Conocimientos
Fundamentales de Química. Vol. I
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
Presentación
El saber, entendido como fuerza que impulsa de manera determinante al
desarrollo, tanto individual como social, constituye una condición
necesaria para el
crecimiento, la democracia, la equidad y la libertad.
En el contexto de la sociedad del conocimiento, la
formación media superior se ha convertido en un tema de atención
prioritaria para las instituciones
educativas. Sus nuevas tendencias, oportunidades y posibilidades, su
función de
enlace entre los niveles basico y profesional y su situación
estratégica en el proceso formativo, dotan al bachillerato de un granpotencial.
El libro que tienes en tus manos es producto de un muy
estimable esfuerzo
hecho por la Universidad Nacional Autónoma de México para
fortalecer al bachillerato. Forma parte de la Colección Conocimientos
Fundamentales para la
enseñanza media superior, concebida bajo la visión de que los
acelerados cambios y transformaciones de las últimas décadas en
los diversos campos del saber
y del quehacer humano, deben reflejarse en los contenidos educativos del siglo
que inicia. En tal sentido, este ciclo de estudios
esta siendo objeto de un profundo analisis.
Entre los aspectos que, sin duda, impulsaran al bachillerato,
estan su articulación organica con las etapas educativas
posteriores; el establecimiento de estrategias de atención a
requerimientos pedagógicos específicos; la modificación
curricular sustentada en el perfil de egreso y en los conocimientos relevantes
y
pertinentes que requiere el estudiante; el mejoramiento de la docencia, y la
incorporación de nuevas tecnologías a la
enseñanza-aprendizaje en esta etapa.
Conocimientos Fundamentales de Química
VI
Con base en lo anterior, la Secretaría de Desarrollo Institucional, en
colaboración con la Escuela Nacional Preparatoria, el Colegio de
Ciencias y Humanidades y el Consejo Académico del Bachillerato de la
UNAM, ha emprendido
un programa conducente a replantear los contenidos tematicos de las
disciplinas
que se imparten en este nivel de estudios.
Los libros y materiales de la Colección Conocimientos Fundamentales para
la enseñanza media superior son el punto de partida para establecer los
cimientos de una formación que, efectivamente, te proporcione una
cultura general
interdisciplinaria y de capacidades específicas para que puedas
responder a las
exigencias de un entorno cada vez mas complejo y demandante. Dichos
conocimientos, ademas de las habilidades y valores correspondientes,
deben prepararte
también para el aprendizaje a lo largo de tu
vida.
La Colección cuenta con la participación de destacados
académicos de la
Universidad, en el marco de un programa institucional
destinado a rendir sus
mejores frutos en beneficio de los jóvenes del bachillerato en México y en
América Latina.
Dr. Juan Ramón de la Fuente
Rector de la Universidad
Nacional Autónoma de México
Prefacio
La Secretaría de Desarrollo Institucional, en colaboración con la
Escuela
Nacional Preparatoria, el Colegio de Ciencias y Humanidades y el Consejo
Académico del Bachillerato de la UNAM, emprendió la tarea de
reflexionar sobre los contenidos tematicos de las disciplinas que se
imparten en el bachillerato, bajo la premisa de que la enseñanza media
superior tiene como objetivos
principales la formación de estudiantes que continúen sus
estudios en la licenciatura y el posgrado, con posibilidades reales de
incorporarse a la vida laboral,
con un claro compromiso social.
Las disciplinas elegidas para trabajar en una primera etapa fueron:
biología
filosofía, física, geografía, matematicas,
literatura y química. Se formaron grupos
de trabajo integrados por profesores del
bachillerato, la licenciatura y el posgrado
que definieron los conocimientos fundamentales de cada disciplina, en función
de su desarrollo reciente, de su pertinencia en el marco de la enseñanza
media
superior y del
impulso a la interdisciplina.
La definición de los conocimientos fundamentales tiene como fin el determinar los saberes
basicos e imprescindibles con que los estudiantes deben contar
al término del ciclo del
bachillerato y proporcionar a los alumnos una cultura
general de la disciplina, que les permita estar preparados para incursionar en
nuevos espacios del
saber.
Una vez establecidos tales conocimientos, se integraron grupos de trabajo
mas amplios para elaborar los contenidos de los libros, de los discos
compactos
y de la pagina web, que son los tres materiales de apoyo a tu
formación que incluye este programa. Éstos se insertan en el marco de la Colección Conocimientos Fundamentales
para que puedas usarlos con la orientación y apoyo de tus
profesores.
Conocimientos Fundamentales de Química
VIII
La definición y la producción de los materiales de esta
Colección, contó
con la amplia participación de la Escuela Nacional Preparatoria, el
Colegio de
Ciencias y Humanidades, el Consejo Académico del Bachillerato, la
Facultad
de Filosofía y Letras, la Facultad de Ciencias, la Facultad de
Química, el Instituto de Ecología, el Instituto de
Geografía, el Instituto de Investigaciones
Filosóficas, el Instituto de Matematicas, el Instituto
deFísica, el Instituto de
Investigaciones en Materiales, el Centro de Ciencias Físicas, la
Dirección General de Servicios de Cómputo Académico, la
Coordinación de Universidad
Abierta y Educación a Distancia, la Dirección General de
Actividades Cinematograficas, la Dirección General de
Divulgación de la Ciencia, la Dirección
General de Televisión Universitaria y la Dirección de Literatura.
