La Química ha desvelado numerosas incógnitas a lo largo de su existencia y a dado lugar a numerosas aplicaciones prácticas
La Química actual puede explicar muy pocos fenómenos, esto es así debido a las teorías atómicas que solo son aplicables a casos muy particulares, por lo que parece difícil encontrar un modelo de explicación.
Estos nuevos modelos teóricos, además de satisfacer el ansia de saber del hombre, también darán lugar a nuevas aplicaciones todavía inimaginables.
Desde el punto de vista de los procesos industriales en el futuro de la Química se enfoca por un lado hacia la producción de nuevos materiales destinados a funciones muy específicas.
Otro campo que requiere la intervención de la Química es la lucha contra la contaminación y la búsqueda de nuevos recursos naturales. Esto es difícil, pero todo apunta en el que se van a eliminar de los ciclos naturales las sustancias nocivas introducidas por el ser humano, manteniendo el equilibrio ecológico.
Las nuevas aplicaciones de la Química que afectarán al hombre serán las que se refieren a la Farmacología y al Bioquímica. En el primero de estos campos es seguro que se descubran nuevos medicamentos para ciertas enfermedades y se alargue la vida del hombre.
Por lo que respecta a la Bioquímica, la manipulación genética será capaz de hacer desaparecer la subnormalidad en el ser humano y permitirá crear nuevas especies capaces de un mayor rendimiento.
Todo parece apuntar que la Química pondrá a disposición del hombre numerosos avances en diferentes campos.
La vida se desarrolla en nuestro planeta en una fina capa, compuesta por: la litosfera, constituida por todas las rocas y minerales de la corteza terrestre; la hidrosfera, que incluye el agua de mares, lagos y ríos y también la que se encuentra en forma de nieve, hielos y nubes; la atmósfera, compuesta por los gases que rodean la Tierra, y, la biosfera, en la que se incluyen todos los seres vivos, plantas y animales, que habitan en la Tierra.
La composición química de cada uno de estos cuatro ámbitos es muy diferente; existen entre ellos una serie de cambios tanto físicos como químicos; es decir, elementos pertenecientes a cada uno de estos ámbitos pueden pasar mediante transformaciones físicas y químicas a través de los otros para, luego, retornar al punto de partida, cerrando así lo que se denominan ciclos naturales.
A lo largo de estos ciclos que mantienen un equilibrio natural, se producen sustancias químicas, algunas de las cuales son imprescindibles para la vida y otras perjudiciales pero que se encuentran en bajas concentraciones.
Como el resto de la materia, el hombre forma parte de estos ciclos y las sustancias producidas en ellos las come en sus alimentos las come en sus alimentos, las bebe en el agua y las respira en el aire. La actividad humana puede modificar estos ciclos naturales, con evidente peligro para el equilibrio ecológico.
Este proceso de contaminación, puede tener diferentes grados de riesgo; diferenciando entre contaminantes duros (mercurio, estaño...) que se incorporan al ambiente bajo formas elementales y, debido a los microorganismos se transforman en formas órgano-metálicas susceptibles de ser asimiladas por ciertos tejidos vivos, dando lugar a catástrofes ecológicas.
En el caso del mercurio, los residuos industriales que contienen se depositan en el suelo, donde la acción de ciertas bacterias transforma el mercurio metálico en metilmercurio, compuesto capaz de ser asimilado por tejidos vegetales.
El futuro de la Química, será conseguir que los procesos industriales no dejen residuos perjudiciales y esto debe ir ligado a una serie de medidas políticas.
Desde el punto de vista del usuario, una cámara de fotos hace fotos simplemente apretando un botón; pero desde el punto de vista químico se producen una serie de reacciones químicas, fundamentalmente las sales que la plata forma con el cloro, el bromo o el yodo, son expuestos a la luz, momento en el cual algunas de sus moléculas se descomponen en una cantidad proporcional a la intensidad de la luz recibida.
Una película fotográfica consta de un soporte flexible, formada por una sustancia plástica, en una de cuyas caras se sitúa una emulsión formada por sales de plata. Por medio del objetivo de la cámara la luz procedente de una imagen cualquiera se enfoca sobre esta emulsión que, al recibir la luz, se descompone en mayor o menor grado en función de la intensidad lumínica recibida. Gracias a la acción de un revelador, alrededor de estas primeras moléculas descompuestas se descomponen otras conformando en la película la imagen de plata del objeto fotografiado, al mismo tiempo que otras sustancias eliminan el resto de las moléculas que no han sido transformadas por la luz y el revelador.
