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La Historia de la Química


La Química y su Historia...


Índice

-El Comienzo
-Origen del vocablo Química
-La Química en la Antigüedad
-Alejandría, los Árabes y el Despertar de Europa
-La Medida
-Instrumentos científicos
-La Química y la Alquimia
-El sistema periódico (tabla)de los elementos
-Antoine Lavoisier
-La ley de Proust
-La Química Hoy


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El Comienzo


"Desde los primeros tiempos, los seres humanos han observado la transformación de las sustancias -la carne cocinándose, la madera quemándose, el hielo derritiéndose- y han especulado sobre sus causas. Siguiendo la historia de esas observaciones y especulaciones, se puede reconstruir la evolución gradual de las ideas y conceptos que han culminado en la química moderna"



Origen del vocablo Química

De acuerdo con cierta teoría, la palabra khemeia deriva del nombre que los egipcios daban a su propio país: Kham, por consiguiente, khemeia puede ser el arte egipcio.
Una segunda teoría, algo más apoyada en la actualidad, hace derivar khemeia del griego khumus, que significa el jugo de una planta; de manera que khemeia sería el arte de extraer jugos. El mencionado jugo podría ser substituido por metal. De suerte que la palabra vendría a significar "el arte de la metalurgia"
Pero, sea cual sea su origen, khemeia es el antecedente de nuestro vocablo <química>.



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La Química en la Antigüedad


Los primeros hombres que empezaron a utilizar instrumentos se servían de la naturaleza tal como la encontraban. El fémur de un animal de buen tamaño o la rama arrancada de un árbol eran magníficas garrotas. Y, ¿qué mejor proyectil que una piedra?
Con el paso de los milenios los hombres primitivos aprendieron a tallar las piedras, dándoles un borde cortante o una forma que permitiera asirlas fácilmente. El siguiente paso consistió en unir la piedra a un astil de madera tallado para este propósito. Pero, de todas formas, sus piedras talladas seguían siendo piedras, y su madera tallada seguía siendo madera.
Sin embargo, había ocasiones en que la naturaleza de las cosas sí cambiaba. Un rayo podía incendiar un bosque y reducirlo a un montón de cenizas y restos pulverizados, que en nada recordaban a los árboles que había antes en el mismo lugar. La carne conseguida mediante la caza podía estropearse y oler mal; y el jugo de las frutas podía agriarse con el tiempo, o convertirse en una bebida extrañamente estimulante.
Este tipo de alteraciones en la naturaleza de las substancias (acompañadas, como a veces descubrían los hombres, de cambios fundamentales en su estructura) constituye el objeto de la ciencia que hemos dado en llamar Química. Y una alteración fundamental en la naturaleza y en la estructura de una substancia es un cambio químico.


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La posibilidad de beneficiarse deliberadamente de algunos fenómenos químicos se hizo realidad cuando el hombre fue capaz de producir y mantener fuego (lo que en términos históricos) se conoce como "descubrimiento del fuego". Tras este hallazgo el hombre se convirtió en un químico práctico al idear métodos para que la madera u otro material combustible se combinara con el aire a una velocidad suficiente y producir así luz y calor, junto con cenizas, humo y vapores.
El calor generado por el fuego servía para producir nuevas alteraciones químicas: los alimentos podían cocinarse, y su color, textura y gusto cambiaban. El barro podía cocerse en forma de ladrillos o de recipientes. Y finalmente, pudieron hacer cerámicas, piezas barnizadas e incluso objetos de vidrio.


