ALQUIMIA y QUÍMICADesarrollo histórico y

perspectiva

1

CAPÍTULO I ANTECESORES DE LA QUÍMICA

1.- ANTECESORES DE LA QUIMICA

Siglo III antes de Cristo, y se debe a Zósimo .

Zósimo, Eusebio y Sinesius Þ Menfis, en el templo de Ptah Þ lugar reservado al ejercicio del arte sagrado (ciencia divina) que era la alquimia .Los seguidores del arte sagrado Þ dos categorías .

Unos, iniciados por excelencia (sacerdotes de Menfis, de Tebas y de Heliópolis) .

Otros, extraños al lenguaje de los sacerdotes, trabajaban los metales, el vidrio, los colorantes, los medicamentos, los materiales cerámicos .

Los chinos Þ cerámicas, metales y conocían la pólvora . Preparaban medicamentos, productos y objetos : sal de mar, sal gema, índigo, azúcar, miel, espejos, campanas, calderas, agujas, carbón de piedra, alumbres, azúcar, arsénico, aceites, armas, aguardiente de semillas, etc. El arte de fabricar la porcelana llegó a un altísimo nivel de perfección en China y Japón .

En la India, siglo III a.C., la civilización existía en el valle del Indo. Los detalles científicos anteriores a la época Alejandrina (320 a.C.), son difíciles de encontrar .

Los egipcios Þ purifican el oro y la plata y algunos otros metales. Maestros en alfarería y tintorería Þ colorantes a partir de la granza, el índigo, el girasol, el glasto y otras plantas, y de los minerales : albayalde, minio, lazulita, cardenillo, ocre de hierro, cinabrio, oropimente, rejalgar. Conocían también la esencia de trementina, lanolina, almidón, pero ignoraban el jabón. Obtuvieron cerveza y fabricaron vino a partir de zumo de uva . Vino Þ vinagre Þ Ácido acético . A partir de carbonato sódico Þ oropimente, litargirio, alumbre y cardenillo . Preparaban pomadas, ungüentos, emplastos, píldoras y vermífugos .

Museo de Berlín Þ farmacia doméstica egipcia, que del año 2000 a.C.

Los griegos y los romanos Þ minas de oro, cobre, hierro y zinc ; fabricaban vasijas de barro, vidrio, etc.. Þ industria y artesanía avanzadas .

Los perfumistas micénicos (1.250 a.C.) Þ obtener los aceites esenciales : extracción por presión, maceración o agotamiento en caliente, y extracción por agotamiento en frío.Aunque desconocían el alambique, utilizaban las operaciones de condensación y decantación .

2

Los griegos Þ su aptitud para formular teorías audaces y originales . Su defecto fue el haber menospreciado la experiencia, que habría podido dar validez a sus teorías .

Los romanos Þ menos ingeniosos, más prácticos, prefirieron las conquistas a los desarrollos filosóficos. Por eso, incluso antes de la caída de Roma, la ciencia romana dejó de progresar .

3

2.- LA ALQUIMIA MEDIEVAL

Ninguna ciencia conoció más favor ni más honor que la alquimia. Tal es el nombre bajo el que se disimulaba entre los árabes el Arte sagrado o sacerdotal que habían heredado de los egipcios.

Nacida en Oriente, la ciencia alquímica se ha expandido por Occidente a través de tres grandes vías de penetración: bizantina, mediterránea e hispánica. Fue el resultado de las conquistas árabes. Este pueblo curioso, estudioso, ávido de filosofía y de cultura, pueblo civilizador por excelencia, constituye el vínculo de unión, la cadena que relaciona la antigüedad oriental con la Edad Media occidental.

Desempeña en la historia del progreso humano, un papel comparable al que correspondió a los fenicios, mercaderes entre Egipto y Asiria.

Los árabes, discípulos de los griegos y de los persas, transmitieron a Europa la ciencia de Egipto y de Babilonia, aumentada por sus propias adquisiciones, a través del continente europeo (vía bizantina), y hacia el siglo VIII de nuestra Era.

Por otra parte, la influencia árabe se ejerció en nuestros países a la vuelta de las expediciones de Palestina (vía mediterránea), y son los cruzados del siglo XII quienes importan la mayor parte de los conocimientos antiguos.

En la aurora del siglo XIII, nuevos elementos de civilización, de ciencia y de arte se extienden por España (vía hispánica) y vienen a acrecentar las primeras aportaciones del foco grecobizantino.

La alquimia toma poco a poco conciencia de sí misma Þ Se extiende y progresa .

En el siglo XII apenas se la cultiva -y tan sólo a la sombra de las celdas monásticas.

En el XIV, se propaga a todas partes . Todos los países ofrecen a la ciencia misteriosa una multitud de fervientes discípulos. Nobleza y alta burguesía se entregan a ella. Sabios, monjes, príncipes y prelados hacen profesión, y las gentes de oficio y pequeños artesanos, orfebres, gentilhombres, vidrieros, esmaltadores y boticarios, tampoco dejan de experimentar el irresistible deseo de manejar la retorta.

Si no se trabaja a la luz del día -la autoridad real persigue a los sopladores y los Papas fulminan contra ellos-, no se deja de estudiar a escondidas. Se busca con avidez la sociedad de filósofos, verdaderos o pretendidos.

Se disputan los manuscritos de los grandes adeptos, los del panopolita Zósimo, de Ostanes y de Sinesio.

Las copias de Jabir , de Razi y de Artefio. Los libros de Morien, de María la Profetisa y los fragmentos de Hermes se negocian a precio de oro. La fiebre se apodera de los intelectuales y, con las fraternidades, las logias y los centros iniciáticos, los sopladores crecen y se multiplican.

4

Era la locura del tiempo, y se sabe que cada siglo tiene una que le es propia, pero por desgracia aquélla ha reinado más tiempo que las otras y ni siquiera ha pasado del todo.

Después de Artefio (hacia 1130), la nombradía de los maestros que lo suceden consagra la realidad hermética y estimula el ardor de los aspirantes al adeptado.

En el siglo XIII, vive el ilustre monje inglés Roger Bacon, Doctor admirabilis (1214-1292).

A continuación, viene Francia con Alain de l'Isle, doctor por París y monje del Císter (muerto hacia 1298);

Cristóbal el Parisiense (hacia 1260) ;

Arnaldo de Vilanova (1245-1310),

En Italia brillan Tomás de Aquino - Doctor angelicus - (1225) y el monje Ferrari (1280).

El siglo XIV ve surgir a toda una pléyade de artistas.

Raimundo Lulio - Doctor illuminatus -, franciscano español (1235-1315);

Juan Daustin, filósofo inglés;

Juan Cremer, abad de Westminster;

Ricardo, llamado Roberto el Inglés, autor del Correctum alchymiae (hacia 1330);

el italiano Pedro Bon de Lombardía;

el papa francés Juan XXII (1244- 1317);

Guillermo de París, patrocinador de los bajo relieves herméticos del atrio de Notre-Dame:

Jehan de Meun, llamado Clopinel, uno de los autores del Roman de la Rose (1280-1364);

Grasseo, llamado Hortulano, comentarista de la Tabla de esmeralda (1358);

Y el más famoso y popular de los filósofos franceses, el alquimista Nicolas Flamel (1330-1417).

El siglo xv marca el período glorioso de la ciencia , tanto por la valía como por el número de los maestros que lo han ilustrado.

5

En primer lugar Basilio Valentín, monje benedictino de la abadía de San Pedro, en Erfurt (hacia 1413), el artista más considerable, tal vez, que el arte hermético haya producido nunca;

• a su compatriota el abad Tritemio;

• a Isaac el Holandés (1408);

• a los dos ingleses Thomas Norton y George Ripley;

• a Lambsprinck;

• a Jorge Aurach, de Estrasburgo (1415);

• al monje calabrés Lacini (1459);

• y al noble Bernardo Trevisano (1406-1490), símbolo de tesón, de constancia y de irreductible perseverancia Þ cincuenta y seis años en la prosecución de la Obra.

A partir de este momento, el hermetismo cae en descrédito. Sus mismos partidarios, amargados por la falta de éxito, se vuelven contra él. Atacado por todas partes, su prestigio desaparece, el entusiasmo decrece y la opinión cambia. Operaciones prácticas, recogidas, reunidas y luego reveladas y enseñadas, permiten a los disidentes sostener la tesis de la nada alquímica, y arruinar la filosofía echando las bases de nuestra química.

En el siglo XVI Seton, Wenceslao Lavinio de Moravia, Zacarías y Paracelso Þ únicos herederos conocidos del esoterismo egipcio. Rindamos, de pasada, un supremo homenaje al ardiente defensor de las verdades antiguas que fue Paracelso.

El arte hermético prolonga su agonía hasta el siglo XVII y, por fin, se extingue, no sin haber dado al mundo occidental tres vástagos de gran envergadura: Láscaris, el presidente d'Espagnet y el misterioso Ireneo Filaleteo , enigma vivo cuya personalidad jamás pudo descubrirse.

6

7

3.- QUÍMICA Y FILOSOFÍA

La química es la ciencia de los hechos, como la alquimia lo es de las causas.

La primera se apoya en la experiencia, en tanto que la segunda, toma de preferencia sus directrices en la filosofía.

Si la química tiene por objeto el estudio de los cuerpos naturales, la alquimia intenta penetrar en el misterioso dinamismo que preside sus transformaciones.

La alquimia, comparada a nuestra ciencia positiva, la única admitida y enseñada hoy, es una química espiritualista porque nos permite entrever a Dios a través de las tinieblas de la sustancia.

• Decir que dos volúmenes de hidrógeno combinados con un volumen de oxígeno dan agua es anunciar una trivialidad química. Y, sin embargo, ¿quién nos enseñará por qué el resultado de esa combinación presenta, con un estado especial, caracteres que no poseen en absoluto los gases que la han producido?

• ¿Cuál es, pues, el agente que impone al compuesto su especificidad nueva y obliga al agua, solidificada por el frío, a cristalizar siempre en el mismo sistema?

• Por una parte, si el hecho es innegable y está rigurosamente controlado, ¿de dónde procede el que nos resulte imposible reproducirla por simple lectura de la fórmula encargada de explicar su mecanismo?

• Pues falta, en la notación H2O el agente esencial capaz de provocar la unión íntima de los elementos gaseosos, es decir, el fuego.

• Si se intenta fabricar agua sintética mezclando el oxígeno con el hidrógeno en los volúmenes indicados: ambos gases rehusarán siempre combinarse. Para tener éxito en la experiencia, es indispensable hacer intervenir el fuego, ya sea en forma de chispa o en la de un cuerpo en ignición o susceptible de ser puesto en incandescencia (esponja de platino).

• La química física -escribe A. Etard - arrastra a la mayoría de los espíritus investigadores. Ella toca más de cerca las verdades profundas, y será la que nos revele las leyes capaces de cambiar todos nuestros sistemas y nuestras fórmulas.

Pero por su importancia misma, este tipo de química es el más abstracto y el más misterioso de cuantos existen.

• Las mejores inteligencias no pueden, durante los cortos instantes de un pensamiento creador, llegar a la atención sostenida y a la comparación de todos los grandes hechos conocidos.

8

• Ante semejante imposibilidad, se recurre a las representaciones matemáticas.

• Estas representaciones son perfectas en sus métodos y en sus resultados, pero en la aplicación a lo que es profundamente desconocido, no puede lograrse que las matemáticas descubran verdades cuyos elementos no les ha confiado.

• El hombre mejor dotado plantea mal el problema que no comprende.

Si estos problemas pudieran ser reducidos correctamente a una ecuación, se tendría la esperanza de resolverlos. Pero en el estado de ignorancia en que nos encontramos, nos vemos fatalmente limitados a introducir numerosas constantes, a descuidar los términos y a aplicar hipótesis.

La reducción a ecuación no es, tal vez, correcta del todo, pero nos consolamos porque conduce a una solución, por más que constituye una detención temporal del progreso de la ciencia el que tales soluciones se impongan durante años a personalidades de valía como una demostración científica.

Muchos trabajos se realizan en este sentido, los cuales ocupan tiempo y conducen a teorías contradictorias.

Se nos objetará que el fuego, considerado como simple catalizador, no forma parte integrante de la sustancia y que, en consecuencia, no se lo puede señalar en la expresión de las fórmulas químicas. El argumento es más falaz que verdadero, pues la misma experiencia lo invalida.

• He aquí un terrón de azúcar, cuya ecuación no incluye ningún equivalente del fuego. Si lo rompemos en la oscuridad, veremos que desprende una chispita azul.

• ¿De dónde proviene? ¿Dónde se halla encerrada sino en la textura cristalina de la sacarosa? ¿Dónde, pues, se escondía esta llama visible?

• El hecho esencial es que existe potencialmente en el interior de ese cuerpo.

• ¿Qué es el fósforo, portador de luz y generador de fuego?

• ¿Cómo transforman las noctículas, las luciérnagas y los gusanos de luz una parte de su energía vital en luminosa?

Quién obliga a las sales de uranio, de cerio y de circonio a convertirse en fluorescentes cuando han estado sometidas a la acción de la luz solar?

¿Por qué misterioso sincronismo el platino - cianuro de bario brilla al contacto de los rayos Roentgen?

Y no se hable de la oxidación en el orden normal de los fenómenos ígneos, pues ello significaría hacer retroceder la cuestión en lugar de resolverla.

9

La oxidación es una resultante y no una causa; es una combinación sometida a un principio activo, a un agente.

Si ciertas oxidaciones enérgicas desprenden calor o fuego es, muy ciertamente, por la razón de que este fuego se hallaba primero en el seno del cuerpo en cuestión .

• "Si yo contara cómo he hecho mis descubrimientos, decía Faraday, me tomaríais por un imbécil."

• Todos los grandes químicos han tenido así ideas en la cabeza que se han guardado muy mucho de darlas a conocer....

• Positiva en sus hechos la química se mantiene negativa en su espíritu, y es precisamente eso lo que la diferencia de la ciencia hermética, cuyo ámbito comprende, sobre todo, el estudio de las causas eficientes, de sus influencias, de las modalidades que afectan según los medios y las condiciones.

• Este estudio, exclusivamente filosófico, permite al hombre penetrar el misterio de los hechos, comprender su extensión e identificar, en fin, a la inteligencia suprema, alma del Universo, Luz, Dios.

La alquimia, remontándose de lo concreto a lo abstracto, del positivismo material al espiritualismo puro, ensancha el campo de los conocimientos humanos, de las posibilidades de acción, y realiza la unión de Dios y de la Naturaleza, de la Creación y del Creador, de la Ciencia y de la Religión.

Uno de los maestros más célebres de la ciencia química, Marcellin Berthelot, no se contentó, ni mucho menos, con adoptar la opinión de la Escuela. Contrariamente a la mayoría de sus colegas, que hablan audazmente de la alquimia sin conocerla, consagró más de veinte años al paciente estudio de los textos originales, griegos y árabes. Y de ese largo comercio con los maestros antiguos, nació en él aquella convicción de que «los principios herméticos, en su conjunto, son tan sostenibles como las mejores teorías modernas».

• Los grandes sabios se equivocan cuando niegan el resultado lucrativo de la transmutación. Se engañan acerca de la constitución y las cualidades profundas de la materia, aunque piensen haber sondeado todos sus misterios.

La complejidad de sus teorías, el amasijo de palabras creadas para explicar lo inexplicable y, sobre todo, la influencia perniciosa de una educación materialista los empujan a investigar muy lejos de aquello que está a su alcance.

• Matemáticos en su mayoría, pierden en simplicidad y en buen sentido lo que ganan en lógica humana y en rigor numeral. Sueñan con aprisionar la Naturaleza en una fórmula y con reducir la vida a una ecuación.

10

Así, por desviaciones sucesivas, llegan a alejarse tanto de la verdad simple, que justifican la dura palabra del Evangelio: «¡Tienen ojos para no ver y sentidos para no comprender!»

• El análisis de la molécula y del átomo no enseña nada, pues es incapaz de resolver el problema más elevado que un sabio pueda plantearse: ¿cuál es la esencia de ese dinamismo invisible y misterioso que anima la sustancia?

• En efecto, ¿qué sabemos de la vida sino que encontramos su consecuencia física en el fenómeno del movimiento? Sin embargo, todo es vida y movimiento aquí abajo.

La actividad vital, muy aparente entre los animales y los vegetales, no lo es mucho menos en el reino mineral, aunque exija del observador una atención más aguda.

Los metales, en efecto, son cuerpos vivos y sensibles, de lo que son testigos el termómetro y mercurio, las sales de plata, los fluoruros, etc.

¿Qué es la dilatación y la contracción sino dos efectos del dinamismo metálico, dos manifestaciones de la vida mineral?

11

4.- ALQUIMIA Y ESPAGIRIA

• Hubo en la Edad Media dos grados, dos órdenes de investigaciones en la ciencia química: la espagiria y la arquimia.

Estas dos ramas de un mismo arte esotérico se difundían entre las gentes trabajadoras por la práctica de laboratorio.

• Metalúrgicos, orfebres, pintores, ceramistas, vidrieros, tintoreros, destiladores, esmaltadores, alfareros, debían, al igual que los boticarios, estar provistos de conocimientos espagíricos suficientes.

• En cuanto a los arquimistas, formaban una categoría especial, más restringida, más oscura entre los químicos antiguos.

• La finalidad que perseguían los arquimistas presentaba analogías con la de los alquimistas, pero los materiales y los medios de que disponían para alcanzarla eran únicamente materiales y medios químicos.

- Trasmutar los metales unos en otros. - Producir oro y plata partiendo de minerales vulgares o de compuestos metálicos salinos - Obligar al oro contenido potencialmente en la plata y a la plata en el estaño a transformarse en actuales y susceptibles de extracción, eran sus metas.

Era, en definitiva, un espagirista acantonado en el reino mineral.

Los reglamentos medievales impedían poseer en la propia casa hornos y utensilios químicos, muchos artesanos, estudiaban, manipulaban y experimentaban en secreto.

Cultivaban la ciencia de los pequeños particulares, expresión desdeñosa de los alquimistas para designarlos. Los más afortunados no lograban sino un beneficio mediocre. Un mismo procedimiento, exitoso al principio, daba después resultados nulos o inciertos.

Son los arquimistas, quienes han proporcionado a los espagiristas y a la ciencia moderna los hechos, los métodos y las operaciones. Esos hombres atormentados por el deseo de investigarlo todo y aprenderlo todo son los verdaderos fundadores de una ciencia espléndida y perfecta a la que dotaron de observaciones justas, de reacciones exactas, de manipulaciones hábiles, de habilidades penosamente adquiridas.

