 |
| Antoine Lavoisier |
El 8 de mayo de 1794 muere Antoine Lavoisier, destacado químico francés y figura destacada de la revolución química del siglo XVIII
El 8 de mayo de 1794 murió guillotinado Antoine Lavoisier. Nacido el 26 de agosto de 1743 en París, Francia, fue un destacado químico francés y figura destacada de la revolución química del siglo XVIII que desarrolló una teoría de base experimental sobre la reacción química del oxígeno y coautor del sistema de denominación de sustancias químicas. Habiendo sido también un destacado financiero y administrador público antes de la Revolución Francesa, fue ejecutado junto con otros financieros durante el Terror.
La química que estudió no era una materia destacada por su claridad conceptual o rigor teórico. Aunque los escritos químicos contenían información considerable sobre las sustancias que estudiaban los químicos, existía poco acuerdo sobre la composición precisa de los elementos químicos o entre las explicaciones de los cambios en la composición.
Muchos filósofos naturales todavía consideraban los cuatro elementos de la filosofía natural griega (tierra, aire, fuego y agua) como las sustancias primarias de toda la materia. Químicos como Lavoisier centraron su atención en analizar “mezclas” (es decir, compuestos), como las sales que se forman cuando los ácidos se combinan con los álcalis. Esperaban que, al identificar primero las propiedades de las sustancias simples, luego podrían construir teorías para explicar las propiedades de los compuestos.
En la década de 1720, el clérigo y filósofo inglés Stephen Hales demostró que el aire atmosférico pierde su “resorte” (es decir, elasticidad) una vez que queda “fijado” en sólidos y líquidos. Tal vez, sugirió Hales, el aire era en realidad sólo un vapor, y su resorte, en lugar de ser una propiedad esencial del elemento, era creado por el calor. Los experimentos de Hales fueron un primer paso importante en el estudio experimental de aires o gases específicos, un tema que llegó a denominarse química neumática.
En la década de 1750, el químico escocés Joseph Black demostró que el aire fijado en determinadas reacciones es químicamente diferente del aire común. Black quería saber por qué la cal viva apagada (óxido de calcio hidratado) se neutralizaba cuando se exponía a la atmósfera. Descubrió que absorbía sólo un componente de la atmósfera, el dióxido de carbono, al que llamó “aire fijo”. El trabajo de Black marcó el comienzo de los esfuerzos de investigación dedicados a identificar aires químicamente distintos, un área de investigación que creció rápidamente durante la segunda mitad del siglo. Así, la química neumática era un tema muy activo en la época en que Lavoisier se interesó por un conjunto particular de problemas relacionados con el aire: los fenómenos relacionados de la combustión, la respiración y lo que los químicos del siglo XVIII llamaron calcinación (la transformación de los metales en polvo, como el que se obtiene por oxidación del hierro).
La afirmación de que la masa se conserva en las reacciones químicas fue una suposición de los investigadores de la Ilustración más que un descubrimiento revelado por sus experimentos. Lavoisier creía que la materia ni se crea ni se destruye en las reacciones químicas, y en sus experimentos intentó demostrar que esta creencia no se violaba. Aun así tuvo dificultades para demostrar que su punto de vista era universalmente válido. Su insistencia en que los químicos aceptaran esta suposición como una ley era parte de su programa más amplio para elevar la química a los estándares de investigación y explicación causal que se encuentran en la física experimental contemporánea.
Mientras otros químicos también buscaban principios de conservación capaces de explicar las reacciones químicas, Lavoisier se centró especialmente en recolectar y pesar todas las sustancias involucradas en las reacciones que estudiaba. Su éxito en los numerosos y elaborados experimentos que llevó a cabo se debió en gran parte a su riqueza independiente, que le permitió construir costosos aparatos según su diseño, y a su capacidad para reclutar y dirigir investigadores talentosos. El hecho de que a los estudiantes franceses de química todavía se les enseñe la conservación de la masa como “ley de Lavoisier” es indicativo de su éxito al hacer de este principio una base de la química moderna.
