La fisicoquímica resulta de la combinación entre la física y la química. Este intercambio se debe a que la física estudia las características y propiedades de la materia como energía y las relaciones entre éstas; mientras que la química se encarga de investigar y estudiar las estructuras, propiedades y composición de la materia, así como también las transformaciones que se desprenden de ella. Al compartir algunos puntos en sus campos de estudio, son capaces de trabajar juntas para poder comprender los fenómenos químicos desde el punto de vista del método y análisis físico.
¿Qué estudia la fisicoquímica?
La fisicoquímica tiene un campo de estudio muy amplio. Podemos encontrarla en distintas áreas de investigación como farmacología, medicina y biología. En esta última, precisamente, la fisicoquímica adquiere un papel importante en el conocimiento primario de la microbiología y la biología celular; debido al estudio que realiza sobre las reacciones celulares, la producción de enzimas y el transporte celular, entre otros.
Ramas de la fisicoquímica
El estudio de la fisicoquímica se encuentra dividido en cuatro grandes grupos: cinética, termodinámica, química cuántica y mecánica estadística. Estas ramas de investigación se encuentran, a su vez, acompañadas por otras áreas más de estudio, que permiten relaciones para poder obtener resultados integrales.
Cinética química
Se encarga de estudiar las diferentes reacciones químicas y la rapidez de las mismas. Para ello, se valen de la observación de los cambios moleculares que se presenten para afectar esta rapidez.
Termoquímica
Analiza y estudia los diferentes sistemas y procesos que se encuentran conectados al equilibrio de las sustancias; así como también los factores que pueden alterarlas.
Electroquímica
Es una rama derivada de la fisicoquímica, a través de la cual se genera electricidad en las sustancias químicas para que se realice el intercambio de electrodos y electrolitos.
Dinámica química
Es la encargada de estudiar la relación entre los átomos que componen distintas sustancias, que a su vez se encuentran en reacciones químicas. Esta área de la fisicoquímica también es capaz de abarcar el estudio del transporte de componentes químicos, tanto dentro de un pequeño sistema como en la naturaleza.
Espectroscopia
Esta rama estudia los vínculos existentes entre la radiación electromagnética y la materia. Su campo de estudio es muy amplio, debido a que ciencias como la biología, medicina, química, astronomía y física se valen de sus conceptos para aplicarlos en sus campos de acción.
Por ejemplo, en medicina, se utiliza la espectroscopia para la realización de rayos X y resonancias magnéticas; en la astronomía, permite la composición de los cuerpos celestes y, en química, puede observar y estudiar la cinética en las reacciones químicas.
Mecánica estadística
Se encarga de estudiar la conducta de los sistemas o procesos físicos, permitiendo predecir la misma, a través de instrumentos y estadísticas. Para poder llevar adelante su estudio, es necesario analizar las características micro y macroscópicas de las moléculas.
Química nuclear
Es una rama derivada de la química física, encargada de analizar la elaboración de procesos radioactivos útiles para diversas ciencias, como la medicina, que los ocupa en la radioterapia para el tratamiento y control del cáncer.
Química cuántica
El campo de estudio es muy amplio, ya que puede abarcar la física atómica, física molecular y química. La química cuántica estudia la mecánica cuántica y los movimientos moleculares de la materia, átomos y moléculas.
Magnetoquímica
Su estudio resulta útil para la investigación de materiales químicos que presenten características magnéticas. Esto incluye la combinación de propiedades magnéticas, ópticas y eléctricas en distintos materiales. Para poder realizar sus estudios, la magnetoquímica se vale de elementos de medición muy sofisticados, como son los magnetómetros, para poder registrar datos de investigación.
Algunos ejemplos de fenómenos fisicoquímicos
- Catálisis: Es el nombre que reciben los procesos para poder aumentar la velocidad de una reacción química en particular. Para ello, debemos aplicar un catalizador que, al no participar en la reacción de ninguna otra manera, conserva su masa constante.
- Disoluciones: Se trata de mezclas homogéneas de más de dos sustancias puras que se encuentran juntas y reaccionan. El nexo existente entre ellas es del tipo electroquímico que impide que se separen.
- Intercambios iónicos: Recibe este nombre el proceso de transmisión de iones entre dos sustancias conductoras de la electricidad, como lo son los electrolitos, mediante un enlace de coordinación. Este es el proceso utilizado para la descontaminación de disoluciones iónicas, purificación o separación de las mismas.
- Cristal líquido: Es un estado de la materia de características singulares, ya que puede observarse a través de las condiciones físicas del estado sólido como del estado líquido, a la vez.
- Saltos cuánticos: Cuando sucede un cambio de estado repentino de la materia, nos encontramos ante un salto cuántico. Este sucede a niveles atómicos y es parte del estudio de la química cuántica.
- Transporte: Estos son los encargados de trasladar energía, materia y movimiento entre distintas sustancias. Podemos encontrar estos sistemas de transporte a nivel molecular, micro y macroscópico.
- Relajación de polímeros: Este es un fenómeno gracias al que algunos tipos de polímeros modifican su estructura ante un esfuerzo que se les aplica.
- Electrólisis: Es un procedimiento utilizado para separar las sustancias químicas dentro de un mismo compuesto, incorporando para ello la electricidad. Esto permite que se liberen los electrones, provocando oxidación y reducción al mismo tiempo.
- Transferencia de energía: Ya sea de manera calórica o eléctrica, se trata de mecanismos capaces de generar una interacción energética entre dos o más sustancias.
- Equilibrio químico: Sucede cuando una reacción química reversible está formada por sustancias que no presentan las condiciones favorables para realizar el cambio químico, ya sea revirtiéndose o adelantándose.
