Procedencia de las fotos de científicos:

Sitiio WEB ¨Histoire de la Chimie.

http://histoirechimie.free.fr/

(A excepción de las indicadas)

La Torre Eiffel  que levanta unas  seis mil trescientas toneladas de hierro forjado en 18.000 piezas, a unos 300 m de altura  para la Exposición Universal de París de 1889, acaso queda como exponente de una nueva monumentalidad perteneciente a esta época de esplendor del acero. Hasta hoy sigue dominando el cielo de París.

Justus von Liebig fundó en Giessen el primer instituto dedicado al doble propósito de la enseñanza y la investigación. Liebig se considera además el pionero de la química agrícola y su teoría sobre los nutrientes minerales aún hoy tienen vigencia. La actual Universidad de Giessen no olvida la decisiva contribución de Liebig al liderazgo de la Química alemana durante todo el siglo XIX, y lleva en la actualidad su nombre.

Nacen las ideas atomistas en el campo de la reflexión filosófica de los griegos. Renacen en el siglo XVII con la hipótesis mecanicista de Descartes,  cristalizan en el  XIX en el ámbito de la Química con los postulados de Dalton para explicar las reacciones entre las sustancias,  y penetran ya en las postrimerías del propio siglo XIX en el  universo de la Física, al descubrir, en los experimentos conducidos con los tubos de descarga, los rayos catódicos.

D. Mendeleev es muy conocido por su extraordinaria predicción de la existencia de nuevos elementos a partir de la Ley Periódica que descubre, pero es menos reconocido por su postura antizarista que lo lleva ya con 56 años a la renuncia a su cargo de catedrático universitario.

El 3 de setiembre de 1860 fue un día memorable en el desarrollo de la Química: se inauguraba un congreso con la participación de 140 químicos de diferentes países . Los conceptos de átomos, molécula y equivalente fueron discutidos y, a falta de consenso, ¡sometidos a votación! El papel esclarecedor de las ideas defendidas por el italiano Stanislao Cannizaro (1826 -1910) fue reconocido por las autoridades más competentes de la época. Cannizaro, que obtuvo su primera formación en Palermo, a los 21 años participó en la rebelión de Sicilia y después de su aplastamiento emigró a Francia.  Más tarde, en el propio 1760 se une a Garibaldi.

Pasteur no fue un estudiante destacado en  Química, mereció incluso  la calificación de mediocre en su Tesis de Grado. Sin embargo como investigador alcanza celebridad y en 1854  funda en  la Universidad de Lille la Facultad de Ciencias con un doble objetivo, el académico y  el investigativo para resolver los problemas prácticos de las industrias de la región, en especial de la industria de los célebres vinos del Mosela.   Los problemas socioeconómicos de un contexto, el desarrollo de la época  y el talento de Pasteur constituyeron fuerzas motrices para desatar un complejo proceso   que inicia el desarrollo de nuevas disciplinas en las cuales su actividad brilla como protagonista principal. 

Wöhler en 1828 asestó un duro golpe a la teoría del vitalismo al sintetizar la urea, un producto orgánico,  a partir de una sal inorgánica. Se abre paso una época en que en el laboratorio químico se intenta con éxito replicar la labor de la naturaleza y aún superarla. El desafío actual es garantizar que este asunto siempre sea abordado con una base ética.

Pierre Berthelot supo combinar el trabajo científico al más alto nivel, con la labor de alto funcionario de la Educación en Francia, desde Inspector General hasta Ministro de Instrucción Pública durante toda una década.   Además sustituyó a Pasteur como secretario vitalicio de la Academia Francesa de la Ciencia. 

Escenario sociohistórico en que tiene lugar el movimiento científico del siglo XIX.

Ni la Santa Alianza, concertada en el Congreso de Viena (1815) luego de la derrota definitiva en Waterloo de las tropas bonapartistas, ni las monarquías “legítimas” restauradas para supuestamente lograr la estabilidad europea consiguieron detener los profundos procesos en constante aceleración del desarrollo de las relaciones capitalistas.

En tales circunstancias históricas, se suceden apenas iniciado el siglo, como en reacción en cadena, aquellas invenciones que producirían primero una revolución en el transporte  marítimo y terrestre.

