Historia de la quimica

Introduccion En anterior publicacion, Historia de la Quimica I, se abarca desde las transformaciones originarias del planeta hasta los conocimientos prequimicos de la Alquimia medieval. Ahora nos interesa revelar los momentos mas significativos en el desarrollo de la Quimica como ciencia experimental. Al reafirmar que la ciencia es una compleja construccion sociohistorica el trabajo pasa revista con la necesaria brevedad al contexto en que tienen lugar los principales acontecimientos que marcan el nacimiento de la Quimica.

En una compleja dialectica, al filo de la necesidad y la casualidad se va produciendo una transicion del quehacer individual de los gigantes pioneros a la gestacion de los nuevos laboratorios y las primeras comunidades organizadas en sociedades cientificas. Al mismo tiempo no ocultamos nuestro proposito de presentar a los hombres de ciencia como seres humanos sumergidos en las contradicciones de su epoca, tomando partido y a menudo errando en su opcion.

Deseariamos contribuir a rechazar la vision idilica del cientifico aislado en su torre de marfil para ofrecer una imagen mas humana y veraz del investigador como un hombre inmerso en una comunidad a la cual pertenece y a la cual se debe. Asi aparecen en nuestras paginas un Lavoisier guillotinado por un tribunal de la

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Revolucion francesa; un Prietsley educado para Ministro de Iglesia y convertido en relevante investigador y partidario de aquella revolucion; un Mendeleev desafiando la postura del gobierno zarista ruso; un Kekule que se gradua de rquitecto para luego convertirse en el primer arquitecto de las estructurasmoleculares; un joven Arrhenius cuyo tribunal le otorga la mas baja calificacion de aprobado en la defensa de su doctorado para luego recibir el premio Nobel por los resultados de este trabajo; una Madame Curie que acepta el reto impuesto por la vida de quedarse sin Pierre y organiza un laboratorio moderno que constituye toda una red de relaciones ciencia – tecnologia – sociedad. 2. El nacimiento de la quimica

En el periodo que se extiende desde el siglo XVII al XIX se produce el transito del absolutismo real, como forma de gobierno en el mundo occidental, al sistema capitalista y a la reconfiguracion de la estructura social en su composicion de clases. Esta sociedad capitalista emergente alento cambios en las tecnologias que dieron lugar a la Primera Revolucion Industrial representativa de la conquista de la energia del vapor y del desarrollo de la industria metalurgica y los textiles.

Por otra parte, en el terreno de la supraestructura de la sociedad, la Ilustracion gana terreno y la difusion de las ideas liberales que exigen reformas como senal del progreso social tuvo su impacto en las constituciones de los estados emergentes. Las demandas de progreso material y el clima en el campo de las ideas auspiciaban pues un creciente desarrollo de las investigacionesen diferentes terrenos de la actividad humana. En el campo de la Quimica el siglo XVII marca el inicio de la introduccion de la balanza para estudiar las transformaciones quimicas y n cambio en el centro de interes del tipo de sustancias objeto de estudio desde los minerales y metales hacia ? los vapores o espiritus?. Pionero de estos virajes es el medico flamenco J. B. Van Helmont (1577 –1644). Si un alquimista al observar la deposicion de una capa de cobresobre un clavo introducido en una solucion de azul de vitriolo, creia ver la transmutacion del hierro en cobre, Van Helmont estudia la disolucion de los metales en los tres acidos minerales fuertes y la recuperacion de los metales de estas disoluciones.

Se enfrasca tambien Van Helmont en la penosa tarea de atrapar las sustancias escurridizas que se escapan en numerosas transformaciones a las cuales bautizo con el termino de gases, derivado del griego «chaos». Asi aisla el gas liberado en la fermentacion del vino que identifica con el gas desprendido en la reaccion entre el carbonato de calcio y el acido acetico, al cual llama gas silvestre. Pero fueron los trabajos del primer quimico, el irlandes Robert Boyle (1627 – 1691), los que marcaron una nueva pauta.

