Integrantes del equipo

• Cindy Yamileth Ontiveros Ortega
• Jocelin Barrera Vargas
• Heydi Marilu Ortega Cruz
• ZuleidiRodriguez Rios
• Jaquelin dehesa

Introducción

¿Alguna vez había escuchado el término fisicoquímica? 

Muchos aún no saben sobre esta subdisciplina, quizás porque no es tan mencionada, pero en realidad es muy importante y utilizada en todo momento. Es por ese motivo que en este blog podrás conocer algunas cosas más sobre esta interesante subdisciplina de la química como un poco sobre su historia, su definición, sus aplicaciones y otros datos anexados. Esperamos que esta información te sea útil y podamos aclarar tus dudas con respecto a éste tema. Cabe mencionar que, según el renombrado químico estadounidense Gilbert Lewis:

"La fisicoquímica es cualquier cosa interesante"

¿Qué es?

La fisicoquímica, también es llamada física química, es una subdisciplina de la química, se encarga de estudiar la materia; ya sea su estructura, propiedades, principios y el comportamiento de sistemas químicos de esta misma, empleando métodos y conceptos físicos.

La físicoquímica se encarga de incluir el conocimiento físico a la química. Por eso el origen de su nombre, por la relación que existe en esas dos ciencias para formar una.

Para realizar este propósito la fisicoquímica se apoya ampliamente en la experimentación, cuyos métodos y técnicas desempeñan un papel tan importante como las leyes y métodos físicos y matemáticos.

De hecho, podemos considerar a esta ciencia como un campo en donde la física y las matemáticas se aplican ampliamente al estudio y resolución de los problemas químicos de interés fundamental. 

Su propósito, es comprender, predecir y controlar los procesos químicos para su utilización.

 Sus campos principales son la termodinámica química, que estudia la energía - dirección y equilibrio de las transformaciones químicas, y la cinética química - que estudia la velocidad con la que las reacciones ocurren.

Historia

Se considera su origen con la aparición de la revista alemana Zeitschrift für physicalische Chemie y la estadounidense Journal of Physical Chemistry. Otros consideran al químico estadounidense del siglo XIX Willard Gibbs como el padre fundador de la fisicoquímica, donde en su publicación de 1876 llamada "On the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Estudio sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas) acuñó términos como energía libre, potencial químico y regla de las fases, que años más tarde serían de principal interés de estudio en esta disciplina. La Fisicoquímica no se constituyó como especialidad independiente de la química hasta finales del siglo XIX y principios del siglo XX.Algunos ejemplos de científicos que contribuyeron al descubrimiento de la fisicoquímica:

El pionero en la fisicoquímica fue Robert Boyle quien en 1662 publico su primer tratado de la fisicoquímica (ley de Boyle mariotte) el cual permitió calcular el volumen un gas (física) y conocer la composición de química de algunas moléculas gaseosas.

Una de las primeras aportaciones importantes en la fisicoquímica fue la de Alessandro Volta (1745-1827), introduciendo mediante su invento “la pila” el punto de partida para los estudios de los efectos de la electricidad sobre los compuestos químicos.

Otra aportación fue la de Humphry Davy (1778-1829), quien hizo pasar la corriente eléctrica a través de sosa y potasa fundida quien estudio primero el sodio y el potasio.

Michael Faraday (1791-1867) planteo las leyes sobre la electrolisis 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.

Antonio Lavoisier (1743-1749) y Pierre-simón Laplace (1749-1827) fueron los primeros en desarrollar lo que ahora en nuestra vida diaria es la termoquímica; habiendo diseñado el calorímetro aunque mas tarde se concreto la termoquímica con la ayuda y aportación de Marcelin Berthelot (1827-1907) o de Henry Le Chatelier (1850-1936).

Uno de los primeros trabajos dedicados al estudio de la cinética química fueron las investigaciones de Ludwig Ferdinand Wilhelmy (1812-1864) sobre la velocidad de cambio de configuración de determinados azúcares en presencia de un ácido. A mediados del siglo XIX, Wilhelmy llegó a la conclusión de que la velocidad del cambio era proporcional a la concentración del azúcar y del ácido y que también variaba con la temperatura.

La colaboración entre un químico, George Vernon Harcourt (1834-1919), y un matemático, William Esson (1838-1916), permitió la introducción de ecuaciones diferenciales en el estudio de la cinética química. Esson fue el introductor de los conceptos de reacciones de "primer orden", cuyo velocidad es proporcional a la concentración de un sólo reactivo, y de reacciones de "segundo orden", en las cuales la velocidad es proporcional al producto de dos concentraciones.

