Sociedad

¿Por qué se queman las cosas?

Plinio Sosa 26 / Mar / 19
La acción de la química en la vida cotidiana parece casi invisible hasta que suceden las combustiones

A diferencia de la física y de la biología, la química es bastante invisible. Prácticamente, no hay reacciones químicas que se puedan observar en nuestro devenir cotidiano. La química se ve principalmente en los laboratorios.

Pero hay un tipo de reacciones que sí se ven. No solo son suficientemente rápidas para que podamos apreciarlas, sino que son sumamente visibles y espectaculares. Producen grandes cantidades de luz y de calor. Son las reacciones de combustión.

¿Qué sucede cuando se queman los objetos? Esta pregunta ha tenido distintas respuestas en diferentes épocas.

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Imagen ilustrativa | Foto: Especial

Los cuatro elementos

Los griegos de la antigüedad la respondieron basándose en la hipótesis de Empédocles de los cuatro elementos: al quemarse, un objeto se descompone en los cuatro elementos que lo integran: fuego, agua, tierra y aire. Estas ideas persistieron en Europa hasta el siglo XVII.

Tres principios

Paracelso (1493-1541), médico y alquimista suizo, propuso otra explicación. Él pensaba que todas las sustancias estaban constituidas, no por elementos, sino por tres principios o cualidades: lo azufroso, lo mercurioso y lo salino.

En el principio azufre radicaban el calor y la capacidad de los cuerpos para quemarse. Del principio mercurio dependían la pesantez y la capacidad de los cuerpos para ser líquidos y volátiles.

Finalmente, el principio de la sal causaba la solubilidad y la estabilidad ante el fuego.

Con estas ideas, Paracelso explicaba la incandescencia de los cuerpos de la siguiente manera:

Si tenéis en la mano un trozo de madera, el testimonio de vuestros sentidos os dirá que se trata de un solo cuerpo. Pero hasta el último campesino puede ver lo mismo, de modo que esto no puede representaros el menor beneficio. Debéis saber, en cambio, que tenéis en las manos el azufre, el mercurio y la sal, y si alcanzáis a ver estas tres cosas por separado, ya sea por su aspecto o por su contacto, tendréis finalmente los ojos y la mirada de un verdadero médico, ya que éste debe ver tan bien estos tres principios como ve el campesino la simple madera. Si quemáis la madera y observáis el resultado, veréis que hay una cosa que arde –el azufre–, una cosa que despide humo –el mercurio– y otra cosa que queda convertida en ceniza –la sal.

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Imagen ilustrativa | Foto: Especial

Secretos del flogisto

Más tarde, a finales del siglo XVII, el médico Georg Ernst Stahl (1660–1734) propuso una elegante y convincente explicación: las sustancias capaces de arder lo son por contener un “principio de combustibilidad” que escapa hacia el aire o se traslada de una sustancia a otra durante la combustión. A este principio, le dio el nombre de flogisto, de la palabra griega phlogistós, que quiere decir “inflamable”.

De acuerdo con Stahl, las sustancias combustibles podían contener más o menos flogisto y, en consecuencia, arder con mayor o menor intensidad. El carbón, que era el combustible mejor conocido de la época, debería estar constituido casi totalmente por flogisto. Las sustancias presentes en los seres vivos lo contenían en menor proporción. Y sustancias como la arena no debían contenerlo en lo absoluto. Según esta teoría, el flogisto escapaba, durante la combustión, a través de la flama.

De esta manera, la calcinación de los metales se podía entender fácilmente. El metal era una sustancia abundante en flogisto; en cambio, el aire era escaso en flogisto. Al calentar el metal y entrar en combustión, el flogisto se trasladaba del metal al aire. Lo que quedaba –que en aquel entonces llamaban cal metálica– no era otra cosa que metal sin flogisto. Es decir:

Metal (con flogisto) cal metálica (sin flogisto).

Si todo esto fuera cierto –pensaba Stahl– la cal metálica debería reaccionar con sustancias ricas en flogisto para recuperarlo. Y, en efecto, al hacer reaccionar el residuo de las calcinaciones con carbón… ¡se recuperaba el metal original! “El flogisto se transfirió del carbón a la cal metálica”, concluía. La “fórmula” quedaba de la siguiente manera:

Cal metálica (sin flogisto) + carbón  Metal (con flogisto)
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Imagen ilustrativa | Foto: Especial

Las cales metálicas

¡Hermosa teoría la del flogisto! Sin embargo, ¿de verdad hay una sustancia que se transfiere durante las combustiones? ¿Se trata del flogisto?

En realidad, la teoría del flogisto estaba equivocada. Aunque no tanto, pues es verdad que durante las combustiones algo se transfiere de una sustancia a otra, pero no es cierto que sea el flogisto ni que se traslade del material combustible al aire.

Fue el científico Antoine Lavoisier (1743-1794), quien casi un siglo después logró explicar convincentemente las reacciones de combustión. La teoría de Lavoisier no sólo tiene tanta lógica como la que tenía la del flogisto, sino que –más importante– ha resistido todas las pruebas a que se ha sometido desde entonces. Hoy en día, no hay duda de que las combustiones proceden como lo propuso Lavoisier a finales del siglo XVIII.

Este gran investigador francés estudió la calcinación del estaño y del mercurio, pesando cuidadosamente las sustancias antes y después de cada experimento, y concluyó lo siguiente:

Los productos de la calcinación (las “cales metálicas”) pesaban más que los metales originales.

El peso ganado por los metales al quemarse era igual al peso perdido por el aire natural en que se quemaban.

La sustancia que se unía a los metales al quemarse era el gas apenas descubierto por el científico Joseph Priestley (1733–1804), quien lo llamó “aire deflogisticado”.

Es decir, concluyó que no era cierto que, durante la combustión, el flogisto se trasladara del metal al aire dejando como residuo una cal metálica, sino, por el contrario, que el oxígeno (“aire deflogisticado”) del aire se incorporaba al metal (hierro, por ejemplo) y daba lugar a la formación de otra sustancia: un óxido metálico (la herrumbre, por ejemplo).

Del trabajo de Lavoisier, se desprende también que el aire no es una sola sustancia, sino una mezcla de varias sustancias, y que el oxígeno es una de ellas. A su vez, por primera ocasión en la historia, se tenía certeza de estar en presencia de una verdadera sustancia elemental: el oxígeno, que no podía descomponerse en otras sustancias por medio de reacciones químicas, pero sí podía combinarse para dar lugar a sustancias compuestas.

La antigua idea de que los materiales estaban formados por la combinación de unos cuantos elementos empezaba a fundamentarse. Con el oxígeno, los elementos dejaron de ser ideas, principios o cualidades, para convertirse en sustancias “reales”.

Autor: Plinio Sosa