÍMICA, CALOR

Tomado de Faraday, Michael (1860)

CUARTA CONFERENCIA DE FARADAY

AFINIDAD QUÍMICA Y CALOR[1]

Comentario preparado por Martha Helena Barrera Brijalba[2]

Lograr explicar de qué manera ocurre la transformación de las sustancias y determinar qué es lo que da cuenta de ella desde nuestros sentidos, es algo que ha ocupado al hombre de ciencia en diferentes momentos históricos. Por medio de distintas experiencias con sustancias químicas y trabajos con electricidad, y desde una visión del funcionamiento del mundo como la interrelación de procesos físicos y químicos, Michael Faraday, expone y sustenta que la transformación de las sustancias se puede explicar desde lo que él ha llamado afinidad química, definida como una fuerza que vence a la fuerza que mantiene unidas las partículas de una sustancia determinada y que al interactuar con otra sustancia se pone de manifiesto; es decir, esta afinidad química solo se da cuando dos o más sustancias entren en contacto.

Para Faraday esta afinidad química responde a la forma como una sustancia cambia al interactuar con otra; de la misma manera, afirma que se deben dar unas condiciones para que tal afinidad química se ponga de manifiesto y por ende haya transformación de las sustancias, entre ellas menciona: la atracción recíproca entre sustancias, entendida como un carácter en común a las dos sustancias que es lo que les permite su transformación mutua; y la concentración de las sustancias, indicando que para que haya cambio las sustancias (en el caso de las sales), éstas deben estar saturadas. Así mismo, atribuye a la afinidad química la capacidad de actuar de inmediato o retrasar el proceso de transformación a partir de experiencias con sustancias en diferentes estados físicos; tal es el caso expuesto por él

[…] he aquí algunas partículas de oxígeno y también un bloque formado de partículas de carbón. Colocaré estas partículas en el oxígeno: pueden actuar, pero no lo hacen: se comportan lo mismo que esta vela apagada: allí permanece tranquila encima de la mesa esperando que queramos encenderla. Pero tal no es el caso en esta otra oportunidad: he aquí una substancia gaseosa como el oxígeno, y si introduzco en ella estas partículas de metal, éstas y aquél se combinan de inmediato. El cobre y el cloro se unen debido a su poder de afinidad química y producen un cuerpo enteramente distinto de cualquiera de sus componentes. En el otro caso, no es que la afinidad entre el carbón y el oxígeno sea deficiente, pero en cuanto los coloque en condición de ejercerla notarán la diferencia. (Faraday Michael, 1860)

Faraday también aborda el problema de la combustión y la expone como una forma de manifestación de la afinidad química que posee el oxígeno presente en la atmósfera; además, afirma que dicha afinidad es cuantificable y que – en sus palabras – no puede faltar ni excederse, de lo contrario no se da la combustión. Al oxígeno atmosférico también la atribuye la capacidad, desde su afinidad química, de transformar metales como el plomo y el hierro, haciendo que estos queden recubiertos de un barniz (óxidos de estos metales) que le dificulta tener otro tipo de transformaciones con otras sustancias.

Finalmente, Faraday habla del calor y la luz como efectos poderosos de la afinidad química de las sustancias, que cesan tan pronto ésta se acaba, atendiendo a que él cuantifica tal afinidad y se formula interrogantes muy interesantes a los que él mismo da respuestas:

¿Qué es entonces esta curiosa propiedad que llamamos calor? Es la evolución de otra facultad de la materia: un poder nuevo para nosotros, que debemos considerar como si fuera traído ahora ante nuestra atención por primera vez. ¿Qué es el calor? Lo reconocemos por su poder de licuar los cuerpos sólidos y de transformar en vapor los cuerpos líquidos por su poder de licuar los cuerpos sólidos y de transformar en vapor los cuerpos líquidos; por su poder de activar y, a menudo, de vencer la afinidad química. (Faraday Michael, 1860)

En este sentido Faraday se contradice cuando en un principio afirma que el calor depende directamente de la cantidad de afinidad química de una sustancia y posteriormente dice que su poder es tal, que incluso puede vencerla, dejando una inconsistencia en la teoría que propone.

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[1] En Faraday, Michael (1860/1946) Las fuerzas de la materia e historia química de una vela. Emecé Editores.

[2] Licenciada en Ciencias Naturales Universidad Minuto de Dios. Estudiante Maestría en Docencia de las Ciencias Naturales. Universidad Pedagógica Nacional.

TERCERA CONFERENCIA: COHESIÓN, AFINIDAD QUÍMICA

Tomado de Faraday (1860)

TERCERA CONFERENCIA: COHESIÓN, AFINIDAD QUÍMICA[1]

Comentario preparado por Rondón Hernández, Diego[2]

Para la aproximación del fenómeno de transformación, se vuelve necesario reconocer la importancia, que tienen las relaciones entre sustancias, o componentes, y las condiciones o factores asociados. Por lo cual, buscando entender cómo se encuentra constituida la materia y cómo interactúa unas sustancias con las otras.

De lo anterior, se construyen explicaciones teóricas, que permiten asociar los de cambios de color, aparición de gases, emisión de luz o calor, cambios de fase, entre otros a abstracciones del mundo no observable ­–reacciones químicas-. De lo cual, según Geoffroy, se entendían estas como meras descomposiciones de compuestos químicos determinados y las posteriores recomposiciones de nuevos productos reactivos a partir de los componentes resultantes. En ese sentido se introducen términos como sustancia, elemento químico, átomo, reacción, entre otros, refiriendo la transformación, no como una simple separación de la materia, sino por el contrario, pensar cómo ciertas propiedades como masa, forma, cargas eléctricas, permiten explicar las interacciones y transformaciones de las sustancias, aun cuando no siempre son exactas y precisas.

