Flogisto

¿Por qué algunas cosas arden y otras no?

           

Según las antiguas concepciones griegas, todo lo que puede arder contiene dentro de sí el elemento fuego, que se libera bajo condiciones  apropiadas. Las nociones alquímicas eran semejantes, salvo que se concebían los combustibles como algo que contenían el principio del "azufre", no precisamente el azufre real.

En 1669, un químico alemán, Johann Joachim Becher (1635-1682), trató de racionalizar más este concepto, introduciendo un nuevo nombre.

Imaginó que los sólidos estaban compuestos por tres tipos de "tierra", una de ellas la llamó "terra pinguis" y la instituyó como el principio de la inflamabilidad.

Un seguidor de las ideas de Becher fue otro químico alemán de nombre Georg Ernest Stahl (1660-1734). Propuso el nombre de FLOGISTO  para el principio de la inflamabilidad, basandose en una palabra griega que significa "hacer arder".

De acuerdo con el FLOGISTO desarrollo un esquema que podía explicar la combustión: mantenía que los objetos combustibles eran ricos en FLOGISTO y los procesos de combustión suponían la pérdida del mismo en el aire.

Lo que quedaba tras la combustión no tenía FLOGISTO y, por lo tanto, no podia seguir ardiendo. Así, la madera tenía FLOGISTO, pero las cenizas ya  no.

Además, sostenía que el enmohecimiento de los metales era análogo a la combustión de la madera, y afirmó que los metales contenían FLOGISTO, pero no así cuando estaban enmohecidos, o "calcinados".

La idea explicaba razonablemente la conversión de las menas mienerales en metal.

-¿Qué son las menas?

Las menas minerals son el metal en bruto, tal como se encuentran en la Naturaleza. Pues bien, la explicación consistía en esto: una mena mineral, pobre en FLOGISTO, se calienta con carbon vegetal, muy rico en FLOGISTO, pasando el mismo desde el carbón al mineral, es decir, el carbón vegetal rico en FLOGISTO se transforma en cenizas quedando sin FLOGISTO, mientras que al mineral le ocurrióa precisamente lo contrario.

Stahl consideró que el aire resultaba útil en la combustión sólo de un modo indirecto. Servía únicamente como transportador, captando el FLOGISTO según abandonaba la madera o el metal y transfiriéndolo a alguna otra cosa.

La teoría de Stahl sobre el FLOGISTO encontró oposición al principio, en particuar la de Hermann Boerhaave (1668-1738), un físico holandés, quien decía que la combustion ordinaria y el enmohecimiento no podían ser diferentes versiones del mismo  fenómeno ya que en un caso hay presencia de llama y en el otro no.

Pero para Stahl la explicación era que en la combustión de substancias tales como la madera, el FLOGISTO se libera tan rápidamente que su paso calienta los alrededores  se vuelve visible en forma de llama. En el enmohecimiento, la pérdida de FLOGISTO es más lenta y no aparece llama.

A pesar de la oposición de Boerhaave, la teoría del FLOGISTO ganó aceptación por parte de los químicos pues podia explicar muchas cosas y muy claramente.

Pero quedaba una dificultad que ni Stahl ni sus seguidores lograron explicar.

Las substancias más combustibles, como la madera, el papel y la grasa, parecían consumirse en gran parte al arder.

Las cenizas restantes eran mucho más ligeras que la substancia original, sin embargo cuando los  metales se enmohecían, de acuerdo con la teoría de Stahl, también perdían FLOGISTO, pero el metal enmohecido era más pesado que el original.

Una explicación probable era que existían dos tipos de FLOGISTO, uno con peso positivo y otro con peso negativo.

Al tener peso negativo el FLOGISTO, una substancia al perderla  podia pesar más que antes.

¡Raro! ¿no?

Para los químicos del siglo XVIII no era un problema tan serio, aún no habían aceptado la importancia de ls mediciones cuidadosas, y no les preocupaban tales cambios.

Mientras la teoría del FLOGISTO explicase los cambios de aspecto y las propiedades, cabía ignorar las variaciones en el peso.