También contribuyó en la tarea un
selecto grupo de miembros de la Academia Mexicana de
Ciencias, quienes hicieron sugerencias para mejorar los materiales. A todos
ellos, nuestro reconocimiento y gratitud.
El Programa de Fortalecimiento del
Bachillerato, del que
forma parte la
Colección Conocimientos Fundamentales es una iniciativa de la UNAM
destinada a apoyar y fortalecer los estudios de
bachillerato en lengua española.
Con esta primera serie de libros y materiales para siete disciplinas, nuestra
Universidad inicia esta Colección que habra de enriquecerse con
una serie
de nuevos títulos, realizados con la calidad y el profesionalismo
propios de
nuestra Casa de Estudios. Estan dirigidos a los maestros y estudiantes del
nivel
medio superior.
Acerca de los autores
Enrique Bazúa Rueda
Estudió la licenciatura en ingeniería química en la UNAM y
el doctorado en la
Universidad de California en Berkeley.
Desde hace mas de treinta años es
profesor de la UNAM en el area de termodinamica y se ha dedicado
a formar
ingenieros químicos en licenciatura y posgrado. La docencia ha
sido una de sus
pasiones, preocupandose siempre porque sus alumnos comprendan los
conceptos difíciles. Recientemente ha incursionado en
la formación de
profesores de secundaria y bachillerato impartiendo talleres sobre el tema
de energía y ambiente.
Adela Castillejos Salazar
Trabaja en la Facultad de Química de la UNAM desde hace 33 años,
lo que la
enorgullece enormemente. ¡Es puma de corazón! Ha combinado
la docencia
con la divulgación y la gestión académica durante la mayor parte de este
tiempo. Su mayor gusto en el nivel profesional es impartir
clases. Ha tenido el
placer de participar en la formación de miles de alumnos tanto de
bachillerato
como
de licenciatura. Ha coordinado e impartido cientos de cursospara
profesores de secundaria y de bachillerato.
Maribel Espinosa Hernandez
Estudió la carrera de Químico Farmacéutico Biólogo
en la UNAM. Tiene la
maestría en Ciencias Químico Biológicas en el area
de Toxicología, y es
profesora de Química a nivel bachillerato. Durante 11 años
ha trabajado con
los jóvenes motivandolos al estudio y comprensión de los
conceptos basicos de
la Química y al desarrollo de proyectos de investigación, que
despierten su
interés por el conocimiento y dedicación a la Química.
Nahieli Greaves Fernandez
Es Química Farmacéutica Bióloga y estudió la
maestría en Ciencias Bioquímicas
así como
el Diplomado en Divulgación de la Ciencia en la UNAM. Ha
impartido clases de química a nivel licenciatura, así como
la asignatura Ciencia y
Sociedad. Le encantan los libros y tiene experiencia como editora y
revisora
técnica de libros de ciencia.
Ana María Martínez Vazquez
Científica y maestra, se doctoró con una tesis en química
cuantica hace mas de
diez años, pero actualmente trabaja en la restauración
ecológica. Ha impartido
clases a estudiantes de todas las edades, siendo sus
favoritos los alumnos y las
alumnas de secundaria y bachillerato.
X
Conocimientos Fundamentales de Química
Kira Padilla Martínez
Estudió el Doctorado en Didactica de las Ciencias Experimentales
en la
Universidad de Valencia, España. Es química de
formación y le encanta
la educación. Se ha dedicado a estudiar cuales son las
mejores técnicas de
enseñanza-aprendizaje, tanto en bachillerato como en
licenciatura.
Cristina Rueda Alvarado
Estudió la licenciatura en Ingeniería Química y la
maestría en Investigación y
Desarrollo de la Educación, así como un Diplomado en
Estrategias de
Enseñanza de la Química. Actualmente coordina
el Centro Nacional
de Educación Química de la Facultad de Química de la UNAM.
Ha sido
profesora de ciencias experimentales del CCH desde hace 35 años
y es
especialista en el area de educación en Ciencia,
Tecnología y Sociedad. Tiene
amplia experiencia en el area de formación docente y
diseño curricular para la
educación en ciencias.
Ana María Sosa Reyes
Estudió el doctorado en la Facultad de Química de la UNAM donde
gracias a
profesores como L. Gasque, A. Garritz, P. Sosa, V. Talanquer, A.Castillejos y
C.
Rincón, la Química terminó siendo un placer. La mejor
forma de disfrutar de
un regalo así es compartirlo: actualmente
combina su trabajo docente en el CCH
Sur de la UNAM con el de divulgación de la ciencia.
Luis Miguel Trejo Candelas
Es profesor de la Facultad de Química de la UNAM desde hace 20
años,
donde también egresó de químico y se doctoró en
Fisicoquímica. Disfruta
mucho su trabajo académico y se esfuerza por crear experiencias de
aprendizaje en Química y Termodinamica para alumnos de
licenciatura y
bachillerato.
Este primer volumen de Conocimientos Fundamentales de Química
contó ademas
con los siguientes apoyos:
Ilustración
José Cardenas Torres “Pepeto”
Ricardo Pelaez Goycochea
Erick Proaño Muciño “Frik”
Coordinación de Publicaciones Digitales de la Dirección General
de Servicios
de Cómputo Académico.
