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20 de septiembre de 2013

Breve historia de la nomenclatura y la formulación químicas

Artículo tomado de: The Science Watcher

En los primeros pasos de la química, gran cantidad de las sustancias que se usaban eran conocidas por los nombres que la alquimia o la historia les había ido otorgando. Esto suponía un problema, porque según los conocimientos en química fueron aumentando se hizo evidente la necesidad de establecer un método para poder nombrar elementos y compuestos químicos que fuese común a todos lo lugares y que diese información sobre cuál era su composición.

El primero en llamar la atención sobre esta necesidad según la IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry) fue el químico y político francés Guyton de Morveau en 1782, año en que publicó sus recomendaciones esperando que "ese constante método de denominación ayudase a la inteligencia y aliviase la memoria". Este método fue refinado en colaboración con Berthollet, de Fourcroy y Lavoisier, y promovido por el libro publicado por este último Método de la nueva nomenclatura química (enlace a libro).

El objetivo de Lavoisier queda claro en este libro, según afirma:

Las lenguas no solo tienen por objeto, como se cree comúnmente, expresar por signos las idéas e imágenes; sino que además son verdaderos métodos analíticos con cuyo axilio procedemos de lo conocido a lo desconocido, y hasta cierto punto, al modo de los matemáticos.

Lavoisier entiende que debe usarse la lengua como una herramienta analítica, perfeccionar la ciencia perfeccionando la lengua y de este modo presenten con exactitud las ideas y los hechos, sin ocultar nada de lo que presentan, siendo un espejo fiel.

Tal y como indica, una parte de las expresiones que se sirven en la química las introdujeron los alquimistas haciendo uso de un lenguaje enigmático, en el que el por ejemplo un pelícano era un vaso para destilar, o el caput mortuum el residuo de una destilación.

Para solucionar este embrollo se creó un método de nomenclatura básico, que aún sigue usándose hoy día, y que ha dado lugar a la nomenclatura conocida como tradicional.  Algunas de las aportaciones de este nuevo método son:
  • Las primeras sustancias que se deben nombrar son las sustancias simples, aquellas que no se pueden descomponer por ningún proceso conocido. La mayor parte de las mismas ya tienen nombre en la sociedad, y se mantienen siempre que sean posible, siendo sustituidas tan solo por otra procedente de la lengua griega cuando puedan llevar a confusión, y siempre eligiendo un nombre que exprese una propiedad lo más general posible. Se adopta la palabra oxígeno para el "aire vital" tan estudiado por Lavoisier. Así, explican que oxígeno proviene de las voces griegas ácido y engendrar, a causa de las propiedad de este principio de reducir muchas de las sustancias con las que se une al estado ácido. Se considera que el gas oxígeno se une al azufre, al fósforo durante su combustión, a los metales cuando se calcinan... Al gas inflamable, que produce el agua por su combinación con oxígeno se le llama hidrógeno (producidor de agua).
  • Para los cuerpos compuestos de dos sustancias simples se clasifican usando en primer lugar el nombre de la clase y del género que reune las propiedades comunes a un número considerable de individuos, el de la especie llama a la idea a las propiedades particulares de algunos individuos. Aquí la influencia de los métodos de clasificación de Linneo para las especies resulta innegable. 
  • Los ácidos se consideran compuestos por dos sustancias simples, la primera de las mismas constituiría la acidez, común a todos, esto sería el nombre de clase o de género (siempre se empieza la nomenclatura diciendo ácido.... ) la otra palabra constituiría la diferencia entre unos ácidos y otros, y de ahí se sacaría el nombre específico (ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido hipoyodoso...) Pero la mayor parte de los ácidos pueden tener proporciones diferentes entre el acidificante y el acidificado, lo que se expresa variando la terminación del nombre específico. 
  • Las sales metálicas se clasifican partiendo del principio común, que sería la sal de procedencia, y se diferencian por el nombre del metal al que pertenecen.
  • Al ácido que se forma por la combinación de oxígeno con la máxima cantidad posible de azufre se le conocerá como ácido sulfúrico, al que esté unido con menor cantidad de oxígeno, ácido sulfuroso, a todas las sales formadas a partir del ácido sulfúrico sulfatos, y a todas las formadas a partir del ácido sulfuroso, sulfitos. Sulfurado indicará que el azufre no está en estado de ácido. Este mismo método se usa para el resto de ácidos (ácido nitroso, fosfórico...)
  • A los compuestos que se forman por combinación de metal con oxígeno se usa el nombre óxido.
  • La combinación directa de metales con metales en su estado más simple sin que ninguno de ellos esté oxidado ni oxigenado, se usará la palbra aleación seguida del nombre de los metales, así como amalgama.
  • Propone el nombre de potasa, sosa y amoniaco, debido a su uso ya muy extendido.
  • En cuanto a los compuestos orgánicos propone el nombre de alcohol para el producto de la fermentación "espirituosa"y a la combinación de alcohol con ácido que hayan subido al estado de ether se les conservará este nombre..
Lavoisier hizo un aporte fundamental normalizando los nombres de las sustancias químicas más habituales en el trabajo de los químicos, y trató que esos nombres tuviesen relación con la composición de las mismas (creó una nomenclatura), además propuso una serie de símbolos para representar estos elementos.

