6. EL PADRE DE LA QUÍMICA

Una de las razones de que la teoría del flogisto floreciera durante tanto tiempo, radicaba en que los químicos no prestaban atención al aspecto cuantitativo de su ciencia. Mezclaban sustancias, observaban y describían sus polvos y sus gases con gran cuidado, pero no los medían. No les preocupaba que esas sustancias ganasen o perdiesen peso de forma sorprendente durante sus transformaciones. Para los primeros químicos, eso parecía tener escasa importancia.

Pero luego apareció un hombre que declaró que la medición era lo más importante, que debería constituir la base de todos los experimentos químicos. Este hombre es considerado ahora el «padre de la Química». Fue Antoine Laurent Lavoisier, de Francia (1743-1794).

Lavoisier había nacido en París, en el seno de una familia acomodada. Lo tuvo todo. Recibió una excelente educación, consiguiendo primero licenciarse en Derecho (su padre era abogado), luego estudió Astronomía, Historia Natural y Química. Bien parecido y brillante, se casó con una hermosa e inteligente joven, con quien llevó una vida muy feliz. Su mujer se interesó personalmente por su tarea y trabajó a su lado.

Seguramente, no podría imaginarse una descripción más feliz. Sin embargo, había un germen de tragedia en la posición de Lavoisier. Su mujer era hija de uno de los jefes ejecutivos de La Ferme générale, una empresa privada que recaudaba los impuestos para el Gobierno de Luis xvi. El propio Lavoisier era miembro de esta empresa. La Ferme générale operaba como una concesión y obtenía beneficios de todo lo que recaudaba por encima de la suma fijada para pagar al Gobierno. Así, pues, extorsionaba todo lo que podía a la gente que pagaba los impuestos, que estaba compuesta por los comerciantes de la clase media y los campesinos, dado que la aristocracia estaba exenta de pagar impuestos. Como es natural, los contribuyentes odiaban a La Ferme générale, incluso más de lo que odiaban al Gobierno del rey, y cuando dio principio la Revolución francesa, la concesionaria de impuestos constituyó uno de sus principales objetivos…

Pero antes de que llegara el día de rendir cuentas, Lavoisier dispuso de veinte años de trabajo en Ciencia y Tecnología, que fue de enorme beneficio para el pueblo francés y para la Ciencia. Se ocupó en métodos para el abastecimiento de agua corriente a París y en la iluminación de sus calles por las noches. Ayudó al descubrimiento de nuevas formas de fabricación de salitre, uno de los ingredientes de la pólvora. Incluso antes de que realizara sus trabajos más importantes en Química, Lavoisier fue admitido, a la edad de veinticinco años, en la Academia Royale des Sciences, la más famosa sociedad científica francesa.

Poco después, en uno de sus primeros experimentos químicos, Lavoisier demostró la importancia de medir las cosas con precisión. Repitió un experimento clásico de los alquimistas, que lo consideraban una clara prueba de la transmutación de un «elemento». Cuando el agua, incluso el agua destilada, era hervida con lentitud en una vasija de cristal, siempre quedaban algunos sedimentos en el utensilio. Esto, según decían los alquimistas, mostraba que parte del agua se había convertido en «tierra».

Lavoisier sospechaba que la verdadera respuesta era algo más, e imaginó una forma de probar su punto de vista. Colocó un poco de agua de lluvia (agua que había sido destilada por la Naturaleza) en un matraz limpio e hirvió después el agua durante ciento un días. El recipiente había sido diseñado para que todo el agua evaporada se condensase en la parte superior de la vasija y luego volviese a gotear. Así, la misma agua se evaporaba y condensaba una y otra vez.

Al final de aquellos ciento un días, Lavoisier detuvo la ebullición y dejó condensar todo el agua. Había un poco de sedimento en el fondo del matraz. Lo rascó y ahora pesó el agua y el matraz por separado. Había pesado ambas cosas, con la balanza de más precisión que pudo encontrar, antes de comenzar el experimento. Ahora halló que el agua tenía exactamente el mismo peso que el agua de lluvia colocada originariamente. Pero el matraz había perdido peso… Y lo que es más, su pérdida de peso era exactamente igual al peso del sedimento. Por tanto, sólo existía una posible respuesta: el agua hirviendo había disuelto parte del cristal. El sedimento no era «tierra», sino, simplemente, cristal disuelto que desaparecía de la solución cuando el agua se enfriaba.

POR QUÉ ARDEN LAS COSAS

Las investigaciones de Lavoisier en métodos de iluminación de las calles de París, le habían llevado a considerar varios combustibles para las lámparas, así como la naturaleza general de la combustión. Ahora abordó el problema de la combustión con sus métodos cuantitativos.

Colocó un poco de estaño en un recipiente cerrado y lo pesó todo, incluido el recipiente. Luego pesó el recipiente. Un residuo se formó en el estaño. Ya era sabido, como hemos indicado, que el residuo de un metal es más pesado que el metal en sí. Sin embargo, cuando Lavoisier pesó el recipiente, descubrió que la formación del residuo de estaño no aumentaba el peso del contenido del recipiente. Naturalmente, el residuo en sí era más pesado que el estaño original. Esto significaba que debía de haber ganado peso a expensas de algo más en el recipiente.

