La historia de la química abarca un periodo de tiempo muy
amplio, que va desde la prehistoria hasta el presente. Las civilizaciones
antiguas ya usaban tecnologías que demostraban su conocimiento de las
transformaciones de la materia, y algunas servirían de base a los primeros
estudios de la química. Entre ellas se cuentan la extracción de los metales de
sus menas, la elaboración de aleaciones como el bronce, la fabricación de
cerámica, esmaltes y vidrio, las fermentaciones de la cerveza y del vino, la
extracción de sustancias de las plantas para usarlas como medicinas o perfumes
y la transformación de las grasas en jabón.
Ni la filosofía, la alquimia y la protociencia química,
fueron capaces de explicar la naturaleza
de la materia y sus transformaciones. Sin embargo, a base de realizar
experimentos y registrar sus resultados los alquimistas establecieron los
cimientos para la química moderna. El punto de inflexión hacia la química
moderna se produjo en 1661 con la obra de Robert Boyle, The Sceptical Chymist:
or Chymico-Physical Doubts & Paradoxes (El químico escéptico: o las dudas y
paradojas quimio-físicas), donde se separa claramente la química de la
alquimia. Se considera que la química alcanzó el rango de ciencia por las
investigaciones de Antoine Lavoisier, en las que basó su ley de conservación de
la materia, entre otros descubrimientos que asentaron los pilares fundamentales
de la química. A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las
características de una ciencia experimental moderna. Se desarrollaron métodos
de medición más precisos que permitieron un mejor conocimiento de los fenómenos
y se desterraron creencias no demostradas.
Descubrimiento del fuego
La primera reacción química de importancia que controlaron los
humanos fue el fuego, dominio desde los tiempos del Homo erectus. Este logro se
considera una de las tecnologías más importantes de la historia. No solo
proporcionaba calor y luz para alumbrarse, o servía para despejar los bosques o
de protección contra los animales salvajes, sino que fue la base para el
control de otras reacciones químicas, como las derivadas de la cocción de los
alimentos (que facilitaron su digestión y disminuían la cantidad de
microorganismos patógenos en ellos) y más tarde de tecnologías más complejas
como la cerámica, la fabricación de ladrillos, la metalurgia, el vidrio o la
destilación de perfumes, medicinas y otras sustancias contenidas en las
plantas.
Metalurgia
El primer metal empleado por los humanos fue el oro que
puede encontrarse en forma nativa, por lo que no necesita transformaciones
químicas. Se han encontrado pequeñas cantidades de oro en algunas cuevas de
España
El cobre también se pueden encontrar en forma nativa en
pequeñas cantidades (además del estaño y el hierro meteórico que aparecen en
cantidades exiguas) permitiendo un uso limitado de objetos metalísticos en las
culturas antiguas. Las técnicas de esta metalurgia inicial se limitaban a
fundir los metales con la ayuda del fuego para purificarlos y dar forma a los
adornos o herramientas mediante moldes o cincelado. Pero los metales nativos
son escasos y el uso de objetos metálicos no se generalizó hasta que se
aprendió a extraer los metales a partir de sus minerales.
Algunos metales pueden obtenerse calentando los minerales en una pira, principalmente elestaño y el plomo, y a mayores temperaturas, en un horno, el cobre; en un proceso de reducción conocido como fundición. Las primeras pruebas de extracción metalúrgica proceden del yacimiento en Anatolia (Turquía)y los yacimientos arqueológicos en Serbia
Al principio los metales se usaban por separado o mezclados tal como se encontraban. Al mezclarse el cobre con estaño o arsénico intencionadamente se consiguieron metales de mejores cualidades, las aleaciones denominadas bronces. Con este avance tecnológico surgió la Edad del Bronce.
La cerámica y el vidrioAdemás de la metalurgia el uso del fuego proporcionó a los humanos otras dos importantes tecnologías derivadas de transformaciones físico-químicas, la cerámica y el vidrio, cuyo desarrollo ha acompañado al hombre desde la prehistoria hasta el laboratorio moderno. Los orígenes de la cerámica datan del Neolítico cuando el hombre descubrió que los recipientes hechos de arcilla, cambiaban sus características mecánicas e incrementaban su resistencia frente al agua si eran calentados en el fuego. Para controlar mejor el proceso se desarrollaron diferentes tipos de hornos, y cada cultura desarrolló sus propias técnicas y formas.
