Historia de una ecuaci¨®n: la materia ni se crea ni se destruye

Todos sabemos el cambio que supuso para la humanidad el descubrimiento del fuego hace unos 800.000 an?os (ni siquiera fue el Homo sapiens quien lo descubrio?, sino el Homo erectus). Durante milenios, se uso? sin saber co?mo funcionaba, pero esta ignorancia no paso? desapercibida para los herederos de la revolucio?n cienti?fica, que no dudaron en buscar una explicacio?n. Con el tiempo se percataron de que la clave residi?a en la combustio?n, el proceso qui?mico que rige el funcionamiento del fuego: cuando un elemento entra en contacto con el oxi?geno, se quema y produce dio?xido de carbono y agua. Era la primera ecuacio?n que se planteaba en el campo de las reacciones y suponi?a el comienzo de la conversio?n de la alquimia en una ciencia rigurosa: la qui?mica. Un cambio de paradigma rodeado de unas circunstancias tan agitadas como el fuego mismo.

X + O? ¡ú CO? + H?O

F¨®rmula de la combusti¨®n

Mientras Lagrange, Euler y Hamilton competi?an por ver quie?n construi?a la teori?a matema?tica ma?s abstracta y elegante, a lo largo del siglo XVIII hubo varios cienti?ficos que no se centraron en la dina?mica y el ca?lculo, sino que, lejos de unos formalismos tan alejados de la realidad y tan complejos, juguetearon con el estudio del calor y se adelantaron casi un siglo a una de las principales teori?as del siglo XIX: la termodina?mica. Al mismo tiempo, se descubrieron nuevas sustancias, los elementos qui?micos, y tanto los laboratorios como los lugares de experimentacio?n empezaban a surgir por todo el continente. El me?todo cienti?fico comenzaba a sustituir a la magia de la alquimia. Los cienti?ficos europeos, posei?dos por el espi?ritu de la Ilustracio?n, estaban dispuestos a experimentar, pero no eran los u?nicos que queri?an cambiar el statu quo. Si hablamos de Europa y de revoluciones, debemos fijar nuestra atencio?n en Francia.

Alli?, nos encontramos con Antoine Laurent Lavoisier, que nacio? en 1743 en el seno de una rica familia de la que heredo? una gran fortuna a muy temprana edad tras la muerte de su madre. Puesto que era una persona enormemente inteligente y se involucraba con la sociedad, supo dar utilidad a tal fortuna. Por un lado, elaboro? un concienzudo proyecto de mejora de la iluminacio?n de las calles, desarrollo? mecanismos de purificacio?n del agua de Pari?s y realizo? informes sobre las condiciones de insalubridad de las ca?rceles entre muchas otras cosas. Por otro, aprovecho? la herencia para realizar distintas inversiones e incrementar la fortuna inicial que posei?a. Fue especialmente rentable la que realizo? en la ferme ge?ne?rale (granja general), una institucio?n semifeudal que en plena Ilustracio?n recolectaba impuestos para la corona (ceba?ndose especialmente con los campesinos pobres).

El principal trabajo de los Lavoisier fue convertir la qui?mica en una ciencia como tal, que se centraba en la cuidadosa medicio?n de todas las cantidades y en la obtencio?n de conocimiento a trave?s de la experimentacio?n

Aparte de todo esto, Lavoisier aparece en este libro por su gran aportacio?n a la ciencia, pues se le considera el padre de la qui?mica. Su desahogada situacio?n econo?mica le permitio? dedicarse a la investigacio?n sin preocupaciones y construir el laboratorio qui?mico ma?s avanzado del momento. Adema?s, hubo algo ma?s en su vida que no era habitual entre la aristocracia de la e?poca: un matrimonio basado en el afecto y el amor mutuo. Se caso? con Marie-Anne Paulze, una mujer tremendamente culta, inteligente y curiosa. Su relacio?n era tal que Lavoisier no dudo? en convertirla en su colaboradora. Paulze teni?a una so?lida formacio?n en artes (fue alumna de Jacques-Louis David) e idiomas y aprendio? qui?mica ra?pidamente. Adema?s, puesto que Lavoisier solo hablaba france?s, los conocimientos en ingle?s de ella fueron de vital importancia a la hora de traducir e interpretar los resultados de sus coeta?neos, sobre todo en lo que a la teori?a de la combustio?n se refiere.