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Los primeros metales debieron de encontrarse en forma de pepitas. Y con seguridad fueron trozos de cobre o de oro, ya que éstos son de los pocos metales que se hallan libres en la naturaleza. El color rojizo del cobre y el tono amarillo del oro debieron de llamar la atención, y el brillo metálico, mucho más hermoso y sobrecogedor que el del suelo circundante, muy distinto al de las piedras corrientes, impulsaban a cogerlos. Indudablemente, el primer uso que se dio a los metales fue el ornamental, fin para el que servia casi cualquier cosa que se encontrara: piedrecillas coloreadas, perlas marinas…
Sin embargo, los metales presentan una ventaja sobre los demás objetos llamativos: son maleables, es decir, que pueden aplanarse sin que se rompan (la piedra, en cambio se pulveriza, y la madera y el hueso se astillan y se parten). Esta propiedad fue descubierta por casualidad, indudablemente, pero no debió pasar mucho tiempo entre el momento del hallazgo y aquel en que un cierto sentido artístico llevó al hombre a golpear el material para darle formas nuevas que pusieran su relieve más atractivo.


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Los artífices del cobre se dieron cuenta de que a este metal se le podía dotar de un filo cortante como el de los instrumentos de piedra, y que el filo obtenido se mantenía en condiciones en las que los instrumentos de piedra se mellaban. Posteriormente vieron como un filo de cobre romo podía volver a afilarse con más facilidad que uno de piedra. Solamente la escasez del cobre impidió que su uso se extendiera más, tanto en la fabricación de herramientas como en la de objetos ornamentales.


ALEJANDRIA, LOS ÁRABES Y EL

DESPERTAR DE EUROPA


ALEJANDRÍA

En la época de Aristóteles, Alejandro Magno de Macedonia conquistó el vasto imperio de Persa. El imperio de Alejandro se disgregó después de su muerte en el año 323 a. de C., pero los griegos y macedonios mantuvieron el control de grandes áreas de Oriente Medio. Durante varios siglos tuvo lugar una fructífera mezcla de culturas.

Ptolomeo, uno de los generales de Alejandro, estableció un reino en Egipto, cuya capital fue la ciudad de Alejandría. En dicha ciudad, Ptolomeo y su hijo (Ptolomeo II) levantaron un templo a la Musas el "Museo" que cumplía el mismo fin de lo que hoy llamaríamos un Instituto de Investigación y una Universidad. Junto a él se construyó la mayor biblioteca de la antigüedad.
La maestría egipcia en la química aplicada se unió y fundió con la teoría griega, pero esta fusión no fue totalmente satisfactoria. En Egipto el saber químico estaba íntimamente ligado con el embalsamado de los muertos y el ritual religioso. Para los egipcios, la fuente de todo conocimiento era thot, el de la cabeza de ibis, dios de la sabiduría.


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Los antiguos filósofos jonios habían separado la religión de la ciencia. Esta nueva unión operada en Egipto entorpeció seriamente los posteriores avances en el conocimiento.
Había siete cuerpos celestes considerados "planetas" "errantes" porque continuamente cambiaban de posición con respecto al fondo estrellado) y también eran siete los metales conocidos: oro, plata, cobre, hierro, estaño, plomo y mercurio. Pareció atractivo emparejarlos, y llegó un momento en que el oro se designaba comúnmente como "el Sol". La plata como "la Luna", el cobre como "Venus" así sucesivamente. Los cambios químicos pudieron entonces incluirse en una corriente mitológica.
La denominación del compuesto ahora llamado nitrato de plata era "cáustico lunar". Este nombre, ya en desuso, es un claro indico de la antigua relación entre la plata y la luna. El mercurio debe su actual nombre al planeta Mercurio. El verdadero nombre antiguo era hydrargyrum "plata líquida" y el nombre inglés antiguo era el casi idéntico de "quicksilver".


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LOS ARABES

En el siglo VII los árabes entraron en escena. Hasta entonces habían permanecido aislados en su península desértica, pero ahora, estimulados por la nueva religión del Islam fundada por Mahoma, se extendieron en todas direcciones. Sus ejércitos victoriosos conquistaron extensos territorios del oeste de Asia y norte de Africa. En el 641 d. de C. Invadieron Egipto y, tras rápidas victorias, ocuparon todo el país; en los años siguientes Persia sufrió el mismo destino.