• Pero la alquimia no entra en esas aportaciones sucesivas. Los escritos herméticos incomprendidos, fueron la causa de los descubrimientos que sus autores jamás habían previsto.

• Así es como Blaise de Vignère obtuvo el ácido benzoico por sublimación del benjuí;

12

• Brandt extrajo el fósforo buscando el alkaest en la orina;

• Basilio Valentín estableció la serie de sales de antimonio y realizó el coloide de oro rubí;

• Raimundo Lulio preparó la acetona

• Casio, la púrpura de oro

• Glauber obtuvo el sulfato sódico

• Van Helmont reconoció la existencia de los gases.

• Pero con excepción de Lulio y de Basilio Valentín, todos esos investigadores, no fueron sino arquimistas o espagiristas.

Por ello, el Cosmopolita dice en su obra :

«Si Hermes, el padre de los filósofos, resucitara hoy con el sutil Jabir y el profundo Lulio no serían hoy considerados como filósofos por nuestros químicos vulgares, que casi no se dignarían incluirlos entre sus discípulos porque ignorarían la manera de proceder a todas esas destilaciones, circulaciones, calcinaciones y todas esas operaciones innumerables que nuestros químicos vulgares han inventado por haber comprendido mal los escritos alegóricos de esos filósofos.»

Si nuestros sabios hubieran comprendido el lenguaje de los viejos alquimistas, las leyes de la práctica de Hermes les serían conocidas, y la piedra filosofal habría cesado de ser considerada como quimérica.

• Los arquimistas conformaban sus trabajos a la teoría hermética -al menos, tal como la entendían-, y ése fue el punto de partida de experiencias fecundas en resultados puramente químicos.

• Prepararon así los disolventes ácidos, y por la acción de éstos sobre las bases metálicas obtuvieron las series salinas. Reduciendo a continuación esas sales, bien mediante otros metales, los alcalinos o el carbón, bien por el azúcar o los cuerpos grasos, encontraron de nuevo, sin transformaciones, los elementos básicos que habían combinado previamente. Los métodos que usaban, no eran diferentes de los que se practican corrientemente en nuestros laboratorios.

• Algunos investigadores, no obstante, llevaron sus trabajos mucho más lejos. Extendieron singularmente el campo de las posibilidades químicas hasta tal punto, incluso, que sus resultados parecen dudosos si no imaginarios. Es verdad que esos procedimientos a menudo son incompletos y están envueltos en un misterio casi tan denso como el de la Gran Obra.

En arquimia hay otros métodos que permiten realizar la descomposición de los cuerpos metálicos, elementos simples. Estos procedimientos, que los alquimistas

13

conocen aunque no los utilicen en la elaboración de la Gran Obra, tienen por objeto la extracción de uno de los dos radicales metálicos: azufre y mercurio.

Entre los arquimistas que han utilizado oro para aumentarlo, citaremos al sacerdote veneciano Panteo; a Naxágoras, autor de la Alchymia denudata (1715); a De Locques; a Duclos; a Bernard de Labadye; a Joseph du Chesne, barón de Morancé, médico ordinario del rey Enrique IV; a Blaise de Vigenère; a Bardin, del Havre (1638); a Mademoiselle de Martinville (1610); a Yardley; finalmente a San Vicente de Paúl, fundador de los padres de la misión (1625), de la congregación de las hermanas de la caridad (1634), etc.

• Georges Bois, escribe sobre Vicente de Paúl :

«Es un testigo que reúne todas las garantías. Es un buen testigo, pero es un hombre y, por tanto, no es infalible. Ha podido equivocarse y tomar por oro lo que no era sino una aleación de oro y plata.

Pero el error no es posible

Vicente de Paúl fundía juntos tanto oro como plata, y he aquí la aleación bien definida . Es difícil equivocarse ya que la plata provoca en el oro una decoloración casi total, pues los metales están aleados a pesos iguales, con lo que la aleación resultaría blanca. Esta aleación es laminada. A continuación, las láminas se disponen por capas separadas por otras capas de cierto polvo que no se describe.

Este polvo no es la piedra filosofal, pero posee una de sus propiedades: opera la trasmutación. Se calienta durante veinticuatro horas, y la plata que intervenía en la aleación queda transformada en oro.

En esa época todo el mundo cree en la alquimia, y los orfebres, los banqueros y los mercaderes saben distinguir muy bien el oro puro del oro aleado con otros metales.

Desde Arquímedes, todo el mundo conoce el oro por la relación que existe entre su volumen y su peso

Los príncipes monederos falsos engañan a sus súbditos, pero no la balanza de los banqueros ni el arte de los quilatadores.

No se hacía comercio de oro vendiendo como oro lo que no lo era.

Nicolás Flamel

• Empezó en 1357 la búsqueda de la Piedra Filosofal y tardó 25 años en encontrar lo que buscaba .

• Así lo afirma en su obra “Explicación de las Figuras Jeroglíficas”, que redactó desde 1399 hasta 1413.

14

• “Finalmente encontré lo que deseaba, y lo reconocí enseguida por su fuerte olor” .

Teniendo esto, conseguí fácilmente el magisterio; por lo demás, conociendo la preparación de los primeros agentes, siguiendo mi libro al pie de la letra, no habría podido fracasar aunque hubiese querido”.

Enumera en los términos siguientes los diversos testimonios de su piadosa liberalidad :

“En el año 1413, a finales del año, después del fallecimiento de mi compañera, a la que añoraré todos los días de mi vida, ella y yo habíamos fundado ya y dotado 14 hospitales de esta ciudad de París, construido de nueva planta 3 capillas, otorgado importantes donaciones y buenas rentas a 7 iglesias, con varias reparaciones en sus cementerios, además de lo que habíamos hecho en Boulogne, que no es mucho menos de lo que hicimos aquí” .

• A esta lista de fundaciones de Flamel hay que añadir sus construcciones en el osario de los Inocentes, que recordaban con sus decoraciones simbólicas los emblemas del arte al que, según la tradición, debió su fortuna .

• Naxágoras escribe que si se purifica el oro hasta veinticuatro veces o más con sulfuro de antimonio adquiere un color, un brillo y una finura notables. Pero se produce pérdida de metal, contrariamente a lo que sucede con el cobre, porque, en la purificación, el mercurio del oro abandona una parte de su sustancia al antimonio, y el azufre se encuentra entonces superabundante.

• Se consigue exaltar el oro fundiéndolo primero con tres veces su peso de cobre y luego descomponiendo la aleación, reducida a limaduras, con ácido nítrico hirviendo. Aunque esta técnica sea laboriosa y cueste mucho, dado el volumen de ácido exigido, es, sin embargo, una de las mejores y más seguras que se conocen.

• Si se posee un reductor enérgico y se sabe emplearlo en el curso de la fusión misma del oro y del cobre, la operación se verá simplificada en gran manera y no habrá que temer pérdida de materia, pese a las repeticiones que este método aún requiere.

• El artista podrá descubrir otros métodos mejores, o sea, más eficaces. Le bastará echar mano del azufre extraído del plomo, incerarlo en estado bruto y proyectarlo poco a poco en el oro fundido, que retendrá la parte pura. O recurrir al hierro, cuyo azufre específico es aquel por el que el oro manifiesta la mayor afinidad.

Ninguna de estas operaciones se relaciona, de lejos o de cerca, con la alquimia tradicional. Muralla espesa que separa las dos ciencias, obstáculo infranqueable para aquellos que están familiarizados con los métodos y las fórmulas químicas. Esos no saldrán jamás de los caminos de la química oficial, aunque se entreguen a las investigaciones espagíricas.

15

Fuego externo

Entre los ayudantes, ninguno resulta de búsqueda más ingrata que el fuego secreto

En la elaboración del mercurio, nada puede sustituir el fuego secreto, ese espíritu susceptible de animarlo, de exaltarlo y de formar cuerpo con él.

«Os compadecería mucho -escribe Limojon de Saint-Didier-, si, como yo, después de haber conocido la verdadera materia pasarais 15 años enteros de trabajo, en el estudio y en la meditación, sin poder extraer de la piedra el precioso jugo que encierra en su seno, por falta de conocer el fuego secreto de los sabios, que hace destilar de esta planta seca y árida en apariencia un agua que no moja las manos.»

Sin ese fuego escondido bajo una forma salina, la materia no podría cumplir sus funciones de madre, y nuestra labor quedaría para siempre como quimérica y vana.

• Toda generación requiere la ayuda de un agente propio y determinado en el reino en que la Naturaleza lo ha colocado.

Y toda cosa lleva semilla. Los animales nacen de un huevo o de un óvulo fecundado; los vegetales provienen de un grano que se ha hecho prolífico; y, al igual, los minerales y los metales tienen por semilla un licor metálico fertilizado por el fuego mineral.

• Éste es, pues, el agente activo introducido por el arte en la semilla mineral, y es él, según nos dice Filaleteo, «el que hace en primer lugar girar el eje y mover la rueda».

Por ello, es fácil comprender de cuánta utilidad es esta luz metálica invisible, misteriosa, y con qué cuidado debemos tratar de conocerla y distinguirla por sus cualidades específicas, esenciales y ocultas.

Salamandra, en latín, viene de sal y mandra, que significa establo y también cavidad de roca, soledad, eremitorio. Salamandra es, pues, el nombre de la sal de establo, sal de roca o sal solitaria. Esta palabra toma en lengua griega otra acepción, reveladora de la acción que provoca.

Salamandra aparece formado de alaS, agitación, desorden, agua agitada, tempestad, fluctuación, y de ardnah.

De estas etimologías podemos sacar la conclusión de que la sal, espíritu o fuego nace en un establo, en una cavidad de roca o en una gruta... Ya basta.

Acostado en la paja de su cuna en la gruta de Belén, ¿no es acaso Jesús el nuevo sol que trae la luz al mundo? ¿No es Dios mismo bajo su envoltura carnal y perecedera? ¿Quién ha dicho, pues, Yo soy el Espíritu y la Vida, y he venido a prender Fuego a las cosas?

16

• ¿Cuál es pues esta sal blanca que hay que emplear, preferiblemente cristalizada en nieve, y que se mezcla fácilmente a nuestro mineral y a nuestro metal, ellos mismos divididos, uno en polvo, el otro en limaduras?

• Si hemos dicho que es doble, no es una combinación química, como es el caso, por ejemplo, para la sal de Seignette, llamada también de La Rochelle, que es un tartrato de sodio y de potasio, y que, por simple calcinación, restituye los dos carbonatos, de sodio y de potasio.

• Nuestra sal o, si se prefiere, nuestro fundente, es doble porque está físicamente compuesto de la adición ana de dos sales diferentes.

•• El fuego secreto, llamado también filosófico, es vehiculado por el salitre del

cielo.

• Participa en él la sal obtenida en las cubas de vino

Fuego Interno

• Este fuego espiritual, informado y corporeizado en sal, es el azufre escondido, porque en el curso de su operación jamás se pone de manifiesto ni se hace sensible a nuestros ojos.

Y, sin embargo, ese azufre, por invisible que sea, no es en absoluto una ingeniosa abstracción, un artificio de doctrina.

Sabemos aislarlo y extraerlo del cuerpo que lo oculta, por un medio escondido y bajo el aspecto de un polvo seco que, en tal estado, se vuelve impropio y pierde su efecto en el arte filosófico. Ese fuego puro, de la misma esencia que el azufre específico del oro, pero menos digerido es, por el contrario, más abundante que el del metal precioso.

Por ello se une con facilidad al mercurio de los minerales y metales imperfectos.Filaleteo nos asegura que se encuentra escondido en el vientre de Aries o del Carnero, constelación que recorre el Sol en el mes de abril.

Finalmente añadiremos que ese Carnero «que esconde en sí el acero mágico» lleva en su escudo la imagen del sello hermético, astro de seis rayos.

En esta materia tan común, es donde debemos buscar el misterioso fuego solar, sal sutil y fuego espiritual, luz celeste difusa en las tinieblas del cuerpo, sin la cual nada puede hacerse y a la que nada podría sustituir.

Esta materia tan común es el hierro y el mineral más común y más conocido es la pirita (disulfuro de hierro) .

17

SIETE LLAVES DE LA FILOSOFÍA

PRIMERA LLAVE

• Es en la primera operación donde el artista corta la cabeza al negro dragón y al cuervo.

• Considerar que es por la separación del humo negro, sucio y hediondo del negro muy negro, que se forma nuestra piedra astral, blanca y resplandeciente que contiene en sus venas la sangre del pelícano.

Es con esta primera purificación de la Piedra y con esta blancura reluciente que termina la primera Llave de la primera obra .

SEGUNDA LLAVE

• La segunda Llave disuelve el compuesto o la Piedra y empieza la separación de los Elementos de una manera Filosófica; esta separación de los elementos sólo se hace elevando las partes sutiles y puras por encima de las partes crasas y terrestres . Debe hacerse con el Fuego Secreto de los Sabios . Ningún filósofo ha revelado jamás este fuego secreto; quien no los distinga en la Plática de Eudoxio y Pirófilo debe detenerse aquí y rogar a Dios que le ilumine.

• Sin la sublimación de la Piedra, la conversión de los Elementos y la extracción de los principios es imposible. Los elementos de la Piedra no pueden ser disueltos, salvo por esta agua absolutamente divina, y de la que sólo puede hacerse una perfecta disolución después de una digestión y putrefacción proporcionada .

TERCERA LLAVE

• Después de que el sabio artista ha hecho salir de la Piedra una fuente de agua viva, debe observar que en esta sustancia homogénea, que aparece en forma de agua, hay tres principios : sal, azufre y mercurio; y aunque parezcan puros y perfectamente unidos entre sí, falta todavía mucho para que lo estén ; pues cuando por destilación extraemos el agua, que es el alma y el espíritu, el cuerpo permanece en el fondo del vaso como una tierra muerta, negra y feculenta, que no se puede desdeñar . Los hijos de la ciencia no deben ignorar que el fuego y el azufre están ocultos en el centro de la tierra, y que es preciso lavarla exactamente con su espíritu, para extraer el bálsamo, la sal fija, que es la sangre de nuestra Piedra; he aquí el misterio esencial de esta operación, la cual sólo se cumple después de una digestión adecuada y una lenta destilación . No hay nada más opuesto que el fuego y el agua; es necesario hacer la paz entre unos enemigos, lo que harán fácilmente en la tierra que había subido con ellos .

18

• Prestad atención a este punto, abrevad con frecuencia la tierra con su agua y obtendréis lo que buscáis .

El espíritu es Eva y el cuerpo Adán:

“Estas dos sustancias se elevan insensiblemente juntos, dejando tan sólo una heces en el fondo del vaso; de suerte que el alma, el espíritu y el cuerpo, después de una exacta depuración, parecen al fin inseparablemente unidos de una forma más perfecta que antes” .

Nuestra agua es una fuente viva que brota de la piedra por un milagro natural de nuestra filosofía .

Esta agua es el fundamento de nuestro arte .

Los filósofos le llaman vino, agua de vida, vinagre, aceite.

En la destilación de este vinagre el agua y la flema suben las primeras; la sustancia oleosa, en la cual consiste nuestra agua, la última. Es esta sustancia intermedia entre la tierra y el agua la que hace la función de varón ,

Es necesario disolver enteramente el cuerpo para extraer de él toda su humedad, que contiene este azufre precioso, sin el cual no podéis esperar ver nunca esta negrura tan deseada por todos los filósofos .

Reducid todo el compuesto a agua y haced una unión perfecta de los volátil con lo fijo.

El bálsamo de la vida está oculto en estas heces inmundas, debéis lavarla con agua celeste hasta que la hayáis quitado la negrura, y entonces vuestra agua será animada por la esencia ígnea que opera todas las maravillas de nuestro arte

• Los filósofos tienen dos clases de compuesto. El 1º es el de la naturaleza (1ª llave) . El 2º es el compuesto del arte; es el sabio quien lo hace por la unión íntima de lo fijo con lo volátil, con toda prudencia; este compuesto del arte no es el mismo en la 2ª y 3ª Obra, aunque es siempre el artista el que lo hace . Geber lo definió como una mezcla de azogue y azufre, es decir de lo volátil y lo fijo, que actuando el uno sobre el otro, se volatilizan y se fijan hasta una perfecta fijeza. La tierra no produciría fruto si no estuviese empapada de su humedad, y la humedad sería estéril si no fuese retenida o fijada por la sequedad de la tierra .

• No se puede tener éxito si en la 1ª Obra no purificáis la serpiente nacida del limo de la tierra, si no blanqueáis estas heces feculentas y negras, para separar de ellas el azufre blanco, la sal amónica de los sabios, que es su casta Diana que se lava en el baño. Esto es la extracción de la sal fija de nuestro compuesto en el cual consiste toda la energía de nuestro Mercurio

19

El agua que se eleva por destilación se lleva una parte de esta sal ígnea, de suerte que el derramamiento del agua sobre el cuerpo repetida varias veces, impregna, engorda y fecunda nuestro Mercurio, y lo pone en condiciones de ser fijado, con lo que finaliza la 2ª Obra .

Todas las operaciones de esta Llave, que pone fin a la 1ª Obra, no son más que digerir, destilar, cohobar, disolver, separar y unir el todo con suavidad y paciencia: de esta suerte no obtendréis sólo una extracción entera del jugo de la vid, sino que poseeréis también su verdadera agua de vida, y cuanto más la rectifiquéis y más la trabajéis, adquirirá más penetración y más virtud; si le dieron el nombre de agua de vida, es porque da vida a los metales; se le llama la gran lunar, a causa del esplendor con que brilla; la llaman también sustancia sulfúrica, bálsamo, goma, humedad viscosa, vinagre muy agrio de los filósofos, etc.

• Le dan también el nombre de agua póntica y de vinagre muy agrio; sucede en su destilación lo mismo que la del vinagre, la flema y el agua suben las primeras, las partes sulfúricas y salinas se elevan las últimas; separad la flema del agua, reunid el agua y el fuego, el Mercurio con el azufre, y veréis al fin el negro muy negro, blanquearéis el cuervo y enrojeceréis el cisne .

• Unos se contentaron con decir que de su licor se hacen dos Mercurios, uno blanco y otro rojo. Otros, que el Mercurio blanco es el baño de la luna y el rojo el del sol. La luna es el mercurio rojo, pero para determinar mejor los dos, alimentadlos con una carne de su especie, la sangre de los inocentes degollados, es decir, los espíritus de los cuerpos, son el baño, donde el sol y la luna van a bañarse .

