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| 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.
En esta conferencia, Faraday llega a unas conclusiones importantes a saber: la fuerza de afinidad química es más fuerte que la cohesión; la combustión es el resultado de la afinidad química, no del calor; el calor y la luz, es también el resultado de la afinidad química, esto lo argumenta cuando afirma que el calor desaparece en cuanto cesa la reacción química. Por tanto el calor depende de que haya presencia y de la duración de la reacción química. Pero cuando se lee sobre el calor lo siguiente: “Lo reconocemos (…) por su poder de activar y, a menudo, de vencer la afinidad química”, da la sensación de una aparente contradicción. Creo que esta contradicción se puede explicar cuando se repasa en detalle los experimentos que el describe.
ResponderEliminarEn el primer experimento que describe con zinc, agua y ácido vitriólico (ácido sulfúrico H2SO4) se obtiene un gas que identifica como hidrogeno. Parece ser que hay más afinidad química entre el zinc y algunas sustancias que componen el ácido sulfúrico (SO4), que entre el hidrogeno y esas mismas sustancias. Aquí la afinidad química es la explicación para dicha transformación. En otro experimento coloca una campana sobre la llama de una vela. En esta se forma una especie de roció que es vapor de agua condensado. Faraday explica que esa agua se forma por la unión del oxígeno presente en el aire con el hidrogeno que existe en la vela. De nuevo la afinidad química entre el oxígeno y el hidrogeno, explican la transformación de la sustancias, con la presencia de calor (se infiere que este se desprende por la combinación entre otras cosas, del hidrogeno y del agua, en cantidades muy pequeñas).
También señala si en vez de aplicar electricidad a las placas que están en contacto con agua, se aplica calor, el agua asumiría la forma de vapor, pero seguiría siendo agua, que queda demostrado cuando se condensa el vapor de agua. Pero si se aplica corriente eléctrica, se obtiene un gas diferente del vapor, debido a que no se condensa y tiene propiedades diferentes al del vapor. Es decir la electricidad puede vencer la afinidad química entre el oxígeno y el hidrogeno mejor que el calor. Aquí está la clave. El calor no vence la afinidad química del oxígeno y del hidrogeno, pero si vence la afinidad de los elementos que componen la vela o en la reacción del zinc con el ácido vitriólico que solo posee una cantidad de calor muy pequeña. Parece que Faraday se refiere a que el calor vence a menudo la afinidad química, pero (y aquí supongo con base en lo expuesto) de sustancias con afinidad química débil respeto al oxígeno y el hidrogeno que forma el agua, los cuales tiene una afinidad química fuerte. El calor sirve como activador de un proceso que parece romper la afinidad química débil entre algunas sustancias y favorece la unión de otras con una mayor afinidad química. Ahora bien pareciera surgir otra contradicción y es de donde proviene el calor que activa las reacciones. Faraday sale al paso señalando que proviene de diferentes formas, entre ella la misma afinidad química, como de la fricción mecánica y la presión del aire (compresión mecánica).
Faraday recurre a la persuasión de quienes los ven y escuchan para llevar a auditorio de manera implícita a ratificar la importancia que son los experimentos para ciencia y para la construcción de conocimiento científico, de tal forma, que esta manera de proceder favorece la consolidación de teorías y principios comprender el mundo material.
ResponderEliminarFaraday Plantea a través de una serie de experimentos que la afinidad química, es diferente a la cohesión entre las partículas, y que su principal efecto es producir calor y luz; por ejemplo; la afinidad química, se evidencia cuando dos líquidos por la disminución de calor forman un cuerpo sólido.
Por otra parte, la afinidad química que se da entre sustancias ocurre hasta que hay un agente externo (calor, reacción química) que les permite iniciar la acción, y formar algo diferente a lo inicial.
En la cuarta conferencia de Faraday se continúa afirmando la existencia de la afinidad química, retomando las experiencias realizadas con el agua; sin embargo, recurre a otras experiencias como la realizada con zinc, agua y ácido vitriólico o la realizada con la campana y su exposición a la vela, en ambos casos ocurre una transformación de las sustancias, donde puede existir composición o descomposición de estas. Al parecer y a diferencia de lo planteado en la conferencia anterior, el calor si está involucrado en cierto grado con la afinidad química, pues es está última capaz de producir luz y calor, así como se puede por fricción o compresión del aire.
