Ciencia y Filosofía

Los filósofos son esos "enamorados" de la sabiduría cuya labor consiste en preguntarse acerca de la vida, el mundo, los fenómenos y el sentido de estos. Los científicos se ocupan de llevar acabo experimentos para poner a prueba una hipótesis sobre la manera de interpretar los fenómenos de la naturaleza.
La relación con ciencia y filosofía es muy antigua y estrecha,que en un principio "filosofías especiales".
Existe una rama de la filosofía llamada epistemología que aborda exclusivamente los problemas de la ciencia.
La ciencia sólo nos brinda interpretaciones y modelos de ella (naturaleza) que puede ser mas o menos engañosos.
La "epistemología evolucionista" sugiere que la ciencia es una adaptación de nuestra especie cuya función es aumentar nuestras posibilidades de supervivencia: la ciencia como producto de la evolución.
La ciencia ha crecido entre el arte y la ciencia, pasando por los procesos de momificación. En nuestro país en la época prehispánica, las técnicas metalúrgicas se enfocaron hacia la obtención del oro y de la plata, y la investigación de las propiedas curativas de los productos vegetales nativos, desarrollando una amplia experiencia que persiste hasta la herbolaria actual.
Para buscar algo debemos saber que buscamos. La química nos enfrenta a conceptos que son inabordables sin una formación científica.
Cuando hablamos de química debemos distinguir entre "conocimiento teórico y conocimiento práctico". La humanidad: pudo aprovechar las propiedades químicas de la materia sin necesidad de conocer porque eran tales.
El hombre por naturaleza curioso y práctico, comenzó a sistematizar sus observaciones del ambiente que lo rodeaba.
Durante el renacimiento las actitudes ante la ciencia comenzaron a cambiar; los criterios de autoridad y de prestigio se debilitaron por el islam.
La capacidad de intercambio de ideas por la imprenta y las nuevas universidades haría que el hermentismo de la alquimia comenzara a resquebrajarse. En la ilustración la química llego a un enorme grado de precisión en sus mediciones.

Espíritus invisibles... ¡Al ataque!

·         Introducción

Comprender el estado gaseoso de la materia ha representado un reto para la humanidad, así los griegos consideraban que el aire era una de los elementos fundamentales de la materia, mientras que los alquimistas que hablaban de los “espíritus invisibles” que en ocasiones tenían olores desagradables y característicos, serían los químicos neumáticos ingleses quienes realizaron investigaciones importantes con los gases, desde su aislamiento hasta su identificación y explicación de su comportamiento.

Reconocer la diversidad de los gases existentes fue una ardua labor en la que trabajaron destacados científicos como Boyle, Charles, Gay Lussac, Van Helmont, Schelee, Priesley, Hooke, entre otros. En particular para Van Helmont (1577-1644) estas sustancias parecidas al aire, sin formar ni volumen definidos eran semejantes al “caos” razón por la cual los llamó gases. El interés por los gases llevo a descubrimientos insospechados:

a)       El peso del aire y los diferentes pesos de cada gas.

b)       La variación del volumen del gas con respecto a la temperatura.

c)       La variación de su volumen con la presión, estudiada por Robert Boyle.

Quien público n el siglo XVII un texto al cual llamo el “Químico escéptico” donde vertió sus ideas rompiendo con la tradición alquímica para dar paso a la química. Este investigador enunció: El volumen de un gas varía en forma inversamente proporcional con respecto a la presión que se ejerce sobre el mismo.

En efecto la incompresibilidad de los gases podía interpretarse como un apoyo de la existencia de entidades discretas (partículas) cuya separación dependía de la presión. Y si los gases están formados por partículas, los líquidos (como el agua), que se transforma en gases, también están constituidos por partículas. Este argumento podía extenderse a los sólidos que se transforman en líquidos (como el hielo).

Estas partículas constituyentes de la materia se identificaron con los átomos propuestos desde tiempo de los antiguos griegos (escuela de Demócrito) y se contó con nuevos argumentos experimentales para apoyar la teoría atómica propuesta por Dalton a principios del siglo XIX.

·         Materiales y Sustancias

Balanza

Tubo de ensayo

Pinzas de tubo

Soporte universal

Pinzas bureta

Lámpara de alcohol

Globo

Marco de pesas

Tapón de hule

·         Procedimiento

1.       Colocar aproximadamente 10 ml de aire en una jeringa de plástico de 20 ml, cierra con un tapón el extremo abierto de la misma y empuja el émbolo cuidadosamente.

2.       Colocar 1 kilogramo de mercurio en un recipiente abierto que puede ser un cristalizador pequeño. Llenar con cuidado un tubo de vidrio sellado en un extremo con mercurio, para este fin se puede usar una jeringa sin aguja para pasar del recipiente al tubo de mercurio, una vez lleno invertirlo cuidadosamente sobre el seno del mercurio dentro del recipiente abierto, marcar con un plumón la altura alcanzada por el mercurio dentro del tubo de vidrio así como el nivel que alcanza el líquido inferior.

3.       Llena una jeringa con aire e inserta la aguja de la jeringa en un tapón de hule. Sujeta la jeringa al soporte universal y ve colocando pesas de diferente masa sobre el émbolo de la jeringa.

4.       Tapa la boca de un tubo de ensayo con un globo y calienta suavemente el tubo. Observa y registra el cambio ocurrido.

