QUIMICA ORGANICA PRECURSORA INDUSTRIALBeltrn Martnez Juan Camilo

Porras Oscar Daro

Salazar Martnez Leidy Viviana

RESUMEN

El establecimiento de la qumica orgnica en 1840 debe su creacin a los qumicos del siglo XIX, si no hubiese controversia los cientficos no llegaran a nuevas conclusiones. El pensamiento de los seguidores de Berzelius, los compuestos orgnicos se deben comportar igual 4a los inorgnicos, se queda en el camino, ya que no puede explicar la unin de tomos con cargas iguales; la teora de los tipos qumicos con Laurent, Dumas y Gerhardt es innovadora y produce conceptos para explicar los fenmenos ejemplo el isomerismo y la valencia pero no tiene una buena clasificacin taxonmica, solo con Kekule y su teora estructural basada en la escritura y en la cristalografa deja ver desde dentro y atrs la sustancia y su disposicin en el espacio. Con estos conocimientos los qumicos producen materiales mejorados y necesarios, he aqu la importancia de los cambios paradigmticos en el avance de la industria.PALABRAS CLAVE: Qumica orgnica, dualismo, tipos qumicos, estructura qumica, sntesis, tomos, compuestos orgnicos.ABSTRACT

The establishment of organic chemistry in 1840 owes its creation to the nineteenth century chemists, had it not dispute the scientists come to new conclusions. The thought of Berzelius's followers argue that organic compounds should behave inorganic falls by the wayside, because it can not explain the union of atoms with like charges, the theory of chemical types and Gerhardt Laurent Dumas is innovative and produces concepts to explain phenomena such as isomerism and valence but not a good taxonomic classification, only with Kekule and his structural theory based on writing and crystallography reveals from within and behind the material and its arrangement in space. With this knowledge, young chemists produce improved materials and necessary, and hence the importance of paradigm shifts in the advancement of the industry.

INTRODUCCION

El anlisis qumico impuesto por Lavoisier propone cambios paradigmticos en los qumicos del siglo XIX, bifurca el estudio de la qumica en mineral y orgnica, trata tambin de explicar las propiedades fsicas y qumicas de las sustancias y compuestos, su naturaleza y comportamiento; desde 1810 hasta 1870 se esbozan tres paradigmas y a su vez modifican otros, el nacimiento de la qumica orgnica basada en la filosofa corpuscular, varia teoras como la de los radicales, tipos qumicos y finalmente la estructura qumica, paradigma vencedor que tiene la capacidad de utilizar conceptos anteriores como el isomerismo y la valencia para explicar las caractersticas fsicas y qumicas de los compuestos orgnicos. Con estos avances y alcances los qumicos pueden ahora producir compuestos que no existen en la naturaleza, adems aumentan la importancia de la industria en la produccin de materiales benficos para la construccin de una mejor sociedad.La qumica es una ciencia tanto cualitativa como cuantitativa ya que se ocupa del anlisis de los materiales, de sus propiedades y de su explicacin; sin anlisis no habra sntesis y sin qumica analtica no habra qumica, la ciencia cuantitativa y el anlisis cualitativo de la qumica analtica impulsan la qumica orgnica; nada de esto seria posible si los cientficos de los siglos XVIII y XIX con su nocin de sustancia homognea hubieran dado la importancia al concepto de pureza o calidad de un mineral; la concepcin madura de la pureza data de principios del siglo XIX, las sustancias homogneas poseen propiedades reproducibles en condiciones idnticas (Brock 1992) de modo posible que los qumicos carecieron del concepto perfecto de pureza hasta que Lavoisier defini formalmente los elementos que intervienen en la practica de la qumica, a los que Dalton pudo aplicar una teora de tomos homogneos. Para el desarrollo de la qumica orgnica como tal un requisito terico fundamental es la aceptacin a principios del siglo XIX del paradigma de la teora atmica de Dalton (filosofa corpuscular), que junto con Wallaston y Thomson enunciaran las leyes estequiometricas; la conservacin de la masa, las proporciones mltiples y las proporciones definidas esenciales en el anlisis cuantitativo.