En unos treinta años desde que el ingeniero norteamericano Robert Fulton (1765 - 1815) inventara el  buque accionado por el vapor, la travesía por el Atlántico para enlazar los puertos industriales de América y Europa se convertiría en un recorrido de unos catorce días. 

Por estos tiempos, el transporte terrestre experimenta el nacimiento y meteórico desarrollo del ferrocarril. Si en 1814 el ingeniero inglés autodidacta George Stephenson (1781 – 1848) construye la primera locomotora a vapor, hacia 1870 doscientos diez mil kilómetros de vía férrea enlazaban los principales nudos y núcleos poblacionales del  mundo industrializado.

Este fantástico incremento de la actividad del transporte trajo incontables consecuencias: abarató el traslado de las materias primas hacia las fábricas y de los productos industriales hacia los mercados de venta, contribuyó al crecimiento del mercado interior y exterior,  aumentó la necesidad de metal y de combustible y por tanto impulsó las industrias correspondientes y los procesos de industrialización de una serie de países.

Concurrente con un período de desarrollo relativamente pacífico de la sociedad capitalista europea, las postrimerías del siglo XIX se caracterizan por un crecimiento del empleo del acero que hace legítimo en cierta medida el bautizo de esta época como era del acero.  Entre 1870 y 1900 la producción del acero aumentó en 56 veces.  

Pero el sello de un nuevo paradigma en este siglo se asocia con la revolución en las comunicaciones y una nueva ola de invenciones en el transporte que están precedidas esta vez por los colosales descubrimientos de la Física en el área del electromagnetismo. A diferencia de momentos anteriores, en los que la práctica, el saber hacer, precedía significativamente a la teoría, ahora la fuerza de los saberes de las nacientes ciencias impulsan y establecen un complejo tejido de interacción con la tecnología. Si la máquina de vapor apareció en escena antes de la elaboración de la teoría de los procesos térmicos, la construcción del motor eléctrico resultó posible solamente después de los avances de la teoría del electromagnetismo. El dominio de una nueva forma de energía, la energía eléctrica inauguraba toda una época en el desarrollo de la sociedad. 

El estreno del telégrafo y del teléfono y su rápida difusión,  la grabación del sonido y la primera producción del fonógrafo,  la instalación de las primeras plantas eléctricas  y la iluminación de las ciudades con esta energía representan signos de los colosales cambios que se operan a la vista de una generación.

El tranvía eléctrico como forma de transporte público y el invento de la locomotora eléctrica, unidos a los primeros prototipos de móviles accionados por motores de combustión interna son los exponentes de la nueva oleada de equipos de transporte.  

No terminaría el siglo sin que  las ondas hertzianas comunicaran a través del Canal de la Mancha a Inglaterra y Francia.

En una compleja dialéctica, al filo de la necesidad y la casualidad, siendo portadores de los progresos determinadas personalidades históricas que fueron fortaleciendo el papel de las comunidades (Sociedades Científicas), en contextos sociales principalmente dados por las naciones que encabezan el desarrollo monopolista de la época, se desarrollan firmemente las ciencias.

 Teorías Primarias y nuevos productos sintéticos para la industria química naciente.

En el campo de las Ciencias Químicas, el siglo XIX es prolijo en adelantos que van desde los primeros elementos de la teoría atómica y estructural, hasta las bases de la síntesis orgánica.

Se profundiza en este siglo la interacción entre una industria química naciente y los primeros laboratorios de investigación y enseñanza. Hasta entonces la instrucción en el campo de la Química tenía como principales protagonistas a médicos y aficionados con recursos propios, pero a partir de ahora se inicia un sistema de educación química al abrirse cátedras en las Universidades. Pionero en esta etapa fundacional es el químico alemán Justus von Liebig, que abre en Giessen, el primer centro de investigación y enseñanza de la Química. Alemania pronto se convertía en nación líder del desarrollo de esta ciencia y de la industria que ella apoya. Los laboratorios de tales industrias en franco desarrollo necesitaban del personal calificado, egresado de las Universidades y de la asesoría del personal docente. En el marco de esta creciente interacción surgen hacia finales del siglo XIX los grandes consorcios tintoreros y farmacéuticos que otorgaron a Alemania hasta la I Guerra Mundial el liderazgo científico – técnico en la Química.

