(Ciencias de Joseleg)(Química)(Lenguaje químico)(Reacciones
químicas)(Ejercicios
resueltos)(Introducción)(Cambios químicos y físicos)(Las reacciones químicas)(Historia)(Ecuaciones químicas)(Patrones de reactividad)(Reacciones redox)(Otros tipos de reacciones químicas)(Referencias bibliográficas)(Versión documento Word)
Natalie fue diagnosticada recientemente con enfisema leve
debido al humo de cigarrillo de segunda mano. Ella ha sido referida a Angela,
una fisióloga del ejercicio, quien comienza a evaluar la condición de Natalie
conectándola a un ECG, un oxímetro de pulso y un manguito de presión arterial.
El ECG rastrea el ritmo cardíaco de Natalie, el oxímetro de pulso rastrea los
niveles de oxígeno en su sangre, mientras que el manguito de presión arterial
determina la presión ejercida por el corazón para bombear su sangre. Natalie
luego camina en una cinta de correr para determinar su condición física
general. Según los resultados de Natalie, Angela crea un régimen de
entrenamiento. Comienzan con ejercicios de baja intensidad que utilizan
músculos más pequeños en lugar de músculos más grandes, que requieren más
Los fisiólogos del ejercicio trabajan con atletas, así como
con pacientes que han sido diagnosticados con diabetes, enfermedad cardíaca,
enfermedad pulmonar u otra discapacidad o enfermedad crónica. A los pacientes
que han sido diagnosticados con una de estas enfermedades a menudo se les
prescribe ejercicio como una forma de tratamiento, y se los remite a un
fisiólogo del ejercicio. El fisiólogo del ejercicio evalúa la salud general del
paciente y luego crea un programa de ejercicios personalizado para esa persona.
Un programa para un atleta podría enfocarse en reducir el número de lesiones,
mientras que un programa para un paciente cardíaco se enfocaría en fortalecer
los músculos del corazón. El fisiólogo del ejercicio también supervisa al
paciente para mejorar y observa si el ejercicio reduce o revierte la progresión
de la enfermedad (Timberlake, 2015).
El ejercicio, los alimentos, el consumo de oxígeno, la
emisión de dióxido de carbono y el cambio en la masa muscular están mediados
por cambios en la naturaleza misma de las sustancias. Los alimentos son
sustancias químicas de alto peso molecular que son transformadas por medio de
las reacciones químicas del metabolismo en otras que son útiles para el
organismo o descompuestas en energía, produciendo desechos que son expulsados
por los pulmones, los riñones o la piel.
Fritz Haber
Fritz Haber (9 de diciembre de 1868 - 29 de enero de 1934)
fue un químico alemán que recibió el Premio Nobel de Química en 1918 por su
invención del proceso Haber-Bosch, un método utilizado en la industria para
sintetizar amoniaco a partir de gas nitrógeno e hidrógeno. Esta invención es de
importancia para la síntesis a gran escala de fertilizantes y explosivos. Se
estima que dos tercios de la producción anual de alimentos a nivel mundial utilizan
nitrógeno del proceso Haber-Bosch, y que esto sustenta a casi la mitad de la
población mundial moderna (Smil, 2001).
Haber, junto con Max Born, propuso el ciclo de Born-Haber como método para
evaluar la energía reticular de un sólido iónico. Haber también es considerado
el "padre de la guerra química" por sus años de trabajo pionero en el
desarrollo y armamento del cloro y otros gases venenosos durante la Primera
Guerra Mundial, especialmente sus acciones durante la Segunda Batalla de Ypres.
Por estas ironías es conocido como “el monstruo que
mantiene al mundo alimentado”.
Haber nació en Breslau (ahora Wrocław, Polonia), Prusia, en
una familia judía acomodada, hijo de Siegfried y Paula Haber, primos hermanos
que se casaron a pesar de la considerable oposición de sus familias. El padre
de Haber, Siegfried, era un conocido comerciante de la ciudad, que había
fundado su propio negocio de tintes, pinturas y productos farmacéuticos. Paula
experimentó un embarazo difícil y murió tres semanas después del nacimiento de
Fritz, dejando a Siegfried devastado y Fritz. al cuidado de varias tías (Stoltzenberg, 2004).
