En la etapa final de la alquimia, la observación científica directa se utilizaba cada vez más para justificar el conocimiento, especialmente tras el auge de la obra de Francis Bacon (1561-1626) en su obra enciclopédica (Instauratio Magna [La gran restauración], que divide en seis partes figuran el Novum Organum (1620) es su parte segunda, mientras que De dignitate et augmentis scientiarum [La dignidad y el progreso de las ciencias] (1623), su parte primera, y su Historia naturalis et experimentalis ad condendam philosophiam sive phenomena universi [Historia natural y experimental para construir la filosofía o los fenómenos del universo], (1622-1623), corresponde a la parte tercera. Por consiguiente, los alquimistas se acercaron a los avances en el pensamiento científico para legitimar su trabajo.
Los textos alquímicos antiguos incluían extensas descripciones de los principales procesos alquímicos. como eran la disolución, la calcinación y la fermentación lo que significa que se exponían señalando que era el camino por el que se podía llegar a la Piedra Filosofal, lo que señalaba que realmente creían que era posible crearla. Pero, aun así, proponían como práctica alquímica Calcinar con sal tus metales al fuego, lo que apuntaba a un proceso químico y sugiere que los alquimistas practicaban activamente lo que describían en lenguaje metafórico, aunque no llevaran registros de laboratorio como hacen los científicos modernos.
Otro detalle que evidencia el componente práctico de la alquimia es su conexión con la metalurgia artesanal con personas como V. Biringuccio (1480 – 1539), conocido sobre todo por su libro sobre los metales, De la Pirotechnia (1540); la iatroquímica, fundada por el alquimista, médico y astrólogo Paracelso ( 1493-1541) que abrió esta rama de la ciencia (aprox.1525-1660) mezclando la medicina y la alquimia para explicar funciones fisiológicas esenciales para mantener la vida y el equilibrio. Paracelso proponía tratamientos, basados en sustancias inorgánicas como el mercurio, sustituyendo los remedios vegetales tradicionales y marcando la transición de la alquimia a la farmacología moderna. En muchas ocasiones los alquimistas colaboraban con metalúrgicos y compartían espacios de trabajo. Aspectos como estos demuestran la naturaleza práctica de la alquimia, además la búsqueda de la piedra filosofal.
En general, la alquimia era una disciplina tanto práctica como teórica y muchos alquimistas de los siglos XVI y XVII estaban interesados en explorar el mundo, tanto en aspectos abstractos (encontrar el espíritu de la materia) como prácticos.
El propio Robert Boyle (1627-1691) comenzó su carrera como alquimista, pero, con la publicación de su libro The skeptical chymist (1661) rompió con las tradiciones alquímicas. En este texto analizaba el concepto de elemento químico como aquella sustancia que no podía ser separada en componentes, distinguiéndolo de la sustancia compuesta, que estaba formada por la unión de dos o más elementos y que difieren de éstos en sus propiedades.
Boyle afirmaba que había muchos más de los tres o cuatro elementos aceptados por los alquimistas y que el número exacto no podía ser determinado con precisión con los medios disponibles en su época.
Con estas propuestas, Boyle se apartaba de la física aristotélica, que proponía cuatro elementos, y de las tesis de Paracelso, que postulaba tres.
Boyle postuló las reacción química con principios mecánicos y atomistas basados en los Principia( 1687) de Newton. Para Boyle que una combinación química consistía en la aproximación por fuerzas gravitatorias de las partículas más pequeñas a un cuerpo grande de materia, y que la descomposición se producía cuando aparecía un tercer cuerpo que era capaz de ejercer sobre las partículas que estaban en torno a un elemento una atracción mayor que las partículas del otro elemento con el que estaba combinado,
En todas sus teorías, Boyle fue un atomista convencido, lo que usó para explicar los resultados de sus observaciones, tanto en el estudio de los gases como en la química. También estudió el carácter ácido, básico o neutro de las sustancias químicas, determinándolo por su sabor, por la reacción con la roca caliza o por el comportamiento con otros ácidos o álcalis de origen natural.
Boyle era un gran experimentador y conocía el hecho de que ciertos metales, al ser calentados al aire, formaban sales (óxidos) y que aumentaban de peso. Sin embargo, no dio el paso siguiente (que lo daría Lavoisier), Boyle no pudo reconoció la existencia de algo en la atmósfera que pudiera ser causa del aumento de peso al calentar metales, porque todos los químicos de su época creían en la teoría del flogisto. No obstante, aunque en su obra Sobre el origen mecánico y la producción de la fijeza (1675) describió la formación de óxido de mercurio al exponerlo al aire a alta temperatura, suponiendo la existencia de alguna partícula ardiente que penetraría en los corpúsculos de mercurio, presunción importante, ya que si las hipótesis de Boyle hubiesen sido continuadas por los químicos de la primera mitad del siglo XVIII, la teoría del flogisto hubiese sido derribada mucho antes.
Henry Cavendish (1731-1810) en 1766 descubrió el hidrógeno en reacciones de ácidos con metales (zinc, hierro), describiéndolo como un gas altamente inflamable y ligero.y lo denominó aire inflamable»
SO4H2 + Ca → SO4 Ca + H2
Carl W. Scheele (1742-1786) ente los años 1772 y 1774 descubrió el oxígeno, pero J. Priestley (1733-1804), sin conocer el trabajo de Scheele, obtuvo el mismo gas calentando óxido de mercurio, HgO, con una lente gigante y publicó el descubrimiento del oxígeno en 1774. Lo llamó aire desflogisticado porque permitía una combustión más intensa que el aire normal. El descubrimiento del oxígeno fue fundamental para derribar la teoría del flogisto.
