Jacobus Henricus van 't Hoff

" Por el descubrimiento de las leyes de la dinámica química y la presión osmótica en soluciones "

( Motivación Premio Nobel )

Jacobus Henricus van 't Hoff ( Rotterdam , 30 de agosto de 1852 - Berlín , 1 de marzo de 1911 ) fue un químico holandés , premio Nobel de química en 1901.

Formación

De niño se interesó por la química experimental, especialmente los explosivos , así como por la música y la poesía. Estudió química práctica en el Politécnico de Delft , donde se distinguió por haber cursado los tres años de la carrera en tan solo dos años, ocupando el primer puesto en el examen final. En estos años leyó las obras que fueron de fundamental importancia para su formación: el Curso de Filosofía Positiva de Auguste Comte , la Historia de las Ciencias Inductivas de William Whewell y el ensayo De Intelligence del filósofo e historiador francés Hippolyte Adolphe Taine .

Desarrolló una visión de la teoría química basada en las leyes de la física . Adquirió las herramientas matemáticas necesarias para la realización de esta visión de la química en la Universidad de Leiden y las del conocimiento químico en Bonn con Friedrich August Kekulé en el período 1872-73 y en París con Charles-Adolphe Wurtz en 1874. En este mismo año, regresó a Holanda, obtuvo su doctorado en Utrecht con Eduard Mulder con una disertación sobre los ácidos cianoacético y malónico , titulada " Contribución al conocimiento de los ácidos cianoacético y malónico ".

Contribuciones a la estereoquímica

Antes de concluir su tesis doctoral publicó un folleto de trece páginas titulado “Propuesta para la extensión al espacio de las fórmulas actualmente en uso en química ”; junto con una observación relacionada sobre la relación entre la rotación óptica y la constitución química de los compuestos orgánicos. En él van 't Hoff proponía sus ideas revolucionarias sobre la concepción de las moléculas como objetos con estructura y forma tridimensional ( estereoquímica ) y proponía modelos de moléculas orgánicas en los que los átomos alrededor de cada átomo de carbono tenían una organización tetraédrica . Argumentó que los cuatro enlaces del átomo de carbono están dirigidos hacia los vértices de un tetraedro; idea independientemente sugerida al mismo tiempo por JA Le Bel , también en ese momento, como van 't Hoff, en la escuela de Wurtz en París. De esta manera podría explicarse una actividad óptica diferente de ciertos compuestos orgánicos. Sin embargo, la idea no fue aceptada de inmediato. El uso de estos modelos tridimensionales proporcionó una explicación para la existencia de isómeros . Al mismo tiempo destacó la existencia de relaciones entre la actividad óptica y la presencia de un átomo de carbono asimétrico. Estas propuestas de su primera encontraron una fuerte oposición. Sólo después de la publicación en 1875 del volumen Chimie dans d'espace (Rotterdam, 1875; traducción al alemán Brunswick, 1877, 1894, 1908, traducción al inglés Oxford, 1891, London-Bombay-New York, 1898), su teoría comenzó a desarrollarse. ser aceptado. Van 't Hoff publicó una edición ampliada de esta obra ( Dix années dans l'histoire d'une théorie , Rotterdam, 1887), mientras que se publicó una nueva edición en francés como Stéréochimie (París, 1892).

Isobara de van 't Hoff

En 1876 fue llamado como asistente de física en la Escuela de Veterinaria de Utrecht. En su conferencia inaugural, El poder de la imaginación en la ciencia , cuando se convirtió en profesor de la Universidad de Amsterdam en octubre de 1878, van 't Hoff defendió el papel de la imaginación en la investigación de la conexión entre causa y efecto, definiendo la imaginación como la capacidad visualizar cada objeto con todas sus propiedades para que pueda ser reconocido con la misma precisión que se tendría para la simple observación. Van 't Hoff expresó su concepción de la química física en su Ansichten über die organische Chemie (Consideraciones sobre química orgánica, 2 vols., Brunswick, 1878-81) en el que pretendía unificar la química bajo los principios de la física y las matemáticas y donde formuló la opinión de que las propiedades de cada compuesto son la consecuencia de su estructura.

Será en Étude de dynamique chimique (Amsterdam, 1884) donde unificará los aspectos cinéticos y de acción de masas de las reacciones químicas , un esquema conceptual aún adoptado hoy para discutir las transformaciones químicas. En él se centrará en la idea de que, al tratar el equilibrio químico como la manifestación de un estado móvil, la reversibilidad es la consecuencia de un equilibrio entre las reacciones opuestas. Por lo tanto, relacionó las constantes de equilibrio con las constantes cinéticas de las reacciones directa e inversa.

