El estudio de las ciencias naturales, cuyo rápido desarrollo se remonta a los tiempos de Galileo (†1642) y Newton (†1727), y su aplicación más estrecha al universo externo1 condujeron a la separación de la química como una rama particular de la filosofía natural, no solo debido al creciente acervo de observaciones y experimentos relativos a las transformaciones mutuas de las sustancias, sino también, y más especialmente, porque además de la gravedad, la cohesión, el calor, la luz y la electricidad se hizo necesario reconocer la existencia de fuerzas internas particulares en las partes últimas de todas las sustancias, fuerzas que se manifiestan en las transformaciones de las sustancias entre sí, pero que permanecen ocultas (latentes) bajo circunstancias ordinarias, y cuya existencia no puede por tanto ser captada directamente, por lo que durante mucho tiempo permaneció inadvertida.
El objeto principal de la química es el estudio de las sustancias homogéneas2 de las cuales están hechos todos los objetos del universo, junto con las transformaciones de estas sustancias entre sí y los fenómenos3 que acompañan a tales transformaciones.
Todo cambio o reacción química,4 como se le llama, solo puede tener lugar bajo una condición de contacto más íntimo y cercano de las sustancias reaccionantes,5 y está determinado por las fuerzas propias de las partículas invisibles más pequeñas (moléculas) de la materia.
Debemos distinguir tres clases principales de transformaciones químicas.
- Combinación es una reacción en la que la unión de dos sustancias da lugar a una nueva, o en términos generales, a partir de un número dado de sustancias, se obtiene un número menor. Así, al calentar una mezcla de hierro y azufre6 se produce una sola sustancia nueva, el sulfuro de hierro, en la cual las sustancias constituyentes no pueden distinguirse ni siquiera con la mayor potencia de aumento.
Antes de la reacción, el hierro podía separarse de la mezcla mediante un imán, y el azufre disolviéndolo en ciertos líquidos oleosos;7 en general, antes de la combinación podían separarse mecánicamente la una de la otra, pero tras la combinación ambas sustancias penetran mutuamente y ya no son ni mecánicamente separables ni individualmente distinguibles.
Por regla general, las reacciones de combinación directa van acompañadas de un desprendimiento de calor, y el caso común de la combustión, que desprende calor, consiste en la combinación de sustancias combustibles con una porción (oxígeno) de la atmósfera, siendo los gases y vapores contenidos en el humo los productos de la combinación.
- Las reacciones de descomposición son casos inversos a los de combinación, es decir, aquellos en los que una sustancia da dos —o, en general, una sustancia dada un número mayor—. Así, calentando madera (y también carbón y muchas sustancias animales o vegetales) sin acceso al aire, se obtienen un gas combustible, un líquido acuoso, alquitrán y carbono. Es de esta forma como se preparan a gran escala el alquitrán, el gas de alumbrado y el carbón vegetal.8 Todas las calizas, por ejemplo, las losas de piedra, la cresta (o tiza), o el mármol, se descomponen por calcinación al rojo en cal y un gas peculiar llamado anhídrido carbónico. Una descomposición similar,