• Nuestro anciano es nuestro Mercurio y es la materia prima de todos los metales; es su agua, a la cual da el nombre de acero y de imán, y añade : Si 11 veces se une el oro con él, emite su semilla, y es debilitado casi hasta la muerte; entonces el acero concibe, y engendra un hijo más claro que el padre .

Ahí está el secreto de los dos mercurios, que contienen las dos tinturas: Guardadlas separadamente y no confundáis sus especies .

Busca la fuente del licor de los sabios, está oculto debajo de la piedra, golpead encima con la verga del fuego mágico y brotará una clara fuente; preparad el baño del Rey con la sangre de los Inocentes, y tendréis el mercurio de los sabios animados, que no pierden sus virtudes si lo guardáis en un vaso bien cerrado .

Es la fuente clarísima que menciona Bernardo Trevisano; es el gran alkaest que disuelve radicalmente los metales; es el agua permanente que después de haberlos disuelto, se une inseparablemente a ellos y aumenta su peso y su tintura

CUARTA LLAVE

• Es la entrada de la 2ª Obra. El aterramiento del espíritu es la única operación de esta obra; coced pues con paciencia; si habéis procedido bien,

20

no pasará mucho tiempo sin que veáis las señales de esta coagulación, y si no aparecen a su tiempo no aparecerán .

• Nada se acerca al mérito de esta tierra y este espíritu perfectamente aliados; son el verdadero azufre y mercurio de los filósofos, el varón vivo y la hembra viva que pueden procrear un hijo . Cultivad esta preciosa tierra; regadla a menudo con su humedad, secadla otras tantas veces y aumentaréis sus virtudes .

QUINTA LLAVE

La quinta llave es la fermentación de la Piedra con el cuerpo perfecto para hacer de ella la medicina del tercer orden .

La masa de la pasta se convierte toda en levadura por la acción del fermento que le ha sido añadido.

Si observáis de qué manera se hace el pan, encontraréis las proporciones que debéis guardar entre las materias que componen vuestra pasta filosófica . Las leyes de la naturaleza son las que debéis seguir en la práctica de todo nuestro Magisterio .

SEXTA LLAVE

• Enseña la multiplicación de la Piedra por la reiteración de la misma operación que sólo consiste en abrir y cerrar, disolver y coagular, embeber y secar, con lo que las virtudes de la piedra aumentan hasta el infinito .

• Os he conducido por el camino recto sin ninguna desviación, y si habéis observado bien la ruta que os he trazado, iréis directamente al fin sin extraviaros .

• Os compadecería mucho si como yo, después de haber conocido la verdadera materia pasarais 15 años enteramente dedicados al trabajo, al estudio y a la meditación, sin poder extraer de la Piedra su jugo, por no conocer el fuego secreto de los sabios que hace fluir de esta plata, seca y árida, un agua que no moja las manos, y que por unión mágica del agua seca del mar de los sabios se resuelve en un agua viscosa, en un licor mercurial, fundamento y llave del arte

Convertid, separad y purificad los elementos y poseeréis el verdadero Mercurio de los Filósofos, que os dará el azufre fijo y la medicina universal.

Cuando hayáis llegado al conocimiento del fuego secreto, no habréis llegado al final. ; tenéis que llegar a la fuente misteriosa donde el rey se baña, se rejuvenece y emprende una nueva vida ; es preciso que sepáis purificar, calentar y animar este

21

baño Real; para daros la mano me he extendido en la 3ª Llave, de la cual se deducen todas estas operaciones

Observad que hay diferencia entre la calcinación ordinaria y la calcinación natural : la primera destruye el cuerpo y consume la mayor parte de la humedad radical, mientras que la segunda no sólo conserva la humedad del cuerpo al calcinarlo, sino que lo aumenta considerablemente .

.

22

CAPÍTULO II LA QUÍMICA EN EL SIGLO DE LA RAZÓN (SIGLO XVII)

En el siglo XVII, el clima de trabajo cambió profundamente debido al fomento de la experiencia :

• Galileo (1564-1642) fue uno de los promotores en el campo de la física• Descartes (1596-1650) publicó su Discurso del Método en 1637• Isaac Newton (1642-1727) anunció en 1669 una teoría sobre la composición

de la luz blanca, seguida en 1687 de las famosas leyes de atracción universalA partir de 1684 la enseñanza de la Química se hizo oficial en Francia . El curso inaugural lo dio William Davidson y tuvo lugar el 23 de julio en el jardín Real .Los dos sabios que dominaron la Química en esa época fueron Van Helmont y Boyle .

• J.B. Van Helmont (1577-1644). Discutió la teoría aristotélica . Se le consideró el descubridor de los gases .

• Robert Boyle (1627-1691) . Obtuvo la acetona a partir del Pb(Ac)2 . Enunció la ley de compresibilidad de los gases (Ley de Boyle-Mariotte)

• Jean Rey (1583-1645) publicó un “Ensayo sobre la búsqueda de la causa por la cual el estaño y el plomo aumentaban de peso cuando se calcina”

• Nicolás Lémery (1645-1715) publicó el primer curso de Química. Describe sales, compuestos de antimonio, medicamentos, venenos, tinta china, barnices

• Daniel Sennert (1572-1637) expuso en 1619 una teoría atómica• Joaquín Jungius (1587-1657) desarrolló en 1642 una teoría corpuscular.

Definió por primera vez los elementos químicos y atribuyó propiedades dierentes a cuerpos con los mismos elementos colocados espacialmente de forma distinta.

• Henri Brand descubrió el fósforo buscando el alkaest en la orina• Joannès Kunckel (1630-1702) fabricó vidrio, preparó el rubí rojo, cristales

y gemas. Preconizó el uso del bórax para endurecer el vidrio . Su libro “Ars vitraria experimentalis” tuvo un gran éxito .

• Joachim Becher (1635-1682) escribió “Acta laboratorii chymici Monancensis sen Physica subterranea” . Fue el iniciador de la industria del alquitrán y del gas de hulla. Sentó las bases de la teoría del flogisto .

• J.R. Glauber escribió “Opera Omnia” en 7 volúmenes. Puso a punto los métodos de fabricación del SO4H2, NO3H, ClH y N2O3 . Preparo el SO4Na2 (sal de Glauber) y el SO4(NH4)2 . Por destilación de la hulla obtuvo un aceite, observó la acción antiséptica del fenol, aisló productos similares a la morfina, la estricnica y la brucina . Mejoró la preparación de aceites esenciales y preparó piedras preciosas artificiales.

• Guillermo Homberg (1652-1715) estudió la fuerza de los ácidos, descubrió el ácido bórico o “sal de Homberg”, perfeccionó la extracción de aceites vegetales El aumento de peso en la calcinación de metales creía que era debida a una materia luminosa que atravesaba el recipiente .

• Duclos y Hanton estudiaron la manera de potabilizar el agua de mar, después de pp. las sales con CO3K2 seguida de destilación .

• Hochberg, Thiemann y Montaubau estudiaron la fabricación del vino• Moray preparó la malta para fabricar la cerveza de Escocia.

23

• Urbano Hierne, director del laboratorio de Estocolmo realizó trabajos sobre el ácido fórmico y otros, publicados después de su muerte por Wallerius

• Alonso Barba dejó documentos muy interesantes sobre yacimientos, evaluación de la riqueza de un mineral y procesos metalúrgicos .

Conclusiones: En lugar de seguir una progresión continua, la evolución científica se realizó a saltos . La Química no había llegado todavía a ser una ciencia en el sentido estricto del término .

24

CAPÍTULO III DEL FLOGISTO A LA TEORÍA DE LAVOISIERSIGLO XVIII

En este siglo aparecen espíritus de élite que, a partir de hechos observados, llegan a formular leyes universales. Bajo la influencia de pensadores y escritores como Voltaire, Montesquieu, Rousseau, Diderot, Quesnay, Turgor, Adam Smith, J.Rocke y científicos como Pascal, Torricelli, Newton, Watt, Franklin, Calvani, Volta, Farenheit y tantos otros, la evolución del mundo era perceptible de una década a otra . Aunque la química entró en una etapa de rápida evolución a partir de la 2ª mitad de siglo, tuvo un período de ralentización con la teoría del flogisto, aunque sus partidarios, gracias al método experimental, contribuyeron ampliamente al desarrollo de la “química neumática” .

• Ernest Stahl (1670-1734) desarrolló en Alemania hacia el 1718 la teoría del flogisto . El flogisto se encontraba en cualquier sustancia combustible y transformable por el calor; se liberaba en la calcinación de los metales y en la combustión de las sustancias orgánicas . Es el flogisto el que juega el papel fundamental en la respiración, la fermentación y la putrefacción . El residuo obtenido podría dar el compuesto inicial aportándole flogisto .

• Fiedrich Hoffmann (1660-1742) clasificó las aguas minerales según sus propiedades químicas. “Methodus examinandi aquas salubras” en 1703 .

• Caspar Neuman (1683-1737) extrajo aceites vegetales y el aceite volátil de destilación de hormigas. Sus memorias en “Actas de la Academia de Berlín” y en “Philosophical Transactions”

• Johamm-Heinrich Pott (1692-1777) fue el sucesor de Neuman. Intentó fabricar porcelana (3000 minerales, excepto el caolín); no lo logró pero sus trabajos fueron decisivos para su fabricación

• Johann Friedrich Boetger (1682-1719), mezclando caolín con feldespato consiguió la porcelana; fórmula mantenida secreta al principio

• Andreas Sigismund Marggrafe (1709-1782) utilizó la llama para distinguir las sales de sodio y de potasio. Descubrió el magnesio, manganeso y la sacarosa en la remolacha. La primera fábrica de azúcar de remolacha la construyó en 1812 Benjamín Delessert

• P.Beccaria (1716-1781), italiano, trabajó en oxidación . Lavoisier reconoció su prioridad en alguno de sus descubrimientos y le rindió un merecido homenaje .

• En Inglaterra, Joseph Black (1728-1799) continuó los trabajos de Van Helmont y descubrió el gas carbónico. Puso en evidencia el “calor latente” que describió en “Philosophical Transactions” . Este trabajo será la base de la teoría de Lavoisier .

• James Watt (1736-1799) gracias a Black construyó el condensador que hizo progresar la técnica de la máquina de vapor . Fue miembro de la Real Academia de Ciencias de París

• Henry Cavendish (1731-1810) trabajó sobre calores latentes de vaporización y fusión. Definió y determinó el calor específico . Introdujo los primeros elementos de estequiometría al trabajar con pesos y cálculos.

25

Realizó la síntesis del agua y demostró el % de oxígeno en el aire .Descubrió el nitrógeno (aire flogístico), pero no lo publicó . Daniel Rutherford (1749-1819) se llevó el mérito de descubrir el nitrógeno .

• Joseph Priestley (1733-1804) descubrió el óxido nítrico y el hemióxido de nitrógeno (protóxido), los gases clorhídrico, amoníaco y sulfuroso, el hidrógeno fosforado, el hidrógeno sulfurado, el fluoruro de silicio, y obtuvo el gas desflogisticado (oxígeno), también atribuido a Scheele y a Lavoisier . En 1799 descubrió el monóxido de carbono

• En Suecia, Torben Bergman (1735-1784) edificó las bases del análisis químico en medio acuoso. Publicó una memoria sobre análisis de aguas. Determinó la solubilidad y la densidad del agua saturada de CO2. Incluyó varios reactivos analíticos nuevos (ferrocianuro, oxálico, sulfúrico, amoníaco, alcohol, nitrato de plata). En 1766 fabricó gaseosa artificial Trabajó en la preparación del alumbre, análisis de cálculos urinarios y de minerales de zinc y precisó la naturaleza del albayalde.

• George Brandt (1694-1768) unió su nombre a la historia del arsénico

(descubrió sus propiedades) y del cobalto• Charles-Guillaume Scheele (1742-1786) contemporáneo de Lavoisier .

Descubrió en sólo 16 años el cloro, la barita, los ácidos molíbdico, wolfrámico, fluosilícico, láctico, cítrico, cianhídrico, oxálico, tartárico, málico, gálico, la glicerina, el manganeso, la composición del aire . El más grande junto a Lavoisier

• En Francia, Guillaume François Rouelle (1703-1770) fue profesor de Leblanc, Lavoisier, Diderot. Clarificó la noción de sal y clasificó las sustancias en neutras, ácidas y básicas .

• Antoine Beaumé (1782-1804) realizó informes sobre fermentación, cristalización de sales, preparación del paltino, azufre, mercurio, ácido bórico y cuerpos grasos . Instaló la 1ª fábrica de cloruro amónico, y puso a punto nuevos métodos de tinte para telas y blanqueo para seda. Inventó el anemómetro que lleva su nombre

• Antoine François Fourcroy (1755-1809) separó el cobre del estaño, descubrió el fosfato de magnesio y trabjó con la albúmina y la gelatina .

• Jean Darcet (1725-1801) estudió las aleaciones . La que lleva su nombre funde en agua hirviendo (bismuto-estaño-plomo) . Mejoró la fabricación del cristal, jabón y metalurgia

• Henri Louis Duhamel de Monceau (1700-1781) estudió los álcalis. Intentó la síntesis del carbonato sódico, pero no consiguió un procedimiento rentable .

• Nicolás Leblanc (1742-1806) logró la síntesis del carbonato sódico transformando sal marina en sulfato sódico y calentando el sulfato con carbón y creta .

La Enciclopedia dirigida por Diderot y D’Alambert (de 1751 hasta 1772) sitúa a la alquimia y la química en el mismo plano .

NACIMIENTO DE LA INDUSTRIA QUÍMICA• Primeras fábricas de ácido sulfúrico en Inglatera . Roebuk creó el

procedimiento de las cámaras de plomo (1746) . Holker lo introdujo en Francia. La Follie reemplazó el agua por vapor en 1774 .

26

• Leblanc montó la primera fábrica de carbonato sódico . Se obtenía además clorhídrico y sulfuro cálcico .

• Parker patenta el cemento en 1796• Trabajos de Boettger Þmuchas fábricas de porcelana en Alemania y Francia .

Trabajos de Wegdwood (1730-1795) Þ primera fábrica en Inglaterra . • Grandes factorías en otros sectores : papel, textil, metalurgia, etc . • SiderurgiaÞ Réamur . En Inglaterra Þ Coque sustituye al carbón de leña•

LAVOISIER Y LA REFORMA QUÍMICA

• Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) estudió : composición del aire, composición y descomposición del agua, aumento de peso de los metales por calcinación y la insuficiencia de la teoría del flogisto .

• Jean Rey (1630) Þ Plomo y estaño aumentan de peso en la calcinación• Lavoisier (1772) Þ toda combustión en el aire Þ combinación con el oxígeno

Oxidación del estaño Þ rechazo teoría del flogisto . Calentando estaño en recipiente hermético Þ recipiente mantenía su peso, estaño, ¯ aire

Aumento peso estaño = disminución de peso del aire• La reducción de óxidos por carbón Þ 1000 volúmenes de aire fijo (CO2)• Demostró el mecanismo de una ecuación redox y estableció que una reacción se

representaba por una ecuación• A partir de Priestley, estudió el mercurio: 2Hg0 + O2 Þ 2 HgO Þ 2Hg0 + O2• Dedujo composición el aire: aire vital (O2) y mofeta atmosférica (N2) . Realizó

síntesis del aire y formuló teoría respiración animales y combustión de bujías• Fue el primero en proclamar pública y claramente la composición del agua• Cambió teoría del flogisto por la de oxidación y redactó nueva nomenclatura

CONCLUSIONES

• Durante el siglo XVIII se aprecia la lenta emancipación de la química y el lugar que ocupa cada nación en el progreso de esta ciencia .

• En cabeza se encuentran Alemania, Inglaterra, Francia y Suecia• El desarrollo de la química ahonda cada día el foso que la separa de la alquimia

que se va extinguiendo, aunque todavía no se abandone completamente • La Enciclopedia dirigida por Diderot y D’Alambert situaba a la alquimia y la

química en el mismo plano en el año 1772 • La Química conquista poco a poco títulos de nobleza, que adquirirá

definitivamente gracias a Lavoisier• El descubrimiento del oxígeno, el análisis del aire y la síntesis del agua son

otras grandes etapas en el progreso de esta ciencia

27

28

CAPÍTULO IV COMIENZOS DE LA QUÍMICA CUANTITATIVA BASES DE LA QUÍMICA . PRIMERA MITAD DEL SIGLO XIX

Apoyada en nuevas bases, establecidas por los padres de la química moderna (Boyle, Priestley y Lavoisier), esta disciplina progresará rápidamente

COMIENZO DE LA QUÍMICA CUANTITATIVAAl establecerse el concepto de elemento y el principio de conservación de la materia a finales del siglo XVIII, se inició la búsqueda de relaciones cuantitativas entre los elementos de las combinaciones químicas Þ Estequiometría . Primero se descubrieron las leyes ponderales Þ soporte de la teoría atómica ; luego las volumétricas Þ probatorias de la existencia de moléculas

• Proust (1801) Þ Ley de las proporciones definidas : “Las proporciones en que se unen dos elementos para formar una combinación química están en relaciones ponderales invariables”

• El estudio ponderal de elementos que se unen de dos en dos permitió a Dalton enunciar la Ley de las proporciones múltiples : “ Cuando dos elementos dan varios compuestos, las diversas masas de uno que se combina con la misma masa de otro están entre ellos en relaciones simples de números enteros”

• Existen muchos compuestos no estequiométricos, llamados Berthollidos .• J.B. Richter (1762-1807) publicó “ Bases de la estereoquímica , o el arte de la

medida de los elementos químicos “. Exponía una teoría de los pesos de las combinaciones invariables o “pesos equivalentes”. Descubrió la ley de la neutralidad e introdujo la palabra “estequiometría”. Ley de números proporcionalesÞ extensión de la ley de Dalton

• Dalton Þ Hipótesis atómica : “ Los elementos están constituídos por átomos que permanecen indivisibles en las reacciones químicas. El átomo posee un conjunto de propiedades características, en particular una masa atómica constante. Cuando dos elementos se combinan, la unión de sus átomos da lugar a la cantidad más pequeña de compuesto posible, designada con el nombre de molécula”

Estas leyes ponderales se completaron con las volumétricas .• Gay-Lussac enunció en 1809 :” Cuando se combinan dos gases, existe una

relación simple entre su volumen medido en las mismas condiciones de temperatura y presión. Cuando dos gases se combinan y la combinación resultante es también un gas, existe una relación simple entre su volumen y el de los gases que lo componen” . Estudiando la influencia de la temperatura en la presión, demostró que sus variaciones eran lineales para todos los gasesÞestableció relaciones que dieron lugar a la ecuación de estado de los gases perfectos

• Avogadro (1811) y Ampère (1814) Þhipótesis Þ hoy ley : “ Todos los gases en las mismas condiciones de temperatura y presión contienen, en volúmenes iguales, el mismo número de moléculas”

Esta ley introduce la noción de atomicidad Þ define el nº de átomos que tiene una molécula de gas

• Cannizaro (1816-1910) , discípulo de Avogadro impuso la teoría atómica 50 años después

29

• Berzélius propuso en 1818 la primera tabla de pesos atómicos (O=100, H=1)Aunque determinó la mayoría de las masas atómicas, este trabajo fue facilitado por la Ley de Dulong y Petit de los calores específicos (1819) y por la ley de Mitscherlich sobre el isomorfismo (1819) .