En 1622 descubre, al estudiar el comportamiento que experimenta el volumen de los gases con las variaciones de la presion, la ley que llega a nuestros dias como ley de Boyle. En su libro «El quimico esceptico» se suprime el prefijo de la vieja alquimia pero la verdadera ruptura que propone con el pasado no se reduce a un cambio ortografico. A partir de el, los elementos no resultan deducidos del razonamiento especulativo, sino del criterio experimental de caracter primario en el sentido de no admitir una ulterior descomposicion.

El termino elemento, en este contexto, tiene un significado derivado de la practica y un sentido de provisionalidad que no seria superado hasta el siglo XX cuando se descubriera la naturaleza intima de los elementos quimicos. Aunque la actividad en este siglo esta pautada por la reestructuracion hacia el estudio de los gases y el enfoque experimental despojado de conjeturas y falsas expectativas, el merito por el descubrimiento de un tercer no-metal, el fosforo, corresponde al ultimo alquimista, Henning Brand (? – 169? ) al encontrarse buscando la piedra filosofal, entre otros medios, en la orina.

Se ha repetido que Newton (1642 – 1727) dedico ingentes esfuerzos a ensayos de transmutacion alquimista, justamente cuando tales ideas estaban en pleno decaimiento a fines del siglo XVII. Pero en rigor historico publico un ensayoen 1700 «On the nature of acids» y dejo incompleta una teoria «de la fuerza Quimica» que vino a conocerse un siglo despues de su muerte, ambos despojado del tinte alquimista y en plena correspondencia con su regla de oro para el razonamiento filosofico: «No se deben admitir otras causas que las necesarias para explicar los fenomenos».

El proximo siglo tendria en cuenta sus directrices. El siglo XVIII marca el inicio de la Quimica como ciencia experimental con los trabajos de la Escuela francesa encabezada por el eminente quimico Lois Antoine Lavoisier (1743-1794) que logran asentar el estudio de las reacciones quimicas sobre bases cuantitativas despojando definitivamente la investigacion en este campo de las nociones misticas de los alquimistas.

En otro polo del trabajo cientifico europeo, en Suecia, el desarrollo de la mineria y la mineralogia condiciono el surgimiento de una escuela de quimicos que a lo largo de este siglo realizara numerosos aportes en el analisis de minerales, en la comprension y gobierno de los procesos de su reduccion, enterrando definitivamente el ideal alquimista de transformar metales nobles en oro. Entre 1730 y 1782 se reportan los descubrimientos del cobalto, niquel, manganeso, manganeso, wolframio, titanio y molibdeno.

En poco mas de cincuenta anos se superaria el numero de metales descubiertos por mas de seis siglos de infructuosa busqueda alquimista. Con el paso del tiempo, estos metales se emplearian en la fabricacion de materiales estrategicos para el avance tecnologico. Dada la importancia practica de los procesos de combustion es comprensible que las primeras propuestas teoricas estuvieran enfiladas a explicar lo que acontecia durante la quema de los combustibles. Resulta sorprendente sin embargo que fueran tempranamente emparentados las reacciones de combustion y el enmohecimiento que sufrian los metales.

Corre la primera decada del siglo XVIII cuando surge la teoria del flogisto defendida por G. E. Stahl (1660-1734). Segun Stahl el flogisto podia considerarse como un elemento que se liberaba rapidamente por los combustibles al arder o lentamente durante el enmohecimiento de los metales. La tercera transformacion quimica, de maxima importancia en la epoca, la liberacion de los metales por reduccion de los minerales bajo la accion del carbon vegetal y el calor, era interpretada como una transferencia del flogisto desde el carbon hacia el mineral con lo cual el metal resultante se hacia rico en flogisto.

La aplicacion de estas concepciones a la interpretacion de los resultados experimentales obtenidos al estudiar reacciones en que participaban los gases condujo a no pocos errores y desviaciones del camino conducente a la explicacion objetiva de los hechos. Asi Henry Cavendish (1731-1810) al investigar con particular atencion las propiedades sobresalientes del gas liberado durante la reaccion del acido clorhidrico con algunos metales especulo sobre la posibilidad del aislamiento del propio flogisto. Al lanzar esta hipotesis se baso en dos de sus propiedades: era el gas mas ligero de los conocidos y presentaba una alta inflamabilidad.