Cuando Lavoisier abrió el recipiente, el aire se precipitó dentro y el sistema aumentó de peso. Este incremento era igual al peso extra del residuo. Así, pues, el residuo debía de haber tomado algo del aire original.

Estos experimentos probaban un punto fundamental que Lavoisier averiguó que era cierto en toda clase de reacciones químicas: la materia puede cambiar de forma, pero el peso total de la materia implicada siempre sigue siendo el mismo. Cuando una sustancia gana o pierde peso en aire, toma algo del aire y le da algo a éste. Esto lo mostró al pesar todo el sistema, vapores incluidos. El principio que demostró fue más tarde llamado «Ley de conservación de la masa».

¿Qué tomaba el estaño del aire cuando formaba el residuo? Lavoisier decidió que debía de ser el «aire desflogistizado» de Priestley, es decir, la porción de aire que queda después de haber sido tratado para retirar el «flogisto». Para probar su idea, Lavoisier calentó metales en «aire desflogistizado». Los metales absorbían todo este gas.

Lavoisier concluyó que el aire estaba formado por dos gases: el «aire desflogistizado» de Priestley, al que Lavoisier ahora llamó «oxígeno», y el «aire flogistizado» de Rutherford, al que denominó «azoe». Oxígeno deriva de las palabras griegas oxys = ácido, y gennao = engendrar, «que produce ácido»; aunque Lavoisier estaba equivocado al pensar que el oxígeno se hallaba presente en todos los ácidos, su nombre para el gas ha quedado ya para siempre. Derivó «azoe» de las palabras griegas a, privado, y zoé = «carente de vida»; como recordarán, los ratones no podían vivir en el «aire flogistizado». Pero esta palabra de ázoe, aunque existe también en español, ha sido sustituida modernamente por nitrógeno, por el mineral de nitro con el que se prepara.

Lavoisier fue capaz de mostrar que, aproximadamente, una quinta parte del aire corriente era oxígeno y nitrógeno las otras cuatro quintas partes.

Ahora Lavoisier presentó una nueva teoría de la combustión, para remplazar a la más antigua del flogisto. Cuando una sustancia arde o se inflama, afirmó, se combina con oxígeno para formar un «óxido». Al quemar carbón de madera se formaba un óxido de carbono (bióxido de carbono). Un metal enmohecido forma un óxido («residuo»), que tiene el peso del metal más el peso del oxígeno con el que se ha combinado. Cuando el carbón vegetal se calienta con un óxido metálico, restaura el metal original, no porque se añada flogisto, sino, simplemente, porque ha eliminado el oxígeno del residuo.

Lavoisier publicó su teoría del oxígeno de la combustión en 1783. En el mismo año se consiguió un gran impulso en el problema con un experimento de Cavendish, el genio inglés, que estaba también tratando de probar todo lo contrario. Cavendish, insistiendo en la teoría del flogisto, pensaba que el «aire inflamable» que había preparado era flogisto. Si lo añadía al «aire desflogistizado», razonaba, conseguiría «aire flogistizado». Como sabemos ahora, lo que se proponía era quemar hidrógeno en oxígeno y, por tanto, formar nitrógeno.

Naturalmente, no consiguió nada de todo esto. Tras quemar su «aire inflamable» con «aire desflogistizado», y recoger el vapor producido, averiguó que se condensaba en un líquido claro que demostró ser agua…

Cavendish informó del resultado con gran exactitud, pero no supo cómo interpretarlo. Tan pronto como Lavoisier se enteró de ello, supo la respuesta, y pudo confirmarla por medio de experimentos. El «aire inflamable» de Cavendish, dijo, era un gas al que él denominaba «hidrógeno», de las voces griegas que significaban «formador de agua». El hidrógeno y el oxígeno combinados forman agua. El agua era el óxido del nitrógeno; o sea, su «residuo» por decirlo así.

Este último experimento, enterró, por fin, las nociones de los antiguos griegos respecto de los elementos. Demostró que el agua no era un elemento, sino un compuesto de hidrógeno Y lo que es más, también acabó con la teoría del flogisto que ya estaba moribunda. Con esas muertes, había nacido la Química moderna.

Si Lavoisier tenía un defecto, éste era que mostraba gran ansiedad por conseguir más renombre que el que ya se merecía. En los informes que presentó de sus trabajos pasó por alto mencionar que conocía los experimentos de Priestley y que ya había discutido la obra de Priestley con el propio Priestley. Dejó la impresión de que había sido él solo quien descubriera el oxígeno. Ni tampoco dejó claro que había llevado a cabo el experimento de la combustión del hidrógeno poco después de enterarse de los trabajos de Cavendish.

Priestley y Cavendish debieron de quedar resentidos por esta conducta poco ética por parte de Lavoisier. De todos modos, ninguno de ellos aceptó la teoría del oxígeno de Lavoisier para la combustión. Ambos siguieron convencidos de la verdad de la teoría del flogisto hasta el día de su muerte. Pero la historia no les ha privado de la fama por sus importantes experimentos precursores que condujeron a la nueva química.