• Dulong (1758-1838) y Petit (1791-1820) observaron que “ el producto del peso atómico por el calor específico de numerosos elementos en estado sólido era igual a aproximadamente 6,4 calorías “

• Mitscherlich (1794-1863) introdujo la noción del isomorfismo Þ definía los cristales del mismo sistema cristalino . Su ley dice :” Los cuerpos isomorfos tienen fórmulas químicas análogas”

NACIMIENTO DE LA TERMODINÁMICA Y LA CINÉTICA

• Mayer (1814-1887) enunció el primer principio de la termodinámica : “La energía interna de un sistema aislado es constante”

• Joule lo confirmó en 1843 . Este principio demuestra la equivalencia en la transformación de calor en trabajo .

• Hirn (1815-1890) estudió el proceso inverso• Hesse (1802-1850) enunció en 1840 el principio del estado inicial y del estado

final, según el cual ”el calor liberado a lo largo de una reacción química es independiente de los estados intermedios”.

• Clapeyron (1799-1864) introdujo en 1843 el concepto de transformación reversible . Su fórmula L = TdV.dP/dT permite calcular el calor latente de un cambio de estado: “El calor latente es proporcional a la temperatura, a la variación de volumen y de presión, e inversamente proporcional al cambio de temperatura” .

• La termodinámica química se desarrollará plenamente la segunda mitad del siglo XIX con los trabajos de Thomsen y Berthelot .

Se considera que le primer estudio cuantitativo sobre cinética química se hizo en 1850 y fue obre de Wilhemy, que estudió la inversión de la sacarosa bajo la acción catalítica de los ácidos . La sacarosa da por hidrólisis una mezcla de glucosa y levulosa. Para estudiar esta reacción tuvo en cuenta por primera vez el factor tiempo .

ELECTROQUÍMICA

• El descubrimiento por Alexandro Volta (1745-1827) de la primera pila eléctrica va a provocar una gran conmoción en el campo de la química .

• W. Nicholson (1725-1815) y A. Carliste (1758-1840) Þ primeras electrolisis del agua Þ recuperación del O2 e H2 liberados en los electrodos

• Hisinger, Davy y Cruikshand entre 1803 y 1807 Þ aparición de bases en polos distintos en electrolisis de sales fundidas o en disolución acuosa

• Davy obtuvo el 1807 el sodio y el potasio por electrolisis de sales fundidas• Simon preparó el cloro por vía electroquímica• T. Grothus en 1805 intentó formular 1ª teoría sobre el proceso

electroquímico Þ”el paso de la corriente era debida a un transporte de cargas eléctricas que se depositaban en electrodos de signo contrario” .

30

• Richter: “los procesos electroquímicos eran consecuencia de las reacciones químicas”

• Michel Faraday . “el transporte de electricidad se realizaba por medio de fragmentos de moléculas disueltas, electrizadas, que llamó iones “

• Arrhénius explicó cuál era el origen de los iones• Henry, desde 1803, estudió las soluciones no electrolíticas . Su ley dice : “ la

tensión de vapor de un soluto es proporcional a su factor molar en la solución”

CATÁLISIS Y FOTOQUÍMICA

En esta época se toma conciencia de la importancia de la catálisis y de la fotoquímica, capitales en la síntesis química

• Livanius en 1597 utilizó la palabra catálisis por 1ª vez, pero se olvidó el término

• Scheele preparó varios ésteres por vía catalítica• Gay-Lussac y Thénard en 1809 obtuvieron gas clorhídrico por acción de luz

solar (fotocatálisis)• Davy en 1811 preparó el fosgeno a partir de CO y Cl2 por fotocatálisis• Faraday sustituyó y adicionó halógenos a orgánicos por fotocatálisis• J.W. Döbereiner Þ propiedades catalíticas del negro de platino usado en la

oxidación de alcohol a ácido acético; demostró que una mezcla de H2 y O2 producía una detonación espontánea.

• Whöler pasó revista a gran número de sustancias para estudiar sus propiedades catalíticas

• Berzélius definió catalizador : “él despierta las actividades adormecidas de los reactivos..sin tomar parte directamente en la reacción química” . Predijo que los organismos vivos eran sede de reacciones catalíticas biológicas

Este período fue rico en enunciados de nuevas leyes, reglas y teorías y vio prosperar la química física, aunque también fue testigo de polémicas célebres . La que mejor ilustra un conflicto entre escuelas fue el enfrentamiento entre los atomistas y los equivalentistas, que fue tan duro como la que en el siglo anterior enfrentó a los partidarios del flogisto con los de la teoría neumática . Para los equivalentistas la teoría atómica no era indispensable, y era además demasiado abstracta, mientras que el sistema de los equivalentes, independientes de toda hipótesis, era más pragmática .

• El equivalente de un cuerpo se definía como el peso de este cuerpo que se une al oxígeno para formar el primer óxido, el menos oxigenado . El equivalente se modificaría al descubrir un óxido menos oxigenado . Para ellos H = 1 y O = 8 .

• La teoría atómica tuvo dificultades . Era difícil aceptar que las moléculas de los cuerpos simples podían estar formados por varios átomos .

• Grandin (1804-1880) en 1831, distinguió entre los dos tipos de partículas escribiendo por 1ª vez correctamente la ecuación de la síntesis del agua : 2H2 + O2 ® 2H2O . Desgraciadamente este trabajo pasó desapercibido .

• J. Duclaux en 1950, en su obra “El hombre ante el universo” escribía : “ Algunos sabios han hecho posible lo imposible para impedir la adopción de la teoría atómica y la notación atómica . El resultado ha sido colocar a la

31

química francesa en estado de inferioridad durante decenas de años respecto a las naciones vecinas”

SEGUNDA MITAD DE SIGLO XIXEXPANSIÓN DE LA QUÍMICA Y DE LA QUÍMICA ORGÁNICA

Hechos de apariencia trivial pueden dar lugar a resultados de primera fila . En orgánica ocurrió con la síntesis de la urea por Wöhler y con la solicitud de patente de Perkin para la preparación del colorante malveína .

• Perkin, discípulo de A.W.Hofmann al intentar sintetizar la quinina obtuvo un colorante de intensidad superior a los naturales . Para esclarecer el mecanismo de formación era preciso conocer la composición de los reactivos. Este fue el comienzo de la química estructural.

Las teorías de los tipos y las sustituciones demostraron la importancia de los residuos en la química orgánica .

• Kolbe a partir del ácido acético obtuvo gas carbónico + etano• Frankland obtuvo en 1855 el dietilzinc y demostró que los compuestos

orgánicos de N2, P, As, Sb se combinan con 3 ó 5 agrupaciones monovalentes• Se asignó a cada elemento una “capacidad de saturación” (o valencia, término

introducido en 1868) .Estas consideraciones hicieron avanzar el concepto de valencia y contribuyeron a la llegada de la química estructural

QUÍMICA ESTRUCTURAL• August Kékulé (1829-1896) fue el gran maestro. En 1857 dijo que el C era

tetravalente y enunció la teoría del encadenamiento del C .• Archibald Couper (1831.1892) defendió el concepto de encadenamiento de los

átomos de C y su tetravalencia• Loschmidt introdujo la noción de doble enlace y admitió para el acetileno la

existencia de un enlace triple • A.W. Hofmann propuso en 1865 los sufijos –ano, -eno, e –ino, para designar

los hidrocarburos saturados, etilénicos y acetilénicos• A. Butlerow (1828-1886) utilizó por 1ª vez la palabra estructura y contribuyó al

estudio de los problemas de isomería La estructura del benceno planteó un problema particular y de primera importancia

Kékulé Meyer Claus Ladenburg

32

ESTEREOQUÍMICA . ISOMERÍA

La química estructural proponía fórmulas satisfactorias, pero se observaban casos que no se explicaban

• Pasteur en 1848 Þ hipótesis Þ la disimetría de los cristales del ácido tartárico, dextrógiro y levógiro, resultaba de la estructura disimétrica de las moléculas. Si una molécula no es superponible a su imagen estructural, tendrá poder rotatorio

• Johannes Wiscelenus (1835-1902) demostró en 1878 que “la diferencia entre el ácido láctico de las fermentaciones y el de la actividad muscular provenía de un reagrupamiento espacial diferente de los átomos” . A este fenómeno le llamó isomería óptica . La explicación se dio al pasar del plano al tridimensional

• Jules Achille Le Bel (1847-1930) y Jacobus Henricus Van’t Hoff (1852-1911) Þ concepto tetraedro de carbono Þ estereoisomería . “La actividad óptica era debida a la presencia de un carbono asimétrico”

• Baeyer en 1855 Þ tensiones de valencia de cierre de los ciclos . Términos cis y trans para isómeros geométricos de compuestos insaturados

• Victor Maeyer (1848-1897) en 1988 Þconstituciones estereoquímicas Þ estructuras proyectadas bajo el ángulo de la posición geométrica . Llamó desmotropía cuando había un cambio de enlace en e interior de una molécula

• Conrad Laar (1853-1929) designará a la desmotropía con el nombre de tautomería (un compuesto puede reaccionar bajo dos formas diferentes)

• Thiele (1865-1918) Þ hipótesis divisibilidad de la valencia Þ las valencias de los átomos de carbono pueden dividirse en dos semivalencias .

• Paul von Walden (1863-1957) Þ si se reemplaza uno de los sustituyentes del átomo de un C asimétrico por otro, la polarización rotatoria se invierte en algunos casos . Inversión Walden Þ papel importante en bioquímica

• Ernest Beckmann (1853-1923) Þ a partir de la benzaldoxima líquida isómero sólido por acción del sulfúrico en frío

• Arthur Hantzch (1857-1935) y Alfred Werner (1866-1919) en 1890Þ hipótesis de que el átomo de N ocupaba uno de los vértices del tetraedro y las tres valencias seguían la dirección de las tres aristas que salían del vértice . A los isómeros cis-trans de los dobles enlaces C=C, les corresponden los isómeros syn y anti de los enlaces dobles C=N .

• Werner en 1893 Þ teoría del octaedro con nº de coordinación de 6 Þnueva nomenclatura combinaciones complejas (cobaltiaminas) . Aplicado a la transposición de Beckman Þ obtención de benzanilida por acción del PCl5 en la benzofenoxima

• Le Bel 1990 Þ compuesto ópticamente activo del N

33

SÍNTESIS ORGÁNICA

La síntesis de laboratorio alcanzó grandes progresos . Mejores ejemplos :

34

COMIENZO DE LA BIOQUÍMICA

Después de los trabajos de Chevreul y de Liebig sobre los lípidos, el interés se dirigió a los glúcidos primero y después a los prótidos

• Alexander Butlerow (1828-1886) en 1861Þ síntesis mezcla azúcares por reacción de lechada de cal con trioximetileno Þmetilenitano

• Oscar Loew y B.Tollens en 1886 Þ formaldehido al hacer pasar vapores de metanol por espiral de Cu al rojo.

• Loew Þ formosa por acción de lechada de cal sobre el formol ; Þ maltosa (fermentable), por acción de magnesia

• Emile Fischer en 1890 Þ glucosa, fructuosa, manosa a partir de glicerina . Preparó dos azúcares artificiales y resolvió el problema de la estereoquímica de los mismos .

• Louis Pasteur Þ hipótesis Þfermentación de azúcares debida a organismos vivos (levaduras). Estudió los vinos y propuso método de conservación de la cerveza (pasteurización).

• Eduard Büchner en 1897 Þ mecanismo de las fermentaciones . Aisló de la levadura una mezcla de enzimas que llamó “zimosa”

• C. Fahlberg y T. Remsen en 1983 Þ sacarina (poder edulcorante 300 veces mayor que el del azúcar)

La química de las proteínas es en sus comienzos obra de Emile Fischer

• Emile Fischer Þ constitución proteínas Þ más de 20 aminoácidos unidos entre ellos por enlace peptídico (grupo carboxílico de un átomo con el grupo amino del otro) . En 1987 sintetizó cafeína y teobromina (púricos)

• Baeyer en 1863-64 Þ Ureidos por adición de diácidos a urea . Fischer demostró que su base es la purina

• Wilhem Meissner (1791-1853) Þ alcaloides (principios activos plantas)• Friedrich Sertürner (1743-1840) Þ morfina (a partir de adormidera)• Albert Ladenburg en 1886Þ síntesis de la coniína (1º alcaloide sintetizado)

35

QUÍMICA DE LOS HETEROCICLOS

Se aislaron primero los heterociclos hexagonales

• Thomas Anderson (1819-1874) aisló en 1851 la piridina a partir de los alquitranes de hueso y de hulla

• Koesner y Dewar en 1869-70 le atribuyeron una fórmula que correspondía al benceno y al naftaleno .

A los heterociclos hexagonales se unieron los pentagonales• Runge descubrió en 1822 el pirrol• Limpricht aisló el furano• Víctor Meyer en 1882 aisló el tiofeno• W. Ramsay en 1877 Þ piridina a partir de acetileno+ácido cianhídrico• W. Koenings en 1879 Þquinoleína pasando alilanilina por un tubo cerrado con

litargirio calentado al rojo• Fiedrich Beilstein (1838-1908) los clasificó en una obra titulada “Hanbuch der

organischen Chemie”. El Instituto Beilstein de Höchst es el encargado de continuar esta gigantesca obra

LA INDUSTRIA QUÍMICA ORGÁNICA

Una de las causas del progreso de la industria química orgánica fue la fabricación del gas del alumbrado

• Philippe Lebon (1769-1804) Þ gas alumbrado por destilación de madera . Iluminó el Hotel Seignelay de París

• W. Murdoch en 1979 iluminó algunas fábricas varias noches seguidas• Winzler en 1810 fundó en Londres la primera compañía de gas• Gallen en 1820 Þ naftalina a partir de alquitranes de hulla• Runge Þ pirrol, quinoleína, fenol y cianol• J. Fritzche (1808-1871) Þ anilina en 1840 • Nicolai Zinine (1812-1880) Þ anilina por reducción del nitrobenceno• A.W. Hofmann investigando la anilina y sus derivados marcó el punto de

partida de la industria de colorantes derivada del alquitrán de hulla • Henri Perkin en 1856 Þ primer colorante sintético , malveína

Los colorantes sintéticos

• Perkin Þ púrpura de anilina para colorear seda, lana y estampar tejidos• H. Caro en nombre de BASF Þ patente para fabricar la alizarina• Witt estableció en 1876 que “los hidrocarburos saturados se vuelven

coloreados al introducir en sus moléculas cromóforos. Esta coloración sólo se transmite a la fibra si la molécula posee auxocromos” . Los grupos amina o hidroxilo influyen las propiedades de tinción y sobre el color .

• Emil y Ottl Fischer Þ estructura de los grupos base de los colorantes• Hofmann descubrió el rojo de anilina• Verguin la fucsina

36

• GriessÞ violetas de anilina y de metilo, negro de anilina, amarillo de Martius, marrón de Manchester, azul de metileno, rojo Congo, auraminas, benzopurinas, rodaminas y antrapurinas, y los mejores, la alizarina y el índigo

• Baeyer 1980 Þíndigo desde ácido cianhídrico y luego desde o-nitrotolueno• Heuman ÞBASFÞ Fabricación del índigo por primera vez en 1890 . Lo

perfeccionó en 1897 partiendo de fenilglicocola + amiduro sódico = indoxilo, que por oxidación da índigo .

Consecuencias del desarrollo de la industria de los colorantes

a) Revolución técnicas industriales y fabricación de productosPara fabricar índigo Þ reacción de oxidación del naftaleno a anhídrido ftálico por ácido crómico Þ Abaratar costos Þ oxidación por sulfúrico + catalizador Þ subproducto SO2 en gran cantidad

• R. Knietsch en 1890 Þ ácido sulfúrico de contacto .

b) Desarrollo de la industria farmacéuticaBASF, Kalle y MLB comenzaron la fabricación en gran escala de fármacos

• J. Kolbe en 1856 Þ ácido salicílico (antirreumático por Stricker en 1876)• J. Dresser en 1899 Þ aspirina (ácido acetil salicílico)• L. Knorr en 1866 Þ antipirina, utilizada en terapéutica• E. Baumann en 1844 Þ hipnóticos (sulfonal, tiazol y tetronal)• A partir de hojas de coca y otras Þ fenacetina (antipirético), holocaína

(anestésico local)• Nencki Þ salol (salicilato de fenilo , antiséptico)• Derivados de la teobromina, heroína, codeína, xenoformo, dermatol •

c) Nacimiento de la perfumería sintética• Perkin Þ ácido cinámico a partir de ácido benzoico+acetato de sodio (AcH) .

Sus ésteres metílico y etílico se utilizan en perfumería• F. Tiedmann en 1874 Þ vainillina (antes de las vainas)• F. Tiedmann y P. Krüger en 1983 Þ ionona . Síntesis en dos etapas,

formándose la a- y la b-ionona

d) Consecuencias de carácter político-económico y jurídicoEnfrentamiento del liberalismo y el intervencionismo del Estado .Intervencionismo Þ determinante en creación de laboratorios de investigación y Escuelas Superiores, legislación sobre patentes, liberalización de marcas registradasEjemplo : La fucsina descubierta por el polaco Natanson (1856), estudiada por Hofmann , patentada por Verguin en 1859 y derechos adquiridos por la firma Hermanos Renard .

e) Consecuencias del desarrollo de la gran industria química en UE y USA• Alemania Þ Avance importante en la primera mitad del siglo XIX . BASF,

MLB, Bayer, Agfa, Kalle & Co y Merck .• Suiza Þ Ciba, Geygy, Sandoz, Durand-Hunguenin y Aluminium Industrie A.G.

