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Cronicón científico popular (1872-01-01 00:00:00), página 289

química patológica; química farmacéutica; química legal ó toxicológica; química mineralógica; química geológica; química agrícola; química técnica.

Estos capítulos sólo tratan muy sucintamente del escasísimo número de particulares, referidos en el sumario que encabeza nuestra sección de Química (1). Consagramos mayor espacio á la rama de esta ciencia, llamada Química pura, general ó teórica, porque en ella, desde hace pocos años, se han introducido reformas que renuevan por completo sus grandiosas teorías, habiéndose descubierto en la misma nuevos é importantes puntos de vista.

Los que sólo posean nociones de dicha ciencia, adquiridas en varias obras rudimentarias modernas, españolas y francesas;—para no ignorar los grandes progresos de nuestros días;—tienen que entender los fenómenos químicos de muy distinta manera que aquellas enseñan, y deben conocerlos según resulta de las nuevas y numerosísimas investigaciones en que se fundan las teorías contemporáneas.

Empero para que comprendan algo sobre tales doctrinas trasformadas, quien nunca haya estudiado Química, es forzoso añadir aún otras pocas nociones generales muy rudimentarias relativas á los elementos de la ciencia, las que por tanto preceden aquí ahora los breves é imperfectos apuntes que luego seguirán respecto al particular aludido.

IV.

Uno de los principios de la Química, es el de la conservacion de la materia. Cuando cuerpos se combinan, no hay pérdida, ni creacion de materia, pues cualquier cuerpo compuesto contiene sólo las sustancias ponderables de los cuerpos componentes.

Sirva de ejemplo, respecto á semejante principio, que es rasgo esencial de toda combinacion química lo siguiente: El hierro reducido á limaduras muy finas, puede mezclarse con polvo de azufre sin que haya ninguna accion química; pero sise calienta tal mezcla, toda se fundirá y resultará un cuerpo perfectamente homogéneo, en el cual no se puede reconocer ni azufre ni hierro: ambos han desaparecido como tales, ha-

(1) Los progresos de la Química aplicada, podrán verse en el volumen siguiente de nuestro CRONICON, que intentamos dar á luz.

La brevedad nos impide referir noticias sobre los adelantamientos de la química analítica. Anunciamos no obstante en los capítulos bibliográficos de esta sección, algunas publicaciones importantes que de semejante particular tratan. Aquí sólo indicamos ahora los notables artículos del distinguido catedrático Sr. Bonet, publicados en los tomos III y IV de la Revista de la Universidad de Madrid intitulados: Revista sobre los principales adelantos de la química analítica efectuados durante 1873.
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es preferible á otros, porque parte muy principal de estas doctrinas está compuesta de su movimiento y trasformaciones y la historia nos presenta cabalmente la esencia de esa evolución incesante.

Las ciencias positivas, no sólo han alterado y renovado el mundo, sino que además han invadido cuantas esferas la humana actividad presenta. Actualmente nunca jamás es posible prescindir de dichas ciencias como (poniendo pocos ejemplos) declaran las máquinas que muelen granos, ciernen harina y hacen pan; las que imprimen periódicos y libros; las que producen papel; las que cardan, hilan, tejen y tiñen telas; los ferro-carriles; los telégrafos eléctricos; el alumbrado de gas y el eléctrico; la fotografía; el análisis químico y el espectral; el microscopio; los nuevos medicamentos; los progresos de la astronomía, física, química, mineralogía, geología, paleontología, metalurgia y de las ciencias biológicas; las nuevas sustancias explosivas y fulminantes; los cañones colosales; los buques acorazados, etc., etc.

Entre tantos maravillosos descubrimientos científicos hay muchos que ocasionan grandísimas ventajas, junto con otros horribles que producen inmensas ruinas, destrucción y muerte. Parece como que unas ciencias asaltan á otras asemejando la lucha universal en la que la humanidad batalla con la aplicación, constante ahora, del método científico al estudio de los problemas de la naturaleza.