Cuando nació Fritz, los Habers se habían asimilado hasta
cierto punto en la sociedad alemana. Asistió a la escuela primaria en la
Johanneum School, una "escuela simultánea" abierta por igual a
estudiantes católicos, protestantes y judíos: 12 A los 11 años, fue a la
escuela en la escuela clásica St. Elizabeth, en una clase uniforme dividido
entre estudiantes protestantes y judíos. Su familia apoyaba a la comunidad
judía y continuaba observando muchas tradiciones judías, pero no estaban
fuertemente asociadas con la sinagoga. Haber se identificaba fuertemente como
alemán, menos como judío (Stoltzenberg, 2004).
Aunque su padre deseaba que fuera aprendiz en la compañía de
tintes, Haber obtuvo el permiso de su padre para estudiar química en la Universidad
Friedrich Wilhelm en Berlín (hoy la Universidad Humboldt de Berlín), con el
director del Instituto de Química, AW Hofmann. Haber se sintió decepcionado por
su primer semestre de invierno (1886-1887) en Berlín y acordó asistir a la
Universidad de Heidelberg para el semestre de verano de 1887, donde estudió con
Robert Bunsen. Luego regresó a Berlín, al Technical College of Charlottenburg
(hoy Universidad Técnica de Berlín) (Stoltzenberg, 2004).
En el verano de 1889, Haber dejó la universidad para realizar
un año legalmente requerido de servicio voluntario en el Sexto Regimiento de
Artillería de Campaña. [Una vez completado, regresó a Charlottenburg donde se
convirtió en estudiante de Carl Liebermann. Además de las conferencias de
Liebermann sobre química orgánica, Haber también asistió a conferencias de Otto
Witt sobre la tecnología química de los tintes (Stoltzenberg, 2004).
Liebermann asignó a Haber a trabajar en reacciones con
piperonal para su tema de tesis, publicado como Ueber einige Derivate des Piperonals (Acerca de unos pocos
derivados piperonales) en 1891. Haber recibió su doctorado cum laude de la Universidad Friedrich Wilhelm en mayo de 1891,
después de presentar su trabajo a una junta de examinadores de la Universidad
de Berlín, ya que Charlottenburg aún no estaba acreditado para otorgar
doctorados (Stoltzenberg, 2004).
Con su título, Haber regresó a Breslau para trabajar en el
negocio químico de su padre. No se llevaban bien. A través de las conexiones de
Siegfried, a Haber se le asignó una serie de aprendizajes prácticos en
diferentes empresas químicas, para ganar experiencia. Estos incluyeron Grünwald and Company (una destilería de
Budapest), una fábrica austriaca de amoníaco y sodio, y las fábricas de papel y
celulosa Feldmühle. Haber se dio cuenta, basándose en estas experiencias, de
que necesitaba aprender más sobre los procesos técnicos y convenció a su padre
para que le dejara pasar un semestre en el Polytechnic
College de Zürich (ahora el Swiss Federal Institute of Technology),
estudiando con Georg Lunge. En el otoño de 1892, Haber regresó de nuevo a
Breslau para trabajar en la compañía de su padre, pero los dos hombres
continuaron enfrentándose y Siegfried finalmente aceptó que no podían trabajar
bien juntos (Stoltzenberg, 2004).
Durante su tiempo en la Universidad de Karlsruhe de 1894 a
1911, Haber y su asistente Robert Le Rossignol inventaron el proceso
Haber-Bosch, que es la formación catalítica de amoníaco a partir de hidrógeno y
nitrógeno atmosférico en condiciones de alta temperatura y presión. Este
descubrimiento fue una consecuencia directa del principio de Le Châtelier,
anunciado en 1884, que establece que cuando un sistema está en equilibrio y uno
de los factores que lo afectan cambia, el sistema responderá minimizando el
efecto del cambio. Dado que se sabía cómo descomponer el amoníaco en un
catalizador a base de níquel, se podría derivar del principio de Le Châtelier
de que la reacción se podía revertir para producir amoníaco a alta temperatura
y presión (un proceso que Henry Louis Le Châtelier incluso había probado él mismo,
pero abandonó después de su técnico casi se suicida, debido a una explosión
relacionada con la ingesta de oxígeno). (Stoltzenberg, 2004).
Para desarrollar aún más el proceso de producción de
amoníaco a gran escala, Haber recurrió a la industria. Trabajando en equipo con
Carl Bosch en BASF, el proceso se amplió con éxito para producir cantidades
comerciales de amoníaco. El proceso Haber-Bosch fue un hito en la química
industrial. La producción de productos a base de nitrógeno, como fertilizantes
y materias primas químicas, que antes dependía de la adquisición de amoníaco de
depósitos naturales limitados, ahora se hizo posible utilizando una base abundante
y fácilmente disponible: el nitrógeno atmosférico, básicamente más de 75% del
aire es nitrógeno. La capacidad de producir cantidades mucho mayores de
fertilizantes nitrogenados, a su vez, contribuyó a obtener rendimientos
agrícolas mucho mayores y evitó que miles de millones de personas murieran de
hambre y aun lo hace (Stoltzenberg, 2004).
