RECONSTRUCCIN HISTORIOGRFICA DEL CONCEPTO DE MOL

El concepto de mol tiene sus precursores en los trabajos de Richter, Proust, Berthollet, Dalton, y finalmente llega a ser expuesto por Ostwald. Los trabajos de Richter se basaron en la cuantificacin de las proporciones ponderales con que se combinaban los elementos de las sustancias, as como los trabajos de Newton buscaban la matematizacin de la fsica, Richter buscaba la matematizacin de la qumica, sus mayores aportaciones a la generacin del concepto de mol fue la determinacin de pesos equivalente. Con Joseph Proust llegara la ley de las proporciones definidas que considerara a la sustancia pura (sin importar su forma de obtencin) como una conformacin de caractersticas definidas como por ejemplo que su composicin en masa era invariable, adems que la combinacin de elementos se hace en una relacin especifica de sus masas, a partir de aqu la masas equivalentes se calculan como la suma de las masas equivalentes de los elementos que entran en la composicin de determinado compuesto. A esta afirmacin Berthollet se opondra insistiendo que las reacciones qumicas son usualmente incompletas y as un compuesto no tiene composicin constante sino variable, aqu abrira paso a una confrontacin o debate entre estos dos cientficos, y sin embargo dicho debate paso inadvertido y se consolido la ley de Proust. Bajo esta ley y la nueva perspectiva que se tena de la estequiometria los equivalentes se extendieron a todo tipo de combinaciones. Dalton a travs de su teora atmica propone tres postulados que seran fundamental en el desarrollo del concepto, la primera seria la ley de proporciones fijas, donde establece que un tomo compuesto estara formado por un nmero fijo de tomos de sus elementos componentes; la ley de la proporcin mltiple y la ley de la mxima simplicidad, estas consideraciones fueron influenciadas por los trabajos Ritcher y Proust, as se empezara a abrir una grieta entre la comunidad cientfica, separando a quienes usaran los equivalentes como la relacin entre las masas y el atomismo de Dalton.La diferencia entre los trabajos de Ritcher y Dalton, sera que este ltimo se basa para la determinacin de las masas atmicas en una misma unidad establecida de manera convencional. En 1811 Avogadro plantea con la unificacin de los criterios de Dalton y Gay-Lussac, que las partculas de diferentes gases estn formados por tomos simples e iguales.El propio Avogadro reconoci que su hiptesis estaba limitado a los gases permanentes, es decir, a las sustancias que estaban en estado gaseoso a una temperatura ambiente. Sin embargo esta hiptesis no era til para la determinacin de los pesos atmicos puesto que pocas sustancias eran gaseosas y reaccionantes, adems en los experimentos realizados por Dumas en base a la hiptesis de Avogadro se presentaron anomalas que finalmente la rechazaron de la comunidad y se eclipso para 1844 en la comunidad cientfica y mayormente para Francia el uso de la notacin atmica por la de los equivalentes. Este congreso permiti impulsar la teora atmica molecular de la materia. No obstante con el desarrollo de las investigaciones fsicas sobre las radiaciones de los cuerpos calientes a principios del siglo XX se acepta la teora atmica entre la mayora de la comunidad cientfica, sin embargo esto no significa la desaparicin del paradigma equivalentista.La relacin con la medida de las masas en las reacciones qumicas, se atribuye al qumico-fsico alemn Wilhelm Ostwald (1853-1932), quien lo presenta, en algunos de sus libros de texto escritos, primero se ide la unidad mol por Ostwald, en 1900, y con posterioridad la comunidad cientfica introdujo la magnitud cantidad de sustancia (1961). Es bien sabido, en la historia de la qumica, que Ostwald (1900) ide el concepto de mol debido precisamente a su escepticismo sobre la hiptesis atmica, si bien la acept ms tarde, en 1908 (Thuillier, 1990). La misma hiptesis desarrollada fue establecida casi al mismo tiempo en 1811 por Avogadro y en 1812 por Ampere. A la suposicin de que en un mismo volumen de gas estn contenidas otras tantas molculas, se le suele denominar la ley de Avogadro. Esto es engaoso, pues una hiptesis no puede ser nunca una ley. Se le puede llamar el postulado de Avogadro. La ley que sirve de base a estas consideraciones es la de las relaciones de volumen en las reacciones entre gases, descubierta por Gay-Lussac. En cuanto al contexto recordamos que el autor trata de averiguar la frmula qumica del agua oxigenada, para lo cual pretende determinar el peso normal de esta sustancia mediante la proporcionalidad entre la disminucin del punto de congelacin y la concentracin en disoluciones acuosas de dicho compuesto. En este contexto, Ostwald utiliza repetidas veces el trmino cantidad de sustancia identificado como masa y a continuacin, define el mol de la siguiente manera: As, se ha constatado que, si se diluye un mol (el peso normal o molecular de una sustancia expresado en gramos se debe llamar a partir de ahora mol) de cualquier sustancia en 1 litro o 1000 g de agua, la disolucin resultante congela a -1,850.debemos situarnos en el contexto sociohistrico de aquella poca y, en particular, recordar la fuerte polmica existente entre equivalentistas y atomistas durante todo el siglo XX. Se puede sealar que los problemas fundamentales en el contexto de la qumica a finales del siglo XVIII eran determinar la composicin en peso de las sustancias compuestas y el clculo cuantitativo de las proporciones en peso con que se combinan las sustancias en las reacciones qumicas. La mxima expresin terica del paradigma equivalentista de la qumica del siglo XIX se alcanza con la ley de las proporciones definidas de Proust (1799), segn la cual, cuando se combinan elementos para formar un compuesto, lo hacen en una relacin especfica de sus pesos (masas) respectivos. A partir de aqu se calculan las masas equivalentes de los elementos y las de los compuestos, como suma de las masas equivalentes de los elementos que entran en su composicin. Con ello se poda resolver cualquier problema relacionado con la estequiometria sin necesidad de recurrir a interpretaciones de tipo atomista. Un mol es una cantidad de sustancia de frmula qumica especificada que contiene el mismo nmero de unidades frmula (tomos, molculas, iones, electrones, cuantos u otras entidades) como hay en 12 gramos (exactamente) del nclido puro 12C. Las definiciones de mol han evolucionado y hacen referencia a la magnitud cantidad de sustancia, de la que es unidad. As, en la definicin de 1971, la XIV Confrence Gnrale des Poids et Mesures (CGPM) precisa ms sobre cules son estas entidades elementales: El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como tomos de carbono hay en 0,012 kilogramos de carbono-12. Cuando se utiliza el mol, las entidades elementales deben especificarse y pueden ser tomos, molculas, iones, electrones u otras partculas, o grupos especficos de tales partculas.Actualmente la IUPAC (Mills et al., 1993) recomienda que se denomine cantidad de sustancia o cantidad qumica a esta magnitud que durante bastante tiempo ha sido utilizada sin un nombre propio, hablndose simplemente de nmero de moles. Por tanto, se trata de una de las siete magnitudes fsicas fundamentales, diferencindose claramente de masa, volumen y nmero de partculas. La cantidad de sustancia aparece gracias a la consolidacin de la teora atmico-molecular, ya que su introduccin en una reaccin qumica hace que se centre ms la atencin en la relacin entre las cantidades de partculas que intervienen en la misma, que en los pesos de combinacin. Al igual que sucede con otras magnitudes fundamentales del Sistema Internacional de Unidades, como es el caso de la masa o el tiempo, no es simple encontrar una definicin de cantidad de sustancia. La Unin Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC 2001) Unidades bsicas del Sistema Internacional para lacantidad de sustancia(smbolo: mol).El mol es lacantidad de sustanciade un sistema que contiene tantas entidades elementales como tomos hay en 0,012kilogramosde carbono 12.Cuando se emplea el mol, las entidades elementales deben ser especificadas y pueden ser tomos, molculas, iones, electrones u otras partculas o grupos especificados de tales partculas. Dice solamente al respecto que: La cantidad fsica cantidad de sustancia o cantidad qumica es proporcional al nmero de entidades elementales especificadas por una frmula qumica de las cuales la sustancia est compuesta. El factor de proporcionalidad es el recproco de la constante de Avogadro (6.022 x 1023 mol1).