Hay un paso muy importante identificando la base de la qumica orgnica, los qumicos avanzaban en el anlisis de sustancias en dos niveles: descomponer los materiales en sus principios primarios e intermedios o en ultimo en sus elementos, para Michael Faraday inventor de los tubos de ensayo el mtodo depende totalmente de la manipulacin y la destreza y se vera reflejado en la exactitud del proceso; con esto podemos ver la importancia de la destreza del cientfico al analizar cualitativa y cuantitativamente una sustancia, sin utilizar la qumica analtica no podemos diferenciar entre compuestos orgnicos de origen animal o vegetal y compuestos inorgnicos de los minerales de la tierra; para el anlisis de las sustancias se debe hacer reaccionar con otras, aqu sirvi el saber popular emprico de los tintoreros y pintores medievales que aadiendo un acido o un lcali obtenan diferentes colores para sus obras; Boyle sostena en su experimental History of Colors en 1664 que si los tintoreros y artistas pudieran separar y ampliar la gama de colores diferentes a partir de un extracto de una sola planta, simplemente aadiendo un acido o lcali, entonces tambin se podran utilizar extractos como indicadores de la acidez o alcalinidad de la sustancia deseada. (Boyle 1662).Los primeros indicios de la qumica orgnica parte del siglo XIV a partir del anlisis de algunos minerales y de la orina, en el siglo XIX estos anlisis dominaron la qumica britnica analizaban la orina humana y el agua potable para fines teraputicos y de consumo en las ciudades, la mayora de las reacciones en las que se iba a basar el sistema clsico del anlisis cualitativo se descubrieron en estos estudios y de ellas se derivan las leyes estequiometricas. Todos estos avances deben ir de la mano con los instrumentos utilizados para estos procesos, para dar ejemplos, la gravimetra, micro gravimetra, la espectroscopia y colorimetra, Henry Descuozilles (1725 1825), fabrico las primeras pipetas y probetas (Brock 1992).

Un problema muy grave que sostuvieron los qumicos de la poca era el suministro de instrumentos y productos qumicos, John Joseph Griffin un empresario del siglo XIX facilito tanto suministros y productos, como libros para la experimentacin qumica, impulso que los experimentos fueran algo accesible el publico en general. (Brock 1992).LIEBIG EL ANALSIS ORGANICOLos qumicos orgnicos del siglo XIX se enfrentaron a tremendas dificultades tcnicas causadas por los mtodos para determinar el contenido del carbono, oxigeno e hidrogeno en las mediciones del CO2 y H2O, ya que la precisin final no solo dependera de la determinacin exacta de sus cantidades sino tambin del conocimiento preciso de su composicin (problemas intelectuales), pero nunca hubieran sido superados sin la tenaz bsqueda de fundamentos adecuados por parte del trabajo de los analistas que en 1810 revolucionaron sus procesos de anlisis con la introduccin del agente oxidante Gay Lussac y Thenard y Hofmann en 1853 deja de lado el mechero de Bunsen y utiliza gases como fuente de calor.El cientfico Liebig (1803 1873) uno de los ocho hijos de una familia de clase media asisti a clase de Gay Lussac y Thenard de quienes aprenda analizar sustancias animales y vegetales (orgnicas) con estos conocimientos analiza un explosivo el fulminato de plata concluyendo que era derivado del acido fulmico, en ese momento desconocido, este hallazgo hace que Liebig publique su anlisis con Gay-Lussac. Mientras tanto Wholer (1800 1882) en 1824 descubre que el cido cinico tiene la misma composicin qumica que el acido fulmico de Liebig analizando el cianato de plata, la amistad de estos dos cientficos fue uno de los factores para que Berzelius enmarcara su doctrina del isomerismo en 1821 dos o mas sustancias podrn tener la misma composicin qumica; entre los dos Liebig y Wholer revelaron el origen de la riqueza de los compuestos orgnicos, que elementos simples como el carbono, oxigeno, hidrogeno y nitrgeno podran conservarse juntos en miles de formas distintas para producir millones de compuestos diferentes (Brock, 1992).EL METODO QUIMICO Y LA CLASIFICACION POR RADICALESA juicio de Laurent la fecundidad de la qumica orgnica gracias al quiz numero de sustancias descubiertas en tan poco tiempo, la carencia de un absoluto sistema clasificacin de nomenclatura para denominar estos cuerpos dieron lugar a un laberinto (Laurent 1854). Al principio los compuestos orgnicos se definan solo en funcin de su origen (animal o vegetal) y de acuerdo a funciones qumicas (cidos o bases), dan paso al mejoramiento de mtodos analticos para agruparlos, uno de los sistematizadores Leopold Gmelin refiere su primer esfuerzo taxonmico a los radicales basndose en la teora electroqumica de Berzelius 1819 donde aplica principios dualistas donde los compuestos orgnicos estn compuestos por oxigeno combinado con un radical compuesto; no obstante en 1830 pareca claro que era posible clasificar los compuestos orgnicos se derivan de un numero creciente de radicales electropositivos que se identificaban por medio del mtodo analtico perfeccionado por Liebig anlisis por combustin (Brock 1992), con este mtodo la tarea de los qumicos era identificar radicales y ver analogas tiles de la qumica inorgnica como instrumento auxiliar de clasificacin.

