El aire no es una cosa, sino muchas cosas. Es una mezcla de diferentes moléculas, y cada molécula tiene distintas propiedades.
Sabemos que el oxígeno existe en el aire. Si no, cómo pudieramos respirar? Podemos inferir que otras cosas también están presentes en el aire. Una llama arde con fuerza en presencia de oxígeno. Si a la llama se le añade más oxígeno, arderá con mayor fuerza aun. Imagínate si oxígeno fuera la molecula mas común en el aire. ¿Cómo sería encender un fósforo en este tipo de medio ambiente?
La historia que sigue muestra cómo filósofos y científicos veían la materia—las cosas de las cuales está hecho el mundo—y su relación con el aire. También muestra cómo se usaron los procesos científicos para descubrir de qué está hecho el aire.
Durante tu lectura, considera las siguientes preguntas:
Los filósofos fueron los primeros en intentar comprender la materia. Los filósofos de la antigua Grecia razonaron que todas las cosas que existen en nuestro planeta estaban constituídos por cuatro elementos básicos: aire, tierra, agua y fuego. Aristóteles (384-322 a.c.) popularizó esta idea y fue más allá. Según Aristóteles, el aire no era una mezcla. Era un elemento fundamental, y no se podía reducir a una forma más simple. Esta explicación fue aceptada durante dos mil años.
Los filósofos antiguos dieron explicaciones pero no siempre las demostraran con experimentos. Los alquimistas, que fueran los primeros químicos, sí realizaron muchos experimentos. Más que nada, ellos se preocupaban por crear sustancias químicas útiles, como medicinas, metales y otras. Con frequencia la alquimia era una actividad secreta. En muchas de sus historias escritas, los alquimistas omitieron detalles importantes de sus experimentos. Debido a la confidencialidad de sus experimentos, no siempre se podía creer en los resultados. Muchos alquimistas, por ejemplo, afirmaban haber transformado algunas sustancias ordinarias en oro o plata, pero ninguno de ellos hizo esto en público., ni se atrevió a ofrecer la “receta”.
El alquimista más importante vivió y trabajó cerca de lo que hoy se considera Bagdad, en Irak. Jabir ibn Hayyán (Persia, c 721-815) creó centenar de sustancias químicas nuevas. Contrario a las costumbres de sus colegas, él publicó muchas recetas detalladas. La contribución de Hayyán a la filosofía fue trascedente. Él propuso que todos los metales del planeta estaban compuestos de mercurio (un metal líquido) y azufre (un polvo amarillo). Más tarde, Paracelso (Suiza, 1493-1541) añadió a la sal como tercer componente de toda materia, incluidos las sustancias no metálicas. Ambos estuvieron de acuerdo en que el agua y la tierra jugaban un papel en la determinación de la naturaleza de la materia, en combinación con otros ingredientes. Las ideas de Jabir y Paracelso, junto con las ideas de Aristóteles, gustaron a muchos filósofos europeos. Sencillas y, en la mente de los pensadores de aquel entonces, lógicas.
Hasta el siglo diecisiete, los filósofos habían explicado la materia, pero no habían sido capaces de demostrar sus explicaciones con experimentos. Galileo Galilei (Italia, 1564-1642) inspiró a otros filósofos del siglo diecisiete a conducir experimentos que otros científicos pudieran repetir. Cada paso de sus experimentos aparecía claramente escrito. Galileo analizó sus resultados usando la matemática. Él respaldó sus resultados con evidencias.
Esto fue el comienzo de una revolución científica.
La atención que Galileo dedicó a estos detalles animó a otros científicos a evaluar las ideas de Aristóteles. Robert Boyle (Irlanda/Inglaterra, 1621-1691) ayudó a refutar la noción de que un vacío, la ausencia de aire, no podia existir. Boyle creó vacíos y observó que sin aire, nada podría arder.
Boyle poularizó la idea de que los conceptos tienen que ser puestos a prueba y de que los métodos a seguir en las demostraciones tienen que ser claros. En 1661, él escribió:
“…la manera más cierta de Aprender es con Experimentos concretos…”
-The Sceptical Chymist (El químico escéptico)
Esta clase de filosofía fue revolucionaria. Produjo una época de descubrimiento científico sin paralelo.