Aunque ya de una forma bastante rara, la Alquimia y los fraudes alquímicos continuaron durante décadas después de Lavoisier. El emperador Francisco José, de Austria-Hungría, un medievalista de fines del siglo XIX, aún entregó dinero a los falsificadores, en 1867, que afirmaban ser capaces de fabricar oro partiendo de plata y mercurio. En realidad, incluso hoy día existen místicos y chiflados que creen en la Alquimia, como algunas personas aún tienen fe en la Astrología, en la Numerología, en la Frenología y en otras formas de misticismo.

EL NUEVO LENGUAJE

Los servicios de Lavoisier a la Química incluyen la acuñación de un nuevo sistema para denominar a los productos químicos. Los alquimistas habían revestido su ignorancia (o su decepción) con un lenguaje fantasioso y poético. Hablaban del oro como del «Sol» y de la plata como de la «Luna». De los metales, originariamente conocidos, como «azogue» o «agua plateada», les dieron el nombre del planeta Mercurio. Llamaron a la mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico, con la que se puede disolver el oro, «agua regia», un nombre que todavía se sigue usando hoy.

Los químicos se hubieran encontrado desesperadamente dificultados en sus trabajos si hubiesen continuado ofuscados por el fantasioso lenguaje de los alquimistas. Debía producirse un nuevo arranque de las cosas, y Lavoisier, junto con algunos otros químicos franceses, elaboró un nuevo sistema de nomenclatura química.

Este sistema está basado en los nombres de los elementos y designa a los compuestos de acuerdo con los elementos con que están formados. Así a la sal, un compuesto de sodio y cloro, se la llamó «cloruro sódico». El gas formado por hidrógeno y azufre es «sulfuro de hidrógeno». Un ácido que contenga azufre es «ácido sulfúrico». Y todo a este tenor.

El sistema también posee nombres familiares para compuestos que contengan diferentes proporciones de un elemento determinado. Por ejemplo, existe una serie de cuatro ácidos compuestos de hidrógeno, cloro y oxígeno. Distribuidos en orden al contenido creciente de oxígeno, se les denomina: 1) Ácido hipocloroso; 2) ácido cloroso; 3) ácido dórico; 4) ácido perclórico. Si el hidrógeno de cada ácido es remplazado por el sodio, el resultado de los compuestos es el siguiente: 1) Hipocloruro sódico; 2) cloruro sódico; 3) clorato sódico; 4) perclorato sódico.

La tendencia a una nomenclatura lógica se extendió a los mismos elementos. Antes de 1800, los elementos habían sido denominados según la fantasía de los descubridores y sin existir en absoluto ninguna regla. Después de 1800, se hizo habitual denominar a todos los nuevos elementos metálicos con la terminación «o» o «io», y los elementos no metálicos con la terminación «on» o «ina». Con una excepción (que mencionaremos después), todos los elementos que no tengan esas terminaciones fueron descubiertos antes de la época de Lavoisier.

En 1789, Lavoisier publicó el primer texto moderno de Química. Su título fue Traite élémentaire de chimie (Tratado elemental de Química). En este libro, discutió todo el conocimiento sobre Química a la luz de su nueva teoría de la combustión y empleó su moderna nomenclatura. Hizo una lista de los elementos conocidos en su tiempo. La lista de Lavoisier de treinta y tres «elementos» presenta algunos curiosos apartados. Por ejemplo, incluyó la «luz» y el «calórico» (calor) entre estos elementos. Pero veintitrés de los treinta y tres eran auténticos elementos.

El libro de texto de Lavoisier fue traducido a muchos idiomas y extendió la nueva química por todas partes. Pero Lavoisier no vivió para presenciar su impacto mundial. El año 1789, el año de la publicación de su tratado, fue también el de la Revolución francesa. Lavoisier trabajaba retirado en su laboratorio, evitando la política, pero, en 1792, los extremistas que se habían apoderado del mando de la Revolución, finalmente acabaron arrestándole como «recaudador de impuestos». Lavoisier protestó que él era un científico, no un cobrador de tributos. El oficial que le arrestó le contestó, airado:

—La República no tiene necesidad de científicos.

El extremista Jean Paul Marat, que se consideraba él mismo un científico, odiaba profundamente a Lavoisier, porque el químico le había vetado cuando Marat solicitó su ingreso en la Académie Royale des Sciences. Marat abogó personalmente porque Lavoisier fuese condenado a la guillotina. El propio Marat fue asesinado poco después del veredicto, pero, a pesar de ello, el 2 de mayo de 1794, Lavoisier era decapitado.

Irónicamente, sólo diez semanas después la cordura volvió a Francia y los extremistas fueron derrocados. La ejecución de Lavoisier continúa siendo la mayor tragedia individual de la Revolución francesa. La Ciencia y la Química, ciertamente, sufrieron una gran pérdida con su muerte a la aún muy fructífera edad de cincuenta años.