Fue especialmente en Persia donde los árabes encontraron los restos de la tradición científica griega, ante la que quedaron fascinados.
El árabe khemeia se convirtió en al-himiya, siendo al el prefijo correspondiente a "la". Finalmente la palabra se instauró en Europa como alquimia, y los que trabajaban en este campo eran llamados alquimistas. Ahora el término alquimia se aplica a todo el desarrollo de la química entre el 300 a. de C. y el 1600 d. de C. Aproximadamente, un periodo de cerca de dos mil años.
Entre los años 300 y 1100 d. de C. la historia de la química en Europa es prácticamente un vacío. Después del 650 d. de C. el mantenimiento y la extensión de la alquimia greco-egipcia estuvo totalmente en manos de los árabes, situación que perduró durante cinco siglos. Quedaron restos de este período en los términos químicos derivados de del árabe: alambique, álcali, alcohol, garrafa, nafta, circón y otros.
La alquimia árabe rindió sus mejores frutos en los comienzos de su dominación. Así el más capacitado y celebre alquimista musulman fue Jabir ibn-Hayyan aproximadamente 760-815 d. de C., conocido en Europa siglos después como Geber.


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Jabir consideraba que el mercurio era el metal por excelencia, ya que su anturaleza líquida le confería la apariencia de poseer una proporción mínima de material terrozo. Por su parte, el azufre poseía la notable propiedad de ser combustible (y además poseía el color amarillo del oro). Este creía que los diversos metales estaban formados por mezclas de mercurio y azufre, y solamente restaba hallar algún material que facilitase la mezcla de mercurio y azufre en la proporción necesaria para formar oro.
Durante siglos después, la alquimia se desarrolló según dos vías paralelas principales: una mineral, en la que el principal objetivo era el oro, y otra médica, en la que el fin primordial era la panacea.


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La Medida

Con todo, y a pesar de su avance, el conocimiento químico quedó retrasado respecto a otras ramas de la ciencia.
La importancia de las mediciones cuantitativas y de aplicación de técnicas matemáticas a la astronomía había sido reconocida desde muy antiguo.
El científico Galileo Galilei (1564-1642) que en los años 1590-99 estudió el comportamiento de los cuerpos durante su caída, protagonizó espectacularmente la aplicación de las matemáticas y las mediaciones cuidadosas a la física. Los resultados de su trabajo condujeron casi un siglo después, a las importantes conclusiones del científico inglés Isaac Newton (1642-1727) Con dicho científico la revolución científica alcanzó su climax. Ya no quedaba ningún problema pendiente, ni de los griegos ni de la antigüedad en general.


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Pero tal cambio de la descripción meramente cualitativa a las cuidadosas medidas cuantitativas no se registró en la química hasta un siglo después del decisivo trabajo de Newton. De hecho Newton, mientras construía la estructura de la astronomía y la física con una belleza y una solidez que dejaron atónito al mundo de la ciencia, permanecía inmerso en la alquimia buscando ardientemente por toda Europa recetas para fabricar oro por transmutación.


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Esta persistencia en el error no puede achacarse por completo a los químicos. Si fueron más tardos en adoptar las técnicas de Galileo y Newton fue porque el material con el que trabajaban resultaba más difícil de presentar en una forma lo bastante simple como para ser sometido a un tratamiento matemático.
Con todo, los químicos hacían progresos, y ya en la época de Galileo aparecen débiles indicios de la futura revolución química. Tales indicios surgen, por ejemplo, en los trabajos del médico flamenco Jean Baptista Van Helmont (1577-1644). Cultivó un árbol en una cantidad determinada de tierra, añadiendo agua periódicamente y pesándolo con cuidado a medida que crecía. Desde el momento en que esperaba descubrir el origen de los tejidos vivientes formados por el árbol, estaba aplicando la medición a problemas de química y biología.