Otro de los grandes experimentadores fue el flamenco Jan Baptist van Helmont (Bélgica, 1579-1644). Van Helmont introdujo la palabra “gas” al vocabulario cotidiano. Un gas, en particular, le llamó la atención; el que se crea cuando algo se quema o se fermenta (la fermentación es el proceso que hace que la masa del pan suba). Hoy conocemos este gas como dióxido de carbono. Las observaciones de van Helmont demostraron que no todos los gases son iguales. El gas de van Helmont daba un sabor agrio al agua. Luego se descrubrió que esta agua era realmente agradable de beber. Hoy, agregamos dióxido de carbono a las bebidas gaseosas; esto es lo que produce las burbujas que le dan el peculiar sabor.
Pasaron muchos años antes de que alguien propusiera que el dióxido de carbono era algo aparte del aire. Hoy, sin embargo, vemos que esto pudo ser una conclusión lógica. Si se trata de un producto de la combustión o de la fermentación debe ir a parar a algún sitio. De hecho, el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado de manera constante en años recientes. Las sociedades humanas queman cada vez más y más combustibles para generar electricidad y para propulsar vehículos motorizados. Todo esto aumenta el nivel de dióxido de carbono que hay en el aire.
El oxígeno se descubrió much antes de haber recibido nombre. John Mayow (Inglaterra, 1640-1679) mostró que un ratón encerrado en una vasija consumía “partículas vitales” del aire original. Como la vasija había estado invertida sobre una sartén con agua (el ratón no se encontraba directamente sobre el agua; estaba suspendido sobre la misma en una canasta especial), el nivel del agua dentro del vaso subió. Mayow supuso que la cantidad de partículos vitales consumida por el ratón equivalía al espacio (de volumen) que había sido desplazado por el agua ascendente. Muchos años después, Joseph Priestley (Inglaterra, 1733-1804) usó ratones de una manera diferente para esclarecer un asunto afín. En una vasija cubierta, creó el gas que hoy se llama oxígeno y lo añadió al aire regular. Él sabía que en aire normal dentro de un envase cubierto, un ratón no era capaz de vivir más de quince minutos. Sin embargo, recuperó al ratón ileso, a pesar de haberlo dejado treinta minutos en la mezcla de oxígeno y aire.
Antoine Laurent Lavoisier (Francia, 1743-1794) fue quizás el químico más astuto de esta época de descubrimientos. Él realizó experimentos semejantes a los de Priestley, pero sopesó las consecuencias con mayor profundidad; razonó que este gas tan importante para la vida debía ser un componente separado del aire, y le llamó oxígeno. A partir de sus experimentos, y de los de otros, Lavoisier supo que el oxígeno componía una quinta parte (20%) del aire normal y seco. Al resto del aire le llamó “azote” (lo cual significa, literalmente, “sin vida”, debido a que los animales no podían vivir en él). Luego a este gas se le llamó nitrógeno. Lavoisier concluyó que cerca de las cuatro quintas partes (el 80%) del aire correspondía al nitrógeno. Su conclusión no resultó completamente exacta, pues el aire contiene otras moléculas, entre las cuales está el dióxido de carbono. Pero él fue quien primero sugirió que el aire estaba compuesto por al menos dos sustancias químicas muy diferentes.
Lavoisier dio nombre a otro as, el que luego fue cuidadosamente estudiado por su contemporáneo Henry Cavendish (Inglaterra, 1731-1810). Este gas era explosivo, y al encendiarse producía agua. Lavoisier le llamó hidrógeno (que significa “productor de agua”). Cavendish también descubrió otro componente importante del aire atmosférico: un gas que no hacía reacción con ninguna otra sustancia, y que no parecía ser requerida por los seres vivientes. Él no llegó a darse cuenta de la trascendencia de este descubrimiento, y no le puso nombre a este gas, que es el tercero en abundancia en la atmósfera. Pensó que se trataba de un error de su experimento. Casi cien años más tarde a este gas se le llamó argón.
Hoy día se estima que el aire está compuesto por los siguientes gases:
|
Gas |
Porciento por volumen |
|
Nitrógeno |
78 |
|
Oxígeno |
21 |
|
Argón |
Casi 1 |
|
Dióxido de carbono |
Menos de 1 |
|
Hidrógeno |
Menos de 1 |
|
Los demás |
Menos de 1 |
Para información de venta contactar a: sales@ScienceGate.org Para cualquier otra información contactar a William Jones mediante el correo electrónico: info@ScienceGate.org o al teléfono: 787-801-0844
