Fundamentos de Química: Leyes Ponderales, Estequiometría y el Fenómeno de la Radiactividad

Leyes Fundamentales de la Química (Leyes Ponderales)

Ley de las Proporciones Definidas de Proust

Joseph Louis Proust (1754-1826) sostenía que la composición porcentual de un compuesto químico era siempre la misma, independientemente de su origen. Por el contrario, Claude Louis Berthollet (1748-1822) afirmaba que los elementos, dentro de ciertos límites, podían unirse en todas las proporciones.

Con el tiempo, se impuso el criterio de Proust, apoyado en un experimento realizado en 1799, demostrando que la composición del carbonato cúprico era siempre la misma, cualquiera que fuese su método de obtención en la naturaleza o en el laboratorio: 5 partes de cobre, 4 de oxígeno y 1 de carbono.

Por tanto, la ley establece que: los elementos se combinan para formar compuestos, y siempre lo hacen en proporciones fijas y definidas.

Ley de las Proporciones Múltiples de Dalton

Las investigaciones posteriores que los químicos realizaron para determinar en qué proporciones se unen los elementos químicos proporcionaron aparentes contradicciones con la ley de Proust, pues en ocasiones los elementos químicos se combinan en más de una proporción.

Así, por ejemplo, 1 g de nitrógeno se puede combinar con tres proporciones distintas de oxígeno para proporcionar tres óxidos de nitrógeno diferentes.

Ley de las Proporciones Recíprocas de Richter

La generalización de este hecho a otros ejemplos ha llevado a enunciar la ley de las proporciones recíprocas de la siguiente manera:

Las masas de los elementos que se combinan con una masa de un tercero, guardan la misma proporción que las masas de los dos cuando se combinan entre sí.

Ley de Conservación de la Masa de Lavoisier

Lavoisier comprobó su ley en numerosas reacciones, la mayoría de las cuales consistían en someter a calentamiento diversos metales, siempre en recipientes cerrados y con una cantidad determinada de aire, pero, sobre todo, midiendo las masas de las sustancias antes y después de la reacción.

Estos experimentos le llevaron, no solo a comprobar que el oxígeno del aire se combina con los metales durante la reacción de oxidación, sino también a demostrar la conservación de la masa durante el proceso.

Fundamentos de la Radiactividad

Definición y Naturaleza

La radiactividad (o radioactividad) es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc.

Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser:

• Electromagnéticas: en forma de rayos X o rayos gamma.
• Corpusculares: núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras partículas.

En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, que son capaces de transformarse en núcleos de elementos de otros átomos.

Isótopos Inestables y Decaimiento

La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables". Es decir, se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, por lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética.

Este proceso se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X), sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos. Por ejemplo, un isótopo pesado como el Uranio puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el plomo, con el transcurrir de los siglos.

Aplicaciones y Tipos de Radiactividad

La radiactividad es aprovechada para la obtención de energía, usada en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades, entre otras).

Tipos de Radiactividad

• Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
• Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.