El quimico escoces J. Black (1728-1799) estudiaba la descomposicion termica de la piedra caliza, advirtiendo que se formaba cal y se liberaba un gas. Llamo su atencion que la cal producida en esta reaccion, expuesta al aire regeneraba la caliza. Era la primera vez que se tenia una clara evidencia acerca de la reversibilidad de un proceso quimico y por otra parte se ponia de manifiesto que el aire debia contener al gas que luego se fijaba a la cal para «devolver» la caliza. Pero la concepcion del aire como elemento inerte impedia penetrar en la esencia del roceso. Nuevos resultados de Black al abordar la combustion de una vela en un recipiente cerrado serian otra vez malinterpretados. Fue comprobado que se liberaba el mismo gas que en la descomposicion de la caliza y que si este gas era colectado en un recipiente, en la atmosfera resultante tampoco se lograba reiniciar el proceso de combustion de la vela. En terminos de la teoria del flogisto se empanaba la lectura de los resultados, y se hacia ver que era obtenido un aire «saturado de flogisto» que impedia la combustion en su seno.

Su discipulo Daniel Rutherford (1749-1819) llevo mas lejos estos experimentosdemostrando que en un aire «saturado de flogisto» tampoco lograba sobrevivir un raton. Es la primera vez que se obtiene un nexo entre la combustion de una sustancia y la respiracion de un animal. Aclarar esta relacion exigia romper con la nocion de que el aire era un elemento inerte en el cual se portaba o transportaba el flogisto. Nuevas y relevantes aportaciones seria realizadas en la decada de 1770 – 1779, por el quimico ingles J.

Priestley (1738 – 1804). Formado para ser Ministro de una Iglesia se convierte en un brillante investigador de los gases. Constituye un ejemplo hombre de ciencia comprometido con un ideal politico, asi por su apoyo declarado a la Revolucion Francesa una turba enardecida en 1791 le quemo la casa y sus pertenencias. Prietsley comprobo que en una atmosfera compuesta por el gas liberado en la combustion de una vela (saturado de flogisto, donde moria un ratoncillo) podia vivir una planta.

Y algo mas sorprendente aun, el aire residual, que quedaba despues de largas horas de permanencia de una planta en su seno resultaba vivificante, pues en el un raton se mostraba especialmente activo y jugueton. Al mismo tiempo demostro que en este aire inicialmente «saturado de flogisto», y luego modificado por la accion de las plantas, los materiales ardian con mas facilidad. Por segunda ocasion en pocos anos los experimentos demostraban que un vinculo profundo existia entre combustion y respiracion.

Desde otro angulo, los resultados de Priestley resultaron los primeros indicios de que plantas y animales formaban un equilibrio quimico que hacia respirable la atmosfera de la tierra. La enorme significacion de este equilibrio ha sido lentamente comprendida por la humanidad. Pero en el siglo XVIII de nuevo la teoria del flogisto impuso una linea de pensamiento que hacia ver la obtencion de un aire desflogisticado, la antitesis del aire aislado por Rutherford.

Si Black obtuvo las evidencias de que la reaccion de descomposicion de la caliza era reversible, Prietsley demostraria que el solido formado durante la reaccion del aire con el mercurio, al calentarse regeneraba el mercurio y se liberaba un gas que podia colectarse por desplazamiento del agua y que mostraba las cualidades correspondientes al conocido aire vivificante («un aire desflogisticado»). Los experimentos de Cavendish, Black y Priestley tienen un denominador comun, pretenden penetrar en la comprension cualitativa de los fenomenos ue estudian, y por supuesto que al hacerlo despliegan una enorme imaginacion y creatividad. Lavoisier por estos anos investiga tambien los fenomenos quimicos pero al hacerlo se auxilia de las mediciones cuantitativas de las masas de las sustancias que participan en las reacciones. Cuando en 1774 Priestsley viaja a Paris y transmite a Lavoisier su descubrimiento del aire desflogisticado, al investigador frances se le hace claro que el aire no es un elemento inerte que recibe o entrega el principio sustancial conocido como flogisto, sino que el supuesto aire desflogisticado constituye un elemento.

