Como es sabido la química es aquella rama de la ciencia, la cual se encarga del estudio de la naturaleza, propiedad y transformación de la materia, y al igual que todas las ciencias de la naturaleza se sustenta tanto en la observación como en el razonamiento, lo cual le permite proponer teorías las cuales puede explicar de manera coherente, y debido a su amplio campo de estudio esta ciencia aporta una base teórica fundamental a otras ramas científicas como lo es la biología y la geología, entre otras. La química ha representado para la humanidad un extraordinario capítulo en su historia, debido a que se convirtió en una excelente herramienta para que el hombre pudiera seguir dando pasos agigantados en cuanto al conocimiento de nuestro entorno, es decir, nuestro medio ambiente.

Desde los inicios las personas involucradas en esta fabulosa área se interesaban en obtener reacciones químicas, las mismas las anotaban y describían, sin embargo, no contaban con leyes que les permitieran un debido estudio organizado de tales procesos químicos, muchos y grandes hombres trabajaron incansablemente en este sentido, pero realmente todo cambio con los aportes realizado por Antoine Laurent Lavoisier y la llegada de la verdadera transformación de la química, una nueva era había llegado, la química moderna, ya que la misma se logró constituir en una ciencia mediante la utilización sistemática de la balanza, implantada por Lavoisier en el último cuarto del siglo XVIII. Con la novedosa obra de Lavoisier, el campo de la química desarrolló la investigación de las leyes de las combinaciones químicas, en donde, se implementó fundamentalmente como instrumento de investigación la balanza, acompañado de los estudios tales como, de volúmenes, presión y la temperatura.

Mediante la química es posible estudiar los tipos de elementos que constituyen una determinada sustancia, así como los diferentes productos que resultan en las distintas reacciones químicas, de igual modo detectar la presencia de un catalizador, incluso como la variación de la presión y la temperatura pueden afectar tanta la velocidad como el equilibrio de una reacción, pero siempre será necesario poder llevar mediciones precisas de cada una de las magnitudes las cuales caracterizan a los distintos fenómenos que dicha ciencia estudia, esto al campo científico les ha permitido la verificación de sus tantas hipótesis-teorías, así como la posibilidad de poder realizar las aplicaciones prácticas.

Algunos Conceptos fundamentales

Masa atómica

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Debido a que todas las sustancias se encuentran conformadas por átomos de uno más elementos, y como en una determinada reacción química lo que sucede es realmente un reordenamiento de los distintos átomos en las sustancias que reaccionan para dar lugar a la conformación de otras sustancias diferentes a las reaccionantes, es decir, obtenemos los productos de dicha reacción, ejemplo, en la reacción en donde actúa el carbono con al silicio, generando el carburo de silicio:

En este tipo de reacción es importante resaltar que es posible comprobar desde el punto de vista experimental que un masa de carbono con otra de silicio las cuales reaccionarán entre sí plenamente para generar carburo de silicio como describimos anteriormente, siempre guardarán la misma proporción, y dicha proporción es, aproximadamente, 3/7, es decir, que 300 g de carbono reaccionarán con 700 g de silicio, por lo tanto, es necesario recordar que la masa atómica de un determinado elemento será la masa de su respectivo átomo, obteniendo como unidad la doceava parte de la masa del átomo del isótopo más numeroso del carbono (carbono-12).

Masa molecular

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En cuanto a la masa molecular de un compuesto químico podemos expresar, la misma representa la suma de cada una de las masas atómicas de los elementos los cuales conforman la molécula de dicho compuesto, entonces, podríamos calcular la masa molecular de un referido compuesto partiendo de las masas atómicas de cada uno de los elementos constituyentes.

Combinaciones químicas y sus leyes

Las cantidades tanto de reactivos como de productos, los cuales intervienen en una reacción se relacionan a través de las leyes de las combinaciones químicas, estas leyes podríamos decir que fueron constituidas de manera empírica a finales del siglo XVIII, las cuales algunas de ellas son las siguientes:

Ley de la conservación de la materia

Esta ley podemos enunciarla expresando lo siguiente, en cualquier proceso químico siempre tendremos que la suma de cada una de las masas de las sustancias que reaccionan será igual a la suma de las masas de cada producto obtenido en dicha reacción, en forma general, podemos también decir, que en un determinado sistema su masa permanecerá inalterable sea cual sea la transformación a la que tenga lugar dentro del sistema.

