• En el Egipto arcaico alcanzó un notable desarrollo la obtención de colorantes minerales y vegetales, de colas, ceras y barnices. Ello se refleja en un bajorrelieve del Imperio Nuevo procedente del templo de Kalabsa, en la frontera meridional del Alto Egipto, cuyos colores se han conservado durante más de tres mil años. El análisis quimico ha demostrado que el rojo se obtuvo con limonita arcillosa quemada, el amarillo con ocre terroso compuesto por óxidos de hierro hidratados, el azul a partir de óxido de cobre y el verde, mezclando el amarillo y el azul.

• Desde el tercer milenio antes de C., los egipcios explotaron los minerales auríferos, principalmente los de los yacimientos del norte de Nubia. La obtención de oro a partir de ellos se representa en una pintura mural de una tumba del siglo XV anterior a nuestra era. Los minerales se pulverizaban en morteros y molinos de piedra o pisoteándolos. Se lavaban y se colocaban en crisoles poco profundos sobre hornos de fundición, cuyo fuego atizaban esclavos mediante fuelles. Se añadía sal y plomo, eliminándose los residuos de plata al formarse cloruro argéntico que, junto al plomo, constituía las escorias. A los cinco días, el crisol se sacaba del fuego y el oro fundido se vertía en pequeñas vasijas en las que se enfriaba y solidificaba.

• La extraordinaria fecundidad técnica de la cultura clásica china ha motivado que sea llamada "cuna de los grandes descubrimientos de la humanidad". En la invención de la pólvora, mezclando salitre, azufre y carbón, se distinguen dos grandes etapas: a mediados del siglo IX se obtuvo pólvora "deflagrativa", que ardía con una combustión repentina, y dos centurias después, pólvora explosiva. A partir del XIII, el ejército chino utilizó cañones como el que aparece en un grabado del tratado de artillería de Ching Yü (1412), que lanzaban proyectiles esféricos de hierro fundido.

• En el siglo I se fabricaba ya en China porcelana mediante el procedimiento de cocer caolín a unos 1.280 grados, consiguiendo por vitrificación un barniz traslúcido y totalmente impermeable. En una pintura de un atlas de la época de la dinastía Ch’ing (finales del siglo XVIII) aparecen los hornos tradicionales en los que se fabricaba.

• Los importantes avances que la metalurgia china consiguió en fechas muy tempranas pueden ejemplificarse en el pleno desarrollo de la copelación a comienzos de la época de la dinastía Han (siglo III antes de C.), como procedimiento para el refino del oro y la plata, mediante su aleación con plomo y la oxidación posterior del plomo fundido para separarlo del metal precioso. Horno de licuación para la separación de la plata del cobre por el plomo, seguido de la copelación de éste, según una lámina del tratado de Sung Ying-Hsing (1637).

• La destilación del alcohol es otra técnica de invención china, expuesta en diversos tratados a partir del siglo VII, que fue después asimilada por el mundo islámico y el europeo. Una pintura del mismo atlas antes citado (finales del siglo XVIII) representa un alambique, en cuya base hay un horno alimentado con leña; en su interior hay un depósito de enfriamiento o condensador, al que llega agua fría a través de una tubería central; en la parte inferior izquierda, un tubo lleva la sustancia destilada a un recipiente.

• El principal motor del desarrollo técnico del beneficio de minerales en la España del Renacimiento fue la explotación de los yacimientos americanos de metales preciosos. La amplia serie de innovaciones que se inició con el método de amalgamación de minas de plata de Bartolomé de Medina (1555) culminó con el Arte de los metales (1640), de Álvaro Alonso Barba, tratado que las expuso sistemáticamente, aparte de incluir las inventadas por su autor. Los cuatro grabados representan: instrumentos y horno para desazogar la amalgama de plata que se obtiene al beneficiar con azogue minerales argentíferos (arriba izquierda); diferentes "hornos en que se funde con carbón" (arriba derecha); instrumentos para el "beneficio de cazo y cocimiento", ideado por Barba (abajo izquierda); "instrumentos que ha de tener el fundidor" (abajo derecha).

• El laboratorio de destilación más importante de la Europa renacentista fue el instalado en El Escorial. Diego de Santiago fue el más destacado de los "destiladores de Su Majestad" que trabajaron en él. Publicó una Arte separatoria (1589), tratado en el que expuso sus aportaciones, entre ellas, un "destilatorio de vapor" de su invención. Los dibujos que figuran junto al libro representan dicho aparato y una de las grandes "torres de destilación" del laboratorio de El Escorial.

• La importancia económica que la determinación de la ley de las monedas tuvo en la España renacentista motivó que en sus cecas se instalaran los mejores medios técnicos de la época para el análisis químico cuantitativo. La principal figura en este campo fue Juan de Arfe Villafañe, "ensayador" de la ceca de Segovia y autor de un Quilatador de plata, oro y piedras (1572), primer tratado sobre el tema impreso en Europa. Los grabados representan su balanza de laboratorio, temprano ejemplo de la línea que conduciría a las modernas de precisión; al propio Arfe colocando una copela en la boca superior del hornillo, con la balanza a sus espaldas; y una redoma y otros recipientes para ensayar el oro con acido nítrico, mediante la técnica llamada de "encuartación".