Intentemos resumir sus interpretaciones a los hechos experimentales conocidos en la epoca: cuando metales como estano y plomo se calientan en un recipiente cerrado conteniendo aire se observa el aumento del peso del calcinado y la constancia del peso del sistema total, al tiempo que se crea un vacio parcial en el interior del recipiente y solo aproximadamente una quinta parte del volumen del aire se consume. La interpretacion de estos hechos es bien distinta a la de sus colegas britanicos.

Los metales no liberan flogisto al calcinarse sino que se combinan con un elemento componente del aire que se corresponde con el aire vivificante desflogisticado y de ahi su incremento en peso. A partir de entonces nombra este nuevo elemento gaseoso como oxigeno. Al componente gaseoso residual de la combustion correspondiente a las cuatro quintas partes en volumen del aire, caracterizado por su relativa inercia quimica (el aire flogisticado de Black) lo denomina nitrogeno.

Y por ultimo, al enigmatico gas inflamable de Cavendish que es capaz (segun comprobo experimentalmente en 1783) de arder produciendo vapores que condensan en forma de gotas de agua, lo llama hidrogeno. Quedaba resuelto asi, en terminos del reconocimiento de sustancias elementales determinadas, lo que Sthal pretendio identificar con el flogisto. En 1789 Lavoisier publico su «Tratado Elemental de Quimica» en el que expone su metodo cuantitativo para interpretar las reacciones quimicasy propone el primer sistema de nomenclatura para los compuestos quimicos del que aun perdura su caracter binomial.

Desdichadamente, cuatro anos mas tarde Lavoisier es ejecutado en la guillotina al ser acusado de verse relacionado con un grupo de recaudadores de impuestos que los revolucionarios franceses consideraron un instrumento de corrupcion de la odiada monarquia. Su amigo el celebre matematico M. Lagrange diria: «un segundo basto para separar su cabeza del cuerpo, pasaran siglos para que una cabeza como aquella vuelva a ser llevada sobre los hombros de un hombre de ciencias».

El siglo no cerraria sus puertas sin que un representante de la Escuela francesa Joseph L. Proust (1754 –1826) demostrara experimentalmente que las sustancias se combinan para formar un compuesto en proporciones fijas de masas, la llamada ley de las proporciones definidas. Una vez que fueran experimentalmente demostradas por los trabajos de Lavoisier las leyes ponderales que se verifican en las reacciones uimicas, se exigia de una teoria que explicara el comportamiento experimental observado. 3. Leyes y teorias primarias Hacia el ultimo tercio del siglo XIX, teniendo como escenario las sociedades de Norteamerica y en mayor o menor grado de los paises europeos, se experimenta lo que algunos consideran una Segunda Revolucion Industrialidentificada desde el punto de vista tecnologico por el dominio de la electricidad, el petroleo, y la naciente industria quimica.

A diferencia de momentos anteriores, en los que la practica, el saber hacer, precedia significativamente a la teoria, ahora la fuerza de los saberes de las nacientes ciencias impulsan y establecen un complejo tejido de interaccion con la tecnologia. La aplicacion de los inventos de Volta permiten el descubrimiento y aislamiento de un numero significativo de elementos quimicos; la aparicion de los primeros productos sinteticos (colorantes y otros) condiciona el desarrollo de una nueva industria que persigue superar las cualidades de los productos naturales conocidos hasta el presente.

En esta compleja dialectica al filo de la necesidad y la casualidad, siendo portadores de los progresos determinadas personalidades historicas que fueron creando comunidades (Sociedades Cientificas), en las naciones que encabezan el desarrollo monopolista de la epoca, se desarrollan las primeras leyes y teorias de esta ciencia. Una vez que en el siglo XVIII fueran experimentalmente establecidas las leyes ponderales de las reacciones quimicas, se exigia una teoria que explicara el comportamiento observado.