La emulsión fotográfica resulta un sistema detector de la luz más sensible. En condiciones de luminosidad en el que el ojo es incapaz de percibir un objeto, un tiempo de exposición prolongado hace que la débil luz procedente del mismo llegue a la emulsión durante un período de tiempo los suficientemente largo como para impresionar la película. La película fotográfica presenta la posibilidad de detectar radiaciones no percibidas por éste, como la radiación ultravioleta.
En la fotografía en color, la emulsión que recubre una de las caras de la película está formada por tres capas diferentes en cada una de las cuales se registra la luz de un color.
En el transcurso del revelado se forman sobre las distintas capas una serie de colorantes junto a las imágenes de plata, siendo los primeros los únicos que permanecerán después de eliminar la plata de la película. Tras el revelado, en la capa sensible al color azul aparece una imagen amarilla, en la del verde una imagen magenta y en la del rojo una de color azul verdoso, cuya combinación dará lugar a la imagen multicolor
Por desgracia para la Humanidad, muchos de los avances que la Ciencia ha conseguido no han servido únicamente para mejorar la vida del hombre, sino que se han destinado a producir su muerte. Muchos de los descubrimientos de los investigadores son aplicados en ciertas cosas por decisión de hombres ajenos a la ciencia.
La Ciencia y la Técnica han proporcionado a políticos y militares un sinfín de armas terribles. Por ejemplo, en la Primera Guerra Mundial la Humanidad conoció la guerra química. Todo empezó cuando unos gases de cloro debido al viento se trasladaron al frente enemigo y mato a un gran número de personas.
Esto solo era el principio de una investigación sobre las armas para hacerlas más letales; por ejemplo el ácido cianhídrico, liberado al verter ácido sulfúrico sobre cianuro potásico, ostenta el genocidio.
También desde que los chinos inventaron la pólvora, se han hecho numerosos explosivos cada vez de mayor radio de alcance. Pero también tienen usos buenos como en las minas, en las grandes obras de ingeniería que requieren remover grandes extensiones de terreno.
En la actualidad, los médicos cuentan con una amplio surtido de fármacos capaces de suprimir o aliviar el dolor del enfermo, combatir procesos infecciosos o tóxicos...
Este cambio ha sido debido al desarrollo de la Química de síntesis que, por un lado obtienen nuevas sustancias en el laboratorio y, por otro la preparación en grandes cantidades
Un ejemplo claro lo tenemos en las sustancias anestésicas. Existen sustancias anestésicas que se encuentran en la naturaleza como la cocaína, que tiene como inconvenientes que genera adicción y tiene efectos secundarios y los químicos encontraron un producto con las mismas propiedades pero sin inconvenientes como la procaína, usada en distintos campos en la medicina
En el terreno de la industria química-farmacéutica se ha conseguido también avances; así por ejemplo, en el terreno de la inmunología, se ha logrado obtener sistemáticamente sustancias que pueden amortiguar este sistema, para luchar contra enfermedades alérgicas. El descubrimiento de los antibióticos fue una revolución. Estas sustancias de origen natural han sido sintetizadas en los laboratorios poniendo a disposición del médico una serie de compuestos para combatir casi todos los procesos infecciosos, que también es un riesgo debido a su fácil adquisición.
Pero si mucho ha hecho la Química en el campo de la Medicina, posiblemente sea más aún lo que le queda por hacer
El mayor problema al que se enfrenta la humanidad entre otros es el hambre en algunos países y para ello hay que mejorar sobre todo la productividad de alimentos como las plantas.
Gracias al proceso de fotosíntesis, las plantas verdes son capaces de transformar materia inorgánica en orgánica. En este proceso, ciertas sustancias minerales que la planta toma junto al agua como nitrógenos, fósforos..., a las que se unen dióxido de carbono, son transformadas, gracias a una sustancia llamada clorofila y a la luz solar, en compuestos orgánicos como proteínas y vitaminas por parte de unos orgánulos de las hojas llamados cloroplastos.
Numerosos químicos están trabajando en este campo con la finalidad de mejorar este proceso para obtener una mayor cantidad de alimentos. Este intento conocido como revolución verde, fija sus objetivos en distintos aspectos.
Por un lado existe un estudio dirigido a conocer cómo se realiza la fotosíntesis, ya que lo que sí se sabe es que la eficiencia práctica de la conversión de la energía lumínica en materia orgánica es muy baja durante este proceso, por lo que gran parte de la energía que la planta recibe del sol se pierde sin que se aproveche para sintetizar nuevos compuesto orgánicos. El conocimiento más exacto de las condiciones en que tiene lugar esa transformación, será sin duda una de las bases para alcanzar un mejor rendimiento.