La sed insaciable de saber y la avidez apasionada con que todo hombre culto desea ardientemente adquirir conocimientos de ciencias positivas, no es, por desdicha, muy general entre españoles, los cuales, exceptuando á pocos, se distinguen por una carencia de curiosidad, respecto á aquellos, propia de árabes. Por esto mismo se necesita tanto en España provocar la afición á las ciencias positivas, pues el conocerlas desenvuelve y enaltece la parte espiritual y sublime de la humana inteligencia, enseñándola á estudiar las maravillosas obras [de Dios, á interpretar las leyes del universo y á descifrar misterios de la creación,
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biendo resultado una sustancia dotada de propiedades por completo distintas, á saber, el sulfuro de hierro.

Los elementos, como tales han desaparecido, pero las cantidades de ambas sustancias existen completas é integras; pues poniendo en una balanza dicho sulfuro de hierro, su peso es exactamente igual á la suma de los pesos del hierro y del azufre que han entrado en la combinacion. La materia del hierro se ha unido á la materia ponderable del azufre y ha contraído con ella union íntima, resultando un cuerpo nuevo y diferente, cuyas más pequeñas partículas son homogéneas en toda la masa. Este ejemplo y otros infinitos prueban el principio ántes mencionado respecto á que los fenómenos químicos, nunca jamás producen pérdida ni creacion de materia.

V.

El capítulo XV del presente tomo, trata de la conservacion y trasformacion de la energía. En combinaciones químicas observase casi siempre desprendimiento de calor. Este, empero, según se ha dicho, sólo consiste en una especie de movimiento, el que únicamente puede originarse merced á cambios de lugar de otra clase cualquiera. De aquí deducimos que los cuerpos que ejercen accion química (en especial los simples) poseen una especie de movimiento que en las combinaciones químicas se trasforma parcialmente en calor (así como en luz y en electricidad). Aquella especie de movimiento de la materia se llama energía química.

Si se separan de cualquier compuesto los elementos que lo forman, resulta que se absorbe calor, quien desaparece como tal, quedando trasformado en energía química; sutediendo lo contrario al combinarse elementos. Por ejemplo: si se combina 1 kilogramo de hidrógeno con 8 kilogramos de oxígeno, la cantidad de calor que se desprende corresponde á un trabajo mecánico de \(34462 \times 423,5 = 14,629,000\) kilogramo metros. Al contrario, si sepáramos de 9 kilogramos de agua el hidrógeno y oxígeno que los forman, entonces se absorbe la misma cantidad de calor ó el correspondiente trabajo mecánico.

Vése, pues, que separando el oxígeno y el hidrógeno combinados que constituyen el agua, dichos elementos separados han de entrañar, como energía química, la anterior cantidad de fuerza, movimiento ó trabajo mecánico.

Empero las energía química no se distingue únicamente por su respectiva cantidad, sino que presenta asimismo diferencias de calidad. Aunque todos los cuerpos, y los simples especialmente, poseen energía química, ésta, cuando aquellos se combinan, no se manifiesta de la misma manera. Ciertos cuerpos se combinan químicamente con facilidad,
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empero algunos respecto á otros ejercen su accion de un modo difícil mientras que los hay que puestos en condiciones á propósito, nunca jamás producen ni el más leve efecto químico. Ignóranse por completo las causas de estos distintos géneros de comportamiento. Llámase afinidad á tales acciones de unos, respecto á otros cuerpos; empero dicha voz está mal elegida; porque los cuerpos de méños semejanza química son los que respectivamente entrañan mayor afinidad, ó los que ofrecen superior disposicion para combinarse.

VI.

Conviene distinguir la afinidad ó la fuerza que producen las combinaciones químicas de la cohesion.

Para pulverizar un cuerpo como la pirita de hierro, ó sulfuro de hierro, es necesario vencer la resistencia que las partículas de la masa presentan á separarse.