Desde el punto de vista de su autodesarrollo, una vez que en el siglo XVIII fueran experimentalmente establecidas las leyes ponderales de las reacciones químicas, se exigía una teoría que explicara el comportamiento observado. El inicio de este siglo vería aparecer  la obra Nuevo sistema de filosofía química, en la  que el químico inglés John Dalton (1766 – 1844) expondría su teoría atómica.

Al postular la existencia de los átomos como partículas indivisibles en las reacciones químicas parece que se retorna a las ideas de los atomistas griegos pero la mecánica de Newton se refleja también en  la primera teoría moderna de la Química, al atribuir como propiedad distintiva de los átomos su masa. A partir de este momento, las diferencias observadas en las propiedades de los elementos se pretenden relacionar con el peso atómico.

Esta teoría era capaz de explicar la ley de las proporciones definidas en que se combinan las sustancias, en términos de la combinación de un número determinado de átomos o átomos compuestos (moléculas diríamos hoy según la propuesta de Avogadro) en una reacción dada. Por otro lado la capacidad predictiva de esta teoría se manifiesta en la ley de las proporciones múltiples: como quiera que la reacción entre  A y B  para dar diferentes compuestos implica la combinación de átomos de A y B en una relación 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 relación de números enteros sencillos”. El propio Dalton se encarga de comprobar experimentalmente la validez de esta predicción.  

Al tiempo que los postulados de la teoría daltoniana demostraron su capacidad explicativa y predictiva definieron los principales problemas que señalan el derrotero de las investigaciones de los químicos en este siglo:

¿Cómo determinar los pesos atómicos de los elementos químicos?

¿Cómo descubrir nuevos elementos, desarrollar métodos para su aislamiento y preparación?

¿Qué sistema de símbolos adoptar para representar las fórmulas de las sustancias elementales y compuestas como reflejo simplificado de la estructura de las sustancias?

La determinación de los pesos atómicos fue basada en los resultados de los métodos físicos más avanzados de estos tiempos, adoptando una escala relativa con respecto al átomo de oxígeno (elemento que se combina con la mayoría de los elementos conocidos para dar lugar a las combinaciones binarias).

Un cambio de paradigma en el estudio sistemático de las propiedades de los elementos químicos fue dado por el descubrimiento de la Ley Periódica de los elementos químicos. En 1869, el químico ruso D. Mendeleev (1834 – 1907)  defendió la tesis de que una variación regular en las propiedades de los elementos químicos se podía observar si estos se ordenaban en un orden creciente de los pesos atómicos. La edificación de la tabla periódica de Mendeleev no solo dio lugar a la clasificación de los elementos químicos en familias o grupos sino que posibilitó la predicción de la existencia de elementos químicos aún no descubiertos y de las propiedades que estos debían exhibir. La sorprendente correspondencia entre estas predicciones y los descubrimientos de nuevos elementos que se producirían en los años subsiguientes demostró la validez de la ley periódica y constituyó un estímulo para la realización de estudios de nuevas correlaciones en la tabla propuesta.

Una segunda dirección observada en la investigación se relaciona con el descubrimiento de nuevos elementos químicos, toda vez que tales sustancias constituían los bloques unitarios a partir de los cuales se formaba la amplia variedad de los compuestos químicos.

Si en la Antigüedad fueron conocidos siete elementos metálicos (oro, plata, hierro, cobre, estaño, plomo y mercurio) y dos no metales (carbono y azufre); el esfuerzo de la alquimia medieval sumó el conocimiento de otros cinco (arsénico, antimonio, bismuto, zinc y fósforo); y el siglo XVIII, con el estudio de los gases, dejó como fruto el descubrimiento de cuatro nuevos elementos (hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y cloro) mientras el análisis de minerales aportaba la identificación de nueve metales (cobalto, platino, níquel, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, titanio y plomo); en total a las puertas del siglo XIX eran conocidos 27 elementos químicos. Hacia 1830, se conocían cincuenta y cinco elementos, es decir se había duplicado en treinta años la cifra de elementos descubiertos en más seis milenios de práctica humana.

