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sábado, 30 de mayo de 2015

CARL WILHELM SCHEELE

Carl Wilhelm Scheele fue un brillante químico-farmacéutico sueco, muy conocido por sus trabajos farmacéuticos y por el descubrimiento de muchos elementos y compuestos químicos, aunque muchas veces el mérito no se le reconozca a él. Probablemente descubrió o ayudó a descubrir el mayor número y variedad de sustancias que ningún otro químico en igual periodo de tiempo. Fue uno de los mejores químicos del siglo XVIII y contribuyó de manera muy significativa a que Suecia esté a la vanguardia en la química de esa época.

Nació el 09 de diciembre de 1742 en Stralsund, Pomerania, que en esa época pertenecía a Suecia y durante muchos años ha sido provincia de Alemania. Por su ascendencia alemana normalmente escribió en alemán, pero hizo todo su trabajo en sueco y es considerado un químico sueco. Fue el sétimo de once hermanos y el único medio de sostener su numerosa familia era que los hijos trabajaran desde pequeños. Carl Wilhelm hizo de aprendiz de boticario, oficio que en aquellos tiempos podía ser tan bueno como una educación universitaria en química, pues los boticarios generalmente preparaban sus propias medicinas y se interesaban profundamente en ellas.

En su ciudad natal se convirtió en un excelente boticario y realizó una amplia investigación sobre productos químicos tóxicos. Entre 1770 y 1775 trabajó en boticas muy importantes de Estocolmo y Uppsala. Tuvo la oportunidad de obtener un puesto en la universidad, pero prefirió seguir como boticario y dedicarse más a la investigación. Como catedrático hubiera sido uno de tantos, pero como boticario fue el mejor que conoció la humanidad. Posteriormente trabajó en Köping, ciudad donde instaló su propia farmacia y se dedicó por el resto de sus días a la investigación científica.


Fruto de sus estudios son el descubrimiento del oxígeno y el nitrógeno en 1772-1773, lo que describió en su único libro Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer (“Tratado químico del aire y del fuego”) que, por negligencia del editor, fue publicado recién en 1777. El oxígeno lo descubrió calentando distintos óxidos metálicos (como el de mercurio) que lo liberan con facilidad, trabajo que hizo en forma independiente y con anterioridad al químico inglés Joseph Priestley (a quien se le atribuye este logro) que lo preparó en 1774 usando el mismo método. El descubrimiento del nitrógeno es atribuido a Daniel Rutherford quien lo preparó en 1772 casi simultáneamente con Scheele. Algunas veces se le asigna incorrectamente el haber descubierto el wolframio o tungsteno, pero realmente solo sugirió su existencia en el mineral scheelita (tungstato cálcico, CaWO4) y logró aislar el trióxido de wolframio WO3, pero no el elemento.

Por el año 1774 preparó el cloro, pero no lo reconoció como un elemento, pensó que era un compuesto de oxígeno. Treinta años después Humphry Davy lo reconoció como un elemento y a él generalmente se le atribuye este mérito. También descubrió otros elementos químicos como el bario y el manganeso en 1774 y el molibdeno en 1778. Descubrió muchos compuestos orgánicos e inorgánicos aislándolos de plantas, animales y minerales como: la glicerina, los ácidos fórmico, tartárico, úrico y láctico demostrando que este último es el componente ácido de la leche agria y los ácidos arsénico y molibdénico. Aisló y determinó las propiedades y composición de los ácidos cítrico, málico, oxálico y gálico. Preparó e investigó compuestos muy venenosos como: fluoruro de hidrógeno, cianuro de hidrógeno (también conocido como ácido prúsico), sulfuro de hidrógeno y compuestos del arsénico.


Además, descubrió diferentes grados de oxidación del hierro, un método de obtención de fósforo a partir de los huesos, un proceso similar a la pasteurización y la acción que ejerce la luz sobre las sales de plata. Su nombre también se asocia con uno de los mayores misterios de la astrofísica y astroquímica actuales: la composición de la materia oscura. Sus escritos fueron publicados póstumamente en un volumen titulado Recopilación de artículos de Carl Wilhelm Scheele (1931).

Scheele no tuvo una buena salud, el reumatismo que padecía se agravó por sus largas horas de trabajo. Renunció prácticamente a toda vida social a favor de su única pasión, la ciencia, y cuando decidió casarse ya estaba en el lecho de muerte. Como muchos químicos de su época, trabajaba habitualmente en condiciones muy peligrosas. Además, tuvo el mal hábito de probar los compuestos químicos que descubría lo que, al parecer, fue la causa de su muerte a los cuarenta y tres años de edad. Murió en Köping el 21 de mayo de 1786, sus síntomas finales recuerdan a un envenenamiento con mercurio.