Semejante resistencia proviene de una atraccion especial que solicita y conserva unidas las partículas homogéneas del súlfuro de hierro, lo mismo que respectivamente las de cualquier otro cuerpo, llevando dicha fuerza el nombre de cohesion. Ésta empero no une solamente partecitas ténues de las visibles con microscopio, que componen el polvo más fino de un cuerpo sólido. La cohesion sostiene además unidas partículas aún de menor tamaño, llamadas moléculas.

La cohesion,—como nadie que sepa Física ignora,—es mayor en los cuerpos sólidos, tiene pequeñaísima fuerza en los líquidos y ninguna en los gases: el calor que hace cambiar de estado á cualquiera cuerpo, puede disminuir y hasta anular por completo la cohesion.

VII.

La fuerza química ó afinidad obra íntima y muy intensamente, pues modifica hasta las mismas moléculas, reúne de una manera compacta sustancias heterogéneas, y de esta union hace surgir moléculas nuevas. Servirán ahora ejemplos ántes puestos para precisar el sentido de esta importante proposicion.

Á consecuencia del contacto de azufre y hierro, y de su accion recíproca á impulsos del calor, resulta un nuevo cuerpo, el súlfuro de hierro.

Sábese que hasta el pedacito de azufre más pequeño que se pueda obtener, está formado de un conjunto de moléculas reunidas para la cohesion y perfectamente homogéneas, no habiendo en cada una de las mismas más que una sola especie de materia. Lo propio sucede al hierro, cuyas moléculas son tambien homogéneas; porque así el azufre como el hierro son cuerpos simples.
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El sulfuro de hierro que resulta de la combinacion de aquellos simples, está tambien formado en sus menores partículas de un conjunto de moléculas reunidas por la cohesion, todas perfectamente semejantes; pero no homogéneas; porque cada una de ellas contiene dos especies de materia: azufre y hierro.

No se admite que estas materias estén confundidas, ni tampoco que la combinacion del azufre con el hierro tenga por efecto una penetracion tan íntima entre ámbos cuerpos, que haga desaparecer á los dos para no dejar más que una masa homogénea; sinó que, al contrario, se cree que la combinacion resulta de la justaposicion de un par de masas infinitamente pequeñas, y teniendo cada una un volumen real y un peso constante.

Estas pequeñas masas, que ni fuerzas fisicas ni químicas pueden dividir, constituyen los átomos. En cada molécula de sulfuro de hierro hay dos de estas masas, una de azufre y otra de hierro. Tales átomos de azufre y de hierro están arrimados el uno al otro, mas no confundidos, por la fuerza química. Sucede, que cuando el azufre se combina con el hierro, los átomos de aquel se precipitan sobre los de éste, moviendo á ambos la afinidad.

Cuando estos átomos se separan de nuevo, se dice que el sulfuro de hierro se descompone; y cuando atrae el referido sulfuro átomos de algun otro cuerpo, entonces decimos que se combina con él.

VIII.

Las palabras molécula y átomo están muy lejos de ser sinónimas. Las moléculas químicas constituyen un todo, cuyos átomos forman las partes, y tales átomos están unidos en ellas por la afinidad.

Las moléculas químicas son comparables á edificios, cuyos materiales están constituidos por los átomos. Tales edificios moleculares difieren unos de otros, según la naturaleza, el número y la colocacion de los átomos, es decir, de los materiales que los componen.

Cualquier edificio, puede ser agrandado por la adicion de nuevas partes, y al contrario puede ser achicado y hasta destruido: así tambien una molécula química puede aumentar de volumen por la anexion de nuevos átomos, ó disminuir á consecuencia de que se separen algunos de los que encierra. En el primer caso hay combinacion, en el segundo descomposicion.
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CAPÍTULO XXXI.

LEYES FUNDAMENTALES.