Dos factores contribuyeron de forma decisiva a este vertiginoso crecimiento en los elementos conocidos: la aplicación de la pila de corriente eléctrica, para conducir la descomposición de las sustancias; y la introducción de las técnicas espectrales al análisis de muestras de minerales convenientemente tratadas.

El principal problema epistemológico que quedaba pendiente de ser resuelto consistía en aclarar la forma en que se enlazan los átomos en la estructura particular de la sustancia y edificar un sistema de símbolos y notaciones que permitieran una comunicación universal.

El sistema jeroglífico de representación de los elementos químicos heredado de la alquimia fue sustituido por un sistema más racional de notación simplificada que se asocia a la representación de una o dos letras iniciales (con frecuencia derivada de los nombres en latín, plata = argentum, Ag). Este sistema de notación fue propuesto por el químico sueco Jöns J. Berzelius (1779 – 1844), considerado uno de los fundadores de la Química, quien descubriera tres elementos químicos (selenio, cerio y torio) y aplicara los métodos más refinados de determinación de pesos atómicos en la época.

En el mundo de las sustancias orgánicas este período inicial representa el predominio del análisis sobre la síntesis. En tanto los estudios analíticos responden a una línea de pensamiento debidamente formulada, los resultados sintéticos aparecen con frecuencia atravesados por la casualidad.

La complejidad de los compuestos orgánicos hacía más difícil la búsqueda de regularidades que permitieran un principio de clasificación.

Dos hechos que resultaban especialmente significativos se asocian al descubrimiento de los isómeros estructurales, sustancias que respondiendo a la misma composición difieren en sus propiedades, y de los isómeros ópticos, sustancias que sólo se distinguen  en el sentido que hacen girar el plano de polarización de la luz polarizada, por L. Pasteur (1822 – 1895).  Para los investigadores de la época  tales diferencias debían encontrar respuestas en el diferente ordenamiento de los átomos en la estructura molecular.

Correspondió al arquitecto alemán F.A. Kekulé (1829 – 1896), devenido en químico y principal arquitecto de la estructura molecular de los compuestos orgánicos,  edificar los principios de la primera teoría estructural. Aún desconociendo la naturaleza del enlace químico propuso un ordenamiento, según la valencia de los átomos, en la estructura molecular de las sustancias. En lo esencial esta forma de representación en el plano de las fórmulas estructurales de las moléculas llega hasta nuestros días y permitió la estructuración de las familias orgánicas de acuerdo con la presencia de determinados grupos funcionales.

El problema de la explicación estructural de los isómeros ópticos debió esperar por la comprensión de la orientación espacial de los átomos en la estructura de las moléculas y un primer paso en esta dirección fue dado por el químico holandés Jacobus H. Van’t Hoff (1852 – 1911) al proponer la orientación tetraédrica de las valencias en el átomo de carbono, que  da nacimiento a la estereoquímica como rama que se ocupa de definir la geometría molecular de las sustancias.    

Tanto en el estudio de las sustancias del mundo inorgánico (según la clasificación propuesta por Berzelius en este siglo) como en las investigaciones de las sustancias orgánicas se advierte, como un imperativo de la lógica interna de esta ciencia, el predominio en un primer momento del método analítico.

Las investigaciones en el campo de los compuestos orgánicos debieron en una primera etapa al aislamiento y posterior caracterización de determinadas sustancias provenientes de materiales vegetales o animales. Así, en 1817 se logra aislar la clorofila; el tratamiento hidrolítico de la gelatina conducido en 1820 evidencia que esta proteína está constituida por un pequeño aminoácido, la glicina; y en 1834 se reporta la separación de la celulosa de la madera quedando demostrado que la hidrólisis enérgica de este material produce unidades de azucares simples.

Berzelius, ante la complejidad observada por las sustancias orgánicas desarrolla la teoría del vitalismo, según la cual los tejidos vivos debían disponer de una fuerza vital para la producción de las sustancias orgánicas. La extensión de estas nociones en el mundo académico de la época desalentó por un tiempo la investigación en el campo de la síntesis.