El inicio de este siglo veria aparecer la obra Nuevo sistema de filosofia quimica, en la que el quimico ingles John Dalton (1766 – 1844) expondria su teoria atomica. Al postular la existencia de los atomos como particulas indivisibles en las reacciones quimicas parece que se retorna a las ideas de los atomistas griegos, mas de dos mil anos atras pero la mecanica de Newtonse refleja tambien en la primera teoria moderna de la Quimica, al atribuir como propiedad distintiva de los atomos su masa.

A partir de este momento, las diferencias observadas en las propiedades de los elementos se pretenden relacionar con el peso atomico. Esta teoria era capaz de explicar la ley de las proporciones definidas en que se combinan las sustancias, en terminos de la combinacion de un numero determinado de atomos o atomos compuestos (moleculas diriamos hoy segun la propuesta de Avogadro) en una reaccion dada.

Por otro lado la capacidad predictiva de esta teoria se manifiesta en la ley de las proporciones multiples: como quiera que la reaccion entre A y B para dar diferentes compuestos implica la combinacion de atomos de A y B en una relacion necesariamente entera y particular en cada caso, se puede derivar que «los pesos de una sustancia A que se combina con un peso dado de B para dar diferentes sustancias se han de encontrar en una relacion de numeros enteros sencillos».

El propio Dalton se encarga de comprobar experimentalmente la validez de esta prediccion. Al tiempo que los postulados de la teoria daltoniana demostraron su capacidad explicativa y predictiva definieron los principales problemas que senalan el derrotero de las investigaciones de los quimicos en este siglo: ?Como determinar los pesos atomicos de los elementos quimicos? ?Como descubrir nuevos elementos, desarrollar metodos para su aislamiento y preparacion? Como determinar las formulas de las sustancias y cual sistema de simbolos proponer para reflejar simplificadamente el enlazamiento entre los atomos? La determinacion de los pesos atomicos fue basada en los resultados de los metodosfisicos mas avanzados de estos tiempos, adoptando una escala relativa con respecto al atomo de oxigeno (elemento que se combina con la mayoria de los elementos conocidos para dar lugar a las combinaciones binarias).

Un cambio de paradigma en el estudio sistematico de las propiedades de los elementos quimicos fue dado por el descubrimiento de la Ley Periodica de los elementos quimicos. En 1869, el quimico ruso D. Mendeleev (1834 – 1907) defendio la tesis de que una variacion regular en las propiedades de los elementos quimicos se podia observar si estos se ordenaban en un orden creciente de los pesos atomicos.

La edificacion de la tabla periodica de Mendeleev no solo dio lugar a la clasificacion de los elementos quimicos en familias o grupos sino que posibilito la prediccion de la existencia de elementos quimicos aun no descubiertos y de las propiedades que estos debian exhibir. La sorprendente correspondencia entre estas predicciones y los descubrimientos de nuevos elementos que se producirian en los anos subsiguientes demostro la validez de la ley periodica y constituyo un estimulo para la realizacion de estudios de nuevas correlaciones en la tabla propuesta.

Su fama por estas realizaciones del intelecto no han dejado espacio para el conocimiento del hombre que a los 56 anos de edad renuncia a su catedra universitaria en rechazo a la dictadura zarista. Una segunda direccion observada en la investigacion se relaciona con el descubrimiento de nuevos elementos quimicos, toda vez que tales sustancias constituian los bloques unitarios a partir de los cuales se formaba la amplia variedad de los compuestos quimicos.