I. Condiciones que determinan ó favorecen las combinaciones químicas.—Contacto directo de los cuerpos.—Calor, luz y electricidad, son agentes importantes respecto á fenómenos químicos.—II. Hechos que sirven de base á la teoría de los átomos.—Los cuerpos sólo se unen en proporciones de peso exactamente definidas é invariables.—Ejemplos de la combinacion química de dos sustancias.—III. Ley de las proporciones sencillas.—Ejemplos.—Equivalentes químicos.—IV. Experimentos relativos á las proporciones definidas.—Números proporcionales.—V. Unidad de los equivalentes de la Química moderna.—La Kritha, peso del litro de hidrógeno.—La nocion de los equivalentes reasume ciertos hechos relativos á las leyes de la composicion de los cuerpos.

I.

Indiquemos ahora algunas de las condiciones que determinan ó favorecen las combinaciones químicas.

El contacto directo de los cuerpos es la condicion principal para que aquellos ejerzan su accion química. Miéntras que los fenómenos físicos se verifican, lo mismo cuando los cuerpos están próximos que cuando distan mucho unos de otros, las acciones químicas sólo se realizan á distancias incalculablemente pequeñísimas.

Tal contacto, indispensable para que un cuerpo ejerza sobre otro accion química, no se logra aunque las sustancias sólidas que intentemos combinar, pulverizadas, se mezclen, revuelvan y junten—perfecta, si bien sólo mecánicamente.—Por ejemplo: ninguna accion química puede originarse, aunque mezclemos y restreguemos en un mortero ácido tártrico y bicarbonato sódico, ambos secos y pulverizados; pero si se añade agua á tal mezcla de polvos, entonces inmediatamente surgen reacciones químicas, visibles en parte, por la oportuna efervescencia que desde luego se observa. El contacto directo é intimo indispensable para que opere la fuerza química, se favorece en el ejemplo puesto y en otros casos, disolviendo los cuerpos sólidos en agua ó en cualquier líquido á propósito, ó derritiendo la sustancia de que se trate.

Los antiguos químicos proclamaron tal condicion, con decir: corpora non agunt nisi fluida. Así, pues, los cuerpos líquidos y gaseosos, por
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hallarse en semejantes circunstancias, son los más predispuestos á combinaciones químicas.

Exígese, empero, á fin de que la fuerza química obre, no sólo íntimo contacto, sino cierta temperatura y otras condiciones. Por ejemplo: en las fábricas muelen por largo tiempo en pesados cilindros pólvora humecida sin que se reproduzcan ningunos efectos de reacciones químicas; empero si calentamos la pólvora (mixto de azufre, salitre y carbon) hasta 300°, ó si la toca una chispa eléctrica, entonces surge violenta explosión como uno de los resultados al obrar las fuerzas químicas.

La causa de esos fenómenos es que la fuerte cohesión que los cuerpos sólidos entrañan impide el obrar de la afinidad química contenida en las partículas homogéneas de las distintas sustancias que componeu la pólvora. Empero como el calor dilatando tales sustancias debilita la cohesión de los cuerpos, sucede que si sube la temperatura, entonces queda sin estorbo para obrar la fuerza química esparcida por las diferentes partes del mencionado mixto, merced á lo cual surgen desde luego los susodichos efectos.

La luz y la electricidad producen á veces resultados semejantes á los del calor.

De otra parte, es tan débil la atracción química entre las diferentes partículas de ciertos cuerpos compuestos, que si elevamos la temperatura hasta grados determinados, resulta que tales cuerpos se descomponen ó trasforman. Á muy altas temperaturas ocurre la descomposición de casi todos los cuerpos formados de un par ó de más elementos; separándose éstos y rompiéndose la combinación química, constituida por los mismos ántes de sufrir aquellos grados de calor.

Para las combinaciones, descomposiciones y demás fenómenos químicos, resulta ser el calor, según vemos, un importantísimo agente, y otro tanto la luz y la electricidad.

Además, debe tenerse presente que las sustancias se componen de átomos unidos, quienes han de ser separados á fin de determinar nuevas combinaciones químicas.

Á consecuencia de realizarse todas las condiciones susodichas, tienen efecto los complicados fenómenos que observamos en las combinaciones y procedimientos químicos.

II.