• A diferencia de la ciencia académica, la subcultura científica en torno a la alquimia utilizó casi exclusivamente manuscritos no accesibles públicamente sino destinados a iniciados, utilizando por ello un lenguaje esotérico a base de complejas metáforas e imágenes que asocian las figuras técnicas con las alegóricas. Se expone la figura de un "horno y vasos de destilación", procedente de un manuscrito alquímico bajomedieval, y una página del titulado Splendor Solis (1582), en la que aparecen símbolos y alegorías de purificación y "renacimiento".

• Solamente en el siglo XVII se imprimieron de forma habitual textos alquímicos. La más célebre compilación fue el Theatrum Chemicum, impresa en Estrasburgo el año 1659. Sus cuatro volúmenes reúnen, por una parte, versiones latinas de los atribuidos a Hermes Trismegisto, divinidad grecoegipcia, fundador mítico de la ciencia y la técnica, y a Avicena (siglo XI) y otros autores árabes. Por otra, tratados bajomedievales falsamente atribuidos a grandes personalidades científicas de la época, como el alemán Alberto Magno, el mallorquín Ramón Lull y el valenciano Arnau de Vilanova, así como varias obras del catalán Joannes de Rupescissa (= Joan de Peratallada, siglo XIV), máxima figura de la alquimia de la Baja Edad Media.

• Grabado de Hans Weiditz (1532) que simboliza los cuatro elementos (agua, aire, tierra y fuego) como componentes del hombre (microcosmos) y del universo (macrocosmos).

• Esquema procedente del Ars magna, de Ramón Lull. En él aparecen los cuatro elementos (agua, aire, tierra y fuego), que incluyen en un círculo interior la "quinta esencia" y están rodeados por el "fuego celeste" y el "éter".

• Lámina alegórica del Musaeum hermeticum (1678). Los "siete metales" alquímicos (oro, plata, hierro, mercurio, cobre, plomo y estaño), aparecen representados en el interior de la tierra, en la que se engendran, pero en el cielo están asociados al Sol, la Luna, Marte, Mercurio, Venus, Saturno y Júpiter, respectivamente. En las cuatro esquinas de la lámina hay alegorías de los cuatro elementos y las figuras centrales llevan en las manos un triángulo con el vértice hacia arriba (símbolo de los elementos que se mueven hacia arriba: fuego y aire), otro con el vértice hacia abajo (símbolo de los que lo hacen hacia abajo: tierra y agua) y la unión de ambos triángulos (símbolo del universo, en el que todos los elementos se combinan).

• Grabado simbólico del tratado alquímico de Heirich Khunrath (1609). A la derecha hay un laboratorio alquímico, cuyas columnas son "ratio" y "experientia", con sustancias como "sulphur", "mercurius" e "hyle" (o "substantia prima" de Aristóteles). A la derecha, el alquimista ora para que su alma sea purificada lo mismo que la materia. En el centro, una mesa con instrumentos musicales e instrumentos alquímicos alude a la gran armonía del universo.

• Los alquimistas bajomedievales introdujeron en Europa y perfeccionaron numerosas técnicas. La obtención de alcohol etílico y el conocimiento de sus efectos como disolvente de las materias orgánicas permitió, por ejemplo, extraer de éstas su "quinta essencia", en la que se pensaba residían sus propiedades peculiares, y el hallazgo de los primeros ácidos minerales, entre ellos, el "aqua regia" (combinación de los ácidos nítrico y clorhídrico), permitió disolver las inorgánicas, incluído el oro. Instrumentos de laboratorio según las figuras de un manuscrito alquímico de la Baja Edad Media.

• Los procesos químicos básicos fueron desarrollados por los alquimistas. Aparatos para la calcinacción, sublimación, degradación, solución, destilación, coagulación, fijación e incineración representados en la Alchemia (1545), de Geber, nombre supuestamente árabe que corresponde en realidad a un autor de la Europa latina.

• Los alquimistas tardíos de la segunda mitad del siglo XVII realizaron todavía algunos hallazgos. El más notable fue el conseguido en 1669 por Hennig Brandt quien, en el curso de sus experiencias con la orina, obtuvo una sustancia blanca y cérea que resplandecía en la oscuridad, convirtiéndose en el primer descubridor conocido de un elemento químico: el fósforo. Cuadro de finales de la centuria siguiente que reconstruye el descubrimiento con sensibilidad prerromántica.

• La principal rebelión total contra las ideas tradicionales en la Europa del Renacimiento fue la del médico Theophrastus Bombast von Hohenheim, llamado Paracelso, que vivió durante la primera mitad del siglo XVI. Basándose principalmente en las doctrinas alquimistas, desplazó a un segundo plano la teoría de los cuatro elementos y también la de los cuatro humores orgánicos. Formuló una visión dinámica del universo, del cuerpo humano y de sus enfermedades fundamentada en las tres "sustancias" alquímicas ("mercurius", "sulphur" y "sal") y en el "arqueo", fuerza vital específica que las ordenaba en el cuerpo del hombre. Retrato al óleo de Paracelso por Pedro Pablo Rubens.