Van 't Hoff también estudió la dependencia de la temperatura absoluta de la constante de equilibrio K derivando, a presión constante, la ecuación que lleva su nombre :

donde es la constante universal de los gases y la temperatura absoluta. Esta ecuación (isocora de van 't Hoff) permite determinar la variación de entalpía estándar de un proceso evitando el uso de laboriosas medidas calorimétricas. La ecuación se ha llamado isócora de reacción (es decir, volumen constante) porque históricamente fue derivada por primera vez por van 't Hoff para un sistema de volumen constante. En la ecuación aquí reportada, el subíndice indica que la reacción es a presión constante , como se estableció posteriormente. El término isocora, por lo tanto, ya no es apropiado y preferimos hablar de ecuación de van 't Hoff o isóbara de van' t Hoff . La fama de esta ecuación estará principalmente ligada al principio de equilibrio móvil que de ella se deriva y que posteriormente será generalizado por Le Châtelier .

Contribuciones a la química de las disoluciones

Van 't Hoff también introdujo métodos termodinámicos en el estudio de soluciones y, basándose en los resultados del trabajo experimental de Pfeffer sobre la presión osmótica en soluciones diluidas de azúcar , demostró la existencia de una analogía entre la relación para temperatura constante ( = solución de concentración) y la relación de Boyle para gases, para temperatura constante . Luego formuló una ecuación de estado para soluciones diluidas en la forma ( = volumen en el que se disuelve un mol de sustancia), en la que , llamado factor de van 't Hoff, indica la concentración de la especie química en solución, incorporando todas las desviaciones comparadas al comportamiento de un gas ideal .

Descubrió que a partir de mediciones de presión osmótica (la publicación apareció en 1886) se podía determinar el peso molecular de la sustancia disuelta en una mezcla binaria. Trabajo que van 't Hoff amplió durante la siguiente década en relación con la teoría de la disociación electrolítica de Arrhenius . La investigación químico-física de van 't Hoff, tanto teórica como experimental, se centró en la medida e interpretación de ese parámetro que proponía insertar en la ecuación de los gases ideales para hacerla aplicable a soluciones diluidas.

Los últimos años en Berlín

Después de haber ocupado el cargo de profesor titular en la Universidad de Amsterdam durante dieciocho años, en 1896 aceptó una invitación para desempeñar el cargo de profesor honorario en Berlín en la Academia de Ciencias de Prusia . La motivación de esta decisión fue el exceso de trabajo didáctico, incluso de perfil de baja calidad, que le fue encomendado y que le dejó un tiempo demasiado limitado para sus investigaciones.

El período de Berlín (1896-1905) lo vio dedicarse a estudios relacionados con el origen de los depósitos oceánicos, experimentando en el laboratorio (por lo tanto a pequeña escala) procesos que ocurren a gran escala en la naturaleza. Los resultados de este trabajo se publicaron en los informes de la Academia de Ciencias de Prusia y posteriormente se recopilaron en Zur Bildung ozeanischer Salzablagerungen (Sobre la formación de sedimentos salinos oceánicos, 2 vols., Brunswick, 1905-9).

Prueba de la generalidad de los intereses de investigación de van 't Hoff es también el trabajo Die chemischen Grundlehren nach Menge, Mass und Zeit (Los fundamentos de la química basados ​​en la duración de la masa y el tiempo, Brunswick, 1912), en el que van 't Hoff intentó deducir los fenómenos químicos sobre una base puramente físico-mecánica, utilizando únicamente las cantidades de espacio, tiempo y masa, con una operación muy similar a la que intentó en su momento Hertz para los fenómenos físicos .

Junto con Ostwald , van 't Hoff fundó la primera revista de química física, Zeitschrift für physikalische Chemie , en 1887 . A lo largo de su vida luchó por el establecimiento de una clase especial de investigadores científicos. Además del Premio Nobel de Química que le fue otorgado en 1901, el primero otorgado por esta disciplina, por sus investigaciones sobre el equilibrio químico y la presión osmótica en soluciones diluidas, recibió varios otros galardones.

Escritos

Honores

Medalla de la Orden de Maximiliano de Ciencias y Artes (Reino de Baviera)
- 1901

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