En esta dcada tambin hay incertidumbre acerca de la clasificacin por radicales, un joven doctorando ingeniero y avezado en cristalografa August Laurent (1807 1853), prepara su tesis estructural en el laboratorio de Dumas (Jacques, 1854), tras varios experimentos concluye que algunos tomos del hidrogeno son rechazados y reemplazados por tomos de oxigeno o de halgenos, junto con esto el fenmeno de isomerismo tambin suscito la cuestin de cmo justificar la hiptesis de que los radicales permanecan estables y no experimentaban ningn tipo de reordenamiento interno durante las reacciones, las sustancias ismeras contienen el mismo nmero de elementos pero se comportan diferente ejemplo el de Liebig y Wholer con el cianato de plata y fulminato de plata. Gay Lussac y Chevreul, afirmaron de manera categrica que los qumicos del futuro tendran que consideran la posibilidad de que los radicales tuvieran un reordenamiento interno.

Otra cuestin importante para el decaimiento de la teora dualista o de radicales es la idea de reaccin de sustitucin electropositiva del radical por un elemento electronegativo (de los halgenos); este cambio paradigmtico nace durante una velada en la tullerias en la dcada de los aos 1830, las velas desprendan un humo irritante, el qumico Brongniart suegro de Dumas le pide que estudie este fenmeno y Dumas demuestra que este humo era acido clorhdrico procedente de la sustitucin del hidrogeno por tomos de cloro cuando se blanqueaban las velas; esta ancdota lleva a Dumas a enunciar en 1834 una teora o ley emprica de sustitucin, se puede resumir as, cuando una sustancia contiene hidrogeno y se somete a des hidrogenacin por accin de compuestos halgenos por cada tomo de hidrogeno que se pierde se gana un tomo de los elementos halgenos, pero Dumas pensaba que el orden del radical no se alteraba (Bensaude-Vincent y Stengers, 1997). Laurent estudiante de Dumas con su tesis doctoral antes de ser una memoria que presenta experimentos lanza una controversia terica (Lauren, 1836) Laurent ataca abiertamente el dualismo electroqumico de Berzelius, segn la naturaleza de la sustitucin de un elemento electropositivo por un elemento electronegativo como el cloro, debera cambiar por completo la naturaleza de la sustancia, no puede concebirse que la sustancia de partida y la resultante de la sustitucin tengan propiedades semejantes.E 1848 la teora dualista muere con Berzelius y Dumas con los estudios de Laurent con su representacin grafica del ncleo adelanta la idea de los tipos qumicos, cambio de paradigma; Se institucionaliza la qumica orgnica hay que volver a iniciar la clasificacin de los compuestos orgnicos, una revolucin qumica pero con un interrogante que mantena unidos los tomosCharles Gerhardt (1816 1856) antiguo alumno de Liebig y miembro del laboratorio de Dumas, dejando de lado el conflicto entre maestros escribe un tratado de qumica orgnica y seala un punto de partida en sentido moderno y plantea un problema abierto por el gesto nuevo de la sustitucin el del estatuto concedido a la escritura (como nombrar, escribir y clasificar los compuestos) (Bensaude-Vincent y Stengers, 1997). Gerhardt forma un sistema de clasificacin para los compuestos orgnicos, para conseguirlo adopta el concepto de Tipo qumico, en 1850 Alexander William Williamson define las ideas de Gerhardt en tipos de sustitucin, donde los compuestos se derivan por sustituciones progresivas de un tipo fundamental que era el agua y arrojo una nueva luz sobre las relaciones moleculares entre los alcoholes, esteres y el agua. Esta idea de escribir las formulas Gerhardt las denomino formulas racionales, la sencillez de estas sedujo a varios qumicos, tras Laurent el primero en adherirse lo hicieron Chancel y Worts en Francia, Frankland, Hofmann, Williamson, Brodie, Odling y Gladstone en Gran Bretaa, Kekule y Beayer en Alemania.En 1855 Laurent tuvo mucho que ver con la teora de los tipos y pensaba que el problema principal era la clasificacin de los compuestos orgnicos; En su libro practicas de qumica orgnica Charles Gerhardt adopto una clasificacin bastante inslita, ordenar por familias los compuestos que contenan el mismo nmero de tomos de carbono, Laurent critico y argumento que