Ilustraciones 3D
Luis Alberto Greaves Fernandez
Fotografía
Maribel Espinosa Hernandez
Nahieli Greaves Fernandez
Juan Alberto Greaves Medina
Diana Rosalba Mota Hidalgo
Dirección General de Actividades Cinematograficas, UNAM
Foto de portada
Herman Padilla Martínez
Volcan de Colima
Foto tomada en diciembre de 2005
Los autores agradecemos a Ilma Lecia Carrillo López, directora de la
Escuela
Nacional Preparatoria Número 2 “Erasmo Castellanos Quinto”,
y a José Luis
Buendía Uribe, Coordinador de Materias Experimentales del mismo plantel,
las
facilidades otorgadas para la filmación de videos y toma de
fotografías.
Índice
Presentación
Prefacio..
Acerca de los
autores
Introducción
V
VII
IX
1
Para empezar .
3
¿Cómo es la ciencia
3
Antoine-Laurent Lavoisier: ¿Padre de la química moderna o
víctima de la Revolución Francesa? ..
Dos revoluciones, dos caminos
Elabora una línea del tiempo.
Los méritos que hacen de Lavoisier el padre de la química moderna .
Analicemos con mas detalle los supuestos logros de Lavoisier para la química ..
Comparando historias
.
La vida de Lavoisier: una historia de saber… y de poder
Un debate
..
¿Qué lecciones obtenemos de esta historia de
ciencia y poder?
..
El Siglo de las Luces
.
¿Qué es la ciencia? ..
Ahora te toca a ti
..
¿Cuanto he cambiado?
..
4
4
5
6
6
9
9
12
12
13
14
14
14
Módulo 1. El mundo macroscópico de las observaciones
. 15
Mitos afrodisiacos
.
15
Objetivos .17
Mapa conceptual
18
1.1 ¡Comencemos a lo grande! Lo que observamos, clasificamos y medimos ..
1.1.1 ¡Guacala ¿por qué
sabe horrible?
.
El
chocolate
¿Qué tiene el chocolate que enloquece o martiriza?
.
¿Qué tiene que ver la historia del chocolate con
esto de clasificar? ..
Eso ya lo sé
19
19
20
21
22
23
1.2 ¿100% puro o puros cuentos?
..
Mezclas y sustancias..
Materiales, mezclas y sustancias… en pocas palabras
1.2.1 Mezclas
1.2.1.1 Su composición
El alcoholímetro
.
Evitando multas
..
La prueba de alcohol
..
¿Realmente es ligero el refresco bajo en
calorías? ..
23
24
25
2525
26
27
28
30
XIV
Conocimientos Fundamentales de Química
¿Cuanta azúcar extra tiene el refresco normal?
..
Otra diferencia entre los refrescos ligeros y los
“pesados”.
Las mezclas y sus propiedades
..
1.2.1.2 ¿Separar es lo mismo que purificar?
..
Inventando separaciones
..
1.2.1.3 Métodos de separación
..
De cristales a cristales
.
Destilación
.
¿Cual enjuague bucal es el mas alcohólico?
.
Filtración
.
Limpiando agua súper cochina .
Extracción
..
Descafeinando
.
Cromatografía
.
¿Qué tan negro es el negro?
.
Separaciones
difíciles..
Separaciones
faciles..
Últimas noticias ..
Estudio de mercado para repasar
Separaciones sabrosonas
1.2.1.4 Separar, ¿hasta dónde?
..
1.2.2 Sustancias, únicas e inigualables
.
1.2.2.1 Sus
características
Las sustancias de Cupido
..
Cupido y los perfumes
Sustancias para el sexo, sin que nos gane la risa
.
Viagra por decisión
.
Y todo esto, ¿para qué?
..
1.2.2.2 ÚNICAS… pero se transforman (propiedades químicas
Separando al agua
.
1.2.2.3 ¿Y cómo sé si la sustancia se transformó en
otra?
Cambio químico
.
De sopas ytortillas, eso lo conozco
..
Transformando sustancias
Oro para la libertad
Mario Molina, un conocedor de las sustancias y sus
reacciones .
¿Protocolo de Montreal?
.
Y todo esto, ¿para qué?
Destruyendo mitos
31
32
33
34
34
37
37
38
38
39
39
40
41
42
43
44
44
45
45
46
47
47
47
48
49
50
52
52
53
54
55
55
55
56
56
57
58
58
59
Módulo 2. El mundo microscópico de la
materia 61
La materia, ¿es continua?
.
61
Objetivos
.
63
Mapa conceptual
64
2.1 No todo lo que brilla es oro el mundo mas alla del
microscopio ..
65
2.2 ¿De qué estan formadas las sustancias?
2.2.1 Semejanzas y diferencias
.
Estados de agregación
..
Fíjate
bien..
66
67
67
67
2.3 Investigación indirecta
¡Guau! Un arcoiris
.
Mirando lo invisible
68
69
70
2.4 Si todo esta hecho de atomos, entonces, ¿qué es
lo que distingue a cada sustancia?
En muchas palabras materiales, mezclas, sustancias, atomos y moléculas ..
71
72
xv
Índice
2.4.1 Atomos y sustancias
Investiga: Ozono ¿bueno o malo?
.
72
73
2.5 Sustancias compuestas ..
Las bombas de agua
..
Agua que no has de beber
.