Hemos dicho que las fuerzas químicas surgen de las partículas infinitamente pequeñas, esto es, de los átomos de los cuerpos. La idea de los átomos, aunque hipotética, se funda en numerosos é importantes hechos. Tal supuesto de los átomos es más que una hipótesis, es una teoría adoptada por cuantos químicos hay, sobre la que estriba todo el
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edificio de la ciencia que ahora nos ocupa. Pondremos aquí hechos que á dicha teoría sirven de base.

Si tomamos una copa con el líquido llamado ácido sulfúrico, aunque contenga además agua, semejante líquido subsistirá con sabor fuerte y corrosivo, denominándose tal propiedad su acidez. Echando algunas gotas de tintura azul de tornasol, se coloran inmediatamente de rojo vivo.

Otra copa con potasa ó hidrato de potasio (piedra de cauterio), disuelta en agua, tiene sabor fuerte, urinoso, alcalino, muy distinto del ácido. Tal potasa se designa con la voz base ó álcali. Echando en la misma gotas de tintura de tornasol enrojecida por un ácido, reaparecerá inmediatamente el color azul.

Mezclando el contenido de ambas copas, se obtendrá un líquido que no ejerce accion sobre la tintura de tornasol. El ácido sulfúrico y la potasa han perdido las propiedades enérgicas que tenian cuando estaban libres ó separadas, formando una sal que se llama sulfato de potasio.

Las cantidades de ácido sulfúrico y de potasa en dicha sal están en una relación constante. Lo mismo sucede respecto á otros ácidos cuando se combinan con otras bases, y en consecuencia se ha establecido la proposicion fundamental que sigue: Los cuerpos obran unos sobre otros en proporciones definidas para formar sales, cuya composición es siempre fija y constante. Así una cantidad de un ácido cualquiera satura invariablemente una cantidad fija de una misma base.

Esto sucede, no sólo en las reacciones de los ácidos respecto á las bases, sino también en todas las combinaciones químicas. Tales hechos están comprendidos en la ley ó proposicion que sigue: Las relaciones ponderales de las sustancias que se unen químicamente, son invariables para cada combinacion ó cuerpo que aquellas formen.

III.

Los elementos no pueden combinarse químicamente de un modo arbitrario, sino siempre según proporciones idénticas e invariables. Así, la proporcion del peso en que un elemento se une químicamente con otro, es la misma al unirse aquel con cualquiera distinto, ó si sustituye á uno ó varios en las combinaciones. Los cuerpos compuestos obedecen á la misma ley al combinarse ó al reaccionar químicamente unos sobre otros.

Resulta consiguientemente que es siempre fija e invariable la composicion de toda combinacion química, cualquiera que sea su origen. Dichas combinaciones nunca dejan de estar formadas,—según se determina exactamente,—por cantidades de elementos ó simples siempre iguales, ó por las de otros cuerpos más sencillos.
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De acuerdo con semejante ley fundamental de la Química, los simples, por ejemplo, que forman el agua—hidrógeno y oxígeno—no se pueden combinar de cualquier manera caprichosa para que produzcan agua, sino única y exclusivamente en una sola proporcion, á saber una parte en peso de hidrógeno con 8 de oxígeno. Aunque juntemos distintos y mayores pesos de ambos simples, nunca se combinarán más que en la proporcion puesta, y quedarán sin combinarse las cantidades que sobren, después de haberse formado el peso de agua correspondiente á dichos guarismos. Así, pues, el agua está siempre constituida por 1 parte en peso de hidrógeno y 8 partes de oxígeno.

En la misma razon de 1:8 en que se combinan hidrógeno y oxígeno, únense también dichos simples con cantidades igualmente y siempre invariables de todos los demás elementos.

Por ejemplo: 1 parte en peso de hidrógeno se combina con 35,5 partes de cloro, con 80 partes de bromo, con 127 partes de iodo, con 16 partes de azufre, etc.

Asimismo 8 partes de peso de oxígeno se combinan con 39 partes de potasio, con 23 partes de sodio, con 28 partes de hierro, con 100 partes de mercurio, con 108 partes de plata, etc.