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Instrumentos científicos

utilizados en química

El desarrollo de la espectroscopia

Aunque anteriormente se habían realizado notables aportaciones en este campo, podemos considerar que la espectroscopia moderna parte de los trabajos desarrollados en 1859 por Robert Wilhelm Eberhard Bunsen (1811-1899) y Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), profesores de química y de física en la Universidad alemana de Heidelberg, respectivamente. Kirchhoff estaba interesado por los problemas de la óptica, mientras que Bunsen había trabajado anteriormente en los análisis cualitativos de elementos basados en el color de la llama.
• En 1857, Bunsen construyó un mechero de gas que producía una llama sin humo y que podía ser fácilmente regulada. En la exposición aparecen varios de estos "mecheros Bunsen", cuyo esquema aparece representado en el panel dedicado al desarrollo de la espectroscopía.
• En 1860, Bunsen y Kirchhoff publicaron un importante trabajo sobre la espectroscopia, cuya traducción castellana puede contemplarse en la exposición. Esta traducción apareció en la Revista de los progresos de las ciencias exactas, físicas y naturales, dos años después de la publicación del artículo original. Sobre este artículo puede contemplarse una de las primeras láminas publicadas en España con espectros atómicos que procede de la traducción castellana del Tratado de Análisis Química Cualitativa de R. Fresenius, realizada, como hemos indicado, por Vicente Peset y aparecida en Valencia en 1885. En el panel, entre los dos retratos de Bunsen y Kirchhoff se encuentra un esquema del nuevo instrumento, procedente del artículo publicado por estos autores en 1860 así como un ejemplo de su modo de empleo.


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La Química y la Alquimia

La alquimia de la Antigüedad helenística y del Islam medieval –y, a través de ésta, la china– sirvieron de punto de partida a la que se desarrolló en Europa desde la Baja Edad Media hasta finales del siglo XVII. Las fuentes expuestas ilustran sus textos y patrones de comunicación, sus doctrinas y sus aportaciones técnicas.

Textos y patrones de comunicación

• A diferencia de la ciencia académica, la subcultura científica en torno a la alquimia utilizó casi exclusivamente manuscritos no accesibles públicamente sino destinados a iniciados, utilizando por ello un lenguaje esotérico a base de complejas metáforas e imágenes que asocian las figuras técnicas con las alegóricas. Se expone la figura de un "horno y vasos de destilación", procedente de un manuscrito alquímico bajomedieval, y una página del titulado Splendor Solis (1582) en la que aparecen símbolos y alegorías de purificación y "renacimiento".
• Solamente en el siglo XVII se imprimieron de forma habitual textos alquímicos. La más célebre compilación fue el Theatrum Chemicum, impresa en Estrasburgo el año 1659. Sus cuatro volúmenes reúnen, por una parte, versiones latinas de los atribuidos a Hermes Trismegisto, divinidad grecoegipcia, fundador mítico de la ciencia y la técnica, y a Avicena (siglo XI) y otros autores árabes. Por otra, tratados bajomedievales falsamente atribuidos a grandes personalidades científicas de la época, como el alemán Alberto Magno, el mallorquín Ramón Lull y el valenciano Arnau de Vilanova, así como varias obras del catalán Joannes de Rupescissa (Joan de Peratallada, siglo XIV) máxima figura de la alquimia de la Baja Edad Media.
Uno de los tratados apócrifos de Arnau de Vilanova aparece en el ejemplar expuesto censurado por la Inquisición: hay varias páginas cortadas y la mayor parte de otra está oculta por un fragmento de otro libro pegado en ella.


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Esquema procedente del Ars magna, de Ramón Lull. En él aparecen los cuatro elementos (agua, aire, tierra y fuego) que incluyen en un círculo interior la "quinta esencia" y están rodeados por el "fuego celeste" y el "éter".