En los últimos años del siglo XIX, los trabajos de Jacobus Henricus Van't Hoff (1852-1911) tuvieron una gran influencia en este y otros campos de la química. Entre sus aportaciones, se encuentra la introducción del "método diferencial" para el estudio de la velocidad de las reacciones químicas y su famosa ecuación que permite relacionar la velocidad y la temperatura de la reacción.

El desarrollo de la mecánica cuántica y su aplicación al estudio de los fenómenos químicos ha sido uno de los cambios más notables que se han producido en la química del siglo XX. Entre los científicos que más aportaciones han realizado en este sentido se encuentra Linus Pauling, autor de libros tan significativos 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.

Subdivisiones

La diversidad en el ámbito de la fisicoquimica es una gran gama de temas que sobresalen en el estudio de esta; asimismo la fisicoquimica ha logrado convertirse en una subdisciplina  muy importante en la vida actual, a continuación mostraremos las ramas de la fisicoquimica:

• Termodinámica química o termoquímica
• Cinética química
• Dinámica química
• Electroquímica
• Fenómenos superficiales y catálisis (química de superficies)
• Química nuclear
• Fotoquímica
• Química de los coloides
• Espectroscopia
• Química del estado solido
• Química cuántica
• Mecánica cuántica
• Mecánica estadística
• Magnetoquimica
• Termodinámica estadística

Aplicaciones

Algunas aplicaciones de la fisicoquimica en nuestra vida cotidiana pueden ser aquellas que denotan mas importancia en la actualidad sobretodo porque son usadas con frecuencia en diferentes casos de las actividades que cualquier ser humano realiza a continuación mostraremos los campos de aplicación de esta grandiosa subdisciplina:

• Farmacéutica
• Industria del petroleo
• Electrónica
• Robótica
• Cuidado del medio ambiente
• Electrónica
• Medicina
• Nanotecnología
• En el espacio
• Automotriz
• Electrolisis
• Metalurgia
• Termodinámica
• Rayos x
• Pilas secas
• Radiactividad
• Carbono 14
• Suplementos alimenticios
• Quimioterapias 

Existen mas aplicaciones de la fisicoquimica pero aunque aquí no se muestren en su totalidad no quiere decir que sean menos importantes; sin embargo estas son las mas cotidianas para el ser humano.

   

Temas de investigación de la fisicoquímica en México

Los siguientes son temas de la fisicoquimica y están entre los más importantes que se cultivan en las instituciones de educación superior e investigación de México:

• Fisicoquímica de polímeros y macromoléculas
• Fisicoquimica farmaceútica
• Fisicoquímica y ciencias de los materiales
• Química biomimética
• Petroquímica y ciencias afines
• Fisicoquímica de semiconductores
• Fisicoquímica de procesos extractivos
• Fisicoquímica de superficies

Ejemplos de fenómenos fisicoquímicos

Reacciones químicas en superficies

La combinación de procesos físicos y reacciones químicas en superficies es uno de los ejemplos más claros de lo que pretende estudiar la fisicoquímica. Por un lado, se tiene la ocurrencia de una reacción química entre moléculas de diversos compuestos; por otro lado, para que pueda ocurrir la reacción, se deben fijar las moléculas de los diversos reactantes sobre una superficie ubicándolas a una distancia mínima de aproximación para que pueda ocurrir la reacción entre ellas. La función de la superficie es esencialmente la de atrapar las moléculas, es decir, adsorberlas y colocarlas en sitios próximos para que puedan reaccionar. Asimismo, la superficie puede permitir el movimiento o traslado de moléculas sobre ella. Por lo tanto, además de tener la posibilidad de reaccionar las moléculas depositadas en una superficie pueden: (i) desplazarse sobre ella (difundirse), (ii) desorberse (escaparse de la superficie), o bien (iii) agregarse con otras de su misma naturaleza para formar islas de diversos tamaños. La superficie sobre la que se depositan los reactantes se pone en contacto con ellos cuando se le circunda con fases fluidas, como gases o soluciones líquidas. Una manera eficiente de hacer lo anterior consiste en dividir finamente el sólido para que ofrezca una superficie de gran área y así atrapar las moléculas reaccionantes provenientes de fases gaseosas o líquidas.

Conclusión

En general, lo que nuestro equipo pudo recopilar de esta extensa información sobre la fisicoquímica, es que es una nueva subdisciplina de la química en donde se explica los cambios de la materia utilizando dos grandes ciencias:
La física aplicada en la química.

Esta rama es muy importante y más que hoy en día se utiliza con la tecnología. También estudia más a fondos los temas, llevando a cabo una serie de procedimientos que explican más a detalle un tema en específico.




La fisicoquímica es muy interesante porque a través de ella comprendemos mejor los avances como los rayos X y fenómenos que ocurren a nuestro alrededor.
Esperamos que éste trabajo haya sido de gran ayuda y asimismo poder ayudarte a comprender más sobre esta subdisciplina.