ResponderEliminarEs interesante la proporcionalidad entre sustancias que Faraday manifiesta en la afinidad química “equivalencia entre afinidades”, razón por la cual el hidrogeno y el oxigeno componen el agua en proporciones diferentes (volúmenes y pesos), aunque esta proporción se mantiene siempre, pues la afinidad química entre ellos es siempre la misma.
Por último, quiero retomar algunas afirmaciones que me parecen contribuyen a las discusiones que se han generado dentro del seminario y que se derivan de considerar la combustión como el resultado de la afinidad química entre sustancias y por esto la liberación de calor y energía en el proceso. La primera es una afirmación muy similar a la que algunos grupos han manejado en el seminario “la combustión no depende del oxígeno de la atmósfera”, para esto recurre a demostrar que la pólvora arde debajo del agua y le permite realizar la siguientes afirmaciones “Sin embargo, el oxígeno que contiene en si misma provee las partículas de aquello sin lo cual no podría tener lugar la afinidad química”, haciendo referencia a que el oxígeno que compone a la pólvora es el que permite su combustión y considero que específica que la combustión es el resultado de la afinidad química que tiene el oxígeno con otros cuerpos.
Faraday en su cuarta conferencia habla sobre la intervención del calor en la afinidad química, el lo hace por medio de una serie de experimentos como el algodón pólvora, la electrolisis del agua y experiencias relacionadas con el uso de sustancias como ácidos. Faraday intenta hacer un acercamiento de la intervención del calor en la afinidad química, relacionando que por medio de la fricción, las presiones o trasferencias energéticas se puede cambiar la naturaleza de las sustancias - sin importar el estado en el que estas se encuentren- y afirma que la afinidad química o atracción química depende directamente del calor, relaciona además que que un proceso de combustión - ligado a la transferencia de calor- se puede dar en ambientes sin presencia de oxigeno, como lo demostro con la combustión de pólvora bajo el agua, explicando que se pudo llevar a cabo por los componentes de la pólvora ya que contenía oxigeno y otras sustancias que facilitaban dicho proceso, además explico que el Hidrógeno que es un gas liviano puede contribuir en un proceso de combustión.
ResponderEliminarMichael Faraday habla sobre la diferencia entre el oxígeno y el hidrogeno. El hidrógeno es más liviano que el oxígeno, debido a que pesa ocho veces menos que el del oxígeno. El oxígeno y el hidrogeno forman agua, pero a pesar que el estado del agua es líquido, Faraday observaba que ninguno de estos elementos podía reducirse a el estado líquido. Las substancias esperan hasta que algo les permita iniciar su acción. La afinidad química, es capaz de actuar de inmediato o de retardar sus efectos. Las reacciones químicas no ocurren inmediatamente, estas dependen de la naturaleza de las sustancia y como expone Faraday “algunas substancia detiene la afinidad química natural entre los cuerpos”. Los cuerpos que arden emiten calor, pero lo curioso del caso es que dicho calor no es continuo; desaparece cuando acaba la acción química, y esto influye en la duración de la reacción.
ResponderEliminarKatherine Londoño:
ResponderEliminarA través de experimentos de separación y unión de compuestos bajo condiciones de frío y calor, Faraday busca no solo construir explicaciones a la transformación de las sustancias en términos de afinidad química, sino que además busca comunicar de forma efectiva dichas explicaciones, sin cerrarse la posibilidad de ser refutado por otras personas a través de otras experiencias. Si bien en la conferencia no se evidencia ninguna objeción a sus propuestas, es interesante como su discurso da lugar a la duda constructiva e invita a la continua búsqueda de respuestas.
En su cuarta conferencia Faraday, relaciona la fuerza con la que están unidas las partículas del agua, con otra fuerza que denomina afinidad química, inicialmente del hidrógeno con el oxigeno, en el que menciona que así las cantidades suministras sean distintas, estos dos gases siempre formaran agua.
ResponderEliminarLuego menciona la afinidad que tiene el oxigeno con el plomo, para lograr encenderlo y encender algunas cosas a su alrededor, sin embargo demuestra también que esta afinidad no se da entre el oxigeno y todas las sustancias, sino que en sustancias como la cera de la vela no produce el mismo efecto que en el plomo.
