La química es una rama científica que estudia la materia, así como sus procesos e interacciones. Todos estos aspectos se rigen mediante una serie de leyes fundamentales, que han sido descubiertas a través de los siglos. Gracias a los aportes y colaboraciones de investigadores de diversas ramas como la química orgánica, cristalografía, fisicoquímica, físicos, entre otros.
En esencia, podemos afirmar que las interacciones de la materia consisten en la formación o ruptura de compuestos, mediante la combinación de distintos elementos. Dichos procesos se cumplen mediante 5 reglas básicas conocidas como las leyes de combinación química. Estas y otras normas han sido discutidas, aproximadamente, desde el siglo V a.C. Mediante los estudios químicos se han intentado trazar los límites de la materia y de la química.
Comprender las leyes cruciales de la química, resulta de mucha relevancia para comprender mejor su aplicación en distintas áreas profesionales. Comienza una carrera universitaria como Ingeniería Industrial y amplia todos tus conocimientos en esta y muchas otras áreas. En la Universidad de San Sebastián podrás cursar y culminar tus estudios de forma exitosa.
Leyes relevantes en Química
Al igual que otras ciencias, la química se encuentra gobernada por distintas reglas, normas y leyes, mediante las cuales es posible explicar y comprender muchos fenómenos de la materia. A continuación mencionamos algunas de las leyes más relevantes de esta rama de la ciencia tan importante, que han tenido un significado trascendental en áreas de mucho interés humano.
Ley de la conservación de la masa
Desde el desarrollo de la filosofía griega antigua, se ha establecido que ninguna cosa viene de la nada, es decir, que la materia que existe en el presente, siempre ha existido en diferentes formas. Esto es especialmente importante a nivel elemental, puesto que no es posible que surjan átomos de manera espontánea.
Esta premisa conforma la ley de la conservación de la masa, reafirmada por Antoine Lavoisier. Este químico y biólogo francés postuló que “los átomos que conforman cualquier materia no pueden crearse ni destruirse, pero pueden moverse y transformarse en otras partículas”. En otras palabras, la tan conocida ley que afirma que la materia y energía no puede destruirse o producirse de la nada.
Es posible que esta ley pueda ser difícil de comprender desde un sentido macro. Por ejemplo, al ver un papel que se quema y termina convertido en cenizas. Sin embargo, hay que tomar en cuenta que todos los procesos de la materia, sin importar sus dimensiones, ocurren a través de una serie de reacciones químicas. En estas, la masa de los reactivos sigue siendo la misma que la de los productos, antes y después de ocurridas las reacciones.
De esta manera, aunque sea difícil de percibir, cuando quemamos una hoja de papel, ocurren una serie de reacciones de combustión. En la cual se liberan una serie de gases y otros productos que conservan la masa de la materia original. No obstante, algunos procesos nucleares, como la fisión y fusión, son capaces de convertir una porción de la masa en energía.
Ley de proporciones definidas
Otra de las leyes fundamentales de la química fue postulada por el químico y farmacéutico francés Joseph Louis Proust. Este principio también es conocido como la Ley de Composición Contantes o de Proust. Se basa en que, cuando cualquier tipo de materia se desintegra en sus partes elementales, estas siempre presentan las mismas dimensiones.
En otras palabras, independientemente del origen o cantidad de una sustancia, los elementos que la conforman se deben encontrar en proporciones o porcentajes determinados, por ejemplo en el agua, que sin importar el volumen, siempre cuenta con dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno (H2O).
Esto se debe cumplir sin importar la dimensión, cantidad o tamaño de la materia. Esta ley nació a partir de estudios experimentales con el cobre (Cu). La aplicación del principio postulado por Proust, tiene validez si hablamos de elementos de un producto particular. Por tal motivo, no podemos comparar la composición de materiales con elementos iguales, como el caso del agua (H2O) y el peróxido de hidrógeno (H2O2). Aunque ambos presentan hidrógeno y oxígeno, estos no se encuentran en las mismas proporciones.
Ley de Proporciones Múltiples
En química, existe la premisa de que diversas combinaciones de elementos son capaces de reacciones, formando más de un tipo de sustancia. Para estos casos, se definió la ley de proporciones múltiples, que indica que los diferentes pesos de un elemento que se pueden combinar con un peso determinado de otro elemento, deben ser múltiplos entre sí.
Este postulado puede parecer un poco confuso al principio, sin embargo, mediante su aplicación práctica es posible comprender mejor de qué se trata. En otras palabras, la ley postula que, si varios elementos se combinan para generar más de un compuesto, estos deben contar con masas que se encuentran en proporciones de números enteros y múltiplos pequeños.
Ley de los volúmenes gaseosos de Gay Lussac
La ley postulada por Gay Lussac a principios del siglo XIX, sigue las mismas bases de la ley de proporciones definidas. En ella se establece que, cuando los gases se producen o combinan en una reacción, lo hacen en una relación sencilla en volumen, puesto que todos los gases cuentan con valores iguales de presión y temperatura.
Una diferencia importante entre la ley de proporciones constantes y la de volúmenes gaseosos, es que esta última se basa en los volúmenes, mientras que la ley de proporciones se basa en medidas de masa.
Ley de Avogadro
Esta ley fue propuesta en el año 1811, por el químico, al que le debe el nombre dicha ley: Avogadro. El principio postulado en esta ley de química establece que, bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, un determinado volumen de los gases, contiene el mismo número de moléculas.
Esto a su vez indica que, por ejemplo, 2 litros de oxígeno, tendrían el mismo número de moléculas que 2 litros de hidrógeno. Esto es válido siempre y cuando, ambos gases mantengan la misma presión y temperatura.
Estas leyes fundamentales de química, representan una base del estudio de las reacciones químicas, desde un punto de vista cuantitativo. Para conocer más sobre sus aplicaciones, te invitamos a cursar la carrera de Ingeniería Industrial, donde aplicarás estos principios de manera práctica para generar valiosas soluciones industriales. En la Universidad de San Sebastián, te ofrecemos una amplia variedad de oportunidades académicas, con los mejores y más actualizados programas educativos.