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Aportaciones técnicas

• Los alquimistas bajomedievales introdujeron en Europa y perfeccionaron numerosas técnicas. La obtención de alcohol etílico y el conocimiento de sus efectos como disolvente de las materias orgánicas permitió, por ejemplo, extraer de éstas su "quinta essencia", en la que se pensaba residían sus propiedades peculiares, y el hallazgo de los primeros ácidos minerales, entre ellos, el "aqua regia" (combinación de los ácidos nítrico y clorhídrico) permitió disolver las inorgánicas, incluído el oro. Instrumentos de laboratorio según las figuras de un manuscrito alquímico de la Baja Edad Media.
• Los procesos químicos básicos fueron desarrollados por los alquimistas. Aparatos para la calcinacción, sublimación, degradación, solución, destilación, coagulación, fijación e incineración representados en la Alchemia (1545) de Geber, nombre supuestamente árabe que corresponde en realidad a un autor de la Europa latina.
• Los alquimistas tardíos de la segunda mitad del siglo XVII realizaron todavía algunos hallazgos. El más notable fue el conseguido en 1669 por Hennig Brandt quien, en el curso de sus experiencias con la orina, obtuvo una sustancia blanca y cérea que resplandecía en la oscuridad, convirtiéndose en el primer descubridor conocido de un elemento químico: el fósforo. La exposición contiene un cuadro de finales de la centuria siguiente que reconstruye el descubrimiento con sensibilidad prerromántica.


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El sistema periódico de los

elementos

El historiador de la ciencia J.W. van Spronsen distingue tres grandes períodos en la creación del sistema periódico de los elementos. En primer lugar, durante todo la primera mitad del siglo XIX los químicos calcularon los pesos atómicos de los elementos y acumularon una gran cantidad de datos experimentales. Durante estos años, se produjeron ya algunos intentos de relacionar los pesos atómicos con las propiedades de los elementos, la más conocida de las cuales son las "triadas" de Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849) Döbereiner comprobó que en algunos grupos de elementos con propiedades química análogas, como los halógenos bromo, cloro y yodo, el peso atómico de uno de estos elementos era igual a la semisuma de los pesos atómicos de los otros dos:
Br = (Cl + I)/2 = (35.470 + 126.470)/2 = 80.470


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Sin embargo, la creación de un sistema en el cual todos los elementos se encuentran ordenados de acuerdo con el peso atómico creciente y donde los elementos con propiedades análogas ocupan columnas o grupos, no tuvo lugar hasta la década de los años sesenta del siglo pasado. A pesar de la imagen que suele repetirse en los algunos libros de texto, el descubrimiento del sistema periódico de los elementos debe ser considerado como un descubrimiento múltiple realizado por investigadores de varios países que, en algunos casos, no tenían conocimiento de los trabajos del resto.
• Podemos considerar el trabajo del francés Alexandre Emile Béguyer de Chancourtois (1820-1886) como una de las primeras aportaciones en este sentido. Su vis tellurique, que se encuentra reproducida en nuestra exposición, apareció publicada en 1862. Representa un cilindro sobre cuyas caras se han colocado los elementos en orden creciente de números atómicos, de modo que los elementos con propiedades análogas, como el oxígeno, azufre, selenio y teluro, ocupan una columna. Entre 1862 y 1871, se propusieron sistemas periódicos semejantes por diversos autores como John Alexander Reina Newlands (1837-1898) William Odling (1829-1921) Gustavus Detlef Hinrichs (1836-1923) Julius Lothar Meyer (1830-1895) y el ruso Dimitri Ivanovith Mendeleieff (1834-1907) .


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• En un panel de la exposición puede contemplarse una reproducción de un manuscrito de Mendeleieff con una de las primeras versiones de su sistema periódico, así como una versión impresa posterior. Mendeleieff consideraba que la relación entre los pesos atómicos y las propiedades de los elementos constituía una "ley periódica", lo que le llevó a dejar huecos para elementos aún no descubiertos, de los que predijo algunas de sus propiedades.
Si este segundo período de la historia del sistema periódico de los elementos puede denominarse como el "período de descubrimiento", el siguiente lo podemos denominar como el "período de explicación". En efecto, sólo con la introducción del concepto de "número atómico" y con la aclaración de estructura electrónica de los átomos, gracias a la mecánica cuántica, ha sido posible explicar las características de este sistema periódico descubierto por los químicos de la segunda mitad del siglo XIX.


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Antoine Lavoisier


Antoine-Laurent de Lavoisier (París, 26 de agosto de 1743—ídem, 8 de mayo de 1794) Químico francés.
Se le considera el creador de la química moderna por sus detallados estudios sobre: la oxidación de los cuerpos, el fenómeno de la respiración animal y su relación con los procesos de oxidación, análisis del aire, uso de la balanza para establecer relaciones cuantitativas en las reacciones químicas estableciendo su famosa Ley de la conservación de la masa, estudios en calorimetría, etc.