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. FURI, Carles., PADILLA, Kira. La evolucin histrica de los conceptos cientficos como prerrequisito para comprender su significado actual: el caso de la cantidad de sustancia y el mol, Espaa: 2003.

2. FURI, Carles., AZCONA, Rafael. Dificultades conceptuales y epistemolgicas del profesorado en la enseanza de los conceptos de cantidad de sustancia y de mol, Espaa: 1999, (Online). Disponible en: http://www.raco.cat/index.php/ensenanza/article/viewFile/21588/21422

3. FLORES, Jos., ELIZALDE, Mara de la Paz. El surgimiento del concepto mol. Mxico, (Online). Disponible en: http://www.elementos.buap.mx/num10/pdf/27.pdf

4. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-). Disponible en: http://goldbook.iupac.org/M03980.html

5. MANZANO, Ramon. El congreso de Karlsruhe: el paso definitivo a la qumica moderna, vol.6, nm.3, Espaa: Revista Eureka sobre Enseanza y Divulgacin de las ciencias, 2009. (Online). Disponible en: http://www.redalyc.org/pdf/920/92013010006.pdf

6. MUOZ, Rosa., BERTOMEU, Jos. La historia de la ciencia en los libros de texto: la(s) hiptesis de Avogadro, Espaa: Instituto de historia de la ciencia y documentacin Lpez Piero, 2003.

7. FURI., CARLES AZCONA., RAFAEL, GUISASOLA, JENARO. Dificultades conceptuales Y epistemolgicas del profesorado en la enseanza de los conceptos de Cantidad de sustancia y de mol. Espaa. Enseanza de las ciencias, 1999, 17 (3), 359-376.

8. Andoni Garritz, Laura Gasque, Gisela Hernndez, Ana Martnez. El mol: un concepto evasivo Una estrategia didctica para ensearlo, Universidad Nacional, Autnoma de Mxico Alambique Didctica de las Ciencias Experimentales n. 33 pp. 99-109 julio 2002.