Fuente.
Pero los símbolos químicos que usamos actualmente se los debemos a Berzelius, que asignó a cada elemento un símbolo que coincidía con la inicial en latín del nombre. Así, las fórmulas de las sustancias consistirían en una combinación de letras y números que indican la cantidad de átomos de cada elemento.

En esta imagen se puede ver la evolución en la representación de tres elementos desde los tiempos de los alquimistas hasta los tiempos de Berzelius. Fuente
Cuando la teoría atómica avanzó lo suficiente se hicieron comunes nombres que reflejaban la composición de varios óxidos y compuestos binarios, pero sin embargo nunca se adaptaron nombres que reflejaran la composición de las oxosales. Hacia finales del siglo XIX el rápido aumento de compuestos inorgánicos llevó a que el patrón de nomenclatura fuese ligeramente alterado. Cuando surgía la necesidad, se proponía un nombre, y de ese modo la nomenclatura empezó a crecer más por acreción que por sistematización.

En 1886 se reconoció la necesidad de volver a crear unos criterios unificados, lo que llevó a una serie de acuerdos entre las Sociedades Químicas americana y Británica. En 1913 el Consejo de Asociación de Sociedades Químicas creó una comisión para la creación de una nomenclatura inorgánica y orgánica, pero la Primera guerra mundial interrumpió sus actividades. El trabajo se retomó en 1921 por la IUPAC, y en su segunda conferencia se cró una comisión para crear una nomenclatura inorgánica, orgánica y biológica, apareciendo el primer informe en 1940. Entre las sugerencias aparecía la recomendación del uso de la nomenclatura Stock para indicar los estados de oxidación, el rechazo a términos como bicarbonato en los nombre de sales ácidas, el establecimiento de un orden a la hora de citar los constituyentes de los compuestos binarios en las fórmulas y en los nombre, el desarrollo de prácticas uniformes para nombrar compuestos de adición....



Esta nomenclatura Stock se la debemos al químico  alemán Alfred Stock, un pionero en la investigación de los hidruros de boro y silicio y en la química de coordinación y mercurio, y fue quien sugirió el "sistema Stock" por primera vez en 1919, sistema que incluye los estados de oxidación de los elementos entre paréntesis con números romanos. En su honor se entrega el premio Memorial Alfred Stock por parte de la Sociedad de Químicos Alemanes.

Así que en 1959 apareció un pequeño libro, revisado en 1971 y acompañado de un suplemento, llamado Como nombrar una sustancia inorgánica, en 1977. En 1990 las recomendaciones de la IUPAC fueron revisadas de nuevo para incorporar los nuevos cambios que se había producido durante los 20 años anteriores.

Actualmente la IUPAC ha editado ocho libros en los que expone las recomendaciones en nomenclatura química: el libro azul (química orgánica), el libro de oro (compendio de terminología química), el libro verde (cantidades, unidades y símbolos en química-física, el libro naranja (compendio de nomenclatura analítica), el libro púrpura (compendio de terminología y nomenclatura macromolecular) y el famoso libro rojo (nomenclatura de química inorgánica), y cada cierto tiempo va sacando recomendaciones, siendo la última la del año 2005.



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