• Mientras vivió Paracelso y durante las dos décadas que siguieron a su muerte se publicaron muy escasas obras suyas y sus teorías alcanzaron reducida difusión. En torno a 1570 se inició en el mundo de lengua alemana un vigoroso movimiento paracelsista que muy pronto se extendió a toda Europa. La obras de Paracelso fueron editadas a partir de entonces numerosas veces en el original alemán y en otros idiomas. Edición en latín (1659) de textos de Gerhard Dorn, una de las principales cabezas del movimiento paracelsista.

• Entre los seguidores de una postura intermedia entre los paracelsistas y los partidarios de las ideas tradicionales sobresalió Andreas Libavius, que insistió en el trabajo de laboratorio y publicó un influyente tratado sistemático (1597). De éste proceden los grabados que representan el edificio y el plano de un "laboratorio ideal". Hay en él instalaciones destinadas a destilación (hh, ff), análisis cuantitativo (ee) y cristalización (O), así como para alquimia (H) y preparación de medicamentos químicos.

• La gran figura de la segunda generación de paracelsistas, que desarrolló su actividad durante la segunda mitad del siglo XVII, fue Johann Baptist van Helmont. Realizó, entre otras, importantes investigaciones sobre los gases y las bases, creando el término "gas" y denominando "álcalis" a las lejías. Ejemplar de sus obras completas (1648), abierto por una lámina en la que figura su retrato.

• El sistema iatroquímico, vigente durante la segunda mitad del siglo XVII, asumió las interpretaciones paracelsistas, pero eliminando sus elementos panvitalistas y metafísicos, que sustituyó por el mecanicismo, el atomismo y el método científico inductivo. Palestra pharmacéutica chymico-galénica (1706) del iatroquímico español Félix Palacios, abierta por una de sus láminas sobre instrumentos de laboratorio y reproducción de su tabla de símbolos.

• El Cours de chymie de Nicolas Lemery (1645-1715) fue publicado por primera vez en francés en 1675. Fue reeditado en numerosas ocasiones y traducido al castellano, inglés, alemán, italiano y latín. Su enorme éxito puede explicarse por su clara presentación de los saberes químicos de la época, con explicaciones basadas en las formas y el movimiento de las partículas que constituyen los cuerpos. Aunque la obra representa un avance importante en la consolidación de la química como disciplina independiente, su originalidad no debe ser exagerada puesto que se enmarca dentro de la enseñanza de la química impartida en el Jardin du Roi de París desde mediados del siglo XVII. En la exposición puede contemplarse la edición latina de 1681.

• Diversos autores de este período trataron de ordenar en las tablas de afinidad la información empírica disponible referente a la "afinidad" química de las diversas sustancias entre sí. La tabla expuesta fue realizada por Etienne François Geoffroy (1672-1731) y presentada en 1718 a la Académie des Sciences de París. La tabla representa a las sustancias químicas con los símbolos empleados en la época, heredados de la tradición alquímica. La idea que preside la clasificación de Geoffroy es la siguiente: si un cuerpo "C" puesto en contacto con un compuesto "AB" forma el compuesto "AC", entonces podemos concluir que "C" tiene más afinidad por "A" que el cuerpo "B". Así, por ejemplo, la primera columna representa las sustancias que se unen a los ácidos volátiles, representados por el símbolo superior de la columna. En orden de afinidad decreciente aparecen en esta primera columna la potasa, el amoníaco, los óxidos metálicos y los metales.

• Numerosos autores desarrollaron durante el siglo XVIII investigaciones sobre las "afinidades químicas", entre ellos el sueco Torbern Bergman (1735-1784) cuyo retrato reproducimos. Bergman construyó entre 1775 y 1783 varias tablas de afinidad, algunas de las cuales incluían 29 columnas con información sobre la afinidad química de 27 ácidos, 8 bases y 14 metales, diferenciando entre reacciones por vía húmeda y por vía seca (o forzadas por el fuego).

• Algunos historiadores afirman que la teoría del flogisto puede considerase como la primera gran teoría de la química moderna. A principios del siglo XVIII, el médico Georg Ernst Stahl (1660-1734) siguiendo las ideas de su maestro J.J.Becher (1635-1682), propuso una explicación conjunta de la calcinación de los metales, la combustión de los cuerpos combustibles y la respiración de los animales, basada en la existencia de un "principio de la combustibilidad" que denominó "flogisto". De acuerdo con sus ideas, los metales estaban formados por flogisto y la cal correspondiente, de modo que, cuando se calcinaban, el flogisto se desprendía y dejaba libre la cal. Del mismo modo, para obtener el metal a partir de la cal, era necesario añadirle flogisto, el cual podía obtenerse a partir de una sustancia rica en este principio, como el carbón, por ejemplo.

• El libro de Joseph Macquer, Éléments de chymie-théorique, fue traducido al castellano y publicado en 1788 en Valencia, donde fue utilizado para la enseñanza de la química que se impartió en la Universidad. La obra contiene una selección de los saberes químicos de la segunda mitad del siglo XVIII, con explicaciones basadas en la teoría del flogisto. El grabado que se expone representa un alambique de metal (figura 1), donde se puede observar la presencia de un sistema de refrigeración (E,F). Las otras figuras representan dos alambiques de vidrio y una retorta (figura 4).

