La fisicoquímica, una nueva ciencia por explorar

La fisicoquímica, una nueva ciencia por explorar

La fisicoquímica es una rama de la ciencia que podría llamarse nueva, tiene mucho que ofrecer debido a que es una combinación de diferentes ciencias, como la física, química, termodinámica, electroquímica y la mecánica cuántica, donde funciones matemáticas pueden representar interpretaciones a nivel molecular y atómico estructural, lo que representa un tema muy interesante por conocer. ¡Sigue leyendo el artículo!

¿Qué es la fisicoquímica?

Para poder entender este tema es necesario partir desde descubrir ¿Qué es la fisicoquímica?, pues bien, comencemos. 

La fisicoquímica es prácticamente una rama de química que se combina con la física, para estudiar los fenómenos físicos y químicos que ocurren en la superficie que delimita dos fases. Es decir, es una disciplina que se encarga de estudiar los cambios físicos y químicos que presente la materia, para poder desarrollar su estudio, se basan en los principios de la química, la cual se sabe, tiene un campo de acción amplio en la biología y la medicina.

La fisicoquímica también es conocida como la química física, esta se encarga que analizar los cambios que experimentan otras ciencias, como la electroquímica, la mecánica cuántica y la termodinámica.

En resumen, la fisicoquímica es una disciplina que estudia la materia empleando conceptos físicos y químicos, para dar validez a sus estudios e investigaciones.  Gilbert N. Lewis, menciona que “la fisicoquímica es cualquier cosa interesante”, con esta afirmación probablemente hace referencia a que muchos fenómenos de la naturaleza, en relación con la materia, son de interés para la fisicoquímica. 

Conceptos claves para entender la fisicoquímica 

Partamos desde el concepto que la fisicoquímica son las formas a través de las cuales la física pura se aplica a los problemas químicos. 

La fisicoquimica

Otro concepto clave radica en que todos los compuestos químicos pueden estar entrelazados con grupos de átomos y las reacciones químicas. Para entender cómo funciona con precisión, es necesario tener claro dónde están ubicados el núcleo de los átomos y la manera en que se distribuyen los electrones a su alrededor. Basándose en este concepto se puede decir que uno de los objetivos de química física es investigar las propiedades de los compuestos químicos, que respalden sus análisis fisicoquímicos.  

Años atrás, cuando se hablaba de materia, se la definía como una sustancia, pero esta definición evolucionó, debido a los estudios realizados, en la actualidad se la define desde dos puntos de vista, un fisiológico y un físico.

Ramas de la fisicoquímica

Ahora que se entiende de manera más clara que es la fisicoquímica, hablaremos de su campo de estudio, el cual es muy extenso, pero que abarca cuatro áreas importantes de la vida y esenciales para sus estudios, te las explicamos a continuación.    

Termoquímica

Es el área de estudio que se deriva de la física y se encarga de estudiar la visualización y análisis de los sistemas y fases de todos los procesos que se conectan con el equilibrio de las sustancias. 

Cinética química

Estudia la velocidad de las distintas reacciones químicas, así como también todos los factores que pueden afectar la velocidad, que marcan el camino de dichas reacciones, a esto le llamamos mecanismo. 

Dinámica química 

Se encarga de estudiar las interacciones del átomo y su reacción química, basándose en el transporte y propagación de los componentes químicos presentes en la naturaleza o en el sistema. 

Electroquímica 

Tiene como objetivo la generación de electricidad, basada en las reacciones químicas. 

Mecánica estadística 

Esta rama es parte de la física y la química, cuyo objetivo es investigar sobre la conducta de ciertos procesos, a través de aplicar instrumentos y metodologías estadísticas. 

Química cuántica

Es una de las ramas principales para poder realizar análisis fisicoquímicos, ya que abarca muchas áreas de estudio como, la química, la física molecular y la física atómica. 

Gran parte de sus estudios están basados en el desenvolvimiento de la mecánica cuántica y sus campos a nivel molecular. 