Pero ya en 1828 el pedagogo y químico alemán Friedrich Wöhler (1800 – 1882), sin proponérselo, descubre que el calentamiento de una sal (cianato amónico) producía la urea (un producto de excreción del metabolismo animal ya conocido por entonces), con lo cual el vitalismo recibe su primer golpe. No fue casual su aportación menos reconocida pero que aún hoy se aplica, al desarrollar  el método de producir el acetileno a partir del carburo de calcio.

Debieron pasar varias décadas para que, primero A. W. Kolbe (1818 – 1884), discípulo de Wöhler, y luego Pierre E. M. Berthelot (1827 – 1907), lograran la síntesis de moléculas orgánicas simples (como el metanol, etanol y otras) a partir de las propias sustancias elementales de naturaleza inorgánica que los constituyen.

Un golpe de muerte definitivo recibiría el vitalismo cuando el propio Berthelot, aprovechando los resultados del estudio hidrolítico de las grasas (no casualmente la familia con la más simple estructura de la gran tríada grasas, carbohidratos y proteínas), se propuso la síntesis de una grasa a partir de un solo tipo de ácido carboxílico (graso) y la glicerina obteniendo una grasa “sintética” con propiedades similares a la grasa natural  estearina. Quedó demostrado la metodología a seguir en el proceso de aprehensión del conocimiento de las sustancias orgánicas complejas: primero dilucidar, mediante el análisis, la estructura y luego probar las rutas de su síntesis. El terreno quedaba fertilizado para empeños mayores.

La casualidad se empeñaría no obstante en contribuir al desarrollo de la Química. Cuando a mediados de siglo, el famoso químico alemán Augusto W. Hofmann (1818 -1892) fuera invitado a Inglaterra para fundar la primera Escuela Superior de Química británica, nadie podría imaginar que tres años más tarde, en el verano de 1856,  un discípulo de 18 años William H. Perkin (1838 – 1907), obtuviera la primera patente por la fabricación de un colorante sintético. El colorante fue el resultado del tratamiento de la anilina con un oxidante enérgico (la anilina había sido aislada por Hofmann en el alquitrán de hulla) cuando Perkin se encontraba intentando obtener por vía sintética la quinina. Se abriría un nuevo capítulo, iniciado más de un milenio atrás por los antiguos fenicios, la producción de colorantes y tintes sintéticos que superaban a los naturales por sus propiedades y costos.

Más espectacular que la fabricación del primer colorante sintético resultó la invención de la primera materia plástica del mundo. Impulsado por el interés de hacerse de la recompensa ofrecida para quien describiera la forma de fabricar un material que sustituyera el marfil en la producción de bolas de billar el joven John Hyatt con solo 18 años y sin ninguna preparación en Química logra en 1865 producir,  mediante el tratamiento con calor y presión de una mezcla de nitrocelulosa (sustancia explosiva), alcanfor y alcohol, el celuloide. Cinco años más tarde John y su hermano Isaías inauguran en Nueva York la primera fábrica de celuloide del mundo. Nacían los objetos plásticos y traían, junto a las propiedades atractivas de estas sustancias, un imperdonable defecto: la vida oculta de la nitrocelulosa le hacía ser inflamable e incluso podía estallar. Mejorar las propiedades de estos materiales parecía una tarea del orden del día, pues entre otros objetivos de la época se imponía la obtención de nuevos materiales para grabar imágenes y sonidos. Es necesario apuntar que ya en 1826 el principio de la fotografía es descubierto por el químico francés N. Niepce; en 1877, Edison inventa el fonógrafo;  en el 1888, Eastman patenta la película fotográfica y el cierre de esta etapa, antes de terminar el siglo, vendría representado por la invención del cinematógrafo por los hermanos Lumiere (1895). Sin embargo abría que esperar hasta el siglo siguiente para que la deficiencia del celuloide fuera superada al sustituirse la nitrocelulosa por la acetilcelulosa, y para que los trabajos de Baekeland traerán  la segunda materia plástica sintética: la bakelita.       