• El desarrollo de los estudios sobre los gases fueron una de las causas que llevaron al abandono de la teoría del flogisto, aunque estas investigaciones se desarrollaron dentro de este marco teórico. Un ejemplo ilustrativo de este hecho es la obra de Joseph Priestley (1733-1804). En el panel se encuentra reproducido un grabado con los instrumentos utilizados por Priestley para la recogida de gases sobre una cubeta llena de mercurio. A pesar de que este autor realizó alguna de las principales aportaciones que contribuyeron al abandono de la teoría del flogisto, Priestley siempre interpretó sus resultados experimentales en el marco de esta teoría, lo que le llevó a acuñar términos como "aire flogisticado" o "aire desflogisticado".

• En la exposición hemos abierto el Dictionnaire de chimie de Macquer por la voz "air dephlogistiqué" que, como puede leerse, hace referencia a un aire carente de flogisto, en el cual la combustión se ve favorecida porque el flogisto puede desprenderse con mayor facilidad del metal. Antoine Lavoisier, principal artífice del abandono de la teoría del flogisto del que hablaremos más adelante, denominó a este gas "oxígeno". El "aire flogisticado" era para Priestley un aire saturado de flogisto, por lo que la combustión o la respiración, reacciones que suponían un desprendimiento de flogisto, no podían producirse en él.Lavoisier lo denominó "ázoe", basándose en que este gas es incapaz de mantener la vida.

• Las Memorias de la Real Sociedad de Medicina y demás Ciencias puede ser considerada como la primera revista científica española. Al igual que otras revistas científicas de la época, estuvo asociada a una institución científica, la Regia Sociedad de medicina y otras ciencias de Sevilla En la exposición aparece un artículo del boticario real José Olivares publicado en el año 1765.

• Los Anales de Ciencias Naturales aparecieron durante los años 1799 a 1804, bajo la dirección de Domingo García Fernández (1759-1829), Cristiano Herrgen (m. 1816), Luis Proust (1754-1826) y Antonio José Cavanilles (1745-1804). En el volumen seleccionado aparece un artículo de Luis Proust, autor generalmente recordado como formulador de la ley de las proporciones definidas. Proust, cuyo retrato reproducimos, realizó la mayor parte de su actividad científica en España, primero en la Sociedad Vascongada de Amigos del País, más tarde en la Academia de Artillería de Segovia y, finalmente, en el Real Laboratorio establecido en Madrid a principios del siglo XIX.

• El Traité élémentaire de chimie de Antoine Lavoisier (1743-1794), se publicó en París en 1789 y representa la culminación de la química del siglo XVIII que llevó al abandono de la teoría del flogisto y al uso de nuevas concepciones sobre los elementos y la composición de los cuerpos. El grabado seleccionado contiene numerosas referencias al estudio de los gases, entre ellas la reducción del óxido de mercurio a través del calor producido por una lupa, experiencia utilizada por Joseph Priestley para aislar el oxígeno en la campana de gases.

• En el panel puede observarse un experimento de Lavoisier para el estudio de la respiración en el que participa su colaborador Armand Seguin (1765-1835), con el objetivo de calcular la cantidad de oxígeno absorbida por el hombre en diversas situaciones. En este dibujo aparece también la esposa de Lavoisier, Marie-Anne Pierrette Paulze (1758-1836) que tradujo diversos textos científicos y realizó las ilustraciones de los aparatos de química del Traité élémentaire de chimie. El conocido retrato de Lavoisier y su esposa fue realizado por el pintor francés David en 1788.

• El texto de Lavoisier contiene la primera tabla de sustancias simples en sentido moderno. A pesar de ello, en el panel puede observarse la presencia en esta tabla sustancias que hoy consideramos compuestas, como la alúmina (óxido de aluminio), la cal o la sílice. Lavoisier las incluyó porque había sido incapaz de descomponerlas, aunque predijo que pronto dejarían de formar parte de las sustancias simples. También resulta sorprendente para un lector actual encontrar en esta tabla "sustancias simples" como la "luz" o el "calórico".

• La distinción entre elementos y compuestos fue la base de la obra conjunta de Louis-Bernard Guyton de Morveau (1737-1816), Claude-Louis Berthollet (1748-1822), Antoine Fourcroy (1755-1809) y Antoine Lavoisier titulada Méthode de nomenclature chimique, publicada en París en 1787. Esta obra alcanzó notable difusión y fue traducida a diversas lenguas, lo que permite considerarla como el punto de partida de la terminología química actual. La traducción castellana fue realizada por el profesor de química del Colegio de Cirugía de Madrid Pedro Gutiérrez Bueno (1745-1822) y apareció un año después de la primera edición francesa. Se expone la segunda edición publicada en Madrid por la imprenta Sancha en 1802.

• La hipótesis atómica de John Dalton (1766-1844) fue formulada a principios del siglo XIX y marcó el comienzo del cálculo sistemático de pesos atómicos para todos los elementos. De este modo, podían explicarse las leyes de combinación establecidas durante estos años, como la ley de proporciones definidas de Luis Proust, la ley de proporciones múltiples del propio Dalton o la ley de proporciones recíprocas de Benjamin Richter (1762-1807), autor que también acuñó el término "estequiometría". En el panel puede contemplarse un retrato de Dalton y un cuadro en el que aparece este autor recogiendo "gas de los pantanos" (metano). También hemos reproducido una tabla de Dalton con símbolos atómicos de elementos y compuestos y una tabla de pesos atómicos.

