La Química - La Ciencia Central -

Contaminación ambiental y la necesidad de la química
 para el desarrollo de tecnologías limpias

En los últimos años la gente se ha sensibilizado de forma creciente con respecto a la química. Entre algunas razones de este mayor interés se pueden nombrar los problemas medioambientales como la lluvia ácida, la destrucción de la capa de ozono, el desarrollo de nuevos materiales acordes a las exigencias tecnológicas actuales, la nanociencia, etc. Y un eje común en todos estos ámbitos es justamente la química. Como sabemos, la química estudia la materia: nosotros mismos y todo lo que nos rodea. Así mismo, los cambios químicos están presentes en toda las actividades cotidianas como cuando cocinamos y comemos, intervienen reacciones químicas para extraer nutrientes de los alimentos, cuando usamos por ejemplo la gasolina, en la combustión ocurren cambios de unas sustancias a otras. También la contaminación y el control de la contaminación son procesos donde interviene la química. De allí que podemos aseverar que la química está en todas partes, todo lo que puedes ver, tocar u oler contiene al menos, una sustancia química.

Como se mencionó la química estudia la materia, pero qué es la materia?

La materia se puede definir como cualquier cosa que ocupa un espacio, por tanto tiene masa y posee inercia. La materia es cualquier cosa que se puede o no, ver y tocar como el cuerpo, la tierra, el aire. Cada ser humano es un objeto material. Todos ocupamos un espacio y describimos nuestra masa por medio de una propiedad relacionada con ella, el peso. Todo lo que vemos en nuestro entorno son objetos materiales. Como ya se mencionó, los gases de la atmósfera aunque no los podemos ver, son ejemplo de materia ya que ocupan un espacio y tienen masa. Sin embargo, la luz solar no es materia sino una forma de energía.

En química la materia se clasifica o se distingue según su composición y propiedades. La composición se refiere a las partes o componentes de una muestra de materia y a sus proporciones relativas. Por ejemplo el agua está formada por dos sustancias más simples, hidrógeno y oxígeno,  presentes en proporciones fijas. En química se diría "la composición en masa del agua es de 11,19% de hidrógeno y 88,81% de oxígeno.


Las propiedades son las cualidades y atributos que podemos utilizar para distinguir una muestra de materia de otra. Algunos ejemplos de propiedades son el color, olor, reactividad, etc. Las propiedades de la materia se agrupan en propiedades físicas y propiedades químicas. Una propiedad física se puede medir y observar sin que cambie la composición o identidad de la materia. Por otra parte una propiedad química es la capacidad o incapacidad de una materia para experimentar un cambio en su composición bajo ciertas condiciones.

La clasificación de la materia comprende las sustancias, las mezclas, los compuestos y los elementos, así como también los átomos y moléculas.

Veamos pues cada una por separado...

Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida constante y posee propiedades características. Algunos ejemplos son el agua, el amoniaco, el oro, el azúcar, el oxígeno, etc. Las sustancias difieren entre sí en su composición y pueden identificarse por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades.

Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias, en la cual las sustancias conservan sus propiedades características. Por ejemplo, el aire, las bebidas gaseosas, la leche, etc. Las mezclas pueden ser heterogéneas y homogéneas. En las mezclas homogéneas la composición y propiedades es uniforme en cualquier parte de una determinada muestra de ella. En las mezclas heterogéneas, como las formada por arena y agua, los componentes se separan en zonas diferenciadas, es decir se distinguen. En esta clase de mezcla la composición no es uniforme. Cualquier tipo de mezcla, bien sea homogénea o heterogénea, se puede separar en sus componentes puros por medio de métodos físicos, sin cambiar la identidad de dichos componentes. Por ejemplo se puede separar el hierro de una mezcla de virutas de hierro y arena simplemente utilizando un imán, ya que el imán no atrae la arena. Luego de la separación, no habrá ocurrido cambio alguno en las propiedades de los componentes de la mezcla. 

Ahora bien, las sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un elemento es una sustancia formada solamente por un único tipo de átomo, es decir un elemento no se puede separar en sustancias más simples. Hasta hoy sabemos que existen 118 elementos químicos. En la naturaleza podemos encontrar aproximadamente 94 de ellos, aunque algunos sólo existen en pequeñas cantidades, el resto solamente podemos obtenerlo de forma artificial. Se dice además que los elementos del 95 al 100 existieron en la naturaleza en tiempos pasados pero actualmente no. Todos los elementos químicos se agrupan de manera ordenada en la conocida Tabla Periódica de los Elementos. Los átomos, en la mayoría de los elementos, pueden interactuar con otros átomos para formar compuestos.

Oganesón el elemento más pesado creado hasta ahora

Los compuestos son sustancias formadas por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. A diferencia de las mezclas, los compuestos sólo pueden separarse en sus componentes puros mediante reacciones químicas.
En los compuestos la entidad más pequeña posible en la que se mantienen las mismas proporciones de los átomos constituyentes es la molécula. Así podemos decir que el átomo es al elemento como la molécula es al compuesto.

Representación de una molécula de hexano

Los estados de la materia

Formación de una gota esferoidal en la superficie
del agua líquida

Toda materia puede existir, en principio, en tres estados. Estos estados son: sólido, líquido y gaseoso. La diferencia básica es la distancia de separación entre los átomos o moléculas que conforman dicha materia. En un sólido los átomos o moléculas se mantienen unidos en forma organizada, con poca libertad de movimiento, por tanto un sólido ocupa un volumen de forma definida. Las molécula en un líquido están unidas, pero no en una posición tan rígida como en un sólido, y se pueden mover libremente entre ellas. Esto proporciona al líquido una propiedad característica la cual es poder fluir y adoptar la forma del recipiente que lo contiene. Las moléculas en un gas están separadas a distancias que son grandes en comparación con el tamaño de las propias moléculas. De allí que, siempre un gas se expande hasta llenar el recipiente que lo contiene. Dependiendo de las condiciones, una sustancia puede existir sólo en uno de los estados de la materia, o puede estar en dos o tres estados.

Espero haberte ayudado y no dudes en contactarme para cualquier información....