Química General, 2000 - Victor Manuel Ramírez

UNIDAD 1 La energía, la materia y el cambio
Al observar las cosas y los acontecimientos que ocurren a nuestro alrededor nos preguntamos,
¿qué contienen las sustancias que utilizamos, como el jabón, los perfumes
o los alimentos que se consumen? ¿De qué están hechos el papel, el plástico, el hule,
el vidrio, entre otros? Es posible contestar: “las cosas están hechas de elementos, compuestos
y mezclas”, o en una sola palabra: materia, que se define como todo aquello
que presenta una resistencia al cambio de movimiento y está formada de partículas (átomos
o moléculas), y está íntimamente ligada con la energía, la cual se define como la capacidad
que tienen las sustancias para realizar un trabajo.
La química es la ciencia que estudia la estructura y las propiedades de la materia y
sus transformaciones; es fundamental para el ser humano, ya que se aplica en todo
lo que le rodea; por ejemplo, en el lápiz que se utiliza, en las páginas de este libro o
de un cuaderno, en el bolígrafo, en el perfume o en la loción que se usa; en la ropa,
los zapatos; los alimentos; en fin, en todo.
Utilizamos todos nuestros sentidos (la vista, el oído, el gusto, el olfato
y el tacto) para percibir los objetos que tenemos a nuestro alcance, y la
química interviene en los cambios internos y externos que se realizan
en nuestro organismo y a nuestro alrededor. El hombre se beneficia
de las aplicaciones prácticas de la química; la vida moderna no sería
tan cómoda si no se contara con la tecnología que proporciona esta
ciencia. Por ejemplo, en unión con la física (en el diseño de circuitos
electrónicos) los químicos han desarrollado nuevos materiales, como
los plásticos de alta durabilidad, que permiten un amplio uso de los
teléfonos celulares, o los radiotransmisores que han revolucionado
la comunicación; o con los televisores portátiles, las computadoras
personales, entre otras cosas.
Los polímeros (compuestos químicos derivados del petróleo) han revolucionado
la industria automotriz; por ejemplo, la carrocería de los
automóviles es de resina poliéster (un tipo de polímero) reforzada con
fibra de vidrio, y lleva pintura aplicada con bicapa que los hace más
atractivos. Por dentro tienen accesorios de lujo, clima para regular la
temperatura y reproductor de discos compactos de gran fidelidad;
cuentan también con mayores dispositivos de seguridad.
Por tanto, la química es la ciencia que estudia los materiales que constituyen
el universo, su composición, su estructura, sus propiedades, los cambios
que sufren y su relación con la energía.
Figura 1.33
Todo lo acontecido en el planeta Tierra, es estudiado
por la Química.
1.1 Energía, motor de la humanidad
La energía en sus diversas manifestaciones, como la electricidad, es fundamental
para el desarrollo de las actividades de la civilización actual. Al girar la llave para
encender un automóvil, se inicia una reacción química en la batería que genera un
flujo de corriente eléctrica, lo que aprovecha para que se active el motor. Después
de esto, un aparato llamado “alternador” captura el flujo de corriente y envía la
electricidad de vuelta a la batería, lo que regenera las sustancias originales. La electricidad
es una forma de energía que implica un flujo de electrones. La batería, por
tanto, transforma la energía química directamente en energía eléctrica. También
hay otras reacciones como la combustión, la degradación y el metabolismo, en las
que se necesita un flujo o intercambio de electrones.
El hombre ha utilizado desde tiempos remotos las reacciones químicas para producir
energía; desde las más rudimentarias, de combustión de madera o carbón, hasta
las más sofisticadas, que tienen lugar en los motores de los aviones modernos, las
naves espaciales, las lanchas muy rápidas y los automóviles de carreras. Las reacciones
químicas, pues, van acompañadas de un desprendimiento y, en otros casos,
de una absorción de energía. Las reacciones químicas ocurren junto con una variación
de energía que suele manifestarse en forma de calor.
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