• Las ideas de Dalton no fueron universalmente aceptadas por los químicos del siglo XIX. Además de otros aspectos, para el cálculo de los pesos atómicos era necesario realizar algunas "hipótesis a priori" imposibles de comprobar durante estos años, lo que permitió el mantenimiento de la polémica durante un largo período de tiempo. Una prueba de ello es que sigamos utilizando la expresión "hipótesis de Avogadro" para designar la ley que afirma que volúmenes iguales de dos gases, en condiciones iguales de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas. Cuando Amadeo Avogadro (1778-1856), cuyo retrato aparece en el panel, y André Marie Ampère (1775-1836) formularon de modo independiente esta afirmación en los primeros años del siglo XIX, se trataba de una "hipótesis a priori", imposible de comprobar en la época. Sin embargo, su uso sistemático permitió a Stanislao Cannizaro (1826-1910) defender en el congreso de Karlsruhe en 1860 un sistema coherente de pesos atómicos. Los primeros valores de la "constante de Avogadro" fueron obtenidos por Joseph Loschmidt (1821-1895) en 1865, gracias al desarrollo de la teoría cinética de los gases, por lo que la IUPAC recomienda el símbolo L para esta constante.

• El libro de José María de San Cristóbal y José Garriga i Buach Curso de Química general aplicada a las Artes fue publicado en París en los años 1804 y 1805. Pensionados por el gobierno de Carlos IV para ampliar estudios de química en París, San Cristóbal y Garriga publicaron en la capital francesa esta obra, con la ayuda de otros pensionados, como Manuel Esquivel de Sotomayor, que realizó algunos de los grabados del libro. Se trata de una de las primeras de su género publicadas en castellano y supone un esfuerzo por aplicar la nueva química a la mejora de las "artes" (vidriería, metalurgia, tintes, etc.). Sólo se publicaron dos de los cuatro volúmenes previstos. El laboratorio que aparece en el grabado perteneció al químico francés Nicolas-Louis Vauquelin (1763-1829), uno de los profesores de química en París de los autores del libro.

• Mateu Josep Bonaventura Orfila i Rotger (1787-1853), que también obtuvo una pensión de estudios en París para estudiar química, es considerado habitualmente como el fundador de la toxicología moderna. Nació en Mahón, estudió química en la Universidad de Valencia y en la escuela de la Junta de Comercio de Barcelona, la cual le ofreció una pensión de estudios que le permitió viajar a París. Allí estudió química con Nicolas Vauquelin (1763-1829) y con Jacques Thenard (1777-1857) y se doctoró en medicina en la facultad de París, de la que llegó a ser decano. Desarrolló numerosos trabajos en el campo de la toxicología y la química médica y participó en la dirección del Journal de chimie médicale, de pharmacie et de toxicologie. Su libro Éléments de chimie fue publicado por primera vez en 1817 en París y se convirtió en uno de los principales manuales de enseñanza de la química de la primera mitad del siglo XIX, con ocho ediciones en francés y traducciones a numerosas lenguas como el castellano, italiano, alemán, inglés y holandés.

• El tratado de química del sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) fue una de las obras de referencia más importantes para los químicos de la primera mitad del siglo XIX. Además de sus importantes contribuciones al desarrollo de la química inorgánica, Berzelius es recordado por haber introducido las modernas fórmulas químicas. Se expone el primer volumen de la traducción castellana de los Doctores D. Rafael Sáez y Palacios y D. Carlos Ferrari y Scardini que apareció en Madrid en 15 volúmenes entre 1845 y 1852.

• Justus von Liebig (1803-1873) fue uno de los principales artífices del desarrollo de la química orgánica del siglo XIX. En la exposición puede contemplarse la traducción de su libro Química orgánica aplicada a la fisiología animal y a la patología..., que apareció en Cádiz en 1845. En el panel aparece también un grabado que representa a Liebig trabajando en su laboratorio y otro del laboratorio de Liebig en Giessen en 1842. Este laboratorio es considerado como uno de los centros más importantes de enseñanza de la química del período. En el estudiaron químicos tan importantes como A.W. Hofmann, Fresenius, Pettenkofer, Kopp, Fehling, Erlenmeyer, Kekulé, Wurtz, Regnault, Gerhardt, Williamson, O. Wolcott Gibbs, entre otros. También estudió con Liebig el español Ramón Torres Muñoz de Luna (1822-1890) que tradujo al castellano alguna obras del químico alemán.

• Una de las contribuciones de Liebig en el campo de la química orgánica fue el desarrolló de métodos de análisis más precisos y seguros. El grabado inferior, procedente del Tratado elemental de química general y descriptiva de Santiago Bonilla publicado a finales de siglo, muestra un aparato basado en el método de Liebig para determinar carbono e hidrógeno en sustancias orgánicas. El procedimiento está basado en la propiedad del óxido cúprico de oxidar las sustancias orgánicas que con él se calientan para transformarlas en dióxido de carbono y agua. La sustancia que se desea analizar se deseca y pulveriza, se mezcla con el óxido de cobre y se calienta en el tubo de combustión (sobre el soporte central (B)) hasta que se produce la combustión. El agua producida se recoge en los tubos (j) y (g) que contienen cloruro cálcico, mientras que el dióxido de carbono se recoge los tubos (h) e (i) que contienen hidróxido de potasio.