El descubrimiento de una nueva forma de producir amoníaco
también tuvo otros impactos económicos importantes. Chile había sido un
productor importante (y casi único) de depósitos naturales como el nitrato de
sodio (caliche). Después de la introducción del proceso Haber, la producción de
nitratos extraídos naturalmente en Chile cayó de 2.5 millones de toneladas
(empleando a 60.000 trabajadores y vendiéndose a US $ 45 / ton) en 1925 a solo
800.000 toneladas, producidas por 14.133 trabajadores, y vendidas a $ 19 / ton
en 1934 (Stoltzenberg, 2004).
La producción mundial anual de fertilizantes nitrogenados
sintéticos es actualmente de más de 100 millones de toneladas. La base alimentaria
de la mitad de la población mundial actual se basa en el proceso de Haber-Bosch
(Stoltzenberg, 2004).
Haber fue galardonado con el Premio Nobel de Química de 1918
por este trabajo (en realidad recibió el premio en 1919). En su discurso de
aceptación de ese premio Nobel, Haber comentó: "Puede ser que esta solución no sea la última. Las bacterias del
nitrógeno nos enseñan que la naturaleza, con sus formas sofisticadas de la
química de la materia viva, todavía comprende y utiliza métodos que nosotros no
conocemos como imnitar" (Stoltzenberg, 2004).
Haber también participó activamente en la investigación
sobre reacciones de combustión, separación del oro del agua de mar, efectos de
adsorción, electroquímica e investigación de radicales. Una gran parte de su
trabajo desde 1911 hasta 1933 se realizó en el Instituto Kaiser Wilhelm de
Química Física y Electroquímica en Berlín-Dahlem. En 1953, este instituto pasó
a llevar su nombre.
Haber como buen ciudadano alemán se enlistó en la Primera
Guerra Mundial con entusiasmo, uniéndose a otros 92 intelectuales alemanes en
la firma del Manifiesto de los Noventa y Tres en octubre de 1914. Haber jugó un
papel importante en el desarrollo del uso no balístico de la guerra química en
la Primera Guerra Mundial, a pesar de la prohibición de su uso en proyectiles
por la Convención de La Haya de 1907 (de la que Alemania era signataria). Fue
ascendido al rango de capitán y jefe de la Sección de Química en el Ministerio
de Guerra poco después de que comenzara la guerra. Además de liderar los
equipos que desarrollan cloro gaseoso y otros gases mortales para su uso en la
guerra de trincheras, Haber estuvo presente personalmente cuando fue lanzado
por primera vez por el ejército alemán en la Segunda Batalla de Ypres (22 de
abril al 25 de mayo de 1915) en Bélgica. Haber también ayudó a desarrollar
máscaras de gas con filtros adsorbentes que podría proteger contra tales armas.
Por esta razón Haber se ha convertido en la base del científico loco por parte
la cultura popular moderna, siendo algo irónbico ya que ha salvado más vidas
que las que destruyó en la primera guerra mundial. Haber no era malvado per se,
simplemente era un alemán patriota que estaba orgulloso de servir a su país
durante la Primera Guerra Mundial, por lo que fue condecorado. Incluso el
Kaiser le otorgó el rango de capitán, que a Haber se le había negado 25 años
antes durante su servicio militar obligatorio (Stoltzenberg, 2004).
Haber recibió muchas críticas por su participación en el desarrollo de armas químicas en la Alemania anterior a la Segunda Guerra Mundial, tanto de sus contemporáneos, especialmente de Albert Einstein quien le retiró su amistad, como de los científicos modernos (Stoltzenberg, 2004).
Al final, la misma patria por la cual el tanto sacrificó, lo sacrificó a el debido al cambio de política con respecto a la población judía “sin importare que como Haber fueran conversos al catolicismo y fueran oficiales condecorados del ejército alemán retirados” debido a la administración Nazi de Adolf Hitler, por lo que fue despojado de todo rango e investidura académica y económica, y se vio forzado a intentar escapar de Alemania. Haber dejó Dahlem en agosto de 1933 y se quedó brevemente en París, España y Suiza. Su salud era extremadamente mala durante estos viajes, y finalmente sufrió fatalmente lo que fue un derrame cerebral o un ataque cardíaco (Stoltzenberg, 2004).
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