Antoine Lavoisier (1743-1794) posteriormente identificó el elemento y lo denominó oxígeno en 1777, explicando su papel en la combustión en su obra Memoria sobre la combustión.
En 1778, en su obra Consideraciones generales sobre la naturaleza de los ácidos, en los que Lavoisier comenzó a desarrollar un lenguaje técnico para la nueva ciencia, con el que dejaba atrás el oscuro lenguaje alquímico y conducía a la química a su consolidación como ciencia moderna.
Los resultados de su labor fueron numerosos y muy valiosos:
- La Ley de la conservación de la masa pesando cuidadosamente los reactivos y los productos de una reacción química y, con una balanza, observó que la cantidad de masa de los reactivos que intervenían era la misma que la del producto de la reacción, es decir, la masa se conservaba
2. Demostró mediante el uso constante de la balanza en sus experimentos, que toda combustión de un elemento en el aire resultaba de una combinación del cuerpocon una con una parte del aire. Para ello calcinó estaño en un vaso cerrado y comprobó que el peso total del vaso no había cambiado con la calcinación, que el metal, transformado en su «sal» (el «óxido») había aumentado de peso, que el peso del aire contenido en el vaso ha disminuido y que el aumento de peso del metal era igual a la disminución del peso del aire.
3. Investigaciones sobre la composición del agua a cuyos dos componentes los bautizó con el nombre de oxígeno e hidrógeno.
4. El análisis del aire. Repitió el experimento del estaño con otros metales simples y, en 1777, con mercurio, lo que lo condujo al análisis del aire, cuya composición había un 27% de aire respirable, que llamó después oxígeno, y un 73% de aire no respirable, que llamó más tarde azoe (el nitrógeno).
- El fenómeno de la respiración animal. Lavoisier reveló el papel del oxígeno en la respiración de los animales y de las plantas como un proceso similar de reacciones con oxígeno, pero a menor o mayor escala y con mayor o menor duración: distinguió así entre los fenómenos de la oxidación, la respiración, la combustión, la deflagración y la explosión.
Aunque Scheele, Priestley y Cavendish (1731-1810) realizaron numerosos descubrimientos, sus interpretaciones, dentro de la teoría del flogisto. impedían el progreso en el conocimiento y fue Lavoisier, con su Tratado elemental de la Quimica (1789), quien refutó definitivamente tal teoría y asentó los fundamentos de la química moderna.
La publicación de su Tratado aclaró el concepto de elemento químico como una sustancia pura y simple que no se podía dividir mediante ningún método de análisis químico conocido (esto es, descomposición de los elementos) y, ayudado por su balanza, elaboró la teoría de la formación de compuestos químicos a partir de combinaciones de estos elementos simples y describió unos cincuenta compuestos que ya se conocían
El estudio en detalle de los compuestos químicos comenzó a estudiarse a estudiarse con treo protagonistas. L. Proust (1754-1826), realizó numerosas experiencias sobre la composición de sustancias que le llevaron a enunciar y dar difusión a la Ley de las proporciones definidas: cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto específico, lo hacen siempre en una relación de masa constante y definida, independientemente de su origen o método de obtención. Experimentó con carbonato de cobre: y demostró que, sin importar si el carbonato de cobre se encontraba en la naturaleza o se sintetizaba en el laboratorio, la proporción de cobre, carbono y oxígeno era siempre la misma.
Esta ley le condujo a una disputa pública con el químico francés C. L. Berthollet (1748-1850) que defendía la variabilidad en la composición de los compuestos que intervenían en la reacción en función de su método de síntesis. Creía que la composición de los compuestos químicos era variable y dependía de las condiciones de síntesis, de la concentración de los reactivos y de un concepto que llamó afinidad química. Argumentaba que la fuerza de combinación de los elementos dependía, no solo de la naturaleza de las sustancias, sino también de la cantidad (o masa) de los reactivos presentes, además, aportaba como ejemplos soluciones, aleaciones y óxidos metálicos donde la composición sí podía variar continuamente. En realidad, no distinguía con claridad entre una mezcla y un compuesto químico, a diferencia de Proust. En 1811, La ley de Proust fue aceptada en el mundo de la química y el prestigioso químico sueco J.J.Berzelius (1779-1848) reconoció la validez de su enunciado, desechando las objeciones de Berthollet y contribuyó a sentar las bases para el establecimiento de la teoría atómica de Dalton
Dalton (1766-1844) formuló la ley de las proporciones múltiples en la que establecía que si dos elementos formaban más de un compuesto, al fijar la masa de uno, el otro elemento variaba en proporciones de números enteros sencillos. La ley publicada en 1803, fundamentó la teoría atómica al demostrar que los compuestos químicos se combinan en relaciones discretas. Por ejemplo la reacción del nitrógeno y el oxígeno Óxido nítrico (NO): 14 g de nitrógeno se combinan con 8 g de oxígeno. Dióxido de nitrógeno (NO2): 14g de nitrógeno se combinan con 16 g de oxígeno. Relación de oxígeno 8:16, es decir 1:2.
A partir de este momento histórico, la experimentación, la medida, la balanza, proporciones y, sobre todo, la comunicación entre científicos fueron la base de los trabajos en química.
Pero lo expondremos en la segunda parte