• Otra contribución fundamental en el desarrollo de la química orgánica de este período fue la introducción por parte de Berzelius del concepto de "isomerismo" y los estudios cristalográficos de Louis Pasteur (1822-1895) sobre los isómeros ópticos del ácido tartárico (ácido 2,3-dihidroxibutanodioico). El "tártaro" (un tartrato ácido de potasio) era bien conocido por los vinicultores como un sólido que se separaba del vino durante la fermentación. El ácido tartárico, constituyente normal de la uva, fue aislado en el siglo XVIII y estudiado por K. G. Scheele (1742-1786). A principios del siglo XIX, se encontró un tipo especial de este ácido que tenía un comportamiento algo diferente del ácido tartárico conocido hasta la fecha, que Gay-Lussac denominó "ácido racémico", del latín racemus (uva). Posteriores análisis mostraron que el ácido tartárico giraba el plano de polarización de la luz polarizada hacia la derecha (actividad óptica dextrógira), mientras que el ácido racémico era ópticamente inactivo. Los estudios cristalográficos de Eilhard Mitscherlich (1794-1863) sobre los tartratos de sodio y amoníaco guiaron las investigaciones del joven Louis Pasteur (1822-1895), en ese momento alumno de la Ecole Normale supérieure en París. En 1848, Louis Pasteur separó los dos tipos de cristales que formaban el ácido racémico y comprobó que eran imágenes especulares uno de otro. Una de estas formas cristalinas coincidía con los cristales del tartrato y desviaba el plano de polarización la luz hacia la derecha, mientras que el otro cristal lo desviaba hacia la izquierda. También comprobó que cuando se disolvían cantidades iguales de ambos cristales, la disolución resultante era ópticamente inactiva. En la exposición puede contemplarse un artículo de Pasteur sobre este tema y un retrato de este científico en su laboratorio de la Ecole Normale de París.

• En 1874, Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) y Joseph Achille Le Bel (1847-1930) explicaron la actividad óptica de los diversos isómeros del ácido tartárico mediante la introducción del concepto de "carbono asimétrico", o átomo de carbono unido a cuatro grupos químicos diferentes. En el esquema de la figura puede observarse que el ácido tartárico presenta dos carbonos asimétricos, lo que da lugar a 3 configuraciones espaciales diferentes. Actualmente, continuamos utilizando la expresión "mezcla racémica" para hacer referencia a disoluciones equimoleculares de pares de enantiómeros.

• El desarrollo de la química analítica a mediados del siglo XIX aparece representado en nuestra exposición con las obras de Heinrich Rose (1795-1864) y Karl Remegius Fresenius (1818-1897). Heinrich Rose fue profesor de química en la Universidad de Berlín, desde donde realizó numerosas contribuciones a la química, entre ellas el descubrimiento del niobio. Su libro Handbuch der analytischen Chemie apareció publicado en Berlín en 1829 y fue reeditado en numerosas ocasiones durante todo el resto del siglo. Al contrario de lo que había sido habitual hasta ese momento, Rose trató cada elemento en un capítulo separado en el que indicaba sus correspondientes reacciones analíticas, esquema que hemos conservado hasta la actualidad. El proceso de análisis de Rose se abría con el uso del ácido clorhídrico que permitía identificar la plata, mercurio y plomo. Seguía la precipitación con ácido sulfhídrico para continuar con sulfato de amonio y, finalmente, hidróxido de potasio. La traducción castellana de la obra de Rose que aquí exponemos fue realizada por el médico catalán Pere Mata i Fontanet (1811-1877), discípulo de Mateu Orfila que realizó una notable producción en el campo de la toxicología.

• Como hemos dicho anteriormente, K.R. Fresenius (1818-1897) estudió química en el laboratorio de Liebig en Giessen. En 1841 publicó su Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse cuya traducción castellana aparecida en 1853 se expone. Tanto esta obra como la que dedicó más tarde al análisis cuantitativo, fue reeditada y traducida en numerosas ocasiones, con sucesivas revisiones del autor para recoger los últimos adelantos, lo que permite considerarla como una de las principales obras de química analítica del siglo XIX. También publicó la primera revista dedicada a la química analítica: Zeitschrift für analytische Chemie que comenzó a aparecer en 1862. Las traducciones al castellano más completas de la obra de Fresenius fueron publicadas en Valencia gracias a la labor del médico Vicente Peset y Cervera (1855-1945).

• En la parte inferior derecha del panel de la exposición, aparecen algunos aspectos del desarrollo de los conocimientos sobre electroquímica, cuyo punto de partida hemos situado en la obra de Alessandro Volta (1745-1827), autor de la primera pila que lleva su nombre a principios del siglo XIX. Poco años después, Humphry Davy (1778-1829), cuyo retrato se expone, hizo pasar la corriente eléctrica a través de sosa y potasa fundida, lo que le permitió aislar dos nuevos metales: el sodio y el potasio. Su principal discípulo y su sucesor en la Royal Institution fue Michael Faraday (1791-1867), que continuó las investigaciones de su maestro. En un artículo publicado en 1834, Faraday propuso sus dos conocidas leyes sobre la electrólisis. La primera afirma que la cantidad de sustancia que se deposita en un electrodo es proporcional a la cantidad de carga eléctrica que atraviesa el circuito. En su segunda ley, Faraday afirma que la cantidad de carga eléctrica que provoca el desprendimiento de un gramo de hidrógeno produce el desprendimiento de una cantidad igual al equivalente electroquímico de otras sustancias. En el panel puede contemplarse a Michel Faraday en su laboratorio en la Royal Institution. El grabado situado en la parte inferior derecha del panel representa una pequeña experiencia para comprobar la ley de Faraday .Consiste en un circuito eléctrico en el que se han intercalado varios frascos con electrodos de platino introducidos en disoluciones de diversas sales. Al cabo de un cierto tiempo, la cantidad de corriente eléctrica que ha pasado por el circuito es la misma para todos los frascos, con lo que las cantidades desprendidas de las diferentes sustancias deben guardar una relación igual a la de sus equivalentes electroquímicos.