Tradicionalmente, se ha otorgado a Lavoisier todo el cre?dito sobre la parte creativa y de los descubrimientos, a pesar de que se sabe con certeza que Paulze fue la responsable de todas las ilustraciones de los dispositivos experimentales, adema?s de ser la editora de todos los trabajos y la responsable de la traduccio?n a otros idiomas de su obra. Dejando a un lado esta controversia, vamos a contar los avances que se produjeron en ese laboratorio, los cuales cambiari?an para siempre la historia de la qui?mica.

Hasta este momento no existi?a una frontera clara entre la qui?mica y la alquimia y, pese a que se habi?an hecho valiosos descubrimientos, estos veni?an acompan?ados de oscuras teori?as espiritistas. Por ejemplo, en 1669 el alquimista Henning Brand descubrio? el fo?sforo (el primer elemento hallado despue?s de la Edad Antigua) mientras intentaba destilar el oro de la orina para crear la piedra filosofal. El principal trabajo de los Lavoisier fue convertir la qui?mica en una ciencia como tal, que se centraba en la cuidadosa medicio?n de todas las cantidades y en la obtencio?n de conocimiento a trave?s de la experimentacio?n. En un alarde de pensamiento cienti?fico e ilustrado, Antoine Laurent diri?a:

No debemos confiar en nada que no sean hechos: estos se nos presentan a trave?s de la naturaleza y no pueden engan?arnos. Debemos, en todos y cada uno de los casos, someter nuestro razonamiento a la prueba de la experimentacio?n, y nunca buscar la verdad sino por el camino natural del experimento y la observacio?n.

Uno de los grandes vaci?os que teni?a la qui?mica por aquella e?poca concerni?a a la teori?a de la combustio?n. Desde la antigua Grecia, pervivi?a la teori?a del flogisto (muy ligada a los cuatro elementos de Aristo?teles). Esta teori?a proponi?a algo bastante intuitivo: los objetos combustibles (madera, aceite, etce?tera) posei?an el elemento fuego (llamado flogisto) y lo liberaban al arder. A pesar de trabajar desde el marco de la alquimia y con unas motivaciones ma?gicas y metafi?sicas, Georg Ernst Stahl habi?a sido capaz de dotar a la teori?a del flogisto de una so?lida base experimental, pero habi?a una cuestio?n que se le escapaba: no podi?a explicar por que? algunos elementos entraban en combustio?n y se desvaneci?an (como la madera) y otros se calentaban y ganaban masa (como los metales). Por ejemplo, en el caso del fo?sforo, las cenizas pesan ma?s que la sustancia antes de arder. ?De do?nde sali?a ese exceso de masa? Esta era una pregunta imposible de responder con la teori?a del flogisto, que entendi?a la combustio?n exclusivamente como un proceso de liberacio?n.

El cienti?fico se dio cuenta de que la clave de todo estaba en el nuevo elemento que habi?a descubierto, el oxi?geno

En cualquier caso, proponer una teori?a alternativa no era tan sencillo y aqui? es donde Lavoisier entra en accio?n. El cienti?fico se dio cuenta de que la clave de todo estaba en el nuevo elemento que habi?a descubierto, el oxi?geno. Nadie habi?a podido explicar la existencia del fuego con anterioridad porque no se conoci?a este elemento y, sin e?l, es imposible que se cree fuego. Pero ?co?mo llegaron a esa conclusio?n los Lavoisier?

Lavoisier se propuso quemar todas las sustancias que pudiera en recipientes aislados, tanto aquellas que ganan masa como las que la pierden. ?Y que? encontro?? Pues que no es cierto ni lo uno ni lo otro. ?Iro?nico, verdad? De hecho, descubrio? ¡ªy despue?s lo aplico? con e?xito a todas las reacciones qui?micas imaginables¡ª que, si tenemos en cuenta la masa de todas las sustancias que forman parte de la reaccio?n ¡ªgases incluidos, por esto eran necesarios recipientes cerrados¡ª, la masa total siempre se conserva. Sus coeta?neos cometi?an el error de no pesar el oxi?geno y, adema?s, no teni?an en cuenta la combinacio?n del combustible con este, por eso para ellos los cuerpos ganaban y perdi?an masa sin una lo?gica aparente. Sin embargo, con este nuevo enfoque de la combustio?n, Lavoisier no solo descubrio? un nuevo elemento (algo ya de por si? muy remarcable), sino que desarrollo? la ley de la conservacio?n de la masa, que marcari?a el salto definitivo de la alquimia a la qui?mica como ciencia rigurosa. En el monumental Traite? e?le?mentaire de chimie (Tratado elemental de qui?mica), sin duda uno de los libros ma?s influyentes de la historia de la qui?mica, Lavoisier la describio? en su forma ma?s sencilla:

En la naturaleza nada se crea, nada se destruye, todo se transforma.