Retomando la tercera conferencia, se establece que “…el agua se compone de dos substancias, distintas de ella misma, que aparecen en distintos lugares cuando se la somete a la fuerza que tengo en estos alambres. Si en un tubo invertido recojo este gas (H), verán que no es de ninguna manera semejante al que recogimos en el aparato anterior. En este caso, se producía una ruidosa explosión cuando se lo encendía, pero éste arde silenciosamente. Se llama hidrógeno. Al otro lo denominamos oxígeno; es el gas que sustenta tan brillantemente la combustión, pero que no arde de por sí. Vemos ahora que el agua se compone de dos clases de partículas que se atraen mutuamente en una forma muy diferente a la de la gravitación o de la cohesión. A esta nueva fuerza la llamaremos afinidad Química, o fuerza de la acción química entre diferentes cuerpos…”

De lo anterior, se configura la transformación de las sustancias, como una  dependencia de la energía con la cual las partículas de diferentes especies se atraen mutuamente; siendo “la afinidad química la tendencia que tienen las partículas … de los cuerpos … unas hacia las otras y la fuerza que las hace adherirse cuando están unidas” (Dictionnarie de Chimie, 1766); y asociando a este fenómeno diversas causas como la glutinosidad del líquido, su movimiento, la forma de las partes precipitantes o precipitadas, la fuerza llamada calor, la atracción de la cohesión cuando se absorbe calor, la cohesión que tienen las partículas, la atracción entre las partículas de naturaleza diferente, entre otras; refiriendo el hecho que la transformación de la sustancias como problema de estudio que no debe limitarse, a ciertas manifestaciones organolépticas y descriptivas sobre unas denominas recombinaciones, si no, que por el contrario debe profundizarse en abstracciones mentales y explicativas que construyan explicaciones de ese mundo abstracto, en concordancia con las manifestaciones organolépticas y descriptivas.

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[1] Tomado de Faraday, Michael (1860/1946) Las fuerzas de la materia: e historia química de una vela. Emecé Editores.

[2] Licenciado en Química. Universidad Pedagógica Nacional. Docente Colegio Mayor de San Bartolomé. Estudiante Especialización en Docencia de las Ciencias para el Nivel Básico, Universidad Pedagógica Nacional.

LAS TABLAS DE AFINIDAD

Edición de Sandra Sandoval Osorio y Juan Alberto Aldana González.

Docentes Universidad Pedagógica Nacional

	Espíritu de sal		Espíritu de nitro
Álcalis Fijos (Carbonato de potasio, carbonato de sodio)	Sal marina regeneratum (Cloruro de potássio)	Álcalis Fijos (Carbonato de potasio, carbonato de sodio)	Sal nitrium (Nitrato de potasio) Nitrato de chile (Nitrato de sodio)
Álcalis volátiles (carbonato de amonio)	Sal de amonio (Cloruro de amonio)	Álcalis volátiles	Nitrium flammans (nitrato de amonio)
Tierra Alcalina (Carbonato de calcio)	Fósforo de Homberg (Cloruro de calcio)	Tierra Alcalina (Carbonato de calcio)	Salitre noruego (nitrato de calcio)
Estaño	(Cloruro de estaño IV)	Hierro	Crocus martis (óxido de hierro)
Antimonio (Sulfuro de antimonio)	Mantequilla de antimonio (Cloruro de antimonio III)	Cobre	Vitriolo de cobre (Nitrato de cobre)
Cobre (Oxido de cobre)	Oleum veneris (Cloruro de cobre II)	Plomo	Vitriolo de plomo (Nitrato de plomo)
Plata	Cal de plata (Cloruro de plata I)	Mercurio	Vitriolo de mercurio (Nitrato de mercurio)
Mercurio	Calomelano (Cloruro de mercurio II, Cloruro de mercurio I)	Plata	Sal de luna (Nitrato de plata)
		Estaño*	Vitriolo de estaño (Nitrato de estaño)
Calamina (Carbonato de zinc)*	Oleum lapidis calaminaris (Cloruro de zinc II)
Hierro*	Oleum martis (cloruro de hierro II)
Plomo (Oxido de plomo II)*	Oleum saturni (cloruro de plomo II)
Arsénico*	Oleum arsenici (cloruro de arsénico)

Fragmento de la tabla elaborada por Ursula Klein con base en la Tabla de rapports de Geoffroy sobre las sales conocidas a mediados del siglo XVII. Las sales marcadas con * no se recogían en la tabla de Geoffroy.  En: Grapí, Pere (Editor) (2012) La Representación de lo Invisible.  Tabla de los diferentes rapports observados en química entre diferentes sustancias. Publicaciones Universidad de Alicante. 

Aunque las tablas de ordenación que se han presentado no dan una medida de la mayor o menor afinidad de una sustancia por otra, tampoco es únicamente una colección de hechos experimentales, es una ordenación en la que se han utilizado criterios experimentales de comparación cualitativa de las transformaciones que sufren las sustancias al ponerse en relación con varias sustancias de otra clase.

Además de lo ya señalado, se pueden ver otros aspectos interesantes: No hay distinción entre las clases de sustancias que ahora conocemos como compuestos y elementos, álcalis fijos, álcalis volátiles, tierras alcalinas, espíritus ácidos, las sales, el alcohol, son compuestos, mientras que los metales y el azufre son elementos.  No se habla de compuestos y elementos, pero entonces, ¿cómo puede decidirse que una sustancia es pura?  

Otro aspecto interesante de la tabla presentada en el módulo, es la asociación de cada sustancia a un símbolo, la utilización de un lenguaje que es universal y especializado para esta época. Esta misma lógica nos mueve actualmente, un lenguaje químico que cumple con las características de universal, sencillo y especializado.