¿Dulce borrachera?
.
Mapeando la materia
Analiza e interpreta
La electrólisis del
agua
.
Los “galanes” de la ciencia
74
74
75
76
76
77
79
80
2.6¿Qué cara tienen los atomos?
..
Desarrolla y arma
.
81
81
2.7 ¿Tienen masa los atomos?
..
Jugando con plastilina… en el laboratorio
.
82
83
2.8 ¿De qué estan hechos los atomos?
Eso ya lo sé
..
Jugando con partículas
.
Telenovelas atómicas
..
Explicandole a nuestros antepasados ..
84
85
85
86
86
2.9 Calculando con las partículas
.
Regresando a la continuidad
Y todo se une a través de… las cargas
..
Eso ya lo sé
..
Las cebollitas
Ahora te toca a ti
.
De fiesta.
Y llegó la Navidad
87
87
88
89
89
90
90
91
Módulo 3. El lenguaje, nivel simbólico
de la química . 93
Mito
¿Has escuchado lo siguiente?
¿Sera cierto todo esto?
..
93
Objetivos .
95
Mapa conceptual
96
3.1 De lenguas, ojos y dedos… el lenguaje corporal
.
Dígalo con mímica…
97
98
3.2 El lenguaje de la química… útil y universal
.
98
3.3 Breve historia de la nomenclatura química
..
3.3.1 Los primeros símbolos de los materiales. El caso del agua.
..
El agua en el México prehispanico
.
3.3.2 Los primeros símbolos y nombres de las sustancias elementales y
compuestas
3.3.3 Los primeros intentos de nombrar de forma sistematica las
sustancias
elementales y compuestas ..
3.3.4 Los primeros símbolos de sustancias elementales y compuestas
¿Fluorescente o fosforescente? Elorigen de los
nombres
99
99
99
100
100
102
102
3.4 Los símbolos y la nomenclatura hoy
3.4.1 Para empezar… los símbolos
de la famosa tabla periódica
..
¡A conocer la tabla periódica!
..
Esos números, ¿me dicen algo…?
..
Descubre el secreto
..
En pocas palabras… La tabla
periódica
3.4.2 100 casillas = 100 sustancias elementales… ¿muchas o pocas?
De nuevo con las
palabras
103
103
104
104
105
106
106
106
94
Conocimientos Fundamentales de Química
XVI
3.4.3 Cuando los atomos se combinan
.
3.4.4 ¿Qué representa una fórmula química
3.4.5 Iones y paréntesis
..
¡A contar
Clasificando fórmulas
..
3.4.6 ¿Barba cerrada o cinturita de avispa?
..
Lo que hace diferente a un hombre de una mujer
..
3.4.7 Una ecuación dicemas, mucho mas que mil
palabras
Paso a paso
.
¡A contar otra vez
Ahora te toca a ti
.
Haciendo un inventario de símbolos,
fórmulas y ecuaciones
.
107
107
108
109
109
111
111
113
114
114
114
115
3.5 ¿Estequio qué?
.
Para empezar
¡Manos a la obra
Que no te digan, que no te cuenten
.
Destruyendo mitos .
116
116
117
117
118
Anexo
Anexo
Anexo
Anexo
121
127
129
133
1.
3.
Preparación de reactivos, manejo y desecho de sustancias ..
Tabla periódica
Sistema Internacional de
Unidades
Nomenclatura
..
Bibliografía..
141
Bitacora
.145
Introducción
Tienes en tus manos un libro de química que los
autores pretendemos sea diferente de la mayoría de los que se han
escrito hasta ahora en México.
Te presentamos nueve razones por las que pensamos que este libro se distingue
de los demas
1.
Lo escribimos profesores mexicanos de la UNAM para alumnos de bachillerato, en
su mayoría mexicanos, como
tú. Tiene por ello, ejemplos
relacionados con nuestra cultura y nuestro hermoso país.
Te presentamos aquellos conceptos que consideramos fundamentales
para el aprendizaje de la química. Son pocos para que
tengas tiempo de
estudiarlos bien y aprenderlos a profundidad.
Tiene muchas ilustraciones y videos que te ayudaran a comprender mejor
el texto y a imaginar las cosas que no puedes ver.
Todos los capítulos inician con un mito
(algo que la mayoría de la gente
cree sin apoyarse en conocimientos científicos) y terminan analizando
si ese mito es
verdadero o falso.
Te pedimos que realices muchas actividades y que utilices un cuaderno
al que llamaras bitacora, para escribir todas tus experiencias
relacionadas con esas actividades. Queremos que hagas lo mismo que hacemos
los científicos, que llevamos un registro de
nuestras actividades y experimentos.
Realizaras muchas de esas actividades en equipo, como realmente se
trabaja en la vida cotidiana.
También haras muchas actividades individuales dentro y fuera del salón
de clase. Encontraras lecturas y ejemplos que esperamos que te sirvan y
te gusten porque tienen que ver con el amor, el sexo, los alimentos, el
alcohol y otros temas relacionados con los jóvenes.
Haras muchos experimentos químicos sencillos con material que
podras
adquirir facilmente y que deseamos te sirvan en la vida cotidiana; por
ejemplo, construiras un alcoholímetro, mediras la
diferencia de azúcar
que contiene un refresco normal de uno “light” y purificaras
agua.