Después de ser elegido miembro junior de la Academia de Ciencias, comenzó a buscar un campo de investigación en el que pudiera distinguirse. Los químicos habían reconocido desde hacía tiempo que quemarse, al igual que respirar, requería aire, y también sabían que el hierro se oxida sólo al exponerse al aire. Al observar que la quema emite luz y calor, que los animales de sangre caliente respiran y que los minerales se convierten en metales en un horno, concluyeron que el fuego era el elemento causal clave detrás de estas reacciones químicas. El químico alemán de la Ilustración Georg Ernst Stahl proporcionó una explicación bien considerada de estos fenómenos.
Stahl planteó la hipótesis de que, durante la combustión, la respiración y la calcinación se liberaba una "sustancia ardiente" común a la que llamó flogisto, y que se absorbía cuando estos procesos se invertían. Aunque plausible, esta teoría planteó una serie de problemas para quienes deseaban explicar las reacciones químicas en términos de sustancias que pudieran aislarse y medirse. En las primeras etapas de su investigación, Lavoisier consideró la teoría del flogisto como una hipótesis útil, pero buscó formas de solidificar su firme base experimental o de reemplazarla con una teoría de la combustión experimentalmente sólida. Al final, su teoría de la oxigenación reemplazó a la hipótesis del flogisto, pero necesitó muchos años y una ayuda considerable de otros para alcanzar este objetivo.
Poco antes de ingresar a la Academia de Ciencias en 1768 recibió una herencia del patrimonio de su madre, que usó para comprar una participación en una empresa financiera conocida como Granja General, era una sociedad que tenía un contrato con el gobierno real para recaudar ciertos impuestos sobre las ventas y el consumo, como los de la sal y el tabaco. Al comienzo de cada ciclo financiero, los Tax Farmers prestaban dinero al gobierno y posteriormente se les reembolsaba mediante la recaudación de impuestos.
Pasó un tiempo considerable como recaudador de impuestos y fue ampliamente recompensado por sus esfuerzos. Aunque la química era la pasión de Lavoisier, a lo largo de su vida dedicó la mayor parte de su tiempo a asuntos financieros y administrativos.
Tres años después de incorporarse a la Granja General, se casó con Marie Anne Paulze, la hija de 14 años de un miembro de la Granja con el que trabajaba. Aunque no tenía educación científica, era una joven enérgica e inteligente que se creó un lugar en un mundo de la ciencia que brindaba pocas oportunidades para las mujeres. Como no tuvieron hijos, ella puso su atención en ayudar a su marido en su investigación, y pronto fue considerada como una valiosa asistente de laboratorio y anfitriona. Dominaba el inglés, algo que Lavoisier nunca logró, y le traducía obras químicas. Empleó su talento como dibujante para registrar las investigaciones realizadas en el laboratorio y preparar grabados de aparatos para publicaciones. Tres años después de la boda, un corresponsal envió saludos a la “esposa filosófica” de Lavoisier, y poco después uno de sus colaboradores la instruía en química.
En el laboratorio a menudo registraba los resultados que le dictaban los experimentadores, y cuando Lavoisier anunciaba sus nuevas teorías, desempeñaba un papel activo en la campaña para su aceptación.
Lavoisier también asumió funciones administrativas dentro de la Academia de Ciencias y en otras agencias gubernamentales durante los últimos años de la monarquía y los primeros años de la Revolución Francesa. De 1775 a 1792 se desempeñó como director de la Administración Francesa de Pólvora y logró que Francia fuera autosuficiente en este material militar crítico. También hizo extensos experimentos sobre producción agrícola, asesoró al gobierno en asuntos financieros y bancarios y formó parte de una comisión cuyos esfuerzos por unificar pesos y medidas llevaron a la adopción del sistema métrico. Lavoisier ha ganado renombre por sus logros científicos, pero también deben recordarse sus esfuerzos en nombre de Francia.