Faraday también menciona que aquello denominado afinidad, produce calor y que dicho calor es una facultad de la materia que tiene un poder de licuar los cuerpos sólidos y transformar los cuerpos líquidos en vapor, lo que permitiría explicar en términos sencillos los cambios de estado de las sustancias.
Dicha concepción de calor le permitió entonces no solo explicar la afinidad química de las sustancias si no otros procesos.
La forma en que Faraday aborda el concepto de afinidad química viene de la mano de la idea de cohesión y la formación de solidos, mediante experimentos con sustancias químicas muestra sus transformaciones y explica que existe una fuerza que no es gravedad y que no es cohesión, como responsable de dichas trasformaciones, además de manera elegante relaciona estas reacciones con la liberación de calor, al igual que sus conferencias anteriores los experimentos son la base de sus explicaciones, por otro lado las relaciones matemáticas son sencillas y de fácil comprensión
ResponderEliminarRetomando las prácticas experimentales que demuestran la “des-composición” (causal de justificación de la composición por hidrógeno y oxígeno) del agua, caracterizando nuevamente el hidrógeno como sustancia formadora de esta, me resulta bastante interesante (y complejo) comprender sólo mediante la lectura de las conferencias el papel de la cuantificación de las proporciones que se establecen a partir de la manifestación empírica, ya que Faraday manifiesta estas relaciones cuantitativas para poder establecer una “definición” de la estructura y composición del agua.
ResponderEliminarParticularmente, estos experimentos demuestran y sustentan la idea de “afinidad” o “atracción química”, debido a que el comportamiento particular de las sustancias demuestra que existe una atracción distinta, pues cambia el carácter de los cuerpos, los altera, y que dichos cambios deben pensarse, reflexionarse y buscar maneras de argumentarse.
Considero interesante cómo a partir de procesos que parecen ser una “mezcla” inicialmente, presentan características distintas a las previas al juntarse, estas observaciones son las que llevan a pensar qué ocurre al interior de cada una de ellas y si este cambio es producido de manera individual o surge como una interacción de cada sustancia que ha entrado en contacto. Acá, el parámetro organoléptico es la señal de transformación. También será posible analizar en ese sentido, qué ocurre cuando hay una intervención mecánica en los sistemas, dando como resultado variaciones en la velocidad de esta interacción, aunque debido a que esta fuerza no se comporta de la misma manera entre las sustancias, puede pensarse que la afinidad de cada sustancia también es limitada, dependiendo de aquella con la que se entre en contacto, como lo manifiesta en los experimentos del oxígeno con plomo, con azúcar y con el fuego, esta afinidad no puede faltar, ni se puede exceder.
Las explicaciones de esta fuerza, “afinidad”, se amplían al considerar sus efectos de producción de luz y calor, que son consecuencia inmediata de esta fuerza y que cesan tras finalizar la acción de esta fuerza de acción química, pero ¿qué sería entonces el calor? ¿cómo se produce? ¿afinidad, fricción, contacto? ¿es ahora el calor un objeto de estudio independiente a la afinidad? Son algunos interrogantes secundarios que surgen después de esta lectura.
Las actividades experimentales que Faraday realizó en torno a la descomposición electroquímica del agua y de otras sustancias, donde empleó la pila voltaica, le permitieron realizar varias observaciones que lo llevaron pensar que, para que ocurra la descomposición de una sustancia, es un requisito indispensable que haya conductividad. Además, la mayor o menor facilidad con la que se descompone una sustancia depende de la afinidad que existe entre los elementos que la conforman, tal descomposición se verifica determinando la masa de las sustancias que se encuentran en el cátodo al finalizar el proceso. Personalmente, pienso que lo que los trabajos de Faraday nos permiten llegar a pensar en la idea de cambio químico desde otra perspectiva, pues en ellos se establecen diferentes relaciones entre las sustancias que reaccionan y las que se producen.
ResponderEliminarFaraday habla en su conferencia sobre la afinidad química y su papel en la transformación de las sustancias, más allá de las cualidades de la fuerza de cohesión. También es de resaltar la percepción que tiene sobre las interacciones entre las partículas que componen una sustancia y las condiciones que se deben cumplir para que estas se comporten de ciertas maneras en determinadas maneras interacción, lo cual llega a constituir un criterio de clasificación de las sustancias y un referente importante a seguir para posteriores trabajos.