Relacionado con el desarrollo de la cerámica, aparece el desarrollo del vidrio a partir del cuarzo y carbonato de sodio o carbonato de potasio. Su desarrollo igualmente empezó en el Antiguo Egipto y fue perfeccionado por los romanos. Su producción masiva a finales del siglo XVIII
Teorías filosóficas de la Antigüedad ClásicaLos filósofos intentaron racionalizar por qué las diferentes sustancias tenían diferentes propiedades (color, dureza,olor...), estaban en diferentes estados (gases, líquidos y sólidos) y reaccionaban de diferente manera ante los cambios del medio, por ejemplo frente al agua, el fuego o al ponerse en contacto con otras sustancias. Estas observaciones les impulsaron a postular las primeras teorías sobre la química y la naturaleza de la materia. Estas teorías filosóficas relativas a la química pueden encontrarse en todas las civilizaciones antiguas. Un aspecto común de todas ellas era el intento de encontrar un número reducido de elementos primarios que se combinarían entre sí para formar todas las demás sustancias de la naturaleza. Solía tratarse de sustancias conocidas como el agua, la tierra, la madera o el aire/viento, y formas de energía como el fuego o la luz, además de conceptos abstractos como el éter o el cielo. Varias civilizaciones diferentes coincidieron en muchos de estos conceptos, incluso entre culturas sin contacto, por ejemplo los filósofos griegos, indios, chinos y mayas consideraban que el agua, la tierra y el fuego eran elementos primarios, aunque cada una de estas culturas incluía uno o dos elementos diferentes más en su propio listado.
AlquimiaEmblema alquímico con los cuatro elementos clásicos además de los tria prima de Paracelso y los astros conocidos.La alquimia es una antigua práctica protocientífica y una disciplina filosófica que combinaba elementos de la química, la metalurgia, la física y la medicina con la astrología, la semiología, el misticismo y el espiritualismo. La alquimia fue practicada en Mesopotamia, el Antiguo Egipto, Persia, la Antigua Grecia, el imperio romano, los califatos islámicos medievales y en la India, China y Europa hasta el siglo XVIII, por una compleja diversidad de escuelas y sistemas filosóficos que abarcaron al menos 2.500 añosElementos y metales de la alquimia.El sistema de elementos que usó la alquimia medieval fue desarrollado principalmente por el alquimista persa y se enraizaba en la tradición de los elementos griegos de la antigüedad clásica. Su sistema constaba de los cuatro elementos de Empédocles y Aristóteles: aire, tierra, fuego y agua a los que se añadían dos elementos filosóficos: el azufre, caracterizado por el principio de combustibilidad y el mercurio que representaba las propiedades metálicas. Estos últimos eran considerados por los primeros alquimistas como expresiones idealizadas de los componentes irreductibles del universo
Siglos XVII y XVIII: inicios de la química moderna
Robert BoyleSe reconoce como un hito científico la publicación de la obra de Boyle The Sceptical Chymist: or Chymico-Physical Doubts & Paradoxes (El químico escéptico: o las dudas y paradojas quimio-físicas) en 1661, que se considera un pilar fundamental del campo de la química. En la obra Boyle presenta su hipótesis de que todos los fenómenos son el resultado de la colisión de las partículas en movimiento. Boyle apela a los químicos para que experimenten y afirma que los experimentos contradicen que los elementos químicos se limiten a los cuatro elementos clásicos. También declaró que la química debería dejar de estar subordinada a la medicina o la alquimia y debería alzarse al estatus de ciencia por sí misma. Boyle creía que todas las teorías deberían probarse experimentalmente antes de ser consideradas ciertas. Su obra además contiene algunas de las primeras ideas modernas sobre átomos, moléculas y reacciones químicas, por lo que marcó el inicio de la historia de la química moderna
Teoría del flogisto
A finales del siglo XVII y principios de XVIII se propuso la teoría del flogisto para intentar explicar los procesos de combustión y oxido-reducción mediante la pérdida o transferencia, respectivamente, de un supuesto fluido denominado flogisto. La teoría fue propuesta inicialmente por Johann Becher y desarrollada por Georg Stahl, ambos químicos alemanes. Becher postuló otra reforma de la teoría de los cuatro elementosen la que solo la tierra y el agua serían componentes de las materias, en distintas proporciones, y el fuego y el aire serían meramente agentes de las transformaciones. A su vez existirían tres tipos distintos de tierras, cada una de ellas portadora de una propiedad: el aspecto vítreo, la fluidez o volatilidad, y el carácter inflamable.
Antoine LavoisieEl primer calorímetro usado por Antoine Lavoisier y Pierre-Simon Laplace, para determinar el calor relativo a los cambios químicos, cálculos en los que se basó Joseph Black para descubrir el calor latente. Estos experimentos marcaron el inicio de la termoquímica.
Aunque la investigación química se puede remontar a la antigua Babilonia, Egipto, y especialmente a Persia y Arabia de la Edad de Oro del islam, la química floreció a partir de la época de Antoine Lavoisier, un químico francés reconocido como el «padre de la química moderna». En 1789 Lavoisier estableció formalmente la ley de conservación de la materia, que en su honor también se conoce como «Ley Lomonósov-Lavoisier».65 Para demostrarla realizó múltiples experimentos. Demostró con medidas meticulosas que las transmutaciones no eran posibles, por ejemplo, no se transformaba el agua en tierra, sino que el sedimento que se observa al hervir agua procedía del contenedor; o que al quemar al aire fósforo y azufre, probó que aunque los productos pesaban más, el peso ganado procedía del aire.