• Podemos considerar el trabajo del francés Alexandre Emile Béguyer de Chancourtois (1820-1886) como una de las primeras aportaciones en este sentido. Su vis tellurique, que se encuentra reproducida en nuestra exposición, apareció publicada en 1862. Representa un cilindro sobre cuyas caras se han colocado los elementos en orden creciente de números atómicos, de modo que los elementos con propiedades análogas, como el oxígeno, azufre, selenio y teluro, ocupan una columna. Entre 1862 y 1871, se propusieron sistemas periódicos semejantes por diversos autores como John Alexander Reina Newlands (1837-1898), William Odling (1829-1921), Gustavus Detlef Hinrichs (1836-1923), Julius Lothar Meyer (1830-1895) y el ruso Dimitri Ivanovith Mendeleieff (1834-1907).

• En un panel de la exposición puede contemplarse una reproducción de un manuscrito de Mendeleieff con una de las primeras versiones de su sistema periódico, así como una versión impresa posterior. Mendeleieff consideraba que la relación entre los pesos atómicos y las propiedades de los elementos constituía una "ley periódica", lo que le llevó a dejar huecos para elementos aún no descubiertos, de los que predijo algunas de sus propiedades.

• En 1897, Joseph John Thomson (1856-1940) publicó varios artículos en los que estudiaba la desviación de los rayos catódicos provocada por un campo eléctrico creado dentro del tubo. Thomson pudo calcular el cociente entre carga y masa de las partículas que formaban los rayos catódicos y comprobó que era independiente de la composición del cátodo, del anticátodo o del gas del tubo. Se trataba –concluyó Thomson– de un componente universal de la materia. Hoy denominamos a estas partículas que constituyen los rayos catódicos "electrones". Thomson se convirtió en defensor de un modelo atómico que consideraba el átomo de hidrógeno como una esfera cargada positivamente, de unos 10-10 m, con un electrón oscilando en el centro.

• Al igual que pasó con los rayos catódicos, la naturaleza de los rayos descubiertos por Wilhem Conrad Röntgen en 1895 fue motivo de controversia en los primeros años de su descubrimiento. El carácter misterioso de sus propiedades llevó a Rönteg a denominarlos "rayos X". Los rayos X suscitaron el interés de numerosos investigadores, entre ellos el francés Antoine Henri Becquerel (1852-1908). Becquerel estudió las características de los rayos emitidos por las sales de uranio y observó, casualmente, que eran capaces de impresionar una placa fotográfica sin intervención de la luz solar. En 1897, la joven polaca Marie Sklodovska, que había contraído matrimonio dos años antes con Pierre Curie, profesor de la Ecole de Physique et de Chimie de Paris, eligió como tema de su tesis doctoral el estudio de los rayos uránicos de Becquerel. Un año después Pierre y Marie Curie anunciaron el descubrimiento de dos elementos más radiactivos que el uranio: el polonio y el radio.

• En 1895, Ernest Rutherford (1871-1937) comenzó a trabajar sobre las características de la radiación emitida por las sustancias radiactivas en el laboratorio de J. J. Thomson, un tema que también estaban estudiando el matrimonio Curie. En el curso de su estudio comprobó la existencia de dos tipos de radiaciones diferentes que denominó a y b. Años más tarde, en su laboratorio de Manchester, Hans Geiger y Ernest Marsden, colaboradores de Rutherford, lanzaron partículas a contra placas delgadas de diversos metales y, sorprendentemente, comprobaron que una pequeña fracción [una de entre 8.000] de las partículas a que llegaban a una placa metálica volvían a aparecer de nuevo en el lugar de partida. Rutherford consideró que el modelo atómico de Thomson era incapaz de explicar estas desviaciones y en abril de 1911 propuso un modelo atómico que trataba de explicar esta experiencia. El modelo, que había sido propuesto anteriormente por el investigador japonés Hantaro Nagaoka, consistía en un núcleo central (una esfera de 3x10-14 m de radio) que podía estar cargado positiva o negativamente, rodeado de una "esfera de electrificación" de unos 10-10 m de radio, con la misma carga, pero de signo opuesto, que el núcleo. Este modelo tenía un problema obvio: las cargas eléctricas girando alrededor del núcleo debían tener una aceleración producida por este movimiento circular y, por lo tanto, deberían emitir radiación y perder energía hasta caer en el núcleo. Dicho en otras palabras, el modelo era inestable desde el punto de vista de la física clásica.