Tiempo después, un químico francés Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), que desde el principio de sus investigaciones químicas reconocido la importancia de las mediciones precisas, en uno de sus experimentos calentó metales en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire.

Los metales desarrollan en su superficie una capa de "calcinado" hasta un momento determinado en que éste no avanzan más.

Los partidarios de la teoría del FLOGISTO dirían que el aire había absorbido del metal todo el FLOGISTO que podia retener, pero, como era bien sabido, el calcinado pesaba más que el propio metal, sin embargo, cuando Lavoisier pesó todo el recipiente (metal, calcinado y aire) después del calentamiento, pesaron justamente lo mismo que antes de calentarlos.

De este resultado se deducía que si el metal había ganado peso al calcinarse parcialmente, entonces algo en el recipiente tenía que haber perdido una cantidad de peso equivalente.

Ese algo, al parecer, podría ser el aire, y en ese caso debería haber un vacío parcial en el recipiente.

Y efectivamente, cuando Lavoisier abrió el matraz, el aire se precipitó en tropel, tras lo cual comprobó que el matraz y su contenido habían ganado peso.

Lavoisier demostró de esta manera que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso FLOGISTO, sino la ganancia de algo muy material, una parte del aire.

Por lo anterior le fue posible a Lavoisier aventurar una nueva explicación sobre la formación de los metales a partir de sus menas.

La mena era una combinación de metal y gas. Cuando se calentaba con carbon, éste tomaba el gas del metal, formando bioxido de carbono y dejando tras de sí al metal.

Así, mientras Stahl decía que el proceso de obtención de un metal por fusión del mineral correspondiente impicaba el paso de FLOGISTO desde el carbón al mineral, Lavoisier decía que lo implicado en el proceso era el paso de gas desde el mineral al carbón.

-Pero, las dos explicaciones, aunque contrarias me parecen que explican perfectamente el mismo hecho, ¿cual fue la razón para que prefirieran la explicación de Lavoisier y no la de Stahl ya que entiende que se descartó el FLOGISTO?

-Sí, existió una razón, la teoría de Lavoisier sobre la transferencia de gas podia explicar los cambios de peso durante la combustión.

El calcinado era más pesado que el metal a partir del cual se formaba, a consecuencia del peso de la porción de aire que se incorporaba.

La madera también ardía con adición de aire a su substancia, pero no se observaba aumento de peso porque la nueva substancia formada (bióxido de carbono) era a su vez un gas que se desvanecía en la atmósfera.

Las cenizas que quedaban eran más ligeras que la madera original.

Si se quema madera en un espacio cerrada, los gases formados en el proceso quedan dentro del sistema, y entonces puede demostrarse que las cenizas, más los vapores formados, más lo que queda de aire, mantienen el peso original de la madera más el aire.

Lavoisier notó que si en el curso de los experimentos se tenían en cuenta todas las substancias que tomaban parte en la reacción química y todos los productos formados, nunca habría un cambio de peso. Por eso, Lavoisier mantuvo que la masa no se creaba ni se destruía, sino que simplemente cambiaba de unas substancias a otras.

Esta es la LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MASA, que sirvió de piedra angular a la Química moderna.

Las conclusiones a que llegó Lavoisier mediante el uso de la medida fueron de tal magniltud que los químicos las aceptanon sin reservas a partir de ese momento.

-Entiendo que Lavoisier fue un gran químico, pero, ¿me podrías decir cuales son, aparte de destruir el mito del FLOGISTO y de introducir métodos para cuantificar en las reacciones químicas, sus otras aportaciones a la Química?

-Antoine Lavoisier hizo más por la Química que ningún ser humano, antes o después. Fue uno de los primeros que introdujeron sistemas cuantitativos eficaces en el estudio de reacciones químicas; explicó la combustión, descubrió con claridad el papel del oxígeno en la respiración de animales y plantas; su clasificación de substancias es la base de la distinción moderna entre elementos y compuestos químicos y de la nomenclatura química. Pero, Lavoisier no pudo realizar lo que más deseaba: descubrir un nuevo elemento.

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