5.       Determina la presión que ejerce un borrador en cada una de sus caras.

6.       Determina el área de tus pies y calcula la presión que ejerces sobre el piso cuando estás parado en un pie y en dos. En kPa y en mm de Hg.

·         Resultados y Observaciones

Experimento 1.

¿Hasta dónde es posible empujar? Hasta 2 ml de aire.

  Deja el émbolo suelto ¿Qué observas? Se regresa el émbolo

Experimento 3.

Masa (g)	Masa (kg)	Volumen (ml)	Presión (Pa)
1000	1	2.2	1.5
500	0.5	3.1	0.75
200	0.2	4.7	0.30
400	0.4	2.8	0.61
1200	1.2	1.5	1.81

Experimento 4.

El globo se infló, ya que las partículas del aire empezaron a dispersarse por el calor.

Experimenta 5.

1.       Masa.- 78 g = .078 kg

Área.- (12.7 cm) (2.4 cm)= 30.48 cm² = 0.030 m²

P=  = 25.48 Pa

2.       Masa = 0.78 kg

Área = (2.5 cm) (5 cm) = 12.5 cm² = 0.0125 m²

P=  = 61.152 Pa

3.       M= 0.078 kg

Área = (12.5 cm) (5 cm) = 62.5 cm² = 0.0625 m²

P=  = 12.204 Pa

Experimento 6.

	Pa	Atm	Mm de Hg
1 pie	36137.5	0.35664	271.046
2 pies	18068.7	0.17832	135.523

·         Conclusiones

La conclusión es que las partículas que hay en el aire hacen que estos fenómenos pueden realizarse, también que depende de la temperatura a la que se encuentre el aire, se podrá observar la energía cinética que ejercen estas.

Nunca te enamores de tus hipótesis

·         Introducción

A lo largo de la historia del pensamiento humano se ha elaborado un modelo a cerca de como está constituida la materia, se conoce con el nombre de modelo cinético molecular.
Según éste modelo de materia, todo lo que vemos está formado por unas partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerza atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío.
En el estado solido las moléculas están muy juntas y se mueven oscilando alrededor de unas posiciones fijas; las fuerzas de cohesión son muy grandes. En el estado liquido las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse. En el estado gaseoso las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.
Sí aumentamos la temperatura de un sistema material sólido, sus moléculas se moverán más rápidamente y aumentarán la distancia medía entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las moléculas pueden entonces desplazarse, el sistema material se ha convertido en líquido.
Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el sistema material 0 conjunto de moléculas está en estado gaseoso.
Si disminuimos la temperatura de un sistema material en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el sistema material pasará al estado líquido.
Si disminuye aún más la temperatura, al moverse más lentamente las moléculas, la distancia media entre ellas sigue disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazaras, obligándolas a ocupar posiciones fijas, el sistema material se ha convertido en un sólido.

·         Material

4 vasos de precipitado de 250 ml

2 tubos de ensayo

1 pinza / tubo

1 lámpara de alcohol

1 jeringa

1 caja de petri

1 cucharilla de combustión

·         Procedimiento

1.       Coloca en un vaso de precipitado 150 ml de agua e introduce un tubo de ensayo invertido y explica lo que ocurre.

2.       Llena hasta la mitad de un tubo de ensayo con agua, cubre la boca del tubo con papel e inviértelo cuidadosamente. ¿Por qué no se cae el papel ni el agua?

3.       Tapa el extremo de una jeringa vacio con tu dedo pulgar, jala el embolo de la jeringa y explica porque el embolo se regresa inmediatamente.

4.       Coloca 100 ml de agua en un vaso de precipitado y añade unos cristales de permanganato de potasio y registra el tiempo en que todo el permanganato se distribuye en el agua.

5.       Repite el experimento anterior, utilizando agua caliente.

6.       Coloca unos cristales de permanganato de potasio sobre un cubo de hielo y déjalo 10  minutos.

7.       En un tubo de ensayo seco coloca un cristal de yodo y calienta suavemente que observes un cambio, deja enfriar y registra el resultado.

·         Resultados y observaciones.

En estos experimentos nos dimos cuenta de las reacciones que tenían varios cuerpos por la presión que ellos ejercían y la presión del aire exterior hacia ellos. Al igual que vimos los efectos de los cambios de estado, como son: fusión, evaporación, sublimación.

¿Qué veo?	¿Cómo lo explico?
Cuando introduzco el tubo de ensayo en el agua no entra.	Por la presión del tubo es más grande que la del vaso de agua.
Al voltear el tubo de ensayo no se cae el agua.	El aire exterior es el que hace la presión sobre el papel, haciendo que el agua no se salga.
Cuando tapo con el dedo el orificio, inmediatamente se regresa el émbolo de la jeringa.	El aire exterior empuja el émbolo, porque dentro de la jeringa no hay una resistencia.
El permanganato de potasio se tarda en expandirse.	Porque las partículas están más juntas y tarda más tiempo en separarse ya que el agua esta fría.
El permanganato de potasio se expande más rápido.	Por las partículas del agua caliente que están en mayor movimiento.
El permanganato de potasio perfora el hielo.	Porque hay espacio entre las partículas.
El cristal de yodo se evaporó.	Sufrió un estado de sublimación.

  

         Conclusiones

La conclusión es que tanto la presión como el aire exterior, son unas presiones importantes porque por ellas ocurren estos fenómenos.

Pudimos observar los cambios que hay en la materia al aumentar o disminuir la temperatura. Observando detalladamente como ocurrían dichos cambios.