un sistema tan artificial ocultaba propiedades qumicas importantes; Con esto Gerhardt desarrollo una clasificacin ms til basada en las semejanzas y diferencias entre los compuestos (series homologas) pero siempre careca de un significado estructural. Con todos los problemas que se hallan en la forma de clasificar y manejar los compuestos orgnicos, August Kekule decide acabar con el desorden de las formulas e invita a sus colegas a el primer congreso internacional de qumica en Karlsruhe, el objetivo principal es reorganizar la qumica, ponerse de acuerdo en las divergencias acerca de las palabras, los smbolos, las cifras, las formulas y propone conceptos unitarios que animen la comunicacin y la discusin, motores esenciales en el progreso cientfico (Bensaude-Vincent y Stengers, 1997). En este congreso no se llego a ningn acuerdo, pero el qumico Italiano Stanislao Cannizzaro (1826 1910) se esforz por rehabilitar la ley de Avogadro para que sus colegas admitieran la distincin entre tomo y molcula y adems adoptar el sistema de pesos atmicos de Gerhardt corrigindola puntualmente; Cannizzaro convence a la mayora de los participantes del congreso, parece que la idea de molcula formada por dos tomos de la misma naturaleza ya no disgusta tanto como en 1820 y la ley de Avogadro no obstaculiza mucho (Bensaude-Vincent y Stengers, 1997). Este congreso tambin es el punto de partida para otra historia, la de dos profesores de qumica Julius Lothar Meyer (1830- 1895) y Dimitry Mendeleive (1834- 1907), ambos elaboran un sistema peridico de elementos basados en los pesos atmicos recomendados por Cannizzaro, Mendeleive manifest que el congreso de Karlsruhe encamino el descubrimiento de la ley peridica (Mendeleive 1899).Hacia mediados del siglo XlX la naciente qumica orgnica haba cambiado paradigmas acerca del tomo, de las molculas y de la qumica mineral, esto refiere una redefinicin entre las dos qumicas la orgnica y la inorgnica; La teora dualista se formo a partir del estudio de las sales minerales y la teora unitaria se elaboro a partir de el estudio de los compuestos orgnicos y va a extenderse a su vez hasta la qumica mineral as unifica la qumica y rompe las barreras entre estos dos estudios ya que la qumica del carbono tambin tendra que obedecer a las leyes del resto de los elementos, con esta consideracin el problema de la clasificacin se puede dar en forma ms general y posible.Mendeleive con su tabla, pretenda diferenciar entre elemento (tomo) y molcula esta distincin establecida por Mendeleive a partir de Gerhardt y Cannizzaro reorganizan el panorama conceptual de la qumica., las propiedades de los cuerpos simples y compuestos dependen de una funcin peridica de los pesos atmicos de los elementos por esta razn estos cuerpos tienen las mismas propiedades que los elementos de los que se derivan (Mendeleive, 1872). El desplazamiento desde lo concreto de los cuerpos simples hacia esta realidad abstracta aparece como una condicin esencial para formar un sistema general de elementos, aparece una lgica taxonmica de tabulacin orgnica o mineral, la qumica obedece a las mismas leyes y los elementos se ordenan en la misma tabla (Bensaude-Vincent y Stengers, 1997). Con todo esto en manos de Williamson, Odling y Kekule, adems de la obra pstuma de Laurent y los estudios de Gerhardt, la nueva teora de los tipos qumicos se transforma en la teora estructural de los compuestos de carbono y en esta dcada 1850-1860 no hay duda que una contribucin es la proposicin del concepto de valencia por W. H. Wollaston; Frankland introduce este concepto en sus estudios, se unifica la valencia y se deja a un lado la atomicidad.PARADIGMA DE LA ESTRUCTURA QUIMICALa gran incertidumbre de los estudios de la dcada de 1860 se basa en la disposicin de los elementos, de cmo se unen estos en las molculas, para este problema se llega a la nocin de concatenacin o enlace de los carbonos en la cadena y la cuatrivalencia del tomo de carbono; sin lugar a dudas fue Kekule quien desarrollo plenamente el concepto de valencia atreves de su tratamiento del carbono (Brock, 1992), para Kekule la valencia era fija, en cambio para Frankland los elementos podran desplegar diferentes capacidades de saturacin.