Si en la Antiguedad fueron conocidos siete elementos metalicos (oro, plata, hierro, cobre, estano, plomo y mercurio) y dos no metales (carbono y azufre); el esfuerzo de la alquimia medieval sumo el conocimiento de otros cinco (arsenico, antimonio, bismuto, zinc y fosforo); y el siglo XVIII, con el estudio de los gases, dejo como fruto el descubrimiento de cuatro nuevos elementos (hidrogeno, oxigeno, nitrogeno y cloro) mientras el analisis de minerales aportaba la identificacion de nueve metales (cobalto, platino, niquel, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, titanio y plomo); en total a las puertas del siglo XIX eran conocidos 27 elementos quimicos. Hacia 1830, se conocian cincuenta y cinco elementos, es decir se habia duplicado en treinta anos la cifra de elementos descubiertos en mas seis milenios de practica humana. Dos factores contribuyeron de forma decisiva a ste vertiginoso crecimiento: la aplicacion del invento de Volta, la pila de corriente electrica, para conducir la descomposicion de las sustancias; y la introduccion de las tecnicas espectrales al analisis de muestras de minerales convenientemente tratadas. El principal problema que quedaba pendiente de ser resuelto consistia en aclarar la forma en que se enlazan los atomos en la estructura particular de la sustancia y edificar un sistema de simbolos y notaciones que permitieran una comunicacion universal. El sistema jeroglifico de representacion de los elementos quimicos heredado de la alquimia fue sustituido por un sistema mas racional de notacion simplificada que se asocia a la representacion de una o dos letras iniciales (con frecuencia derivada de los nombres en latin, plata = argentum, Ag). Este sistema de notacion fue propuesto por el quimico sueco Jons J.

Berzelius (1779 – 1844), considerado uno de los fundadores de la Quimica, quien descubriera tres elementos quimicos(selenio, cerio y torio) y aplicara los metodos mas refinados de determinacion de pesos atomicos en la epoca. En el mundo de las sustancias organicas este periodo inicial representa el predominio del analisis sobre la sintesis. En tanto los estudios analiticos responden a una linea de pensamiento debidamente formulada, los resultados sinteticos aparecen con frecuencia atravesados por la casualidad. La complejidad de los compuestos organicos hacia mas dificil la busqueda de regularidades que permitieran un principio de clasificacion. Dos hechos que esultaban especialmente significativos se asocian al descubrimiento de los isomeros estructurales, sustancias que respondiendo a la misma formula de composicion difieren en sus propiedades, y de los isomeros opticos, sustancias que solo se distinguen en el sentido que hacen girar el plano de polarizacion de la luz polarizada, por L. Pasteur (1822 – 1895). Para los investigadores de la epoca tales diferencias debian encontrar respuestas en el diferente ordenamiento de los atomos en la estructura molecular. Correspondio al quimico aleman F. A. Kekule (1829 – 1896) edificar los principios en que se basaron la primera teoria sobre la estructura molecular de los compuestos organicos. Kekule se graduo de arquitecto en la Universidad pero se sintio fascinado por la determinacion de la arquitectura molecular de las sustancias organicas y paso a la historia por el establecimiento de la estructura del benceno, una verdadera pesadilla para los quimicos del siglo XIX.

Aun desconociendo la naturaleza del enlace quimico propuso un ordenamiento segun la valencia de los atomos en la estructura molecular de las sustancias. En lo esencial esta forma de representacion en el plano de las formulas estructurales de las moleculas llega hasta nuestros dias y permitio la estructuracion de las familias organicas de acuerdo con la presencia de determinados grupos funcionales. El problema de la explicacion estructural de los isomeros opticos debio esperar por la comprension de la orientacion espacial de los atomos en la estructura de las moleculas y un primer paso en esta direccion fue dado por el quimico holandes Jacobus H.

Van’t Hoff (1852 – 1911) al proponer la orientacion tetraedrica de las valencias en el atomo de carbono, que da nacimiento a la estereoquimica como rama que se ocupa de definir la geometria molecular de las sustancias. Tanto en el estudio de las sustancias del mundo inorganico (segun la clasificacion propuesta por Berzelius en este siglo) como en las investigaciones de las sustancias organicas se advierte, como un imperativo de la logica interna de esta ciencia, el predominio en un primer momento del metodo analitico. Las investigaciones en el campo de los compuestos organicos debieron en lo fundamental constrenirse al aislamiento y posterior caracterizacion de determinadas sustancias provenientes de materiales vegetales o animales.