BIBLIOGRAFÍA


Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>
Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.



domingo, 15 de septiembre de 2013

EL ÁCIDO LÁCTICO

En 1780 el químico sueco Scheele aisló un ácido al que llamó “láctico” porque fue encontrado en la leche agria. En 1807 Berzelius halló un compuesto muy parecido en un extracto de tejido muscular. Por varios años se pensó que ambos ácidos eran idénticos porque sus propiedades, grupos funcionales y fórmula molecular (C3H6O3) son iguales. En 1815 el físico francés Biot halló que ciertos compuestos naturales (azúcar común, ácidos tartáricos, etc.) poseen la propiedad de modificar o rotar el plano de vibración de la luz polarizada. Con esta propiedad (“actividad óptica”) se demostró que los 2 ácidos no son idénticos: mientras el obtenido del tejido muscular gira el plano de vibración de la luz en el sentido horario, es “dextrógiro” (o ácido (+)láctico), el ácido obtenido de la leche realiza el giro en sentido anti-horario, es “levógiro” (o ácido (-)láctico). A pesar de ser una molécula pequeña, los químicos no hallaban explicación a estas diferencias.

En 1874 dos químicos Jacobus Van’t Hoff (holandés, 22 años) y Joseph Le Bel (francés, 27 años) propusieron, en forma independiente y casi simultánea, una “novedosa” idea: que el átomo de carbono tiene sus 4 enlaces dirigidos hacia los vértices de un tetraedro regular (aún prevalecía la idea del carbono plano). Por la juventud de sus autores, los químicos más prestigiosos no le daban importancia a esta idea y hasta bromeaban en torno a ellas, pero después se dieron cuenta que la “descabellada idea” permitía explicar muchos hechos experimentales que aún no tenían explicación. Muchos años después, Bragg comprobó (mediante análisis por difracción de rayos “X”) que la idea del carbono tetraédrico es la correcta. El primer Premio Nobel de Química (1901) le fue conferido a Van’t Hoff (ver tema 29 de AQV).


Los dos ácidos lácticos son como nuestras manos: guardan entre sí la relación de “objeto vs. imagen en el espejo”. A pesar de tener las mismas partes, éstas se han distribuido de diferente manera y no podemos lograr que coincidan las partes de ambas porque son moléculas distintas (ver tema 35 de AQV).

Durante la transformación de la leche a yogurt (“fermentación”), se produce el desdoblamiento (hidrólisis) de la lactosa (disacárido de la leche) a glucosa y galactosa (monosacáridos). La glucosa es degradada produciendo ácido láctico, que es uno de los responsables del sabor típico del yogurt. Las bacterias “acidófilas” (como Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus) se encargan de realizar estos cambios.

En nuestra sangre siempre tenemos pequeñas cantidades de ácido láctico, que se encuentra generalmente como lactato (su forma ionizada) en las células musculares, glóbulos rojos, hígado, etc. Provienen de la descomposición de la glucosa en ausencia de oxígeno; es decir, durante los ejercicios anaeróbicos, en los que hay mucha intensidad y poca duración (como levantar pesas o correr a gran velocidad). Al iniciar la actividad física, cada molécula de glucosa es convertida en dos moléculas de ácido pirúvico o piruvato (moléculas similares al ác. láctico), el que puede usarse para producir energía o (en escasez de oxígeno) ser convertido en ác. láctico o lactato, los que también pueden quemarse produciendo energía. Si el ejercicio continúa y el lactato no es metabolizado ni removido hacia otra zona, las fibras musculares se acidifican y se produce fatiga muscular y calambres. Los atletas bien entrenados pueden hacer grandes esfuerzos y por largo tiempo porque, con el entrenamiento, sus músculos han “aprendido” a transportar rápidamente el ác. láctico o lactato y evitan su acumulación. Por su importante papel en el desempeño de los deportistas, los entrenadores y fisiólogos controlan frecuentemente el ác. láctico o lactato en los atletas y deportistas.

El ácido láctico puede ser obtenido por vía química o biotecnológica. Más del 90% de su producción mundial se hace por vía biotecnológica, que utiliza bacterias u hongos para fermentar sustratos ricos en carbohidratos. Tiene la ventaja de producir sólo uno de los isómeros, mientras que la vía química produce una mezcla de ambos. El Lactobacillus delbrueckii es el organismo más usado en la producción a gran escala del ácido (+)láctico.
 

Un importante uso del ácido láctico es la fabricación de ác. poliláctico (PLA), un plástico “bio-degradable” de interesantes aplicaciones en la industria y la medicina. Sus enlaces “éster” son comunes en los seres vivos y las enzimas de éstos los hidrolizan y degradan. Los plásticos que solo presentan enlaces carbono-carbono resisten a la acción de hongos y bacterias ambientales, permaneciendo inalterables por cientos de años (no son “bio-degradables”).

BIBLIOGRAFÍA

Q.F. JUAN JOSÉ LEÓN CAM <jjleon@lamolina.edu.pe>
Departamento de Química. Universidad Nacional Agraria La Molina. PERÚ.