• Los estudios sobre los espectros de emisión y absorción de los diferentes elementos y compuestos eran realizados de modo sistemático desde los trabajos de Bunsen y Kirchhoff que dieron lugar al primer espectroscopio en 1860, asunto que tratamos en nuestra exposición en el apartado dedicado al desarrollo de la espectroscopía. A finales del siglo XIX, tras numerosas propuestas anteriores, Robert Rydberg (1854-1919) pudo proponer una fórmula general para los valores las longitudes de onda de las rayas espectrales del hidrógeno:

1/l = R [(1/n1)2 – (1/n2)2]

• Un ejemplo de las ideas existentes sobre el enlace químico a principios de siglo, antes del desarrollo de la mecánica cuántica, son los modelos de Gilbert Newton Lewis (1875-1946). Estos modelos, popularizados por químicos como Irving Langmuir (1881-1957), siguen siendo utilizados para explicar algunas características de los enlaces químicos, a pesar de que han sido superadas muchas de las ideas que sirvieron a su autor para proponerlos en 1916.

• Hemos personificado en la obra de Max Plank (1858-1947) el punto de partida de la mecánica cuántica. Sus trabajos sobre la radiación emitida por el "cuerpo negro", le llevaron a postular la existencia de "paquetes de energía" de valor igual al producto de la frecuencia de la radicación por una nueva constante, la constante de Plank, que designamos con la letra "h" y cuyo valor es de 6.626 x 10-34 J.s.

• En la fotografía que recoge a los asistentes al congreso Solvay de 1927 podemos encontrar algunos de los científicos que contribuyeron a desarrollar la mecánica cuántica durante el primer tercio de este siglo: Paul Dirac (1902-1984), Erwin Schrödinger (1887-1961), Albert Einstein (1879-1955), Louis de Broglie (1892-1987), Wolfang Pauli (1900-1958), Werner Karl Heisenberg (1901-1976), Max Born (1882-1970) o Niels Bohr (1885-1962), entre otros.

• La aplicación de la mecánica cuántica a la resolución de los problemas de la química fue obra de científicos como Linus Pauling (1901-1994), autor de libros tan importantes en este sentido como su Introduction to Quantum Mechanics, with Applications to Chemistry (1935) o The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals (1939). Entre otras muchas aportaciones, Linus Pauling fue el introductor de nuestro concepto moderno de electronegatividad.

• En 1857, Bunsen construyó un mechero de gas que producía una llama sin humo y que podía ser fácilmente regulada. En la exposición aparecen varios de estos "mecheros Bunsen", cuyo esquema aparece representado en el panel dedicado al desarrollo de la espectroscopía.

• En 1860, Bunsen y Kirchhoff publicaron un importante trabajo sobre la espectroscopia, cuya traducción castellana puede contemplarse en la exposición. Esta traducción apareció en la Revista de los progresos de las ciencias exactas, físicas y naturales, dos años después de la publicación del artículo original. Sobre este artículo puede contemplarse una de las primeras láminas publicadas en España con espectros atómicos que procede de la traducción castellana del Tratado de Análisis Química Cualitativa de R. Fresenius, realizada, como hemos indicado, por Vicente Peset y aparecida en Valencia en 1885. En el panel, entre los dos retratos de Bunsen y Kirchhoff se encuentra un esquema del nuevo instrumento, procedente del artículo publicado por estos autores en 1860 así como un ejemplo de su modo de empleo.

• Hemos reproducido un grabado que representa un modelo de espectroscopio semejante al que se expone, el cual procede de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Valencia. Su funcionamiento puede ser fácilmente comprendido a través del esquema que se encuentra a su lado. El tubo "B" contiene la lente de observación y el tubo "A" está destinado al paso de la luz que se pretende analizar. El tubo "C" contiene una imagen fotográfica de una escala, hecha sobre una lámina de vidrio, de manera que la posición de cada raya espectral puede determinarse sobre esta escala. La imagen procedente del tubo "A" se refracta sobre el prisma "P" mientras que la imagen de la escala se refleja sobre una las caras del prisma, de modo que se pueden observar ambas imágenes a través del ocular situado en "B".

• Se expone un colorímetro eléctrico diseñado por B. Lange, procedente de la Facultad de Ciencias de Valencia. En la parte superior se pueden observar los dos recipientes que sirven para introducir los prismas de cuarzo con la disolución analizada y una disolución de concentración conocida. Una célula fotoeléctrica permite medir la intensidad luminosa que atraviesa una y otra muestra, de modo que, si la concentración de una disolución es conocida puede calcularse la otra.

El poder rotatorio de una disolución de una sustancia depende del espesor de la capa atravesada, la naturaleza de la sustancia analizada, la concentración de la disolución, la longitud de onda de la luz y la temperatura. Si conocemos la rotación ([alfa]tl) producida por un disolución de 1 g/ml de la sustancia en una columna de líquido de 1 decímetro de longitud para una longitud de onda fija (l), podemos determinar la concentración de la muestra analizada a través de la fórmula:

[a] = [a]tl · l· c

donde [a]tl es el poder rotatorio específico de la sustancia correspondiente para una temperatura y una longitud de onda determinada, que normalmente suele ser la línea D del sodio. [a] es la rotación producida por una columna de líquido de longitud "l" (dm) y concentración "c" (g/ml).