Conjuntamente con el interés despertado por la síntesis de los colorantes,  los científicos y las nacientes empresas químicas, principalmente alemanas, comenzaron a manifestar un gran interés por la síntesis de sustancias con acción fisiológica y propiedades curativas. Kolbe, en 1886 había obtenido la sal sódica del ácido salicílico que resultó ser un calmante efectivo pero su ingestión traía serias secuelas digestivas. Los químicos de la empresa química de Baeyer, encontraron el medio de producir en 1899 el ácido acetilsalicílicio, la famosa aspirina. Ni antes ni después se ha encontrado un producto farmacéutico sintético tan universal, inocuo y barato.  

La investigación de los explosivos nacía aliada a fines bélicos desde que en la guerra de Crimea 1853 – 1856, el sueco  Enmanuel Nóbel propusiera a los rusos el empleo de las minas marítimas, con la utilización del algodón pólvora inventado por el químico alemán Schonbein (1799 – 1868) en 1846. Este minado impediría, ante la sorpresa del Almirantazgo inglés, el acceso de la flota hasta Petrogrado.

En esta dirección se inscribe un compuesto de propiedades asombrosas: la nitroglicerina. Descubierta en 1847 por el químico italiano Ascanio Sobrero en este compuesto se combinan propiedades terapéuticas y explosivas. Como explosivo la nitroglicerina era sorprendente pues no había que encenderla para que explotara sino que estallaba sólo por percusión.

Correspondió al hijo de Enmauel, el químico sueco Alfred Nóbel inaugurar la producción de una nueva generación de explosivos nitrados orgánicos. En el año 1863 patentó una mezcla de nitroglicerina y pólvora negra muy superior en potencia a cualquiera de las modificaciones europeas de la pólvora china. Sin embargo el aceite explosivo, como lo nombró su inventor, adolecía de un punto débil para su aplicación. Un golpe involuntario podía provocar una explosión inesperada. Tres años después y mediando un casual derrame del aceite explosivo sobre la arcilla, fabricó un explosivo sólido constituido por una mezcla de nitroglicerina, arcilla y sosa calcinada, nacía la dinamita. Esta no solo superaba al aceite explosivo en potencia sino también en la obediencia a explotar sólo ante un golpe que generase una temperatura no inferior a los 180^oC. Las investigaciones prosiguieron y según se narra al sueco le favorecieron las iluminaciones. A 12 años de su primera invención, se preguntó cómo se modificaría la nitroglicerina al mezclarse con colodión y en efecto obtuvo una gelatina explosiva más potente que la dinamita y al mismo tiempo más estable.

La tercera tendencia que se advierte corresponde a la configuración de las disciplinas que abarcan las relaciones entre las reacciones químicas y las diferentes formas de energía: esto es, se gestan las leyes de la Termodinámica Química, la Electroquímica y la Cinética Química.

La invención ya referida de la pila de Volta en 1799,  abre una etapa de obtención de nuevos elementos a través del proceso opuesto: la electrodescomposición de sustancias compuestas. 

Pioneros en el estudio de la electrólisis de las sustancia químicas son W. Nicholson (1753 – 1815)  que estudia la descomposición electroquímica del agua acidulada y Humphry Davy (1788 – 1829) que obtiene por primera vez metales tan activos como el potasio y el sodio por procedimiento electrolíticos.  Su discípulo M. Faraday (1791 – 1877) deduce en 1832, apoyado en resultados experimentales, las leyes cuantitativas de la electrólisis de las disoluciones acuosas. La actividad de Faraday lo lleva a diferentes campos de la Química Física pero su descubrimiento supremo se encuentra en la llamada Ley de Inducción Electromagnética,  ley física que sustenta el funcionamiento de los generadores de electricidad movidos por distintas fuentes de energía, de los transformadores, de los frenos magnéticos.

Otros desarrollos para la producción de energía eléctrica a partir del fenómeno químico, se concretan en 1836 con la pila de Daniell  y hacia mediados de la centuria  con el invento del acumulador eléctrico y luego de la pila seca.