Shaffhansen

37

• Francia Þ Kuhlman y St Gobain Þ situación muy difícil por la competencia alemana, pero sintetizaron nitroalizarina, inicio fabricación nitrobenceno y anilina, primera fábrica de seda artificial

• Inglaterra Þ Nuevo complejo St Helen-Warrington-Widnes . En 1890 “LÚnited Alkali Co. Ltd” (UAC), complejo químico más importante del mundo

• USA Þ petróleo en Pensilvania. Sovay Process Corp., Michigan Alkali Co., L’mathieson Alkali Co., l’Aluminium Co.of America, merrimac Chemical Co. Y Freedley

• Rusia Þ Industria textil importante. Los cuatro consorcios alemanes (BASF, HÖthst, Agfa y Bayer) crearon sus filiales rusas

• Checoslovaquia Þ Complejo químico L’ Aussiger Verein .• Bélgica Þ Industrias de sosa, ácido sulfúrico, abonos, vidrio y cerámicas

DESARROLLO EN OTROS SECTORES DE LA QUÍMICA

a) Explosivos

• C.F. Schönbein (1799-1868), en 1846 Þ nitrocelulosa (celulosa + nítrico)• W. Hyatt en 1870 Þ Celuloide, dinitrato de celulosa)+ alcanfor . Celluloïd

Manufactoring Co . A partir del derivado trinitrado Þ algodón pólvora• Ascanio Sobrero Þ Nitroglicerina (éter nítrico del glicerol)• Alfred Nobel (1833-1896) Þ Dinamita y goma-dinamita • Haeussermann en 1891 Þ Nitrotolueno TNT (sustituyó al ácido pícrico)• R. Boettger Þ Cerillas suecas (clorato potásico + sulfuro antimonio + goma)• Chardonnet (1839-1924) Þ Seda artificial a partir de celuosa. • Benjamín Tilghman en 1866 Þ Celulosa a partir de madera y bisulfito cálcico• A. Mischerlich Þ celulosa al sulfito• Obtención de galalita (caseína insolubilizada por formol)• H.H. Wogel Þfotografía color (gelatina + bromuro de plata + colorantes)• George Eastman Þ rollos película. En 1888 aparato Kodak

QUÍMICA MINERAL y ANALÍTICA

• L. Mond (1838-1909) y F. Quincke Þ carbonilos metálicos (CO + metal fino)• T. Curtis en 1887 Þ Hidracina y ácido nithídrico• C.R. Fresenius y otros en 1862 Þ revista “Zeitschrift für Analytische chemie” • C.F. Möhr, R.W. Bunsen y Jacob Volhard Þ desarrollo análisis volumétrico• Alexander Classen (1843-1934) Þ avance electrolisis cuantitativa• Oliver Gibbs Þ método electrolítico valoración cobre, aplicado rápidamente a

otros metales• C. Winkler, H.Bunte y W. Hempel Þ desarrollo análisis gasométrico• J. Marsh en 1836 Þ método detección arsénico, modificado por Liebig• Bunsen y Kirchhoff Þ puesta a punto del análisis espectral (fotosfera)• Descubrimiento del niobio, rutenio, lantano, erbio, terbio, iterbio, gadolinio,

galio, samario, tulio, holmio, neodimio, praseodimio, disprosio y europio .• Ramsay y Travers Þ descubrimiento de los gases nobles

LA INDUSTRIA QUÍMICA GENERAL

38

La base de esta industria era la fabricación del ácido sulfúrico y ligada a ella la del carbonato sódico. La torre de Glover se generalizó a partir de 1871 y permitió preparar el oleum

• Leblanc ideó un método de fabricación del carbonato sódico• Ernest Solvay (1839-1922) Þ patente de´l carbonato sódico al amoníaco . El

HCl (subproducto) + pirolusita = cloro. A partir del cloro Þ hipoclorito cálcico• Deacon en 1872 Þcloro por oxidación de HCl en presencia de ladrillos de

arcilla porosa con sulfato de cobre . En 1890 Þ cloro por electrolisis de cloruros alcalinos Þ lejía alcalina y H2 libre

Aparece el cristal de Bohemia, el flint-glass (de plomo) o el crown-galss .

• Otto Schott (1852-1953), en 1889 Þ Vidrio de Jena para óptica y química• Ludwing Knapp (1814-1904) Þ progreso industria del cemento• Thomas (1850-1885) y Gilchrist Þ acero a partir de minerales fosforados• Pierre Martin (1824-1915) Þ acero en horno de solera• Henry Moissan (1852-1907) Þ Carburos, nitruros y boruros orgánicos, fluor• Toussaint Herault en 1866 Þ preparación de aluminio en su horno

QUÍMICA FÍSICA y QUÍMICA GENERAL

a) Química Física

• Daniel Bernouille (1700-1782) Þ precursor teoría cinética de los gases (PV=2/3K) ; K = suma energías traslación moléculas del gas

• Clausius en 1859 Þ distancia media que recorre una molécula de gas entre dos choques

• Loschmidt en 1865 Þ diámetro molécula gaseosa. Confirma el nº Avogadro• Ludwing Boltzmann (1844-1906)Þcreador de la teoría cinética de los gases.

Función H del estado de gas confinado. Introdujo el concepto de probabilidad y una expresión de la entropía del gas . Sus trabajos en mecánica estadística permitieron a Planck descubrir los cuantos y a Einstein los fotones.

b) Química General• Richter fracasó en el intento de clasificación de los elementos• J.W. Döbereiner agrupó los elementos en tríadas • J.B. Dumas en 1830 propuso clasificar los metaloides por familias naturales• Thénard Þ metales en cuatro grupos : metales inoxidables, muy oxidables a

temperatura ordinaria y otros dos grupos intermedios• Béguyer de Chancourtois (1819-11886), en 1862 Þ colocó los elementos en

una especie de hélice por orden creciente de pesos atómicos.• J.A. Newlands (1835-1898) en e 1864 Þ regla de las octavas• Lothar Meyer (1830-1895) en 1984 “Teoría de la química moderna”Þ grupos

de elementos análogos; en 1869 Þ sistema general de los elementos. Variación de la relación peso atómico/densidad Þcurva diente de sierra Þ elementos misma familia ocupan el mismo segmento recto

• Mendeleiev en 1989 Þ Primera clasificación periódica

39

En la tabla de Mendeleiev aparecen los 63 elementos conocidos, en 6 grupos . Falta el grupo 0, gases nobles, que descubrirá después Ramsey .

• Mendeleiev dejó vacantes ; no dudó en invertir las posiciones del teluro (128) y del yodo (127), inversión confirmada experimentalmente por Rydberg y Mosley . La validez de su trabajo se confirmó por el descubrimiento del galio por Lecoq de Boisbaubran (1839-1912) por vía espectroscópica .

El éxito se confirmará con el descubrimiento del escandio en la gasolina en 1879 por el noruego Lars Fredick Nilson (1840-1899), y por el del germanio en 1866 por Clemens Winkler (1839-1904)

• Ramsey (1852-1916) descubrió en 1895 dos gases nobles en el aire, el argón y el helio y creó el grupo 0 . Pensó que si la clasificación periódica era la expresión de una ley general, faltaban tres casillas por rellenar .

• Ramsey y Travers aislaron pronto el neón, el kriptón y el xenón, confirmando la ley .

Todo parecía estar en orden hasta que se descubrieron las “tierras raras”. La dificultad se solucionó al colocarlas en una sóla casilla, grupo al que se dio el nombre de lantánidos y actínidos .

• F. Perrin presentó el 5 de noviembre de 1973 la última tabla de clasificación de los elementos con 7 filas y 32 columnas .

QUÍMICA NUCLEAR y QUÍMICA FÍSICA

a) Química nuclear

40

Los comienzos de la química nuclear se sitúan a finales del siglo XIX con los trabajos de Becquerel, Carl Smith, Marie Sklodowska Curie y Pierre Curie .

b) Química Física

Después de los trabajos precursores de Berthelot, Bunsen, Dumas, Faraday, Kopp y otros se constituyó un campo de investigación y de enseñanza independiente .

• J.H. Van’t Hoff y W. Ostwald crearon una nueva revista “Zeitschrift für Phusikalische Chemie”.

El objeto de esta disciplina era enfocar desde el punto de vista físico todas las ramas de la química

Ley de acción de masas y cinética química

• Berthelot y Wenzel Þ estudio de la relación entre acción y masa química .• Cato Max Guldberg (1836-1902) y Peter Waage (1833-1900) Þ Ley de

acción de masas “La acción química de un compuesto es proporcional a la masa, o más exactamente al nº de moles por unidad de volumen (concentración)”

• Wilhelmy estudió la inversión de la sacarosa en función del tiempo.• J.H. Van’t Hoff descubrió las bases de la cinética química en su obra “Estudio

de la dinámica” publicada en 1884 . El equilibrio químico = resultado de dos reacciones inversas con diferentes velocidades de reacción . Una nueva rama de la cinética experimentó un gran desarrollo : la catálisis.

• Las aportaciones teóricas se deben en gran parte a Ostwald, que introdujo en 1980 la noción de energía de activación .

• Mentchkine en 1890 llamó la atención sobre la influencia del medio en la velocidad de reacción

• Désormes y Clément utilizaron la catálisis en 1806 para fabricar ácido sulfúrico, usando óxidos de nitrógeno.

• G. Bredig llamó a los metales finamente divididos fermentos metálicos

La termodinámica y el equilibrio químico

a) Termodinámica

• Nicolas Leónard Sadi Carnot (1796-1822) Þ “Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y las ma´quinas propias para desarrollar esta potencia” publicada en 1924 . Afirmó : “ Donde exista diferencia de temperatura puede haber producción de potencia motriz”, que se traduce de forma general por : “La potencia motriz del calor es independiente de los agentes que la han producido; su cantidad depende únicamente de las temperaturas de los cuerpos entre los que se realiza el transporte calórico” . Este es el 2º principio de la termodinámica, que hoy se enuncia : “En una máquina térmica, el agente utilizado recibe calor y proporciona trabajo. Debe funcionar entre dos fuentes

41

de calor a distintas temperaturas, recibiendo calor del foco caliente y cediéndolo al foco frío” .

• Rudolf Clausius (1823-1888) generalizó este 2º principio introduciendo el concepto de entropía en 1865 : “El calor que no puede transformarse en trabajo va aumentando constantemente” .

• Hess en 1940 Þ ley de la constancia de la suma de los calores de reacción, que es un caso particular de la “ley de conservación de la energía” descubierta por Mayer en 1842 (1º principio de la termodinámica)

La combinación de los dos principios permite definir la energía libre “F” . Esta concepto, introducido por Lord Kelvin en 1885, fue desarrollado por Helmholtz en 1872, mientras que Gibbs propuso la función de entalpía libre “G” Þ Ecuaciones de Gibbs-Helmholtz Þ afinidad química

• Gibbs Þ potencial químico Þ estudio cuantitativo de los equilibrios químicos, independientemente del estado físico de los constituyentes

• Van’t Hoff en 1884 Þ desplazamiento equilibrio con temperatura

• Julius Thomsen (1826-1909) en 1852 Þ Calor de reacción : combustión, oxidación, reducción, neutralización .

• J.W. Gibbs (1839-1903) Þ Regla de las fases: “La varianza es igual al nº de constituyentes independientes más dos, menos el nº de fases del sistema”

• Henry Le Châtelier (1850-1936) en 1888 Þ “La modificación de condiciones que puedan influir en el equilibrio de un sistema provoca una reacción en sentido contrario”

Estudio de los gases

• Thomas Andrews (1813-1885) en 1869 Þ temperatura crítica, por encima de la cual un vapor o un gas no puede ser licuado, cualquiera que sea la presión

• J.D. Van der Waals (1837-1923) Þ a altas presiones y bajas temperaturas los gases se apartan de la Ley de Boyle-Mariotte Þ ecuación de estado de los gases reales : a = Cte interacción molecular

(P + a / V2)(V – b) = RT a/V2 = presión interna b = Cte (covolumen)

• Raoult Pictet y Louis Cailletet Þ Licuaron N2, O2 y N2O• J. Dewar, Z.F. Wroblewski, K.S. Olzweski Þ intento licuar gases• Carl von Linde Þ método para licuar el aire• Carl von Linde y Charles Tellier (1828-1913) Þ fundaron industria del frío

La teoría de las soluciones

• Thomas Graham (1805-1869) Þ difusión de solutos en las disoluciones• Hittorf en 1859 Þ medida velocidad migración de iones de signo contrario• Hittorf en 1879 Þ método medida resistencia eléctrica de electrolitos

42

• Kohlrausch Þ Demostró que los electrolitos cumplen la ley de Ohm y que la conductividad era la suma de las velocidades de los iones positivo y negativo

• Van’ t Hoff en 1866 Þ relacionó la presión osmótica con el punto de congelación y la presión de vapor . “Presión osmótica de una disolución diluida = presión de un gas a la misma concentración”

• F. Raoult (1830-1901) Þ método de determinación de pesos moleculares por crioscopia o ebulloscopia

• Ernest Beckmann Þ notables mejoras al método y al equipo de medida• Swante Arrhénius (1852-1927) en 1887 Þ El aumento de la presión

osmótica es debida a la disociación iónica : “Cuando la dilución de un electrolito es muy grande, todas las moléculas de una sal están completamente disociadas”. Hipótesis : Ácidos y bases fuertes totalmente disociados

• W.Ostwald Þ Ley de dilución • Walter Nernst (1864-1941) Þ Teoría de las f.e.m. de las pilas . Hipótesis :

“En el cero absoluto la entropía de las fases condensadas es nula”

Entre los químicos más importantes de la época es necesario citar a :• Marcelin Berthelot (1827-1907), uno de los sabios más eminentes del siglo

XIX . Sintetizó el alcohol metílico, punto de partida de una larga serie de síntesis, la más importante la del acetileno . Estudió la esterificación de los alcoholes por los ácidos, precisando las condiciones de equilibrio y la cinética de las reacciones . Inventó el calorímetro que lleva su nombre y realizó numerosas mediciones termoquímicas.

• En el campo de la fisiología demostró que “la conservación de la vida no exige ninguna energía que sea específica de la vida misma” .

• Durante la guerra de 1870, inventó junto con Vieille la pólvora sin humo . • Se dedicó al estudio de los manuscritos antiguos, que descifraba con gran

paciencia. Sus descubrimientos en este campo fueron también esclarecedores desde otro punto de vista, y dieron lugar a la publicación : “Los orígenes de la alquimia” (1885) .

• Senador en 1881, Ministro de la Instrucción Pública y de las Bellas Artes (1886), y finalmente Ministro de Asuntos Exterioes (1895-1896) .

• Era un hombre generoso. Deseaba que la ciencia hiciera nacer un espíritu de solidaridad y de caridad y una comunión entre los pueblos que contribuyese a hacer que reinase la paz .

• Su alumno Matignon : “Su contribución sobrepasa con mucho los aportes de todos los químicos de todos los tiempos” . Lo mismo expresó Nernst .

43

CAPÍTULO V QUÍMICA E INDUSTRIA QUÍMICA SIGLO XX

QUÍMICA FÍSICA GENERAL

44

Teoría atómica

• J. Perrin en su obra “Los átomos” Þ “La teoría atómica ha triunfado. Numerosos, no hace mucho, sus adversarios, al fin conquistados, renunciaron uno tras otro a las desconfianzas que en otro momento fueron legítimas y sin duda útiles”

•Entre los adversarios estaban W.Ostwald y P. Dulhem . Max Planck no había creído hasta muy tarde en la existencia de los átomos .

La hipótesis atómica triunfó gracias sobre todos a :• Puesta en evidencia del movimiento browniano de las partículas coloidales en el

ultramicroscopio inventado por Richard Zsigmondy en 1903• Th. Svedberg Þ demostró para las partículas coloidales la validez de las leyes

relativas a los gases

Las experiencias de Jean Perrin sobre partículas coloidales, y la determinación del nº de Avogadro contribuyeron de forma decisiva a demostrar la naturaleza corpuscular de la materia

La teoría atómica. Radioactividad natural y artificial. Los isótopos

Teoría atómica Þ basada en la indivisibilidad del átomo . El estudio de los fenómenos eléctricos en los gases Þ el átomo está constituido por componentes más sencillos, asociados en un sistema relativamente complejo

• G.J. Stoney en 1891 Þ llamar electrón a la carga elemental de electricidad• J.J. Thomson Þ los átomos se escinden en electrones muy pequeños y con

carga negativa (rayos catódicos) y partículas de masa sensiblemente igual a la de los átomos y con carga positiva (rayos positivos o rayos canales)

• Conrad Röentgen en 1985 Þ Rayos X (rayos catódicos chocan con una placa de cobre)

• G.L. Moseley en 1913 Þ espectros de emisión de Rayos X• Henri Becquerel 1896 Þ sales de uranio impresionaban placas fotográficas• Marie Curie, Pierre Curie y Henri Becquerel 1898 Þ radioactividad del

torio• Marie y Pierre Curie Þ descubrieron el polonio y el radón• André Debierne Þ descubrió el actinio, cabeza de serie de los actínidos• Ernest Rutherford y Fredéric Sody Þ radón produce helio por

transmutación

“El axioma de la indestructibilidad de los átomos fue abandonado, siendo preciso admitir que la transmutación de los elementos – sueño de los alquimistas – era posible “

• Pierre Curie Þ emisiones radioactivas compuestas por rayos a (+), b (-) y una radiación electromagnética de muy alta frecuencia, g . ¿De dónde provenía el desprendimiento de energía?

45

• Albert Einstein en 1905 Þ m = E . c2 (no tiene consecuencias en las reacciones químicas)

• Rutherford Þ rayos a = He2+ . Hipótesis de que un átomo formado por un núcleo donde se concentra la masa y el resto vacío (circulan electrones)

• Niels Böhr 1913 Þ nuevo modelo atómico “los electrones están situados sobre órbitas estacionarias que corresponden a los niveles de energía calculados por la teoría de los cuantos”

• Sommerfeld introdujo un segundo parámetro, admitiendo que el electrón podía describir una elipse y no un círculo

• Linus Pauling Þ los electrones de una misma subcapa corresponden a un mismo nivel de energía

• E. Schrödinger y P. Dirac Þ perfeccionamiento en la descripción del átomo• Louis de Broglie Þ mecánica ondulatoria en 1924 . Síntesis de la teoría de los

cuantos y de la mecánica relativista . Asocia a toda masa m un fenómeno periódico de frecuencia, de tal forma que n = mc2/h. (l = h/mv)

• E. Schrödinger Þ relación entre la amplitud y de las ondas de de Broglie y la densidad en cualquier punto del espacio, y = función de onda . La función de onda relativa de un electrón en su estado normal se denomina orbital atómico. Los diversos electrones de un átomo constituyen su nube atómica, y en cada punto se puede determinar la probabilidad de densidad electrónica, dada por el valor y2 .