La teoría de la combustión del oxígeno fue el resultado de una campaña exigente y sostenida para construir una teoría química de la combustión, la respiración y la calcinación fundamentada experimentalmente. La teoría que surgió fue en muchos aspectos un reflejo de la teoría del flogisto, pero obtener evidencia para apoyar la nueva teoría implicó algo más que simplemente demostrar los errores e insuficiencias de la teoría anterior. Desde principios de la década de 1770 hasta 1785, cuando las últimas piezas importantes de la teoría encajaron, Lavoisier y sus colaboradores realizaron una amplia gama de experimentos diseñados para avanzar en muchos puntos en la frontera de su investigación.
Su investigación, a principios de la década de 1770 se centró en las ganancias y pérdidas de peso durante la calcinación. Se sabía que cuando los metales se convertían lentamente en polvos (cales), como se observaba en la oxidación del hierro, la cal pesaba más que el metal original, mientras que cuando la cal se “reducía” a metal, se producía una pérdida de peso. La teoría del flogisto no tenía en cuenta estos cambios de peso, ya que el fuego en sí no podía aislarse ni pesarse. Lavoisier planteó la hipótesis de que probablemente era la fijación y liberación de aire, más que el fuego, lo que provocó las ganancias y pérdidas de peso observadas. Esta idea marcó el rumbo de su investigación durante la siguiente década.
En el camino, halló fenómenos relacionados que debían ser explicados. Los ácidos minerales, por caso, se obtenían tostando al fuego un mineral como el azufre y luego mezclando la cal resultante con agua. Lavoisier inicialmente había conjeturado que el azufre se combinaba con el aire en el fuego y que el aire era la causa de la acidez. Sin embargo, no era del todo obvio qué tipo de aire hacía que el azufre fuera ácido. El problema se complicó aún más por el descubrimiento simultáneo de nuevos tipos de aire en la atmósfera. Los químicos neumáticos británicos hicieron la mayoría de estos descubrimientos, con Joseph Priestley a la cabeza del esfuerzo.
Y fue Priestley, a pesar de su incansable adhesión a la teoría del flogisto, quien lo ayudó a desentrañar el misterio del oxígeno. Priestley aisló el oxígeno en agosto de 1774 tras reconocer varias propiedades que lo distinguían del aire atmosférico. Al mismo tiempo, en París, Lavoisier y sus colegas estaban experimentando con un conjunto de reacciones idénticas a las que Priestley estaba estudiando, pero no lograron notar las nuevas propiedades del aire que recogieron. Priestley visitó París ese mismo año y en una cena celebrada en su honor en la Academia de Ciencias informó a sus colegas franceses sobre las propiedades de este nuevo aire.
Lavoisier, que estaba familiarizado con la investigación de Priestley y lo tenía en gran estima, se apresuró a regresar a su laboratorio, repitió el experimento y descubrió que producía precisamente el tipo de aire que necesitaba para completar su teoría. Al gas que se producía lo llamó oxígeno, generador de ácidos. Aislar el oxígeno le permitió explicar los cambios tanto cuantitativos como cualitativos que ocurrían en la combustión, la respiración y la calcinación.
En la historia canónica de la química, Lavoisier es celebrado como el líder de la revolución química del siglo XVIII y, en consecuencia, uno de los fundadores de la química moderna. Fue un investigador infatigable y hábil; sin embargo, sus experimentos enfatizaron la cuantificación y la demostración en lugar de producir descubrimientos críticos. Tal énfasis encajaba con su determinación de elevar la química al nivel de una ciencia rigurosa. A diferencia de Priestley, no era una persona que alguien con una autoestima modesta pudiera encontrar atractiva. Rico, altruista y enormemente ambicioso, era la racionalidad y la determinación personificadas.
Si bien sus logros científicos son indiscutiblemente de primer rango, su logro definitorio fue lo que podría llamarse legislar para la ciencia. Predicó tanto con el ejemplo como con los preceptos, y quienes trabajaron con él lo reverenciaron. Pero muchos de los que no compartían su visión de la química y de la revolución química que defendía consideraban arrogantes sus modales y sus afirmaciones prescriptivas poco convincentes.
Juan Manuel Aragón
©Ramírez de Velasco
Comentarios
Publicar un comentario