Por otro lado, para sintetizar materia orgánica las plantas necesitan tomar del suelo sustancias químicas. En el ciclo natural de las plantas, estas sustancias que enriquecen el suelo provienen de los restos orgánicos de las propias plantas al morir y sobre los que actúan distintos microorganismos; pero en los campos de cultivo esta situación empobrece mucho la tierra, por esto la Química fabrica abonos y fertilizantes que devuelva a la tierra su riqueza.
Otro estudio de la Química es el estudio de una serie de sustancias hormonales que influye en el crecimiento, producción, germinación y metabolismo de las plantas.
Otra misión de la Química es la lucha contra las plagas y las malas hierbas en el campo, pero estas sustancias pueden pasar a los animales y causar enfermedades.
En 1957 se mando al espacio el Sputnik I, y aquí empezó “la aventura espacial”. Fruto de la misma son los cientos de satélites que orbitan nuestro planeta proporcionando información meteorológica, sirviendo de enlace de comunicaciones... Numerosos países invierten grandes cantidades de dinero en la investigación de los demás planetas, preparando proyectos para llegar a estos planetas, y sobre todo en la Química. La labor de esta ciencia en la aventura espacial se ha centrado en dos campos: el estudio de nuevos materiales para la construcción de naves capaces de soportar las condiciones requeridas, y el diseño de nuevos combustibles destinados a proporcionar a los vehículos impulsores la ingente potencia que necesitan en el despegue.
La Química ha sido capaz de conseguir sustancias nuevas con propiedades específicas, y además ha modificado la forma de actuar de este campo. Antes, el hombre utilizaba materiales ya existentes, pero por primera vez, el hombre ha sido capaz de fabricar sus propios materiales como las aleaciones.
Si difícil ha sido conseguir estos materiales ligeros y además que sean capaces de soportar los enormes empujes y las diferencias de temperatura que experimenta una nave espacial, aún ha sido más difícil encontrar un combustible capaz de mover cientos de toneladas en un ambiente completamente distinto. A esta falta de oxígeno, hace que además de llevar el combustibles tiene que llevar también el oxidante; el combustible en su combustión debe generar tal cantidad de calor, gases y energía para vencer la fuerza gravitatoria terrestre y alejarse del planeta. Además los propulsores deben tener la densidad suficiente, tener la estabilidad necesaria que aleje el riesgo de cualquier tipo de explosión...
Mediante la utilización de ordenadores potentes los químicos han realizado numerosas pruebas para conseguir estos objetivos. Como combustible han usado una mezcla en la cual actuaba el hidrógeno y el oxígeno o flúor como oxidantes.
Los verdaderos elementos químicos que son los protagonistas de la historia son los metales, debido a sus particulares propiedades. Después de la Edad de Piedra, las sucesivas etapas de desarrollo de la Humanidad se caracterizan en virtud del manejo de estos metales (la Edad de Hierro).
Este interés por los metales no ha decrecido y una rama de la ciencia, la metalurgia, se dedica a estudiar los métodos de obtención y tratamiento de estos elementos.
Los procesos metalúrgicos empiezan con la separación del metal puro de las impurezas. En este proceso hay que conseguir la rotura de los enlaces que mantienen unidos a los átomos metálicos de los compuestos, químicos que constituyen la mena, para la cual se utilizan tres técnicas:
La Hidrometalurgia, que consiste en la utilización de disolventes químicos capaces de separar el metal
La Electrometalurgia, que consiste en la separación de los elementos metálicos por medio de procesos reductivos que tienen lugar a elevadas temperaturas.
Otra misión de la metalurgia es la de evitar la corrosión, en el que el oxígeno va reemplazando al metal en todo su volumen, perdiendo sus propiedades. Para evitar esto se utiliza diversas capas protectoras como el estaño, para proteger el hierro.
Otro avance de la Metalurgia es la investigación de nuevos metales y su mezcla para conseguir aleaciones cada vez más ligeras y resistentes. El ejemplo más importante es el acero, que consiste en una aleación de hierro y carbono, que en los últimos años se ha modificado utilizando manganeso, que le da más resistencia, el cromo y el níquel, que le hace más resistente a la corrosión (acero inoxidable), el silicio, el wolframio y el vanadio que le dan mayor dureza.
Otros metales como el aluminio pueden competir con el acero debido a sus propiedades. También se utiliza el magnesio, o el titanio por su ligereza, su resistencia a la corrosión.
