Skills to Develop

  • entender por qué Lavoisier es a veces llamado «el padre de la química moderna»
  • distinguir la precisión de la precisión

así que lo que pasó para convertir la alquimia, que era como la poción mágica-elaboración de cerveza en Harry Potter, en la ciencia ¿de química? Era medición. Medición cuidadosa, cuidadosa de cantidades, tales como masas, volúmenes, densidades, temperaturas, presiones.

un héroe temprano de la medición fue Antoine Lavoisier., Fue uno de los primeros científicos químicos verdaderos. Llevó a cabo experimentos cuidadosos, y trató de sacar ninguna conclusión, excepto las requeridas por sus datos. Dijo que los hechos, las ideas y las palabras deben estar tan estrechamente relacionados como sea posible: que no se puede mejorar el lenguaje sin mejorar el pensamiento, y que no se puede mejorar el pensamiento sin mejorar el lenguaje. Así que fue pionero en una nomenclatura química sistemática que es esencialmente lo que usamos hoy en día., Sorprendentemente, si usted lee su texto, escrito en 1789, destinado a introducir la química a los principiantes, gran parte de ella sigue siendo perfectamente comprensible e incluso correcta para los estándares modernos.

Antoine Lavoisier

Lavoisier se describe en primer lugar los estados de la materia: gases, líquidos y sólidos. Él señala que cuando un material sólido se calienta, tiende a expandirse, convirtiéndose primero en un líquido, que ocupa un volumen constante, pero se puede verter, a diferencia de un sólido., Más calentamiento, y se convierte en un gas, que él describe como elástico porque se expandirá o comprimirá a diferentes volúmenes dependiendo de la presión. A diferencia de los filósofos griegos, entendió que esto es un cambio físico, no un cambio químico, y tiene una buena intuición a escala submicroscópica de lo que está sucediendo: las partículas del material no cambian, solo se separan más.,

quemó azufre y fósforo y carbón (carbono) e hizo observaciones cuidadosas, a menudo usando el frasco de Campana sobre un cubo de mercurio como se muestra en el dibujo de su libro, Figura 1. Este es un ejemplo de un cambio químico o reacción química, en el que los productos químicos reactivos se convierten en productos químicos diferentes. Si enciendes el azufre en el plato etiquetado D debajo del frasco de aire, se quema hasta que se apaga dejando un poco de azufre extra. El aire que queda en el frasco ya no es bueno para respirar. Si pones un ratón en el frasco, morirá, como lo hizo la llama., Esto demuestra el concepto de reactante limitante. La reacción o quema se detuvo cuando se quedó sin oxígeno, dejando principalmente nitrógeno (y algunos rastros de otros gases) en el frasco. Priestley, otro científico, le mostró cómo preparar gas de oxígeno puro, y lo usó para hacer muchos experimentos de combustión también.

Figura 1: un aparato para quemar azufre, fósforo y carbón (Carbono).

Lavoisier estaba obsesionado con la medición., Desarrolló un aparato elaborado para medir todo. Quemaba fósforo, como se muestra en la Figura 1, y observaba la formación de un producto escamoso blanco. El fósforo (el reactivo en este caso) no era soluble en agua, pero el producto sí, por lo que recogió el producto con mucho cuidado, separándolo del fósforo no reaccionado lavándolo con agua. Después del secado, podía medir cuánto fósforo se había quemado, cuánto oxígeno se había consumido (porque sabía la densidad del gas de oxígeno) y cuánto producto se había formado., Encontró que la masa del producto era la suma de las masas de reactivo consumidas, en cada experimento. Esta es la Ley de conservación de la masa(que, en realidad, algunos alquimistas y químicos anteriores también habían utilizado). También observó que el fósforo no tiene sabor, pero el producto, que él llamó ácido fosfórico, es amargo. Sabía de estos experimentos que en muchos casos los elementos se combinan solo en ciertas proporciones, y también que el oxígeno puede combinarse con azufre, fósforo, etc. en dos proporciones diferentes., Nos dio la terminología que todavía usamos hoy en día: el ácido sulfúrico se compone de azufre y más oxígeno, el ácido sulfuroso se compone de azufre y menos oxígeno. – ous significa menos oxígeno; – ic significa más oxígeno. Vea la página de nomenclatura para más detalles.

Lavoisier prestó mucha atención a la exactitud y precisión. Por ejemplo, en el experimento que acabamos de describir, midió el volumen de gas en el frasco de campana, antes y después de la reacción, pero señaló que después de la reacción, debe esperar hasta que la temperatura vuelva a lo que era cuando se midió originalmente., Si el gas está caliente cuando se mide su volumen después de la reacción, se habrá expandido, y su densidad estándar no se aplicará. Esto introduciría un error sistemático en las mediciones: cada vez que realice el experimento, pensará que hay más gas sobrante del que realmente hay, y su medición no será precisa. Si el resultado promedio de su experimento está cerca del valor correcto, es exacto. Sin embargo, si su experimento da números muy diferentes cada vez, incluso si el promedio es correcto y el experimento es preciso, no es preciso., La precisión es la diferencia entre la reunión «alrededor de las 2 en punto» y la reunión «a 3 minutos y 27 segundos antes de las 2 pm.»La precisión es lo específico que eres, cuánto detalle utilizas. Lavoisier también ayudó a desarrollar el sistema de unidades (kg, L, m) que están actualmente en uso en Corea y muchos otros países.

Una ilustración de los diferentes efectos de exactitud y precisión.,

en general, aunque no hizo muchos experimentos originales que nadie más había hecho antes, hizo sus experimentos con mucho cuidado, para que fueran lo más precisos y precisos posible, y luego pensó en ellos claramente y creó palabras para describir los productos químicos e ideas que ayudaron a que todo fuera más claro., Si lees un libro de texto de química escrito antes de Lavoiser, estarás muy confundido porque los nombres de los productos químicos se basarían en la historia (y suenan como si vinieran de Harry Potter), en lugar de basarse en lo que son los productos químicos. Si lee un texto de química escrito después de Lavoiser, reconocerá que el lenguaje es similar al que usamos hoy en día.

resumen

la precisión describe cuán cerca está un valor medido del valor real. Precisión describe qué tan bien un grupo de valores medidos concuerdan entre sí., La Ley de conservación de la masa establece que la materia no puede ser creada ni destruida por un proceso químico o físico. Esto resulta en que la suma de las masas de reactivo consumidas en cualquier experimento es igual a la masa del producto. Los cambios químicos implican cambiar la identidad química de una sustancia para que se formen nuevas sustancias. Los cambios físicos implican alterar una sustancia sin cambiar su identidad química. La combustión y la oxidación son dos ejemplos de procesos químicos, mientras que la ebullición y la fusión son ejemplos de procesos físicos., Las reacciones químicas implican convertir reactivos, productos químicos que se consumen en el proceso de cambio químico, en productos, productos químicos producidos a través del proceso de cambio químico que tienen una composición diferente de los reactivos. Un reactante limitante determina, o limita, la cantidad de producto que se puede producir a partir de una reacción química.

Fuera de Enlace

  • CrashCourse Química: La Ley Fundamental (11 min)

los Contribuyentes y Atribuciones

  • Emily V Eames (City College de San Francisco)