Los primeros elementos de una teoría que explicara los fenómenos electrolíticos van a ser desarrollados por el químico sueco S. Arrhenius (1859 – 1927) en 1884. Esta teoría marca el inicio de una nueva rama del saber químico: la Electroquímica.

Un gran momento en la aplicación de la Electroquímica a la Tecnología viene representado por la producción del aluminio a partir de técnicas electroquímicas (1886). Hasta este momento el aluminio constituía un metal de escaso uso por las dificultades presentadas en la reducción de su óxido.

El dominio del fuego constituyó desde siempre una necesidad de la civilización humana. En el siglo XVIII allí donde se inicia la química como ciencia experimental, los estudios más sobresalientes se relacionan con estudios sobre las reacciones de combustión,  pero lo que hoy llamamos el estudio de las relaciones entre el acto químico y el calor involucrado data del siglo XIX.

El nacimiento de la Termoquímica está marcado por los trabajos de G.H. Hess (1802 – 1850) que demuestran que el calor implicado en una transformación química sólo 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, expresión del principio más universal de transformación y conservación de la energía.

En 1876 corresponde a Josiah Gibbs (1839 – 1910) el mérito de relacionar en un cuerpo teórico coherente, las tres magnitudes que caracterizan en términos termodinámicos un proceso químico: la variación de energía libre, la variación de entalpía y la variación de entropía. A partir de entonces la Termodinámica se convierte en una disciplina de capacidad predictiva para evaluar la tendencia de una reacción a verificarse en una dirección dada. En otras palabras, la reversibilidad del fenómeno químico a partir de entonces comienza a tratarse en términos cuantitativos.

Otra esencia de las reacciones químicas que comienza a ser descifrada 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 transformación química presupone la capacidad de gobernarla convenientemente. La experiencia demostraba que, por ejemplo, la hidrólisis del almidón se aceleraba por la presencia de ácidos, y un efecto semejante era producido también por un producto aislado de las levaduras, la diastasa.

El primer peldaño en la edificación de la teoría de la Cinética Química fue puesto por el propio  Arrhenius  quién en 1889 estudia la correlación existente entre la rapidez con que se efectúa una reacción química y la temperatura. Los resultados experimentales le permiten deducir una nueva magnitud, la energía de activación. Este concepto conduce a la elaboración de la teoría de las colisiones efectivas como forma de interpretación de las reacciones químicas a partir de las nociones de la teoría atómico – molecular de la constitución de las sustancias.

El siglo cierra con lo que fuera una de sus iniciales tendencias, los descubrimientos de nuevos elementos químicos. Pero esta vez, Sir William Ramsay (1852-1916), premio Nobel en 1904, debió enfrentarse al difícil problema de aislar de la atmósfera aquellos gases caracterizados por su extraordinaria inercia química comenzando por el que está en mayor abundancia relativa, el argón (del griego Argos, noble). Trabajando en el otro extremo de la cuerda, el químico francés Henri Moissan (1852-1907), premio Nobel de Química en 1906,  consigue aislar el elemento más electronegativo y por tanto de reactividad extraordinaria, el Flúor. En el laboratorio de los Curie a finales de la última década se descubren tres radioelementos: el Polonio, el Radio y el Actinio.

Otra dirección que nace pujante hacia fines del siglo es el interés por el análisis de las sustancias del mundo orgánico que desempeñan un rol decisivo en los mecanismos de la vida.. En esta orientación de la actividad científica se inscriben los trabajos sobre la naturaleza química del material nuclear de las células; la comprensión de los componentes del sistema inmunitario; el aislamiento de las hormonas; el descubrimiento de las enzimas;  por solo mencionar aquellos campos de acción que en el próximo siglo producirían una verdadera revolución científica..

El químico suizo Johann Friedrich Miescher (1844-1895) fue un pionero en el interés por el material nuclear contenido en las células.  Por entonces nadie sabía las funciones del núcleo de las células y mucho menos su composición. Hacia 1874,  Miescher descubre en el núcleo de las células de los glóbulos blancos, una sustancia que contenía fósforo y nitrógeno y estaba compuesta por moléculas muy grandes, a la que nombra nucleína. Luego, logra separar dos constituyentes de la nucleína, una sustancia de naturaleza proteica y otra no identificada de carácter ácido. Se iniciaban así las investigaciones, en un lugar cercano a dónde el monje checo Gregor Mendel (1822 – 1884) había formulado sus famosas leyes empíricas sobre los factores hereditarios, que arrojarían luz, más de medio siglo después, sobre la base molecular de la herencia: los llamados ácidos nucleicos.