ResponderEliminarEn la cuarta conferencia que realizó el físico y químico Michael Faraday (1791-1867) muestra el análisis de unas experiencias cuyas tienen como objetivo explicar y demostrar el concepto de atracción química, debido a que el comportamiento de las sustancias demuestra que existe una atracción distinta, pues cambia el comportamiento en algunos cuerpos, estos generaban cambios en cada una de estas experiencias. Retomo la situación puntual sobre la proporcionalidad entre sustancias que Faraday manifiesta en la afinidad química la cual llamó “equivalencia entre afinidades”, razón por la cual el hidrógeno y el oxígeno componen el agua en proporciones diferentes tanto en su volúmenes como pesos, aunque esta proporción se mantiene siempre, pues la afinidad química entre ellos es siempre la misma. La palabra afinidad la relaciono como la fuerza de atracción que origina una reacción química, para este caso entre el hidrógeno y el oxígeno.
ResponderEliminarElaborado por: Lina Hernández Sepúlveda
Partiendo de la que Faraday realiza donde expone que “la atracción química, debo ampliar sus ideas con el fin de incluir todas las substancias que poseen esta atracción recíproca; pues cambia el carácter de los cuerpos, los altera en una forma u otra de la manera más extraordinaria, y produce otros fenómenos maravillosos que incitan a la reflexión”, esto con relación a que cada sustancia tiene una composición definida, en este sentido una reacción no es absoluta, pues se deben determinar las tendencias de los componentes presentes, con relación a la afinidad química que se genera entre las interacciones de cualquiera de sus componentes, es decir las fuerzas intermoleculares son las responsables de la descomposición (reactivos) y reorganización molecular (productos)
ResponderEliminarDentro de los postulados de Faraday para la cuarta conferencia se refiere nuevamente a la afinidad química. Sin embargo, hace uso de diferentes sustancias y no solo del agua para fundamentar sus explicaciones, manifiesta que existen atracciones reciprocas entre las partículas que dan cuenta de las leyes de la afinidad química. Con el recurrir a la experimentación, da cuenta de que el principal efecto de esa afinidad es producir calor y luz, que se puede obtener gracias a la fricción o a la compresión del aire. Sin embargo, esa producción de luz y calor disminuye al cesar la afinidad química.
ResponderEliminarEn este sentido, gracias a las construcciones que se han logrado generar dentro del seminario se puede manifestar, que muchas de las explicaciones que se creían sólidas y cimentadas se ha podido reestructurar debido a que la comprensión de fenómenos en ocasiones se limita a las representaciones matemáticas o químicas y se pierde el sentido a lo que ocurre durante el proceso. El afán por dar respuestas inmediatas a lo que acontece a nuestro alrededor limita las explicaciones perdiendo de vista los procesos, las transformaciones, los cambios, las etapas y los estados que se puedan llegar a presentar. Por otro lado, Estas conferencias permiten evidenciar el papel tan importante que juega la experimentación para la construcción de explicaciones que como decentes debemos tener en cuenta dentro de nuestro ejercicio, pues este tipo de experiencias acerca al estudiante y al docente a la comprensión de los fenómenos de manera recreada y cercana para su comprensión.
En relación con la cuarta conferencia de afinidad química, calor se realiza una profundización sobre las fuerzas que existen en el agua, afirmando que cada vez que se une el hidrógeno con el oxígeno se unen producen agua. Faraday comenta que esa atracción reciproca que tiene estos dos elementos cambia el carácter de los cuerpos, los altera de una u otra forma de la manera mas extraordinaria.
ResponderEliminarEn su cuarta conferencia Faraday sigue exponiendo sus explicaciones conforme algunos experimentos y sus observaciones, para la cual utiliza una serie de sustancias desde mis dominios algo identificables, pero si logro reconocer algunos supuestos sobre estas. En primer lugar, la importancia de calor en las interacciones de las sustancias y lo que estas pueden ocasionar, acelerar o desacelerar estas interacciones, produciendo algunos efectos. Describe el calor como una fuerza que finalmente permite dilatar los cuerpos o contráelos. Y desde mi experiencia en Física, resulta fácil poder describir lo que el calor puede causar, pero explicar el calor en sí, algo complicado. Por ahora es reconocer como el calor resulta importante para Faraday y sus descubrimientos. Y por supuesto como este afecta de una u otra manera de lo que se ha venido hablando la afinidad química.
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