En 1858 independientemente de Kekule, Archibald Scott Couper (1831-1892) desarrollo la idea de la tetravalencia del carbono y su cadena, que represento grficamente con lneas entre tomo y tomo; Couper haba utilizado en termino estructura como analoga para referirse al orden y disposicin de los tomos, pero fue Alexsandr Butlerov (1828-1886) quien populariza la expresin de estructura qumica como sinnimo de construccin y para indicar que la disposicin concreta de los tomos dentro de la molcula era la causa de sus propiedades fsicas y qumicas; Tras ser profusamente divulgadas por Hofmann y Frankland en Gran Bretaa y por Erlenmeyer en Alemania las formulas graficas se convirtieron en un componente esencial del lenguaje de la teora de la estructura qumica (Brock, 1992).La teora estructural triunfa con la representacin de las molculas en el espacio., Dalton con su teora atmica ideo modelos de madera para ilustrar combinaciones de los tomos, pero fue la tradicin cristalogrfica quien le dio piso a los compuestos dispuestos en el espacio, Hofmann y Frankland utilizaron modelos de alambre y esferas de madera coloreadas representando los tomos y enlaces que formaban ngulos rectos entre s idea que no le gustaba mucho a Kolbe ya que la teora estructural hacia indudablemente ms fcil la qumica orgnica sino que tambin acababa de una vez por todas con la incertidumbre de la clasificacin taxonmica de los compuestos orgnicos al igual que se podran proyectar sobre el papel y la pizarra, esto dio lugar no solo a soluciones tambin aparecieron nuevos enigmas del ordenamiento interno de las molculas ejemplo el Benceno cuya estructura Hexagonal estableci Kekule en 1865.