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de Ciencias por un ensayo sobre la mejor manera de iluminar una ciudad. Entre sus primeros trabajos se encuentran artículos sobre la Aurora Borealis, y la composición del yeso. Ayudó al geólogo J.E. Guettard a preparar su atlas minaralógico de Francia.


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Fuente

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La ley de Proust

Los éxitos de Lavoisier estimularon a los químicos a buscar y explorar otras áreas en las que las mediciones precisas pudieran iluminar el estudio de las reacciones químicas. Los ácidos constituían una de estas tareas.
Los ácidos forman un grupo natural que comparten un cierto número de propiedades. Son químicamente activos, reaccionando con metales tales como el cinc, estaño o hierro, disolviéndolos y produciendo hidrógeno. Tienen sabor agrio, provocan manchas y cambian los colores de un modo determinado, etc.
Opuesto a los ácidos hay otro grupo de substancias llamadas bases. Son también químicamente activas, de sabor amargo, cambian el tono de los colores de modo opuesto al inducido por los ácidos, etc.


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En particular, las soluciones de ácidos pueden neutralizar soluciones de bases. En otras palabras, si los ácidos y las bases se mezclan en proporciones convenientes, la mezcla muestra unas propiedades que no son ni de ácido ni de base. La mezcla será una solución de sal que en general, es un compuesto mucho más ligero que un ácido o una base. Así una solución de ácido clorhídrico, fuerte y cáustico, se mezcla con la cantidad conveniente de hidróxido sódico, álcali fuerte y cáustico, se transformará en una solución de cloruro sódico, sal común de cocina.
El químico Jeremías Benjamín Richter(1762-1807) dirigió su atención hacia estas reacciones de neutralización y midió la cantidad exacta de los diferente ácidos que se precisaban para neutralizar una cantidad determinada de una base particular, y viceversa.
Por medio de mediciones cuidadosas halló que se necesitaban cantidades fijas y definidas.


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La Química Hoy


Su Importancia

Cualquier aspecto de nuestro bienestar material depende de la Química en cuanto esta ciencia proporciona los medios adecuados que lo hacen posible y así, por ejemplo, en lo que se refiere a nuestros medios de locomoción, la Química suministra aceros especiales y aleaciones ligeras,
Podemos pensar en la Cirugía sin anestésicos y antisépticos, en los aviones sin aleaciones ligeras ni gasolinas especiales, en los vestidos sin colorantes, en los puentes sin hierro y cemento, y en los túneles sin explosivos... El avance prodigioso de nuestra civilización en los últimos doscientos años, muchísimo mayor que en los, cuatro mil años anteriores, es el resultado del desarrollo y aplicación de la ciencia química, por la que el hombre ha adquirido un control sobre el medio exterior y aumentado su independencia respecto de él.


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Pero todos estos progresos químicos, con ser enormes, son únicamente un comienzo, pues los más intrigantes y prometedores secretos de la Naturaleza permanecen aún impenetrables. El químico ha llegado a resolver el misterio del átomo y dispone hoy de métodos para liberar las enormes reservas de energía dentro de él, pero nada sabemos acerca de las fuerzas químicas que distinguen la materia viva de la no-viviente. Así, por ejemplo, ¿cómo utiliza la hoja verde la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en alimentos?, y ¿por qué mecanismo las mínimas trazas de vitaminas y hormonas producen en el cuerpo humano los sorprendentes efectos conocidos?


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Contrariamente a lo que podría suponerse, no ha llegado la Ciencia química a su culminación. A cada nuevo avance suceden nuevas preguntas cuya respuesta exige, más que la intuición de grandes genios, el trabajo en colaboración de sus cultivadores, tal como se ha puesto de manifiesto en los últimos años y descubrimientos sobre la estructura intima de la materia.


Fuente

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