Lavoisier trabajo? en todo esto desde 1784, cuando realizo? su primera explicacio?n de la combustio?n (en la que desmontaba la teori?a del flogisto), hasta 1789, cuando se publico? el Tratado elemental de qui?mica mientras estallaba la Revolucio?n francesa. Este terremoto social no supuso para Lavoisier trauma alguno. Pese a ser de buena familia y muy rico, su cara?cter reformista y todo el esfuerzo que habi?a dedicado a mejorar la nacio?n, sobre todo desde el punto de vista te?cnico, hicieron que se ganara el respeto de los revolucionarios, adema?s de sentirse muy co?modo con los principios de Liberte?, E?galite?, Fraternite? [Libertad, igualdad, fraternidad]. Tanto es asi? que en 1791 participo?, junto con Pierre-Simon Laplace, en la comisio?n de pesos y medidas que establecio? el sistema me?trico como el ma?s ido?neo. Adema?s, intercedio? en favor de su buen amigo Lagrange (nacido en Turi?n) cuando la Revolucio?n decidio? desposeer de propiedades a los extranjeros.

Lavoisier no solo descubrio? un nuevo elemento (algo ya de por si? muy remarcable), sino que desarrollo? la ley de la conservacio?n de la masa, que marcari?a el salto definitivo de la alquimia a la qui?mica como ciencia rigurosa

Sin embargo, la situacio?n cambio? enormemente cuando los jacobinos llegaron al poder en 1793 y comenzo? el Reinado del Terror. En noviembre de ese mismo an?o se ordeno? la detencio?n de todos los antiguos miembros de la Ferme ge?ne?rale (la odiada institucio?n fiscal), entre los que se encontraba nuestro protagonista. Marie-Anne se ocupo? de preparar la defensa de su marido, e hizo hincapie? en su inocencia y en lo relevante que era para la Repu?blica. Entre sus argumentos se encontraban algunos tan so?lidos como que ella y Lavoisier habi?an creado una comisio?n para perfeccionar la po?lvora que empleaba el eje?rcito france?s y, con ello, defenderse de sus enemigos cuando las naciones del Antiguo Re?gimen (Espan?a y Austria) declararon la guerra a la Revolucio?n. Todas estas pruebas fueron desechadas y se hizo ce?lebre la re?plica del juez jacobino Jean-Baptiste Coffinhal: ¡°La Repu?blica no necesita cienti?ficos¡±. El autor de la ley de conservacio?n de la masa fue ejecutado en la guillotina el 8 de mayo de 1794.

Para Marie-Anne la tragedia fue todavi?a mayor, pues entre los otros veintisiete antiguos recaudadores de impuestos que perdieron la cabeza junto a Lavoisier tambie?n se encontraba su padre. Todos los bienes del matrimonio, incluido el material cienti?fico, fueron requisados y pasaron a manos del Estado. Sin embargo, Paulze peleo? contra la injusticia que se habi?a cometido y, en 1795, cuando el Reinado del Terror ya habi?a finalizado y Robespierre y el juez Coffinhal habi?an sido guillotinados, el Estado france?s reconocio? la inocencia de Lavoisier y devolvio? a Marie-Anne todo lo confiscado. Esta incansable mujer reunio? el trabajo cienti?fico no publicado y dan?ado por la requisacio?n y saco? adelante las Me?moires de chimie (Memorias de qu¨ªmica), otro libro fundamental en el que, por primera vez en la historia, se explican hechos como que el agua no es un elemento fundamental, sino una composicio?n de hidro?geno y oxi?geno. En el pro?logo del libro (eliminado en las siguientes ediciones), Marie-Anne Paulze haci?a una amarga cri?tica a la Revolucio?n y a los caminos sangrientos que esta tomo?.

La Revolucio?n francesa fue a la vez una e?poca fascinante y tra?gica. Historias como la de Lavoisier ilustran co?mo buenas intenciones y ansias de cambio, mezcladas con prisas y fanatismos, dieron lugar a enormes contradicciones y, en muchos casos, a desgracias. En contraste, en el campo de la ciencia, la comprensio?n de un feno?meno tan fundamental como el fuego nos hizo abandonar la teori?a del flogisto y empezar a entender que en la naturaleza existen elementos qui?micos que reaccionan entre ellos. Y, lo ma?s importante, que, en cualquiera de estas reacciones, la masa de todos sus elementos se conserva.

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