Y por si lo anterior fuera poco, encontraras el libro impreso en papel,
pero también en formato digital y en línea para aprovechar las
nuevas tecnologías. Esto gracias al apoyo de muchas dependencias de la
UNAM que, encabezadas por la Secretaría de Desarrollo Institucional
quieren que mejore la educación en nuestro país.¡Queremos
que este libro te encante! Que esto ocurra a tal grado que al leerlo
ver sus videos e ilustraciones y realizar las actividades, tengas el deseo de
aprender mas por tu cuenta. Queremos mostrarte que la química es
una ciencia maravillosa que puede ayudarnos a mejorar la vida en nuestro
planeta y que tú
puedes dedicarte a eso. Que te
des cuenta de que tú, una persona que tiene el
privilegio de estar en bachillerato, puedes ser un futuro químico que
contribuya
a resolver tantos problemas que aquejan a la humanidad. Pero también
deseamos
2
Conocimientos fundamentales de química
que si eres una de esas personas que no se deciden por estudiar una carrera
relacionada con esta ciencia, porque tienes otra vocación, de todos
modos tengas
cultura científica para que puedas tomar decisiones responsables con
suficiente
información y formación, y así contribuyas al bienestar de
los seres humanos y a
mejorar la calidad de vida en nuestro mundo.
¡Qué disfrutes nuestro libro, que ahora es tuyo!
L@s autor@s
PARA EMPEZAR
¿Cómo es la ciencia?
Dibuja en tu bitacora a la ciencia como si fuera una persona:
¿cómo sería físicamente? ¿Cómo
sería su personalidad? Escribe debajo del dibujo por
qué
seleccionaste esas características. Guarda tu dibujo y comentario para
que lo
analices al final del
capítulo.
Un libro de bitacora era aquel en el que
los marineros apuntaban el rumbo
velocidad, maniobras y demas accidentes
de la navegación. Actualmente se le llama
bitacora a un libro o cuaderno en el que
se lleva un registro de acontecimientos.
Ahora tú tienes una en este libro.
4
Conocimientos fundamentales de química
Mito
Antoine-Laurent Lavoisier
¿Padre de la química moderna o
víctima de la Revolución Francesa?
Dos revoluciones, dos caminos
¿Has escuchado hablar de Lavoisier?
Para muchos, Lavoisier es el creador de la química como
la ciencia que conocemos ahora pero, ¿quién fue realmente
Antoine-Laurent Lavoisier? ¿En dónde y en
qué época vivió?
¿Cómo influyeron sus relaciones personales y
los acontecimientos históricos de la época en su obra
científica?
Escudriñar algunos detalles de la vida de Lavoisier te permitira
situar y comprender una etapa fundamental en el desarrollo de la química
moderna dentro de un contextosocial
político y cultural.
¿Por qué consideras que es importante situar la química (y
la ciencia en general) dentro de este contexto?
Lavoisier nació en París el 26 de agosto de 1743 y fue condenado
a muerte en
la guillotina el 8 de mayo de 1794, cinco años después de haberse
iniciado la
Revolución Francesa, al ser declarado culpable por un Tribunal
Revolucionario, de un complot que “favorecía a los enemigos de
Francia”. Ese 8 de mayo
al morir Lavoisier nacía un mito que lo convertiría en el padre de
la química
moderna.
N
oticia: La Revolución Francesa marcó un
hito en la historia moderna del mundo
occidental y fue una de las grandes revoluciones del mundo contemporaneo. Se
inició
el 14 de julio de 1789 en Francia. Con ella se lograron cambios fundamentales en la
organización social y política, en especial al cambiar de una
monarquía absoluta a otro régimen
mas democratico. Su lema fue: “Libertad, igualdad y
fraternidad”.
Es una de las revoluciones sociales que mas huellas ha
dejado en la organización social
occidental.
Lavoisier y su tiempo
Para conocer a Lavoisier es necesario situarse
en la época en que vivió.
Esta historia inicia a principios del siglo
XVII y termina a finales del siglo
XVIII; estos dos siglos fueron muy importantes para el mundo occidental
tanto en lo político como
en lo social, económico, artístico, tecnológico y
científico. Nuestra historia tiene muchos personajes,
y el principal es Antoine-Laurent
Lavoisier.
5
Para empezar
Elabora una línea del tiempo
Mucho de lo que ocurre en la ciencia se construye a través
de la historia. En la ciencia influyen muchos acontecimientos
sociales que le dan impulso o la frenan. Las líneas del
tiempo son un buen instrumento para reconocer cómo se
entrelazan los hechos en un lapso determinado.
Para elaborarla, reúnete con tus
compañeros y formen
equipos de 6 personas, de modo que cada quien investigue
una de las siguientes preguntas
1. ¿Qué fue la Revolución Francesa, cuales fueron
sus antecedentes, causas y consecuencias?
2. ¿Qué pasaba en otros países de Europa en la
época
de la Revolución Francesa, tanto en lo social como
en lo económico y lo político?
3. ¿Cómo fue la vida y cual fue la obra de Lavoisier?
Detalla su vida personal,laboral, sus descubrimientos
y las dificultades con las que se enfrentó.
Durante los siglos XVII y XVIII México era un
Virreinato de España. ¿Cuales fueron los acontecimientos
mas importantes durante este periodo?
4. ¿Qué sucedía en esos años en América, en
especial en México y
en Estados Unidos?