• P. Dirac en 1928 Þ ecuación en la que considera el spin como un verdadero número cuántico

A partir de 1930 Dirac, Böhr, Frank, Pauli, Einstein, Broullin, Block perfeccionaron las teorías para estar más de acuerdo con la experiencia .

Estudio del núcleo atómico

• Goldstein Þ descubrió el protón en 1886• J. Chadwick Þ descubrió el neutrón en 1932• W. Heisenberg Þ hipótesis: núcleo formado por protones(Z) y neutrones (N) .

Masa atómica = Z + N• D. Anderson en 1932 Þ descubrió los positrones (antipartículas del electrón)• H. Yukawa en 1935 Þ descubrió los electrones pesados o mesones

• F. Soddy Þ isotopía Þ obligó a corregir el concepto de elemento químico • J.J. Thomson y Aston en 1913 Þ aislaron el isótopo del neón• W. Aston Þ puso a punto el espectrógrafo y descubrió el deuterio• Frédéric Joliot Curie e Iréne Curie Þ descubrieron radioactividad artificial al

bombardear aluminio con partículas a se formaba P radioactivo que se desintegraba en Si y emitía positrones . Igual ocurría con el boro

• Enrico Fermi en 1934 Þ uranio con neutrones = elementos radioactivos b• Reacciones nucleares en aceleradores de partículas han permitido preparar los

transuránidos, hasta el elemento 109 . • E.M. Mc Millan y G.T. Seaborg obtuvieron el premio Nobel en 1951 por sus

descubrimientos en este campo .• Otto Hahn y F. Strassman en 1938 Þ fisión del uranio 235 por bombardeo

con neutrones lentos . Los neutrones liberados pueden frenarse con deuterio o

46

grafito, lo que permite controlar las reacciones en las “pilas atómicas” o en los reactores nucleares . La reacción incontrolada se utiliza para producir las bombas atómicas .

Teorías sobre el enlace químico

• Berzélius, en 1512 Þ combinaciones químicas eran una atracción eléctrica• En 1850 Þ concepto de valencia en química orgánica, que designaba una fuerza

de atracción interatómica; a la dirección de la fuerza se le llamó afinidad• Wurtz intentó distinguir estos dos conceptos• Werner en 1892 Þ complejos . Algunas moléculas podían sustituir a iones sin

cambiar nada esencial . Este nuevo tipo de afinidad lo definió como velencia residual o contravalencia

• A principios del siglo XIX los químicos conocían tres tipos de enlace: Heterogéneos o iónicos, de origen electrostático, los enlaces de los compuestos orgánicos y los de los complejos de Werner .

• Richard Abrego en 1904 Þ teoría de electrovalencia . Muchos elementos tenían simultáneamente una valencia positiva y otra negativa cuya suma era igual a 8 .

• Drude Þ Valencia positiva = nº electrones que puede ceder el átomo . Valencia negativa = nº electrones que puede captar el átomo.

• Ramsay en 1908 Þ la unión química se establece por medio de los electrones de valencia de los átomos que se unen

• Kössel fue el 1º en desarrollar una teoría sobre el enlace iónico . Los iones tienen una estructura electrónica exterior comparable a la de los gases nobles. Cometió el error de generalizar este tipo de enlaces a compuestos no iónicos . Previó la estructura y estabilidad de los iones complejos como un simple problema energético .

• Magnus mejoró la teoría anterior al introducir el concepto “factor de impedimento estérico”.

• Lewis en 1916 Þ nueva teoría para enlaces no iónicos . Los enlaces interatómicos se formaban por compartición o cesión de electrones para constituir un octeto, como requería la teoría de Langmuir . Un solo átomo podía poner los electrones . Este tipo de unión, de coordinación o semipolar, según Löwry, explicaba las valencias de coordinación de los complejos de Werner .

• Fajans y Pauling estudiaron las condiciones de paso de un enlace a otro .• A los dobletes localizados de Lewis le corresponden zonas de densidad

electrónica definidas por las funciones de onda . • Hückel dio una interpretación de los enlaces múltiples . Corresponden a

una distribución de electrones s con función de onda de revolución y electrones p, que poseen un eje de simetría que pasa por el eje del enlace s .

• Hund, Mulliken y Lennard Jones Þ “método de los orbitales moleculares”

Las uniones intermoleculares

47

Las fuerzas de cohesión que mantienen a las moléculas en los estados condensados explican las desviaciones de los gases reales respecto a la ecuación de estado de los gases perfectos .

• Van der Waals las introdujo para justificar su ecuación de estado en 1873 . Las fuerzas llevan su nombre .

• Keesom en 1912 Þ 1º estudio sobre la naturaleza de estas fuerzas . Atribuyó parte de las mismas a la interacción entre dipolos permanentes de moléculas vecinas .

• Debye en 1920 desarrolló la teoría de los dipolos, incluyendo en ella los fenómenos de inducción bipolar .

• London en 1930 demostró la contribución de las interacciones de dispersión .• Leonard-Jones, Mayer, Kirkwood, Bauer, Magat, Max Born y otros

continuaron los trabajos sobre los fluidos condensados, pero la teoría del estado líquido no está acabada .

•El estudio de los cristales desembocó en una teoría del estado cristalino.

• El precursor fue el abate Haüy en 1784 . La forma cristalina era la imagen de la regularidad interior de la disposición de los elementos

• W. Miller propuso en 1839 utilizar los “índices inversos” para definir las caras de los cristales

• Bravais en 1849 calificó las redes espaciales posibles en 14 categorías• Hermann y Manguin Þ símbolos para definir los elementos de simetría• Ewald y Somerfeld en 1912 Þ cristalografía con rayos X• Laue Þ si las l de lso rayos X son del mismo orden de magnitud que las

distancias interatómicas, puede obtenerse un espectro de difracción • W.H. Bragg en 1913 construyó el primer espectrofotómetro de rayos X• W.H. Bragg y su hijo W.L. Bragg Þteoría sobre la dirección de rayos X• Debye-Scherrer le reemplazaron por el método en polvo .• E. Schiebold en 1919 reemplazó el método en polvo por el método del cristal

giratorio .

El nº de trabajos sobre estructura cristalina aumentó exponencialmente

Nuevos avances en química estructural orgánica

• Hartley y Huntington en 1879 empezaron a trabajar en espectroscopia en el análisis de la constitución química de las moléculas

• Coblenz en 1905 estudia los espectros de absorción de la radiación IR.• Victor Henri y J. Bielecki Þ algunas agrupaciones de átomos daban lugar a

una absorción en regiones bien definidas en los espectros IR y UV .• Bjerrum en 1912 Þ desarrollo de la teoría de los espectros de rotación

completad por Mecke . Se determinó el momento de inercia y la longitud del enlace .

48

• Rubens y Hettner determinaron el espectro del vapor de agua con el que se pudo construir el primer modelo molecular del agua .

• Heisenberg fue el predecesor de la cuantificación de la energía de vibración .• Schwarzbild en 1916 Þ ecuación de las energías de vibración y reglas de

selección para transiciones energéticas . • Born y Hückel en 1923 Þ cálculos para elaborar una teoría completa• Bell los verificó en 1924• Smekal en 1923 previó un nuevo efecto• Raman y Krishnan lo descubrieron en 1929 “efecto Raman”• Cabannes y Rocard establecieron la teoría del efecto Raman en 1928-29• Manneback y Van Vleck la desarrollaron en 1929• Hünd y Pauling en 1932 introdujeron el concepto de isomería . Esta idea fue

dearrollada por Cornillot, Prévost, Kirrman y sobre todo por Ingold .• W. Bragg estudió el benceno y otros aromáticos en 1921• Alex Muller, G. Sherrer, E. Gibbs, Hassel y Mark en 1923-24 serie de los

ácidos grasos y sus éteres .• Fedorov, Friedel, Groth, Retgers, Tutton y Nigli Þ estudios muy interesantes• Langevin, Debye, Bragg, Born y Heisenberg en 1910 Þ estudio polaridad de

las moléculas• E. Ruska y Max Knoll en 1931 Þ inventaron microscopio electrónico• Borries y Ardenne Þ le perfeccionaron Þ observaron virus y proteínas• E. Muller observó en una pantalla fluorescente a los átomos aislados en

continuo movimiento

Termodinámica química

A finales del siglo XIX la termodinámica química se basaba en “dos principios”

• Lewis en 1901 Þ conceptos de fugacidad y actividad• Kelley, Van Laar, Schultz, Lindemann, Nernst, Einstein, Czerny, Barner y

Debye Þ calores específicos de gases, líquidos y sólidos Þ teoría cuántica de los calores específicos en estado sólido

• Nernst (regla del trabajo máximo de Berthelot) Þ a bajas temperaturas criterios termoquímicos concuerdan con los termodinámicos. Cerca del 0 absoluto la regla de Berthelot llega a ser exacta Þ los calores de reacción a volumen y presión cte tienden hacia las funciones de energía y de entalpía libre

• Plank completó el teorema de Nernst en 1912 Þ La entropía de una sustancia cristalina que forma una red perfecta es nula en el cero absoluto . Gracias a esto se pudo resolver: el cálculo de la entropía absoluta de un compuesto químico puro, la determinación de las ctes de equilibrio conociendo los calores de reacción y las presiones de vapor en función de la temperatura y la ley de volatilidad (Matignon en 1900) , explicar la fórmula de Le Châtelier sobre el valor del calor de formación de un compuesto a la temperatura de disociación a presión normal, que es de unas 32 Kcal/mol, o la regla de Trouton (1884) sobre el calor de vaporización a temperatura de ebullición y presión normal, que es igual a 21 cal. grado-1. mol-1 .

Electroquímica

49

• Teoría de Arrhénius para electrolitos débiles Þ ley de dilución de Ostwald. • Van Laar en 1902 Þ insuficiencias por fuerzas electrostáticas en una

solución iónica . • S.Milner en 1902 Þ estudio matemático detallado. • Debye y E. Hückel en 1923 Þ electrolitos fuertes en solución disociados;

desviaciones debidas interacciones entre iones, según las cargas, y las concentraciones iónicas Þ válido para soluciones no muy concentradas

• Gronwald, La Mer y Sandved en 1928 extendieron su campo de aplicación . • Bjerrum y Füoss-Kraus en 1933 En solución hay iones, cuya asociación

aumenta con la concentración debido a las fuerzas electrostáticas . El grado de asociación puede ser importante en un solvente con constante dieléctrica elevada.

• Debye-Hückel , y después , entre 1926 y 1928 por Onsager, Harned y Owen Þ estudio de la conductividad de soluciones .

• Arrhénius Þ Ácido, da protones; Base , da oxhidrilos• Peter Sorensen introdujo en 1909 el concepto de pH para definir la fuerza

de un ácido • Brönsted y Lowry entre 1922 y 1923: “Acido es todo compuesto que puede

perder un protón; y base todo compuesto capaz de captarlo”. • Kraus y Franklin Þ soluciones sin protón pueden ser ácidas o básicas . • G. Lewis en 1923 : “Ácido acepta electrones, y base los dona” . • Hierowsky descubrir en 1923 la polarografía . • de la Rive en 1930 Þ teoría completa sobre la corrosión electroquímica .

La cinética química

• Van’t Hoff Þ “Estudios de dinámica química” , en 1884, sentó las bases de la cinética Þ ecuaciones para reacciones simples, inversas, paralelas y en serie .

• Tolman en 1927 y Kassel en 1932 Þ el orden de reacción es un parámetro experimental importante.

• Harcowtt y Esson, Schwab, Bodestein, Dupré Þ factores que podían influir en la cinética de las reacciones, el 1º la temperatura .

• Arrhénius Þ acuerdo con datos experimentales y concuerda con teoría de los choques de la cinética de gases y del reparto energético de Boltzman Þ la velocidad de reacción proporcional al número de colisiones moléculas reaccionantes. Arrhénius Þ concepto de “choque eficaz Þ reactivos con una cierta “energía de activación” reaccionan .

• Hinselwood Þ constante de velocidad f (energía de activación y factores estéricos (entropía de activación))

• Mentchutkine Þ influencia del disolvente en la velocidad de reacción continuados por Soper en 1929.

• Kooij, Juliard (1933), Stoddart (1939) y Pascal-Compard Þ anomalías atribuidas a la influencia de las paredes del recipiente de reacción Þ estudiaron en 1940 la reacción del acetileno.

• Tranz (1906), Lewis (1916) y J.Perrin (1919)Þ activación de las moléculas debida a absorción de energía luminosa que atravesaba el sistema de

50

reacción . No quedaba más que invocar los “choques moleculares”. La energía adquirida durante los choques se repartía en distintos grados de libertad de la molécula y la distribución energética daría a ésta una configuración cinéticamente activa.

• Lindemann en 1922 Þ “complejos activos” intermediarios , completada por London (1928), Kassel (1923), Eyring et al. (1931-1935) y Noyes (1925-1939)

• Paneth (1930) método para descubrir los radicales libres hidroxicarbonados .

• Kistiakowsky (1932) y Polanyi (1933) Þ energías de activación de los átomos y de los radicales libres

• Max Bodenstein Þ síntesis HCl , HBr Þ mecanismo reacciones muy complejo y sin orden definido con relación al halógeno .

• Christiansen (1919), Herzfeld (1919), y Polanyi (1920) Þ “reacciones en cadena” en la síntesis del halógeno.

• Hinshelwood en Oxford y Semenov en Leningrado en los años 1927-28 Þ teoría de las reacciones en cadena. Kassel la aplicó en 1931 a las reacciones homogéneas .

• Jost en 1929, y Bursian y Sorokin en 1931 Þ importancia de la adsorción en las paredes en el desarrollo de las reacciones en cadena .

• Langmuir interpretó en 1916 , mecanismo y formalismo de estas reacciones.

• Taylor en 1931 Þ considerar la adsorción como un proceso de activación . • Le ChâtelierÞ estudio de la combustión del grisú• Bodenstein, Bone y Wheeler Þ combustión lenta del hidrógeno• Kowalsky, Sadownikow y otros Þ oxidación del metano • Mondoin-Moval, Quanquin, Newit y Hafner Þ oxidación de los

hidrocarburos. • Bone et al., Þ “teoría de la hidroxilación” (1932) . 1ª etapa combustión a

300 y 500ºC Þ alcoholes y aldehidos Þ aldehidos dan CO e hidrocarburos inferiores .

• Morrish (1935) Þ presencia de peróxidos. • Ubbelhode en 1935 Þoxidación se iniciaba en las paredesÞ inflamación a

baja T

Fotoquímica

• Lasareff en 1907 Þ teoría proporcionalidad entre efecto fotoquímico y cantidad de energía radiante absorbida; método suele atribuírsele a la ley de Grotthus-Draper .

• Luther y Forbes (1909),y D.Berthelot y Gandenchon (1923)Þ E= Hn , n = frecuencia de la radiación absorbida y H = coeficiente de proporcionalidad “entropía radiante”. Relación Plank-Einstein es E = hn , H = nh, siendo n un nº entero pequeño .

• Stark en 1908 Þ nº de moléculas activadas al absorber la radiación = nº de cuantos absorbidos .

• Einstein en 1912 retomó esta idea, y precisó el mecanismo gracias al modelo atómico de Bohr Þ “ley de la equivalencia fotoquímica” que le valió el Premio Nobel . Þ rendimiento cuántico = nº moléculas transformadas / nº de cuantos absorbidos .

51

• Oldenberg (1923), Frank y Henri (1925), Rideal y Norrish (1925). El mecanismo de una reacción fotoquímica f (la naturaleza del hecho fotoquímico y del papel de los “portadores” de activación en la evolución del sistema) .

• Vogel en 1873 descubrió la fotosensibilización Þ cesión de la energía absorbida por un aditivo coloreado a los reactivos que sufren la reacción fotoquímica .

• Dickinson y Sherrill Þ ozono en 1926 desde oxígeno, con vapor de Hg excitado.

• Lieberman, Lautiers, 1922 Þ El bromo y el yodo, con luz UV, favorecen las reacciones de isomerización cis-trans.

• Pinnow, Gross y Gombert Þ fluoresceína, eosina y acridina, sensibilizadores para acelerar las reacciones de oxidación .

• J. Eggert, de Agfa utilizan esta propiedad para sensibilizar las placas y películas fotográficas.

• Haber-Zisch 1922, Polanyi 1928, Evans 1923-26 Þ quimiluminiscencia• Gurwitsch descubrió la quimiluminiscencia UV, desarrollada en Francia por

Audubert

QUÍMICA MINERAL• H.Kamerlingh-Ones Þ licuar He 1908 y en 1911 la superproductividad de

metales a T ≈ cero absoluto .• G.Tammann Þ metalografía y química de las aleaciones al desarrollar el

análisis térmico . • Señalemos también la aparición de un notable “Tratado de Química

Mineral” escrito por K.A. Hohmann . • W. Klemm uno de los fundadores de la magnetoquímica desarrollo del

concepto de afinidad química .• A. Stock Þ química del boro y el silicio. • H. Schesinger preparó en 1947 el hidruro mixto de litio y aluminio. • Arvid Hedwall Þ importantes trabajos sobre reacciones en estado sólido,

publicados en el “Traité de Gmelin” . En 1945 se fundó el Instituto Gmelin, que acogió al equipo dirigido por Erich Pietsch y redactó la 8ª edición.

• F.Haber en 1908 Þ síntesis del amoniaco. • Karl Bosh y Alven Þ puesta en marcha industrial para BASF;• Ostwald y su yerno Braner Þ ácido nítrico mediante método catalítico.

Reacción descubierta en Francia por F. Kuhlmann en 1838 utilizando Pt como catalizador . Bosh y Mittasch cambio de platino por un catalizador a base de Fe-Mn-Bi .

• Birkeland y Eyde de Noruega, y Moscicki en Suiza ÞOxidos de nitrógeno; el más célebre el descrito por Pauling y Schönherr .

• Frendenberg Þ propiedades cianamida cálcica como fertilizante nitrocálcico .

• Frank y Caro de la BASF patentaron un procedimiento basado en Meyer y Rothe . BASF en 1913 Þ fabricación de la urea .