En la esfera de la inmunoquímica, a fines del XIX el químico y bacteriólogo alemán, Paul Ehrlich (1854 – 1915) comienza a desarrollar una teoría sobre la formación de anticuerpos que junto a la teoría sobre la fagocitosis anunciada en 1884 por el investigador ruso Iliá Mechnikov (1852 – 1916), director del Instituto Pasteur de París desde 1904, anuncian el nacimiento de la teoría inmunológica. Pero el inicio de la práctica clínica de la inmunización a través de la atenuación de la actividad de un virus fue conducida también por un químico. Esta vez correspondió a ese gigante de la ciencia que se llamó Louis Pasteur. En 1885 empleó el virus atenuado de la rabia para salvar un niño. Cinco años después el equipo de Erlich administrando un suero de una persona que había padecido la enfermedad obtiene resultados extraodinarios en la prevención de la difteria infantil.

En la última década, John Jacob Abel (1857 – 1938), fundador en 1893 del Departamento de Farmacología de la Escuela de Medicina de la célebre Universidad Johns Hopkins, y su “grupo de Baltimore”, persiguen descubrir los principios activos de diferentes secreciones glandulares y reportan el aislamiento y la identificación del principio activo de los extractos de las suprarrenales al que denominan epinefrina. Abel había recibido formación postgraduada en la versión germánica de la Universidad de Estrasburgo. Pronto se sintetizaría la hormona adrenalina y sus efectos terapéuticos la convertirían en la primera hormona sintética.

En 1897 Eduard Buchner (1860-1917), químico alemán, galardonado con el Premio Nobel de Química de 1907, descubrió que la fermentación de los azúcares no es el resultado de la acción fisiológica producida dentro del organismo de la levadura sino de la acción química de una sustancia segregada por la propia levadura a la cual llamó zimasa. Con el tiempo el término de enzima se generalizó para indicar catalizadores biológicos de reacciones químicas que actúan tanto in vivo como in vitro, notables por su especificidad y las suaves condiciones en que son capaces de promover su efecto catalítico.  

Los trabajos del químico alemán Emil Fischer (1852 – 1919) se consideran el hito inicial de la Bioquímica moderna. En 1872 conoció a Adolf von Baeyer en la Universidad de Estrasburgo bajo cuya influencia decidió dedicar su vida a la Química. Su monumental trabajo sobre la estructura y la síntesis de los azúcares conducido a lo largo de más de diez años, lo llevó a estudiar la fermentación y las enzimas que la causan. El modelo descrito por  Fischer para explicar la acción específica de una enzima sobre un sustrato sigue la metáfora de la relación llave-cerradura, la enzima es al sustrato lo que la llave representa para la cerradura.

Al correr las cortinas del siglo XIX el avance de la Química podía calificarse de colosal.  La aplicación del invento de Volta permite el descubrimiento de un número significativo de elementos químicos y este crecimiento junto al desarrollo cualitativo del paradigma atómico en el ámbito químico sientan las bases teóricas que iluminan  la aparición de los primeros productos sintéticos (colorantes, fármacos, explosivos y materias plásticas) y de una nueva industria que persigue superar las cualidades de los productos naturales conocidos hasta el presente. La naciente Termodinámica ofreció los fundamentos de los sistemas llamados máquinas térmicas y de los mecanismos de refrigeración; pero lo más trascendente del siglo XIX serían los avances en la teoría y práctica electromagnética que trajo una nueva concepción del cuadro físico del mundo y posibilitó una lluvia de inventos eléctricos.

Una parte de la humanidad iba a recibir los beneficios la revolución científico técnica cuya plataforma de lanzamiento había sido construida en esta centuria.

En la próxima sección veremos la participación de  la Química en  el devenir histórico del siglo XX.

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