5. ¿Cuales eran los acontecimientos mas importantes en la
ciencia y la
tecnología mundial de esos años?
6. ¿Cuales eran los acontecimientos mas importantes en el
arte mundial de aquella época?
Una buena estrategia es dividir la línea del tiempo en
periodos de 10 a
20 años y seleccionar los acontecimientos mas relevantes de ese
periodo.
Recuerden que la línea del tiempo abarcara los
siglos XVII y XVIII. Procuren no tener mas de 20 acontecimientos por
tema, es decir, no mas de
120 en total.
Para elaborar esta línea, primero escriban con letra clara
la información en
tarjetas (del
tamaño de un cuarto de
hoja carta). Utilicen plumones de cuatro
colores diferentes para distinguir los temas. Ordenen las tarjetas en
orden cronológico, mezclando los aspectos de la
vida y obra de Lavoisier, con los hechos
históricos sucedidos en Francia, en los
países europeos y en América, y lo ocurrido en la ciencia, la
tecnología y el arte. Pueden poner también
fotos, dibujos
o caricaturas para que luzca mucho mejor. Coordinados por su profesor o
profesora organicen un concurso para ver
cual equipo hace la mejor y mas completa línea del tiempo.
E
n una línea del
tiempo
se organizan, durante un
periodo de tiempo determinado y cronológicamente
hechos históricos, que pueden
ser científicos, sociales, políticos, artísticos, etc.
relacionandolos entre sí.
En 1714 el físico aleman
Daniel Gabriel Fahrenheit
construyó el primer termómetro de mercurio; antes estaban
hechos con alcohol.
6
Conocimientos fundamentales de química
Después de elaborar la línea del tiempo seguramente conoces mucho mas
del
famoso Lavoisier, su vida, sus trabajos sobre física y química y
su vida política.
Sabes mas de ciencia, tecnología y arte, algo de la historia de
Francia y los países vecinos, y la situación de América y
de México en los siglos XVII y XVIII.
Ahora lee el siguiente resumen de lo mas destacado del trabajo de
Lavoisier en el campo de la ciencia paraentender mejor esta historia.
A
principios del
siglo
XVII se creía que
todas las sustancias
combustibles ardían
porque contenían flogisto
un principio invisible que
al desprenderse de los
materiales producía luz y
calor. Al flogisto también
se le llamó “fuego fijo”.
Los méritos que hacen de Lavoisier el padre de la
química moderna
1. Usó la balanza para cuantificar los
materiales utilizados en sus experimentos de química, lo que para muchos
fue revolucionario.
2. Explicó el fenómeno de la combustión y con ello
derrumbó la teoría
del
flogisto, que por mucho tiempo dominó la química.
3. Planteó la famosa “ley de conservación de la
materia”, que dice que la
materia no se crea ni se destruye, sólo se
transforma.
4. Creó las bases de la nomenclatura química actual, hecho
fundamental
para unificar el lenguaje de esta ciencia.
5. Reunió y presentó en forma resumida todas sus propuestas en un texto
de química llamado Tratado elemental de química, en el cual se
mencionan todas las sustancias elementales conocidas en esa época.
Analicemos con mas detalle los supuestos logros
de Lavoisier para la química
Carl Wilhelm Scheele
A Carl Wilhelm Scheele y
a Joseph Priestley se les
atribuye el descubrimiento
del
oxígeno.
1. La balanza. Se dice que uno de los primeros méritos de Lavoisier fue
usar la balanza de manera metódica, pero
realmente en los laboratorios
de química de esa época ya era un instrumento común
utilizado por muchos científicos.
Ademas de él, otros como por ejemplo el
inglés Henry Cavendish (1731-1810) también la usaron. Los científicos de la época de Lavoisier no
habrían avanzado en
sus investigaciones si no hubiera sido
por el habilidoso trabajo de los
expertos fabricantes franceses de
Joseph Priestley
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Para empezar
© History of Science Collections, University of Oklahoma
Libraries
balanzas, que las hacían cada vez mas finas y precisas. Como vemos
detras de los científicos siempre hay artesanos y técnicos
no reconocidos pero fundamentales, sin los cuales, los científicos poco
lograrían.
¡Honor a quien honor merece!
Los laboratorios de la
época de Lavoisier
estaban equipados con
balanzas, retortas y
alambiques.
2. El flogisto. Se dice que Lavoisier derrumbó la teoría
delflogisto, cosa
cierta, pero ese trabajo no ocurrió durante un
momento iluminado de
su vida ni resultó del
esfuerzo de una única persona. Fue
el trabajo de muchos años de científicos que le precedieron, y
tanto de él como
de Marie Anne Paulze, su
joven esposa, quien inclusive estudió dibujo, latín e
inglés para ayudarle en sus investigaciones. Ella es “otro ser
invisible” en la historia, que contribuyó a su éxito,
ademas de muchos otros químicos colegas suyos como
Joseph Priestley, quien le comunicó a Lavoisier cómo obtener oxígeno y a quien
nunca le reconoció
su trabajo.
Lavoisier leía las investigaciones de sus colegas y
tuvo la inteligencia y la habilidad para
comprender que muchas hipótesis eran similares.