Asi, en 1817 se logra aislar la clorofila; el tratamiento hidrolitico de la gelatina conducido en 1820 evidencia que esta proteina esta constituida por un pequeno aminoacido, la glicina; y en 1834 se reporta la separacion de la celulosa de la madera quedando demostrado que la hidrolisis energica de este material produce unidades de azucares simples. Berzelius, ante la complejidad observada por las sustancias organicas desarrolla la teoria del vitalismo, segun la cual los tejidos vivos debian disponer de una fuerza vital para la produccion de las sustancias organicas. La extension de estas nociones en el mundo academico de la epoca desalento por un tiempo la investigacion en el campo de la sintesis. Pero ya en 1828 l pedagogo y quimico aleman Friedrich Wohler (1800 – 1882), sin proponerselo, descubre que el calentamiento de una sal (cianato amonico) producia la urea (un producto de excrecion del metabolismo animal ya conocido por entonces), con lo cual el vitalismo recibe su primer golpe. No fue casual su aportacion menos reconocida pero que aun hoy se aplica, al desarrollar el metodo de producir el acetileno a partir del carburo de calcio. Debieron pasar varias decadas para que, primero A. W. Kolbe (1818 – 1884), discipulo de Wohler, y luego Pierre E. M. Berthelot (1827 – 1907), lograran la sintesis de moleculas organicas simples (como el metanol, etanol y otras) a partir de las propias sustancias elementales de naturaleza inorganica que los constituyen.

Un golpe de muerte definitivo recibiria el vitalismo cuando el propio Berthelot, aprovechando los resultados del estudio hidrolitico de las grasas (no casualmente la familia con la mas simple estructura de la gran triada grasas, carbohidratos y proteinas), se propuso la sintesis de una grasa a partir de un solo tipo de acido carboxilico (graso) y la glicerina obteniendo una grasa «sintetica» con propiedades similares a la grasa natural estearina. Berthelot encarna el necesario personaje que debe combinar el trabajo cientifico al mas alto nivel, con responsabilidades publicas. En particular ocupa cargos durante mas de una decada en el panorama educativo frances hasta llegar a Ministro de Instruccion Publica. Ademas sustituyo a Pasteur como secretario vitalicio de la Academia Francesa de la Ciencia. Quedo demostrado la metodologia a seguir en el proceso de aprehension del conocimiento de las sustancias organicas complejas: primero dilucidar, mediante el analisis, la estructura y luego probar las rutas de su sintesis. El terreno quedaba fertilizado para empenos mayores.

Pero hacia la mitad del siglo Pasteur, con razon presentado como quimico y biologo, funda en la Universidad de Lille la Facultad de Ciencias que se habia creado, en parte, como medio para aplicar la ciencia a los problemas de la fabricacion de bebidas alcoholicas. Para la Francia de entonces la acidificacion del vino y la cerveza constituia un grave problema economico. Los resultados de su investigacion dan respuesta a los problemas planteados y representan las bases de una nueva ciencia, la microbiologia. Los problemas socioeconomicos de un contexto, el desarrollo de la epoca, y el talento de Pasteur constituyeron fuerzas motrices para desatar un complejo proceso de integracion y diferenciacion que inicia el desarrollo de la Bioquimica.

La tercera tendencia que se advierte corresponde a la configuracion de las disciplinas que abarcan las relaciones entre las reacciones quimicas y las diferentes formas de energia: esto es, se gestan las leyes de la Termodinamica Quimica, la Electroquimica y la Cinetica Quimica. El dominio del fuego constituyo desde siempre una necesidad de la civilizacion humana. En el siglo XVIII alli donde se inicia la quimica como ciencia experimental, los estudios mas sobresalientes se relacionan con estudios sobre las reacciones de combustion. Pero lo que hoy llamamos el estudio de las relaciones entre el acto quimico y el calor involucrado data del siglo XIX.