Kekule transformo la qumica como despus Picasso transformo el arte, permitiendo al espectador ver dentro y detrs de las cosas. Las propiedades qumicas se originaban por las estructuras internas de la molcula, que ahora el ojo experto del qumico analtico y sinttico podra ver y leer; Despus de 1865 el futuro de la qumica y de la industria se hallaba de hecho en qumica estructural bajo el signo de un hexgono. En una conferencia conmemorativa en honor a Kekule en 1898 Francis Japp concluyo que la teora del benceno del seor Kekule era la pieza ms brillante de la produccin cientfica que puede encontrarse en toda la qumica orgnica (Brock, 1992). El enigma de la disposicin de los tomos que forman una molcula forma la teora estructural de los compuestos orgnicos y considera un nuevo gesto La Sntesis.LA SINTESISLiebig defiende que el objetivo principal de la qumica es la fabricacin artificial de compuestos orgnicos, la sntesis de la urea compuesto orgnico presente en la orina exalta este proceso, el qumico puede rehacer los productos de la naturaleza pero no puede imitar sus procedimientos (Bensaude-Vincent y Stengers, 1997). El paradigma de la sntesis se hizo posible con base en las formulas estructurales, el isomerismo da testimonio de un vinculo posible entre las propiedades fsicas y qumicas de las sustancias y de la configuracin espacial de los tomos en la molcula, dejando a un lado las formulas brutas por el beneficio de la escritura., Una formula desarrollada indica la disposicin de los tomos en torno a la capacidad de combinacin de los elementos, concepto conocido como valencia, esta capacidad de combinacin y de sustitucin permite caracterizar una sustancia y prever su comportamiento, con estas ideas los qumicos pueden meter o sacar elementos de los compuestos y sintetizar otros nuevos basndose en las caractersticas fsicas y qumicas que debe contener la nueva sustancia.En resumen la fabricacin de molculas es un acto de creacin que moviliza todas las facultades, razonamiento, intuicin, gusto esttico; es una prctica difcil que requiere madurez, larga experiencia, obstinacin, dinero, la sntesis en pocas palabras es un arte, una cultura, una pasin (Bensaude-Vincent y Stengers, 1997). CONCLUSIONES

El establecimiento de un paradigma sobre el otro nunca es fcil, lleva a los cientficos a experimentar y observar desde otros puntos de vista los fenmenos, la insistencia de estos lleva descubrimientos fantsticos e importantes, esta relevancia procura cambios en la comunidad cientfica y en la comunidad en general transforma el mundo y lo que pensamos de l.

Un naciente paradigma debe ser atractivo o debe contener ideas que llamen la atencin de la comunidad cientfica, las convicciones de los cientficos que defienden un paradigma deben ser solidas y no les debe importar los obstculos que se le atraviesan en el camino. Lo que sucedi con Dumas, Laurent y Gerhardt, que siguieron con sus ideas as las eminencias de principios del siglo XlX como Berzelius no las compartieran.El paradigma de la estructura qumica permite la sntesis, que es un proceso donde los qumicos producen nuevas sustancias no existentes en la naturaleza, la bacalita primer plstico, el salvarsn para curar la sfilis y los edulcorantes con ms poder endulzante que el azcar, estas sustancias solucionan a primera vista problemas de la sociedad humana, lo nico en lo que no se percataron los qumicos sintetizadores es que algunas sustancias nuevas creadas por ellos no pueden ser descompuestas naturalmente y que contaminaran y daaran todos y cada uno de los ecosistemas naturales, poniendo en riesgo la permanencia de algunas especies y hasta la nuestra.BIBLIOGRAFIABensaude-Vincent, B. Stengers, I. (1997). Historia de la Qumica, Addison-Wesley Iberoamrica S. A, Madrid.Boyle, R. (1980). Dicscovery of Chemical Indications, Ambix, 27,

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