QUÍMICA ORGÁNICA

La primera serie de trabajos comenzó en 1897

52

• P. Sabatier y J.B.Senderens en 1897 Þ Hidrogenación con Ni de catalizador Nitrobenceno® Anilina ; Acetileno ® Hidrocarburos más saturados

• W. Norman en 1902 Þ patente endurecimiento de compuestos grasos fluidos por hidrogenación catalítica 200-280º C y p. atm.

• P. Sabatier y J.B.Senderens en 1902 Þ CO+H2 (1:3) = Metano (Ni catalizador)

• E. Orlow Þ CO+H2 a 100º C en presencia de Ni y Pd = Etileno• BASF Þ patente síntesis hidrocarburos líquidos por catálisis a baja presión • Schneider en 1913 Þ 360º C y 120 atm en presencia de óxidos de Co y Ni =

mezclas de hidrocarburos y compuestos orgánicos oxigenados• G. Patart en 1921 Þ patente síntesis metanol a partir de CO+H2 • F. Fischer y H. Tropsch Þ mecanismo de reducción del CO por el H2• F. Fischer y Köhler en 1914Þ C + H2 (p elevada) = hidrocarburos líquidos• Bergius y Billwiller en 1915 Þ Combustibles sólidos y aceites pesados + H2

a T elevada y P de 100 a 200 atm = benceno (en presencia de catlaizadores específicos )

La segunda serie trabajos Þ síntesis de materiales plásticos y caucho sintético

• Bouchardat (1875-79) y Tilden (1982) Þ polimerización del isopreno• W. Ipatiev, J. Kondokov, Ostromyslensky, C. Harries, Favorsky, F.

Hoffmann y S. Lebiediev Þ nuevos resultados sobre isopreno y derivados del butadieno

• Hoffmann Þ puesta a punto polimerización del isopreno.• Lebiediev en 1908 Þ síntesis de los polibutadienos

Desde comienzos de siglo se fabricaban la galactita y los derivados de la celulosa, especialmente el acetato de celulosa (seda artificial)

• Baekeland (1907-1909) Þ descubrimiento de la baquelita• Standinger y Willstäter Þ importantes trabajos en polimerización

El tercer gran sector corresponde a la química de los colorantes

• Pfleger Þ fenilglicina + amiduro sódico = indoxilo Þ índigo• Ciba Þ fabricación a gran escala de colorantes del grupo del índigo• P. Friedlänger de la firma Halle Þ rojo-tioíndigo y el índigo N2B (púrpura)• Bayer Þ fabricación de colorantes del grupo de la antraquinona (alizarina)• BASF , gracias a los trabajos de R.Bohn Þ derivados del idantreno,

primeros colorantes de tina . Un derivado de bello color azul superó al índigo . Puesta a punto de colorantes que no necesitaban mordiente (biazoicos y a base de azufre)

El cuarto sector, productos farmacéuticos tuvo un comienzo importante

• Farmacopea alemana en 1910 Þ más de 300 medicamentos preparados• El laboratorio Schering 1896 Þ reemplazar la cocaína por la encaína y

derivados• MLB en 1897 Þ propuso la holocaína, sintetizada por Tauber

53

• E. Fourneau en 1904 Þ estovaína (alta actividad y baja toxicidad)• MLB en 1905 Þ novocaína preparada por Einhord y Uhlfelder (barato, no

tóxico)• Takamine aisló la adrenalina Lo sintetizó MLB ® vasoconstrictor• Mering y Mikowski Þ insulina ® hipoglucémico y regulador de la glucosa• Knoll Þ codeína . Mering Þ derivados de la codeína y de la morfina• La Bayer en 1898 Þ fabricación de heroína (diacetilmorfina)• E. Fischer Þ estudio derivados del xanteno y las bases púricas® cafeína• W. Traube Þ fabricación industrial de la cafeína• Bayer, Merck y Höchst Þ barbitúricos (veronal, luminal® H. Hörlein en

1913)Entre otros medicamentos : salipiridina, euquinina, fenacetina, hemitol, piramidón, azul de metileno, alotropina, novalgina, atoxil (antisifilítico) utilizado por R. Kock desde 1906 como agente contra la enfermedad del sueño. Se sintetizaron antisépticos, analgésicos, hipnóticos, barbitúricos, sulfamidas, vitaminas, hormonas, etc.

A partir de 1930 la fabricación de fármacos superó a la de colorantes .

• Entre 1925-1930 Þ narcóticos y anestésicos ciclopropano, el éter nítrico y el etilvinílico, pero las conquistas más importantes son antibióticos y vitaminas

• En 1926 Þ obtención de vitamina D por acción de la luz sobre ciertos alimentos

• A. Fleming en 1929 Þ propiedades de la penicilina• Funk en 1912 Þ primera vitamina ® enfermedad del “beri-beri” (carencia

tiamina en consumidores de arroz sin cáscara)• B. Jansen y W. Donath Þ aneurina (vitamina B1)• H. Euler y P. Karrer Þ provitaminas• A. Szent-Györgyj (Nobel de Medicina en 1937)Þácido ascórbico (vitamina

C)• T. Richstein en 1934 Þ síntesis de la vitamina C• Györgyj en 1936 Þ vitamina P• E.H. Starling en 1906 Þ hormonas en glándulas endocrinas• C. Kendall (Nobel de Medicina en 1950)Þ constituyente hormonal de la

glándula tiroidea (la tiroxina)• Se aislaron las hormonas sexuales masculina (testosterona) y femeninas

(estradiol y progesterona)• A. Butenand y L. Ruzicka Þ síntesis de las hormonas sexuales• R. Khun y P. Karrer Þ síntesis de la riboflavina (vitamina B2)• Gehard Domagk (Farben) Þ acción terapéutica sulfamidas y algunos

colorantes• Gehard Domagk, Mietzch y Klarer Þ preparó el prontosil o rubiazol,

antistreptina, sulfatiazol, sulfoguanidina ; Bovet en 1923 Þ los primeros histamínicos, P. Robe Þ síntesis de la hidroquinona; Tiszxenko y Rudakov Þ alcanfor por vía sintética

•Entre 1936 y 1940, 4 sectores fueron muy activos :

54

El 1º concierne al de las vitaminas . Se descubre la vitamina PP (ácido nicotínico) y vitamina E y se sintetizan las vitaminas A, B, B6, D3, H y K1 .

El 2º concierne al aislamiento de hormonas suprarrenales por R. Reichstein

El 3º sector es el de los antibióticos. A. Fleming en Edimburgo y H.N. Florey y E. Chaid en Oxford, comenzaron la terapéutica con estos nuevos medicamentos

El cuarto sector se refiere al descubrimiento del DDT por Paul Muller (Premio Nobel de Medicina en 1948) . Se fabricó en 1938 .

• S.A. Waksman Þ descubrió la estreptomicina; B.M. Duggar la aureomicina

• Finlay en 1950 Þ descubrió la terramicina •

Otro tipo de medicamento casi milagroso es el de los antituberculosos .

• Lehmann el ácido p-aminsalicílico; Dogamm y Fox el Rimfon • G. Erhardt analgésicos; R.B. Woodward et al. la cortisona y la quinina

LA BIOQUÍMICA• Albrecht Kossel (Premio Nobel de Medicina en 1910) Þ descubrió los

ácidos y bases nucleicas y aisló la adenina de los ácidos nucleicos• Emil Fischer Þ glúcidos, glucósidos, polipéptidos, taninos y liqueninas• E. Abderhalden Þ síntesis de polipéptidos con actividad óptica• B. Helfecrich Þ síntesis de un diholósido a partir de 2 moléculas de hexosa,

seguida de la saponina (glucósido tensoactivo)• N. Hawoth Þ atribuyó a los azúcares la estructura de ciclo hemiacetal• Sir Arhur Harden y W.J. Young Þ estudio proceso fermentación de

azúcares• Von Euler Chelpin Þ preparó el caroteno, descubrió la vitamina J• R. WillstäterÞ teoría sobre el soporte de enzimas• V. Henri, Michaelis y Menten Þ estudio de la mayoría de las reacciones

bioquímicas• Alberti et al Þ hicieron progresar considerablemente la cinética enzimática• Dalziel, Kin-Altman y Cleland Þ reglas para obtener la velocidad del

estado estacionario (1963) y de identificación de un modelo de reacción con los datos experimentales

LA INDUSTRIA QUÍMICA A PRINCIPIOS DEL SIGLO XX

Experimentó una gran modernización, al disponer de materiales, reacciones y métodos nuevos . Se disponía de combustibles gaseosos, líquidos y en polvo, de sistemas de recuperación y regeneración de calor; se establecían balances de materia y energía .

55

En 1925 la fabricación de coque alcanzó los 108 MTn/año . Se reemplazaron los procesos discontinuos por continuos en coquerías, refinerías de petróleo, fabricación de fosfórico, amoniaco, fósforo, carburo de calcio . Se normalizó la calidad de los productos químicos y de los procesos de fabricación . En 1909, el Congreso de Química Pura y Aplicada propuso sus normas y se publicaron las “Tablas anuales de constantes y datos numéricos en Química, Física, Biología y Tecnología” . Se normalizaron los métodos analíticos. La industria química se enriqueció con métodos nuevos en absorción, destilación y extracción selectiva . La química industrial dispuso a partir de 1906-1907 de los hornos trifásicos de funcionamiento en continuo diseñados por Helfenstein . Se utilizaron en la industria de compuestos nitrados, carborundo, vidrio de cuarzo, grafito, sodio, potasio, aluminio, magnesio, etc.En las instalaciones de licuefacción del aire, según el método de Linde, se separó el argón del aire .Algunos investigadores siguieron la llamada de Le Châtelier, que demandaba una colaboración estrecha entre los laboratorios de investigación y la industria .

Incidencia de la 1ª guerra mundial sobre la industria químicaAl principio hizo aumentar la demanda de pólvora y explosivos . Los países continentales bloquearon a Alemania, que carecía de materias primas como petróleo, grasas, aceite, pirita, azufre, sulfúrico, caucho, lana, metales,etc.Alemania experimentó un prodigioso desarrollo en el sector industrial del amoniaco, ácido nítrico y nitratos . La oxidación de amoniaco a ácido nítrico por el método de Ostwald cubrió las necesidades de nitratos .Se obtuvo azufre a partir de pirita por el método de Claus; transformación de los fosfatos para agricultura. Fabricación de glicerina a partir de grasas vía catalítica y carburantes a partir de la hulla y carbones bituminosos. Se realizó la síntesis del caucho a partir del dimetilbutadieno. Armas químicasÞ dispersión de cloro sobre un ejército franco-senegalés .

La industria alemana fabricó cloro, bromo, derivados del bencilo, bromoacetona, fosgeno, ácido cloropícrico, iperita, derivados de la arsina, del cianógenop, del carbazol, utilizados en la preparación de armas químicas; las más utilizadas eran los gases sofocantes, tóxicos, lacrimógenos, vesicantes, ec.

Entre los aliados faltaban laboratorios, escuelas de química y químicos. La toma de conciencia fue rápida .

Francia hizo esfuerzos heroicos: aumentó enormemente la producción de pólvora a partir de nitrato de Chile, fabricación de ácido nítrico, oleum, fenol, nitrotolueno y sobre todo cloro . Khulman fabricó productos inorgánicos y se creó la “Compañía Nacional de Materias Colorantes y los productos Químicos”

Inglaterra abrió escuelas secundarias para formar técnicos especialistas: la Manchester School of Technology y el Hundderfield Technical College para formar químicos para la industria de los colorantesAl comienzo de la guerra la industria química inglesa ocupaba la primera posición mundial; destacaba por la fabricación de ácido sulfúrico, sosa cáustica,

56

superfosfatos, sulfato amónico, fósforo, cloruros, cianuros, sodio metálico, bórax y agentes blanqueadores . En química orgánica fabricaban benceno, tolueno, fenol, antraceno, anilina y otros. Por el contrario importaba el 90% de sus necesidades de productos semiacabados y colorantes . Se acudió al índigo natural de India, pero se formó la British Dyes Ltd, que dobló la producción, mejoró la calidad, se benefició del derecho de usar las patentes alemanas y se aseguró la colaboración de Ciba . La 2ª firma inglesa de esta rama, la Levisteing and Co. Absorbió las fábricas alemanas de Höchst, construidas en Inglaterra hacia el 1908 . Rápidamente Inglaterra estuvo en condiciones de asegurar la producción de aspirina, antipirina, alcaloides y numerosos reactivos químicos .

La industria de los explosivos proporcionó material para los aliados. En India y Canadá se producía el potasio y el yodo. En África del Sur se fabricó amoniaco de síntesis

La 1ª guerra mundial tuvo una gran influencia en el desarrollo industrial de Rusia, Italia, Japón y Estados Unidos . En Rusia en 1912 se fabricaba sulfúrico por las cámaras de plomo y oleum por el método de contacto . Se producía HCl, NO3H, NaOH, Cl2, fertilizantes, alcohol, jabón, azúcar, cerillas, derivados petróleo, del carbón y la madera.

Japón desarrolló intensamente su industria química . la “Nipon Sezo Kabushki Kaisha”, cerca de Osoka, estuvo en 1917 en condiciones de producir anilina y otros intermediarios químicos, así como colorantes . Le siguieron la “Mike Coal Tar Works” y la “Nogoya Gas Co.” . Nuevas firmas como la “Toya Prug Co.”, la “Nippon Chemical Ind. Co.”, la “Nipon Acetic Acid Co.” Y la “Electro Chemical Ind. Co.” Fabricaban productos farmacéuticos y compuestos tales como el ácido y el anhisrido acético, el amoníaco y las sales amónicas, el bromo, el yodo, el sulfuro de carbono, la sosa, el éter, la glicerina, el mentol cristalizado, el ácido fosfórico, el sodio metálico, etc.

El caso de Estados Unidos es espectacular . Entre 1890 y 1905, la industria química experimentó un período de concentración y reorganización. La producción de petróleo y sus derivados se multiplicó por tres, la de coque por cuatro, y de la sosa cáustica, obtenida por vía electrolítica, por diez . En 1981, la fusión de doce fábricas de productos químicos pesados dio origen a la creación dde la “General Chemical Co.” . La “Tennessee Copper et Chemical Corp. Of New York” construyó lamayor fábrica de obtención de ácido sulfúrico . Otras sociedades incluían fábricas que producían abono, especialmente superfosfatos . En 1899 varias fábricas del grupo Du Pont fueron reestructuradas creándose el famos trust “E.J. Du Pont de Nemours and Co.”, que se especializó en la química mineral pesada y en la fabricación de explosivos . En colorantes dependía de Alemania, ero desde 1914, “Bureau of Foreing and Domestic Commerce” inició una enérgica acción para aprovisionar el mercado americano.En 1915 comenzaron a producir benceno, tolueno, naftaleno y fenol; se construyeron grandes unidades de aromatización de los derivados del petróleo. En 1916, 36 fábricas producían productos intermedios orgánicos . En 1917, la “Dow Chemical Co.”, en Michigan, comenzó la producción por síntesis del índigo .La Du Pont en 1916 una enorme fábrica para producir compuestos orgánicos sintéticos.

57

En 1917 se construyó consorcio “Allied Chemical and Dye Corporation”, que agrupó a las fábricas de colorantes, a unidades de tratamiento de alquitranes de hulla y fábricas de compuestos orgánicos.

Un problema importante que debieron resolver fue la falta de sales potásicas, muy utilizadas en la industria de algodón . Se recuperaron donde era posible: subproductos de cemento o fábricas que trataban alumbres . Un procedimiento más rentable fue el tratamiento de las cenizas de las alga, fuente simultánea de potasio y de yodo .

Consecuencias de la primera guerra mundial

La industria química experimentó una gran dispersión por todo el mundo, desarrollándose intensamente en Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia y Japón

Antes de la guerra, los grandes productores de seda artificial eran Alemania e Inglaterra; después de la guerra los líderes en este campo serán Estados Unidos, Italia, Holanda, Canadá y Japón . El comercio mundial de colorantes disminuyó a la mitad después de la guerra; el monopolio de los alemanes fue abolido y los nuevos proveedores mundiales serán estados Unidos, Gran bretaña, Francia, Japón e Italia . El consumo de colorantes en Europa disminuyó, se mantuvo en Estados Unidos y aumentó en el resto del mundo, especialmente en Asia .

Poco a poco aparecieron nuevos países productores en la industria química: India, Australia, Nueva Zelanda y Sudáfrica . En Europa la química se desarrolló en Holanda y en los países escandinavos . En Noruega, la “Norsk Hudroelektrisk Kvaelstoff, S.A.” construyó una importante fábrica de productos nitrogenados en Notodden; esta misma sociedad instaló en Rjukan la mayor fábrica para obtener compuestos nitrogenados por el método del arco eléctrico .

Una de las mayores conquistas fue la introducción de la industria del nitrógeno atmosférico y la preparación del amoníaco a partir de sus elementos . En 1930 se conocían muchos procedimientos a cual más ingeniosos; citemos los de G.Claude (alta presión), Casal (en circulación), Mont-Cenis (baja presión), Fauser (italiano) y el de la NEC (Nitrogen Engineering Company). El comercio del amoníaco llegó a ser rápidamente uno de los más importantes del mundo .

La tendencia a reagruparse comenzó en Alemania. En 1906 la “Pequeña Asociación” agrupaba a Agfa, BASF y Bayer . En 1908 se constituyó un segundo bloque con MLB, Casell y Kalle . Estos dos grupos se fusionaron constituyendo el primer gran trust de la industria de los colorantes, el “I.G.der Farben-Industrie”. A partir de 1925, la I.G.Farben fabricaba el 100% de los colorantes alemanes, el 85% de los compuestos nitrogenados, y el 90% del ácido sulfúrico .En Inglaterra, la “Imperial Chemical Industries Ltd” (I.C.I.), que reagrupaba a la Bruner-Mond, La United Alkali, la Nobelès Explosives Co. Y la British Dyestuffs . La I.C.I. producía todos los compuestos nitrogenados y la mitad de los colorantes, dominando la industria química mineral pesada . La Montecatini en Italia, los Establissements Kuhlman en Francia, la Du Pont de Nemours en Estados Unidos y la Union Chimique en Bélgica gozaban de situaciones de monopolio .En este siglo XX la química escribió en la historia de las ciencias páginas de gran importancia . Conmovió las economías de numeroso países e influyó en otros sectores, como la agricultura . La utilización de abonos sintéticos duplicó en muy

58

poco tiempo la producción de cereales, patatas, remolacha azucarera y algodón, lo que mejoró de forma significativa las condiciones de vida de una gran parte de la humanidad, aunque sin olvidar que también suministró armas que produjeron destrucciones de una magnitud jamás igualada en la historia .