El nacimiento de la Termoquimica esta marcado por los trabajos de G. H. Hess (1802 – 1850) que demuestran que el calor implicado en una transformacion quimica solo depende del estado inicial y final del sistema y no de las etapas por las que este proceso pueda ser efectuado. Constituye la ley de Hess publicada en 1840 expresion del principio mas universal de transformacion y conservacion de la energia. En 1876 corresponde a Josiah Gibbs (1839 – 1910) el merito de relacionar en un cuerpo teorico coherente, las tres magnitudes que caracterizan en terminos termodinamicos un proceso quimico: la variacion de energia libre, la variacion de entalpia y la variacion de entropia.

A partir de entonces la Termodinamica se convierte en una disciplina de capacidad predictiva para evaluar la tendencia de una reaccion a verificarse en una direccion dada. En otras palabras, la reversibilidad del fenomeno quimico a partir de entonces comienza a tratarse en terminos cuantitativos. Con el nacimiento del siglo A. G. Volta (1745 – 1827), sin comprender aun la naturaleza de su invencion, demuestra la posibilidad de generar corriente electrica a partir de un sistema quimico. Poco tiempo despues la corriente electrica es empleada por W. Nicholson (1753 – 1815) para provocar el proceso opuesto: la descomposicion electroquimicadel agua acidulada. Y ya en 1832, M. Faraday (1791 – 1877) deduce, apoyado en resultados experimentales, las leyes cuantitativas de la electrolisis de las disoluciones acuosas.

En la otra vertiente, la produccion de energia electrica a partir del fenomeno quimico, se dan importantes avances. En 1836 se inventa la pila de Daniell y hacia mediados de la centuria se idean primero el acumulador electrico y luego la pila seca. Sin embargo una comprension de los complejos fenomenos electroliticos exigio el desarrollo de la teoria de la disociacion electrolitica, formulada por un joven en la defensa de su tesis doctoral. Esta tesis recibiria la minima calificacion del Tribunal y la maxima de la Historia de la Ciencia. El joven sueco Svante A. Arrhenius (1859 -1927) recibio el premio Nobel de Quimica en 1903, y su teoria apoyo el despegue de una nueva rama del saber quimico: la electroquimica.

Un momento estelar en la aplicacion de la electroquimica a la tecnologia viene representado por la produccion del aluminio a partir de tecnicas electroliticas (1886). Hasta este momento el aluminio constituia un metal de escaso uso por las dificultades presentadas en la reduccion de su oxido, a partir de entonces por su ligereza y la inercia quimica de la fina capa de oxido que lo recubre se convierte en un material ideal para las conquistas tecnicas que se vienen gestando. Otra esencia de las reacciones quimicas que comienza a ser investigada en el ocaso del siglo XIX es el problema de la rapidez con que estas se manifiestan. Comprender los factores que inciden sobre la rapidez a la que se verifica una transformacion quimica presupone la capacidad de gobernarla convenientemente.

La experiencia demostraba que, por ejemplo, la hidrolisis del almidon se aceleraba por la presencia de acidos, y un efecto semejante era producido tambien por un producto aislado de las levaduras, la diastasa. El primer peldano en la edificacion de la teoria de la cinetica quimica fue puesto por el propio Arrhenius quien en 1889 estudia la correlacion existente entre la rapidez con que se efectua una reaccion quimica y la temperatura. Los resultados experimentales le permiten deducir una nueva magnitud, la energia de activacion. Este concepto conduce a la elaboracion de la teoria de las colisiones efectivas como forma de interpretacion de las reacciones quimicas a partir de las nociones de la teoria atomico – molecular de la constitucion de las sustancias.

Por ultimo podemos apreciar que el siglo cierra sus puertas con la que fuera una de sus iniciales tendencias, los descubrimientos de nuevos elementos quimicos. Pero esta vez, Sir William Ramsay (1852-1916), premio Nobel en 1904, debio enfrentarse al dificil problema de aislar de la atmosfera aquellos gases caracterizados por su extraordinaria inercia quimica comenzando por el que esta en mayor abundancia relativa, el argon (del griego Argos, noble). Y trabajando en el otro extremo de la cuerda, el quimico frances Henri Moissan (1852-1907), premio Nobel de Quimica en 1906, consigue aislar el elemento mas electronegativo y por tanto de reactividad extraordinaria, el fluor.