A partir de estos trabajos realizó experimentos
con los cuales logró terminar de sustentar la revolucionaria
teoría de la combustión. Es decir
no es solamente una persona la que genera los
avances de la ciencia, aunque sea muy brillante; es la acumulación de
conocimientos lo que
conduce a las grandes teorías, aunque muchas
veces al final sea sólo una persona la que genera la conclusión, como ocurrió en el
caso de
Lavoisier.
En el siglo I a.C. el filósofo romano Lucrecio
dijo: “Nada
nace de nada, nada vuelve a la nada”, ¿Sera ésta una
primera idea sobre la conservación de la materia?
Lavoisier se casó en 1771
con Marie Anne Paulze, de
14 años. Con la dote recibida
por el matrimonio instaló un
laboratorio. Ella le ayudaba
también redactando los informes en su bitacora.
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Conocimientos fundamentales de química
Lavoisier pensaba que
en el comercio la riqueza se mantiene
constante.
3. La ley de la conservación de la materia. Lavoisier validaba
sus experimentos con la balanza, al grado que pesaba cada uno
de los instrumentos, sustancias y materiales que utilizaba, algo
realmente revolucionario para la época. Sin embargo, él nunca
enunció la “ley de conservación de la materia” como
la conocemos ahora. La historia le atribuye ese
mérito posiblemente
en recompensa por su violenta muerte. El interés de Lavoisier por la
conservación de la
materia proviene probablemente de su experiencia como cobrador de impuestos del
imperio; él suponía que el comercio internacional era un sistema
de intercambio y
de flujo, enel cual la cantidad de riqueza
¡se mantiene constante!
4. La nomenclatura química. Antes de
la teoría de la combustión, todos los científicos hablaban
del
flogisto. Lavoisier pensaba que éste y otros
términos utilizados en
la época eran anticuados y no se ajustaban
a las nuevas teorías, en especial a la de la
combustión. Por ello consiguió que sus colegas le apoyaran
rompiendo con la nomenclatura tradicional, al escribir la obra Método de
nomenclatura química, dirigida por Lavoisier y publicada en
1787. Desde esa fecha esta obra constituye la base de la nomenclatura actual.
N
oticia: Existen indicios de la ley de la
conservación de la
materia desde los griegos
con Tales de Mileto y
Heraclito. Después fue
retomada por Bacon y
Kant, que influyeron en
los enciclopedistas
franceses.
La nomenclatura propuesta
por Lavoisier todavía contenía un gran
número de
figuras. Lo que se ve en
la hoja actualmente se
escribiría así
Fe + 2H2O + 3O2 + 4N2O
5. El Tratado elemental de química. Por
último, todas estas revolucionarias propuestas científicas fueron
recabadas en un texto que Lavoisier
publicó el mismo año en que estalló la Revolución
Francesa, llamado
Tratado elemental de química. Su libro estaba dirigido a principiantes
“aquellos que no estan contaminados con las viejas teorías del flogisto”.
En la introducción de su tratado, Lavoisier desdeña a la historia
de la
química diciendo: “En lugar de observar las cosas que
queríamos conocer, las imaginabamos. De suposición falsa
en suposición falsa, hemos
acumulado errores que se han convertido en prejuicios que hemos vuelto
principios, en este punto sólo existe la posibilidad de olvidar todo lo
aprendido y volver al origen de nuestras ideas…”
9
Para empezar
Comparando historias
Muchas veces, la historia crea mitos de héroes y villanos
pero cuando la analizamos detalladamente, ni los héroes
son tan heroicos, ni los villanos tan malvados; son seres
humanos con defectos y virtudes.
Reúnanse en equipos y comparen los méritos de Lavoisier como
padre de la química, con
el analisis mas detallado de cada una de sus contribuciones. Revisen cuidadosamente cada punto y encuentren las diferencias.
¿Qué creen que
quiso decir Lavoisier en el texto que se encuentraentrecomillado en la
pagina anterior? ¿Qué les dice de su personalidad? Reescríbanlo usando sus palabras. Bajo la
coordinación
de su profesor o profesora discutan sus observaciones con el resto
del
grupo.
N
oticia: Lavoisier llamó elementos a
aquellas sustancias que no podían
descomponerse en otras mas sencillas.
Según este criterio se conocían 33,
incluidos
la luz y el calórico (fuego, principio de
calor). ¿Actualmente la luz y el calor se
consideran elementos? ¿Cómo puedes relacionar esto con la
introducción a su tratado?
Lavoisier, como
todas las personas, tenía defectos y virtudes.
La vida de Lavoisier: una historia de saber… y de poder
La vida de este personaje no sólo estuvo
centrada en la investigación y los experimentos como muchos químicos piensan, sino que
fue muy dinamica porque
tuvo una participación política muy notoria.
Lavoisier era una persona muy dedicada y
apasionada por su trabajo; para lograr balancear su vida política con su
vida como
investigador tuvo que ser muy metódico y
ordenado, por ello, en las madrugadas y en
las noches se ocupaba de la química mientras que durante el día
laboraba como cobrador de impuestos. Este trabajo le daba
para vivir y para financiar sus trabajos.
Un repaso rapido de varios momentos
de su vida privada y pública nos ayudara a
ubicar mejor a nuestro personaje.
Lavoisier lograba mantener un balance entre
su vida pública y privada trabajando en su laboratorio durante las
noches y las madreugadas.