La Ingeniería Química constituirá una nueva rama de la química, cuyas investigaciones y desarrollos empezarán a publicarse regularmente en revistas como “Chemische Technologie” y “Reporto n the Progree in Applied Chemistry” (Londres) .

SEGUNDO CUARTO DE SIGLO XX

La química industrial de los años treinta necesitaba cada vez más materias primas.

La producción de bauxita (materia prima para la obtención de aluminio no alcanzaba las 50.000 Tn a comienzo de siglo; en 1937 ascendió a 3,7 millones de toneladas, y en 1957 a 16 millones de toneladas . La industria de obtención del aluminio por el procedimiento electroquímico pasó de 8.000 Tn a comienzo de siglo; en 1937 ascendió a 3,5 millones de toneladas, y en 1957 a 16 millones de toneladas . Igualmente ocurrió con la producción de azufre, pirita, ácidos minerales, fósforo, teflón freones, etc.En 1900 la producción anual de petróleo era de 20 millones de toneladas, en 1920 era de 100 millones y en 1940 se sobrepasaron los 300 millones de toneladas El desarrollo del automóvil y aeronáutica exigía mayor cantidad de carburantes. Se pusieron punto procedimientos de craqueo que rompían las moléculas de los aceites pesados y las transformaban en hidrocarburos líquidos más ligeros . Al principio el proceso se limitaba a destilar los aceites pesados bajo presión (Dubbs, Jenkins, Cross) . A partir de 1936 se adoptó el procedimiento catalítico de Hondry. Durante la 2ª guerra mundial se desarrolló la T.E.R. (Termofor- Catalytic- Reforming) que transformaba los hidrocarburos cuyo punto de ebullición sobrepasaba los 90º C en hidrocarburos aromáticos . Estos procedimientos producían gran cantidad de olefinas, que fueron la base de la naciente petroquímica .

La segunda materia prima importante era el gas natural, que iba a revolucionar los métodos de síntesis de muchos productos químicos . En los años 30 se tomó conciencia de que el gas natural y alguna de sus impurezas, como el azufre, tenían un interés industrial y económico . Entre 1939 y 1959 la producción mundial se multiplicó por cuatro. Los yacimientos saharianos descubiertos en 1956 representaron una gran esperanza cara al futuro .

El petróleo y el gas natural son los dos materiales de partida para la industria química, obteniéndose a partir de ellos el hidrógeno, metano, ácido cianhídrico, éter etílico, óxido de etileno, cloroetilenos, alcohol, éter isopropílico, acetona, glicerina, n-butanol, isobutanol, butadieno, hidrocarburos aromáticos y otros muchos . Cada una de estas materias primas puede producir múltiples derivados . Por ejemplo, a partir del hidrógeno y óxido de carbono se obtienen amoníaco, metanol e hidrocarburos saturados. El acetileno permite producir aldehido y anhidrido acético, acetona, vinilacetileno, neopreno, sorpreno ,etc…

59

Muchas tn de hidrocarburos etilénicos se utilizaban en la síntesis del alcohol, de ácidos carboxílicos, disolventes, lubricantes, detergentes, etc. La petroquímica obtenía los monómeros polimerizables, como el etileno, el estireno, el ácido acrílico, el acrilonitrilo, el butadieno, junto con reactivos de policondensación y materias primas para la síntesis de las fibras: el ácido adípico, la hexametilendiamina, la caprolactama, el tetrafluoroetileno…

El tercer sector importante era la producción de gas de alto grado de pureza. El hidrógeno era utilizado en las síntesis orgánica y mineral, en hidrogenaciones de combustibles sólidos y líquidos, en reducciones catalíticas y para la obtención de altas temperaturas (> 3.000º C) por el procedimiento de Langmuir . El oxígeno, utilizado también a gran escala en acerías, en metalurgia, en gasificación de combustibles sólidos .. El nitrógeno, materia prima en la fabricación del amoníaco, de nitruros, de melaninas y, en estado líquido, para la destilación fraccionada de otros gases. El amoníaco, gas clave en la fabricación de los abonos nitrogenados, del ácido nítrico y de los nitratos, y muy utilizado en la industria de los explosivos, los materiales plásticos, los colorantes y los productos farmacéuticos . El cloro es uno de los gases que más contribuyó a la revolución química del siglo XX . Se utilizaba sólo como agente blanqueante y para desodorizar las sustancias orgánicas . A partir de 1904 -después de una epidemia de tifus en Inglaterra- se utilizó como desinfectante de las aguas potables . Citemos para terminar el gran desarrollo de la química de los colorantes aromáticos en la fabricación del fenol y de los plásticos fenólicos, ácidos sulfónicos y detergentes, materias plásticas, colorantes, plastificantes, insecticidas, hidrocarburos heterocíclicos (piridina y quinoleína para medicamentos) .

QUÍMICA ORGÁNICA E INDUSTRIA QUÍMICA ORGÁNICA

Se describen los tres grandes sectores de la síntesis orgánica .

En primer lugar, partiendo del gas de agua (CO+H2) se estudia el primer ciclo de síntesis orgánica que originan nuevas actividades industriales . Fue entre 1920 y 1940 cuando se obtuvieron los resultados más interesantes . Operando con mezcla CO+H2 en relaciones 1:1, 1:2, 1:3, en un intervalo de temperaturas entre 150º C y 800º C, con presiones de 1 a 1.000 atmósferas y utilizando una gran variedad de catalizadores, investigadores como G. Patard, F.Fisher, H.Tropsch, H.Pichler, M.Pier, O.Elvins, A.Nasch, E. Prudhomme, K.Winkler, R. Wietzel, T. Holmgren, y otros, obtuvieron metanol o alcoholes superiores, hidrocarburos saturados o insaturados, y formol . Se realizaron múltiples trabajos en Alemania en este campo. En 1932-1933, con la llegada del régimen nazi, se construyó en Leun-Werke una fábrica de síntesis de hidrocarburos aromáticos según el método de Fischer-Tropsche (F.T.). A pesar del desarrollo del procedimiento de Bergius (1927) de hidrogenación bajo presión a 450º C de aceites pesados, alquitranes, e incluso de carbón pulverizado para obtener una mezcla de hidrocarburos análoga a la del petróleo, en 1936 funcionaban cinco fábricas de gasolina sintética según el método F.T. En previsión de guerra estas fábricas debían proporcionar 500.000 Tn de carburantes en 1939 y 700.000 en 1940 .

60

Se intentó mejorar el procedimiento F.T. trabajando a alta presión, con catalizadores dispersados en un sistema de lecho fluidizado . Con un buen catalizador se podía obtener hasta un 97% de rendimiento sin reciclado . Este tipo de reacción ha permitido tomar conciencia de que a partir de compuestos básicos muy simples, la química posibilita la síntesis de moléculas complejas, según un modo de operación establecido .

El segundo ciclo de operación parte del acetileno . El acetileno, descubierto en 1836 por Davy, se fabricó a partir del carburo de A partir de los años 50, se preparó por oxidación de gas natural . La producción mundial pasó de 210.000 Tn en 1936 a 1.200.000 Tn en 1956, el 90% destinado a la síntesis orgánica, para preparar otros productos como acetaldehido, etanol, alcoholes superiores, éter y sus homólogos, buutadieno, derivados vinílicos, etileno y sus derivados como acetona, tetracloroetano, tetracloronitrilo. Es especialmente importantes el butadieno, para fabricar caucho sintético, y sus derivados vinílicos, que por polimerización dan lugar a materiales plásticos y fibras sintéticas .

El tercer ciclo de síntesis parte de los hidrocarburos etilénicos (etileno, propileno y tres de los isómeros butilénicos) .

Es el ciclo característico de la petroquímica, que ha permitido fabricar compuestos como el etanol, los materiales plásticos, fibras y cauchos sintéticos, carburantes líquidos, disolventes, detergentes y los lubrificantes de alta calidad.

Este proceso químico es importante por: 1º, Se podían reemplazar fácilmente los métodos de fabricación tradicionales, obteniendo mejores resultados y a mejor precio . 2º pueden obtenerse productos intermedios como óxido de etileno o de propileno. 3º algunos productos se impusieron después por sus cualidades superiores; éste es el caso de los polímeros .

En Europa la producción petroquímica se multiplicó por cien entre 1946 y 1956 . Estos tres sectores claves de la química orgánica han resuelto numerosos problemas económicos y una gran capacidad de adaptación.. Ninguna otra disciplina ha logrado en tan poco tiempo resultados tan espectaculares en los órdenes científico, tecnológico o económico .

Consecuencias de la segunda guerra mundialLa ocupación de Malasia, Indonesia y Extremo Oriente privó al mundo de una fuente importante de caucho natural y de materia oleaginosa (soja), originando una crisis en la industria de automoción de Estados Unidos y una escasez a nivel mundial de jabón y glicerina. Los occidentales se vieron privados súbitamente también de la seda japonesa . Alemania quedó aislada de las fuentes mundiales de petróleo mientras que los aliados experimentaron una escasez de productos aromáticos.En Estados Unidos se pusieron en marcha en un tiempo récord varias decenas de unidades de fabricación de caucho sintético. De la misma forma la seda natural se reemplazó por el nylon. Los alemanes por su parte cubrieron sus necesidades de carburantes con la ocupación de Rumania, apropiándose de sus pozos de petróleo y acelerando también la producción de gasolinas sintéticas . Para la fabricación de bombas incendiarias se desarrolló la industria del magnesio; en Estados Unidos la producción pasó de 3.400 Tn en 1939 a 183.000 Tn. En 1943 ; Inglatera intensificó esta producción a partir de sales marinas, tratando cantidades

61

enormes de agua de mar . Se inventaron nuevos explosivos, como el hexógeno o ciclonita, explosivo rompedor muy potente obtenido por nitración de la urotropina o por nitración de mezclas de cianamida cálcica, de nitroguanidina y de cordita (pólvora sin humo hilada) . Pero el esfuerzo financiero, técnico y científico que se desplegó para poner a punto la bomba atómica fue un fenómeno totalmente nuevo y que cambió radicalmente la concepción de la guerra. De la primera guerra mundial, que tuvo un carácter químico, se pasó a la guerra químico-física, que se ampliará más tarde a las guerras ecológicas (Vietnam, Afganistán) .

Consecuencias sobre la postguerraAlgunos sectores entraron en recesión, aunque la química en su conjunto continuó progresando, especialmente en tres campos : los polímeros, las fibras sintéticas y los cauchos sintéticos . El origen de esta química se basa en los trabajos comenzados en el último siglo, debiéndose las investigaciones fundamentales y teóricas a J. Staundinger y a W.A. Carothers . A partir de 1929 se suceden los descubrimientos más importantes en este campo. Carothers obtuvo una poliamida a partir del cual preparó el nylon . En 1931, Niewland y Carothers prepararon el vinilacetileno . El polietileno se descubrió por casualidad , en los laboratorios de la I.C.J. cuando se investigaba la obtención de un carburante con alto índice de octano para la aviación a partir del etileno . En 1937 y 1939, A.Treibs y P. Halbig estudiaron la polimerización del vinilacetileno. En 1939, S.C. Sulivan preparó un polímero con silicio (silicona) y P. Kurtz sintetizó el acrilonitrilo a partir del ácido cianhídrico y el acetileno . En 1944, todo el fenol se obtenía del alquitrán de hulla, y los dos tercios del fenol sintético se utilizaron en la fabricación de plásticos fenólicos . También se desarrolló la fabricación de copolímeros como el poliacetato de vinilo y los derivados del vinilideno, el butadieno o el estireno con acrilonitrilo . Encontraron aplicaciones en la fabricación de utensilios domésticos, en electrotecnia, en la fabricación de películas, en l construcción de automóviles, en aeronáutica, en cirugía y odontología, y en de protección contra la corrosión .

Con base en los trabajos de E.Rochow y Gilliam, se inció después de la guerra la fabricación de las siliconas ; se les utiliza en engrasado, como aislantes, o como aceites resistentes a grandes variaciones de temperatura . También merecen señalarse dos hechos importantes . Se trata de la puesta a punto por K.Ziegler de un método de producción de polietilenos baja presión, gracias al empleo de catalizadores organometálicos, y de la fabricación por la Montecatini de un propileno dotado de una gran resistencia química, de una gran dureza, de una baja densidad y de una temperatura de reblandecimiento elevada (≈ 160º C) . Algunas cifras ilustrarán el desarrollo : en 1938 la producción mundial era de 300.000 Tn, sobre todo de plásticos fenólicos, y en 1958 sobrepasó los 4.400.000 Tn.La industria de las fibras sintéticas experimentó también un espectacular desarrollo. Entre 1911 y 1930 la producción de seda artificial fue de 200.000 Tn. En 1957 la producción mundial de fibras celulósicas normales alcanzó 1.034.000 Tn y el de las fibras mixtas 1.421.000 Tn-. Este éxito se debe a los trabajos de investigación llevados a cabo en los procesos de poli o copolimerización . Entre los primeros citemos los de E.Hubert, en 1931, sobre el policloruro de vinilo, cuyas dificultades tecnológicas de aplicación fueron resueltas por H.Rein en 1934. Catoters, químico en la Du Pont de Nemours, puso a punto una fibra superpoliamídica, a partir del ácido adípico y dela hexametildiamina. La Du Pont

62

sacó al mercado el famoso nylon, revolucionando el mundo de la industria textil . La I.G.Farben fabricaba poilamida partiendo de la caprolactama y sus derivados; en 1945 lanzó la producción de una nueva firma llamada perlón .J.H.Whinfield descubrió un poliéster que serviría para fabricar el terilene, y en 1941, H.Rein puso a punto una fibra poliacrilonitrílica que fue comercializada en 1949 bajo diversas marcas como Orlon y P.A.M.Todas estas fibras se caracterizan por su resistencia al desgaste y por un hermoso brillo muy regular; son resistentes, elásticas y conservan bien la forma.Los cauchos sintéticos forman parte de esta química triunfante, donde el producto natural compite con los fabricados . Entre 1939 y 1959 la producción del caucho natural se multiplicó por dos, alcanzando los dos millones de tn/año . L de caucho sintético pasó de 3.000 a 1,8 millones de tn en el mismo período . Junto a las producciones del caucho butadiénico, butílico y neoprénico, aparecieron en el mercado productos de la misma familia como el tiocol, sintetizado por Patrick, o un producto de alta calidad utilizado en la aviación y obtenido por copolimerización del fluorovinilideno con hexafluoropropileno .Se produjeron avances en otros sectores de la química orgánica y de la química mineral .La producción de detergentes sintéticos pasó de 15.000 tn a 2,5 millones de tn.La fabricación de colorantes continuó creciendo. En 1934 R.P.Linstead descubrió las ftalocianinas que han adquirido gran importancia industrial gracias a la ftalocianina de cobre (azul monostral o azul heliógeno) . Se obtiene calentando, en un solvente como nitrobenceno, el dinitrilo ftálico con cobre alrededor de 200º C; es un azul puro ideal, resistente, tiene un poder colorante muy elevado y sustituyó a sus competidores como el azul de Prusia y al azul ultramar. En 1950, un grupo de investigadores de la I.C.I. , N.N. Haddock, C.Wood y R. Tornson descubrieron una nueva serie de ftalocianinas en la gama de los azules y los verdes .En 1964 entra en servicio en Argelia la primera instalación destinada a la licuefacción del gas natural. Esta instalación licúa el gas a alta presión, lo que permite su posterior empleo como combustible o en la industria petroquímica.Agua depurada En 1980 dos empresas alemanas construyen reactores para depurar agua con una gran cantidad de lodo con microorganismos .

QUÍMICA MINERAL

La producción de fertilizantes, ácidos, sosa, agentes blanqueadores, gases técnicos, vidrio, cerámica, cementos, metales, tierras raras, catalizadores, etc, creció regularmente con rendimientos en continua mejora.350 fábricas de amoníaco producían el 81% de los compuestos nitrogenados (el nitrato de Chile el 4 %) . El desarrollo de insecticidas, sobre todo el DDT, permitió combatir durante la guerra los escarabajos de la patata, detuvo la epidemia de tifus en Italia (Nápoles 1943) y se utilizó contra la malaria en Extremo Oriente y América Central .

Conclusión

La química y la química física resolvieron muchos problemas y abrieron tales horizontes, que parece inverosímil que esto haya podido hacerse en una sola

63

generación . A mitades del siglo XX pueden obtenerse dos conclusiones importantes: la química ha dinamizado la actividad industrial a través del mundo,. En segundo lugar la química ha invadido progresivamente la vida del hombre en todos los estadios de sus necesidades y de su medio ambiente cotidiano . Como esta expansión ha continuado hasta nuestros días, formularemos votos para que la química contribuya al bienestar de los pueblos y no a su destrucción .

La industria química orgánica era débil y sus fábricas en Polonia las destruyó el ejército alemán . Se creó un departamento especial de planificación . Desde 1916 se encontraban en el mercado productos como el ácido salícílico y derivados como el salol .Se produjeron grandes avances en coquerías, refinerías, destilación de carbón y fábricas de colorantes. S. Krowsnosky instaló la fábrica de colorantes de Petrogrado y una gran empresa agrupó las antiguas fábricas alemanas . Se fabricaron explosivos y compuestos como el cloroformo, urotropina, éter, metanol, ácido acético, naftaleno, yodo, tiosulfato sódico y colorantes .Italia hasta 1914 dependía totalmente . A finales de 1915 se obligó a recuperar benceno. En mayo de 1916 se creó la “Associazione Industriale Prodotti Chimia a Chimico-Farmaceutici”. Su primera tarea fue organizar y movilizar la industria de guerra, y ya desde 1916 comenzó a funcionar una fábrica de explosivos en Cengio (Liguria), que consiguió la hazaña de producir 10 Tn/día de fenol . También se construyeron fábricas en Milán y en la región de Legnano . En Segni, cerca de Roma se construyó una fábrica que producía glicerina y nitrocelulosa . Las inversiones en la industria química y farmacéutica fueron muy importantes en Turín, produciendo aspirina, fenacetina, antipirina, ácido salicílico, morfina, codeína, quinina y salvarsan, así como sales inorgánicas . La firma belga Solvay construyó en Italia dos nuevas fábricas que producían sosa . En cooperación con Levistein Ltd. se creó “L’Industria Colori di Anilina”, que comenzó a fabricar productos intermedios y colorantes . Otros sectores sufrieron una recesión, como la producción de azufre y superfosfatos .

64

65