Hablemos sobre la materia

Hemos venido hablando que la fisicoquímica estudia a la materia, pero ¿qué es la materia?, y ¿qué propiedades tiene?

Punto de vista fisiológico

Desde el punto de vista fisiológico, la materia representa todos los elementos que constituyen la realidad objetiva, los cuales son percibidos de la misma manera por varias personas. 

Punto de vista físico

Ahora, hablando desde un punto de vista físico, la materia es todo objeto, elemento o cosa que ocupa un lugar en el universo, que posee energía y que puede ser sujeto de interacciones con instrumentos de medición y cambios en medio del tiempo. 

 Principales tipos de materia: 

  • Materia viviente: El cuerpo humano y todos los seres humanos están compuestos por este tipo de materia. 
  • Materia inanimada: Los objetos inertes, sin vida, están compuestos por ella. 
  • Materia orgánica: Los átomos de carbono e hidrógeno están compuestos por materia orgánica. 
  • Materia inorgánica: Este tipo de energía se encuentra en estado libre en la naturaleza. 
  • Materia simple: está compuesta por un reducido número de átomos.
  • Materia compuesta: está compuesta por varios elementos de diverso tipo, de lo cual radica su nivel de complejidad. 

Propiedades fisicoquímicas de la materia

La materia tiene propiedades de diversa naturaleza, para hablar de ellas las dividiremos en 2 grupos. 

Propiedades químicas

  • Oxidación: es el proceso por el cual el átomo cede electrones.
  • Reducción: este proceso se refiere a que el átomo gana electrones.
  • Combustión: hace referencia al proceso de oxidación rápida, que se produce por el calor o la luz.
  • Esterificación: es el proceso que se da entre el ácido graso y el alcohol. 
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    • Hidrólisis: es el proceso químico donde se produce una ruptura de la molécula por acción del agua.
    • Saponificación: es una hidrólisis de un triglicérido para obtener jabón y recuperar el glicerol.

    Propiedades físicas

    • Textura: es lo que podemos sentir con nuestro tacto y ocupa un espacio 
    • Elasticidad: es la capacidad que los objetos tienen para deformarse, y luego recuperar su forma original.
    • Dureza: es la resistencia que tiene un material.
    • Ductilidad: Es la capacidad que tiene la materia para hacer hilos y alambres.
    • Maleabilidad: es la capacidad que tienen los metales para convertirse en láminas, que se serán transformadas en utensilios de cocina. 
    • Conductibilidad: es la capacidad para conducir electricidad y calor.
    • Temperatura: son los grados de agitación térmica de las partículas del cuerpo.
    • Fragilidad: es una propiedad que tienen ciertos cuerpos de romperse sin antes deformarse. 

    Todos los puntos de la lista mencionados conforman las propiedades fisicoquímicas de la materia y te ayudarán a entender de mejor manera esta disciplina.

    Fisicoquímicos que han destacado en la disciplina

    Svante August Arrhenius: 

    En el año de 1884 Svante Arrhenius desarrolló su teoría sobre el ion, en la cual afirma que en las disoluciones electrolíticas, los compuestos químicos se disocian en iones. Su teoría, en un principio, fue muy cuestionada, pero con el paso de los años se demostró su veracidad e importancia, por lo que en reconocimiento de su aporte, obtuvo en el año de 1903 el Premio Nobel a la Química. ¡Conoce su biografía y aportes!

    Rosalind Franklin

    Fue una química y cristalógrafa británica, que estudió la estructura molecular del ADN, lo que le llevó a constituirse como una de las fisicoquímicas más destacada en esta disciplina. ¡Te invito a revisar su biografía!

    A lo largo del artículo podemos ver que la fisicoquímica es una disciplina muy valiosa para la ciencia, gracias a ella se puede conocer estudios que nos permiten acercarnos cada vez más a la complejidad del mundo en el que vivimos. Espero que este artículo te sirva de mucho, no olvides que en nuestro blog puedes encontrar más artículos que pueden interesarte y enriquecer tus conocimientos. 

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