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Conocimientos fundamentales de química
• Nació en una familia acomodada, lo que le permitió
estudiar y conocer a
los intelectuales de la época.
• Estudió y se interesó por la economía y la
ciencia, en especial la física, la
química y la geología.
• Fue funcionario del
reino, como inspector para el control del salitre en la
fabricación de pólvora, cobrador de impuestos y proveedor de
víveres y
otros productos para el ejército. Estas actividades le
permitieron adquirir
conocimientos practicos en varias disciplinas.
El padre de Lavoisier fue abogado y consejero del
Parlamento francés.
• Obtuvo un título nobiliario.
• Se casó con la hija de otro importante proveedor del
régimen que se convirtió en su ayudante, traductora y dibujante.
• Aunque no estudióquímica o física, ingresó
a la Academia Real de Ciencias, convirtiéndose en tesorero vitalicio y
administrador.
• Fue administrador y socio de una Sociedad Agrícola del gobierno
que le redituó muchas ganancias y muchos enemigos.
Lavoisier se convirtió en tesorero
de la Academia Real de Ciencias
en 1791.
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Para empezar
• Fue un liberal moderado, que buscó
mejorar la agricultura y que las clases mas
pobres tuvieran una mejor economía.
Estuvo a favor de una monarquía parlamentaria y fue
leal a Luis XVI hasta
su caída.
• En plena Revolución participó en otro
gran proyecto: la reforma del sistema de
pesas y medidas, donde conjuntó sus dotes de científico y de
economista.
• Con el triunfo de la Revolución cambió
de bando y se convirtió en inspector del
Tesoro Nacional, redactando un informe
sobre las finanzas francesas, e inclusive
participó en la demolición de la carcel de
La Bastilla.
A Lavoisier se le encargó la determinación de la unidad universal
• Por ser miembro de la Sociedad Agrí- de peso: el kilogramo.
cola fue detenido y se solicitó su
ejecución; él buscó un aplazamiento, pero la leyenda dice
que el Tribunal
dio como
respuesta: “La República no necesita sabios”, y Lavoisier
fue
ejecutado.
• Sus colegas de la Academia de Ciencias no ayudaron a
evitar su ejecución, ya que había tenido muchos desacuerdos con
ellos.
• Inmediatamente después de ser ejecutado, comenzó su veneración
con
grandes funerales y estatuas en toda Francia: ahí nació el mito.
• El astrónomo francés y contemporaneo de Lavoisier,
Joseph Lagrange
se lamentaba: “En un instante se quedó sin cabeza pero
haran falta mas
de 100 años para que aparezca otra igual”.
La Bastilla e
La Bastilla era una prisión que representaba el absolutismo de la
monarquía.
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Conocimientos fundamentales de química
Un debate
Como vemos,
esta historia esta llena de ciencia, pero también de poder y de
política. Por ello sera interesante hacer un
debate.
Formen seis equipos y apoyados en la investigación obtenida en la
línea del
tiempo, con la información aquí proporcionada y con ayuda de la
bibliografía
sugerida, analicen y discutan las ideas que a continuación se formulan.
El objetivo de esta actividad es que un equipo
esté en contra de la idea y el otro afavor y que cada grupo argumente
para defender su postura.
a) La primera pareja de equipos debe debatir sobre la idea de que Lavoisier
es el padre de la química moderna.
b) Una segunda pareja debe analizar si Lavoisier fue víctima de la
Revolución Francesa o si no lo fue.
c) Una tercera pareja de equipos debata si la vida de Lavoisier fue una
historia de saber y poder o sólo de saber.
Cada equipo debe presentar en diez minutos los argumentos
mas importantes
para debatir. Después tendran dos turnos
de cinco minutos cada uno para argumentar y contra argumentar sobre el tema.
¿Qué lecciones obtenemos de esta historia de
ciencia y poder?
Si reflexionamos sobre todo lo visto hasta ahora y con la ayuda del debate, podemos
afirmar que los trabajos de Lavoisier muestran varios aspectos de la naturaleza
de la ciencia que se enuncian a continuación
• Es importante la experimentación y la medición
cuantitativa en la ciencia.
• Las aportaciones científicas pueden tener dificultades de todo
tipo, tanto
en el plano
metodológico al utilizar técnicas de medición novedosas, como en el teórico
porque se buscan explicaciones innovadoras. También
en lo político y social se encuentran obstaculos.
• Las propuestas científicas pueden ser revolucionarias al
modificar y ampliar el conocimiento previo.
• El trabajo científico no es individual sino la conjunción
y el esfuerzo
de muchas mentes y manos, como las de los
artesanos
que hacen los equipos, las personas que construyen
los laboratorios, los colegas, y la familia (como la esposa de Lavoisier, que siempre
estuvo cerca de él)
lo que le da un caracter mas humano al trabajo
científico.
• Muchos planteamientos que ahora parecen sencillos, son revolucionarios
en la época en que se enuncian, como es el caso de
la combustión.
El trabajo científico de
Lavoisier se vio influido por
muchos factores, dentro y
fuera del
ambito científico.
• El trabajo científico no es solamente un conjunto de
planteamientos
científicos neutros, sino una conjunción de relaciones
políticas dentro y
fuera de la comunidad científica, posibilidades económicas de
todos los
involucrados y relaciones de poder, como las que el propio Lavoiser
construyó y que, en gran medida, lo llevaron a su muerte.