Para 1905 Albert Einstein establece la famosa fórmula E = mc2, la misma representó una de las más impresionante revelaciones de la ciencia física moderna, la cual expresa, la paridad entre materia y energía.

Ley de las proporciones definidas

Esta ley creada por el químico francés Louis Joseph Proust en 1801, la cual establece que mediante la combinación de dos o más elementos para constituir un determinado compuesto, siempre lo harán en una proporción de peso constante, un claro ejemplo lo constituye el cloruro de sodio (NaCl) el cual lo podemos conseguir al hacer reaccionar hidróxido de sodio con ácido clorhídrico, es decir, NaOH + HCl, o también tratando o mezclando carbonato de sodio con ácido clorhídrico, es decir, NaCO3 + HCl, en ambos caso es comprobable que alcanzamos un compuesto que contiene un 39,33% de Na y de Cl un 60,66%.

Ley de las proporciones múltiples

Esta ley la estableció en 1803 John Dalton, la cual nos indica que cuanto ciertas cantidades de un mismo elemento se mezclan con una cantidad fija de otro elemento, con la finalidad de dar origen en cada caso a otro elemento diferente, los mismos tendrán una correlación de números enteros sencillos.

Ley de las proporciones recíprocas

Cuando los pesos de elementos distintos los cuales se fusionan con un peso fijo de un tercer componente, serán los mismos pesos relativos de aquellos elementos cuando estos se mezclan entre sí.

Teoría atómica de John Dalton

Podríamos resumir esta teoría en los siguientes fundamentos:

• Cada elemento está conformado por átomos resistentes en partículas materiales indestructibles.

• Aquellos átomos pertenecientes a un mismo elemento serán todos iguales.

• En cuanto aquellos átomos que pertenecen a elementos diferentes contrastan tanto en su masa como en las demás cualidades.

• Cada uno de los distintos compuestos se constituyen mediante la unión de átomos de sus elementos correspondiente mediante una proporción numérica sencilla.

Conclusión

La química cuantitativa de la mano del gran personaje Antoine Laurent Lavoisier permitió el extraordinario giro hacia nuestra química moderna, mediante la implementación de la balanza mecánica de precisión, estos instrumentos en nuestra actualidad se han perfeccionado enormemente, en tal sentido, que en la actualidad en los distintos laboratorios químicos se utilizan balanzas electrónicas, las cuales resultan muchos más rápidas y precisas. Pero es necesario poder afirmar que a Lavoisier le debemos la sistematización mediante el estudio de cada uno de los procesos químicos, ya que antes de sus aportes se empleaba la técnica de anotación de las distintas experiencias realizadas por nuestros antecesores químicos, los cuales no realizaban o enunciaban leyes.

Como es costumbre en el desarrollo de la ciencia en cualquiera de sus ramas, muchos han sido los personajes históricos que nos dejaron el camino al entendimiento de nuestra naturaleza y con ello de todo aquello que forma parte de la misma, la humanidad con la ciencia como principal instrumento ha logrado profundizar el conocimiento de la estructura de la materia, con el firme propósito de entender lo más posible sobre las distintas propiedades de cada sustancia.

La química cuantitativa entonces viene a representar aquella parte de esta ciencia la cual se encarga de estudiar las distintas formas como se pesan las cantidades de sustancias, sus moléculas como sus átomos, pero de igual forma estudia la relación entre los distintos elementos los cuales dan origen a un determinado compuesto químico, estos son algunos aspecto que esta parte de la química nos ha proporcionado, pero que sin lugar a dudas, nos brindó y nos brindará todas las herramientas para el perfeccionamiento del campo científico de la química y con ello de todo el campo de la ciencia.

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Referencias Bibliográficas

[1] Raymond Chang, Williams College. Química General. Séptima Edición. Editorial McGrawHill. México, 2002.

[2] Brown Theodore L. Química, la ciencia central. Editorial Pearson Educación. México, 2004.

[3] L. Vlasov y D. Trifonov. Química Recreativa. Editorial Mir Moscú. Moscú, 1972.