De igual modo se combinan 35,5 partes en peso de cloro, 80 partes de bromo, 127 partes de iodo, 16 partes de azufre, etc., con 39 partes en peso de potasio, 23 partes de sodio, 28 partes de hierro, etc.

Tales guarismos representan las proporciones de los pesos con que los distintos simples se combinan unos con otros. Así, por ejemplo, cuando el cloro sustituye al hidrógeno en cualquier combinación, siempre sucede que son necesarias 35,5 partes en peso de cloro para sustituir 1 parte de hidrógeno. Cuando el iodo sustituye al azufre, acaece en todas ocasiones que para reemplazar 16 partes en peso de azufre, se requieren 127 partes de iodo. Si el cloro entra en una combinacion en vez del oxígeno, entonces 35,5 partes del primero se cambian por 8 partes del segundo. Estas proporciones constantes de distintos cuerpos son los equivalentes químicos ó los pesos equivalentes.

IV.

Daremos otro ejemplo sobre proporciones definidas:

Poniendo 100 gr. de mercurio en presencia del cloro,—cuerpo muy poderoso respecto á energía química,—se formará el cloruro mercúrico ó sublimado corrosivo. Para esto han sido necesarias 35,5 gr. de cloro á fin de convertir los 100 gr. de azogue en sublimado. Tales guarismos 100 y 35,5 expresan la relacion invariable al combinarse entrambos cuerpos simples.

Si disolvemos en agua 135,5 gr. de sublimado corrosivo é introduci-
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mos en la solución una lámina de cobre, este metal separará el azogue, y combinándose con los 35,5 gr. de cloro formará cloruro cúprico, que resulta disuelto en líquido, donde aparece su color verde. Los 100 gr. de mercurio se han precipitado y es fácil reconocer que con los 35,5 gr. de cloro han entrado en combinación y se han disuelto 31, gr. 75 de cobre.

Introduciendo en tal solución de cloruro cúprico una lámina de zinc, todo el cobre se precipitará, y con los 35,5 gr. de cloro se combinarán 33 gr. de zinc que forma cloruro de zinc. Resulta, pues, que los 35,5 gr. de cloro se han combinado sucesivamente con:

    100 gr. de mercurio.
    31,75 " de cobre.
    33, " de zinc.

Tales números, que expresan las cantidades respectivas de mercurio, cobre y zinc, que se combinan con una misma cantidad de cloro, se llaman equivalentes de estos metales. En efecto, aquellas cantidades equivalen en las combinaciones á la misma cantidad de cloro, puesto que la experiencia declara que para desalojar 100 gr. de mercurio combinados con 35,5 gr. de cloro, únicamente se necesitan 31; gr. 75, de cobre ó 33 gr. de zinc.

Si se combinan 100 gr. de mercurio con el oxígeno hallaremos que dicho metal toma 8 gr. de este para formar un polvo rojo llamado óxido mercúrico.

Á fin de obtener óxido cúprico con 31, gr. 75 de cobre, se necesitan igualmente 8 gr. de oxígeno, y también es preciso la cantidad de 8 gr. de lo mismo para formar óxido de zinc con 33 gr. de zinc.

Resulta por tanto que los

    100 gr. de mercurio.
    31,75 " de cobre.
    33 " de zinc.

que equivalen á 35,5 de cloro, son asimismo equivalentes en las combinaciones con el oxígeno á 8 gr. de éste.

Si unimos el cloro al oxígeno, resultará un compuesto gaseoso de entrambos en el que 35,5 gr. de cloro están combinados precisamente con 8 gr. de oxígeno.

Así, pues, exigiéndose

    35,5 gr. de cloro para clorurar........ | 100 gr. de mercurio.
    8 " de oxígeno para oxidar...... | 31,75 " de cobre.
    33 " de zinc.

también se necesitan

    8 gr. de oxígeno para oxidar...... | 35,5 gr. de cloro.