Hoy empezamos a complementar el par de entradas acerca del Premio Nobel de Fsica de 1901, hablando del Premio Nobel de Qumica del mismo ao, el primero de todos. Mientras a Wilhelm Rntgen se le conceda el galardn que mencionamos al iniciar la serie, el Nobel de Qumica se le otorgaba al holands Jacobus Henricus van t Hoff. Al contrario que en el caso de Rntgen, el premio de van t Hoff no se debi a un nico descubrimiento; se le concede, en palabras de la Academia,En reconocimiento a los servicios extraordinarios que ha rendido al descubrir las leyes de la dinmica qumica [hoy en da utilizamos el trmino "cintica qumica"] y la presin osmtica en disoluciones.

La razn de este reconocimiento global, en vez de hacia un descubrimiento concreto, se debe a que la figura de van t Hoff es de gran importancia por el impulso general que dio a una faceta de la Qumica que, hasta l, no haba tenido demasiada relevancia: la qumica fsica. Piensa que estamos hablando, cuando el holands finaliza sus estudios, del siglo XIX: la Fsica ya est bien desarrollada en muchos de sus aspectos (tanto que algunos pensaban, a finales del XIX, que no quedaba nada por descubrir en Fsica, qu equivocados estaban!), pero la Qumica es bastante ms joven. Desde luego, se trata ya de una ciencia relativamente madura, pero no tiene comparacin con la Fsica en particular, las conexiones entre los fenmenos qumicos y los fsicos no se conocen bien, a pesar de que unos son la consecuencia de los otros. Dicho de otro modo: a pesar de que se conoce el hecho de que la materia est compuesta de tomos, y stos forman molculas, no existen relaciones tericas slidas entre el comportamiento de las sustancias qumicas y sus reacciones y la fsica que rige cada uno de sus tomos de forma individual. En la segunda mitad del siglo XIX empiezan a realizarse avances en este aspecto, pero incluso cuando van t Hoff inicia su trabajo en este campo es objeto de ridculo por parte de ciertos sectores de la comunidad cientfica. En 1874 el qumico publica La chimie dans lspace (La qumica en el espacio), en la que explica la isomera ptica de ciertos compuestos del carbono a partir de su disposicin en el espacio tridimensional: segn van t Hoff, el comportamiento de estos compuestos se justifica perfectamente si se supone que los tomos de carbono forman enlaces con otros tomos en las direcciones de los vrtices de un tetraedro. A pesar de que no fue el primero en explicar una isomera a partir de la disposicin de los tomos de una sustancia (ya mencionamos hace bastante en El Tamiz al primero en hacerlo, Louis Pasteur), su trabajo fue revolucionario por su solidez van t Hoff ya se estaba perfilando como uno de los padres de la qumica fsica.

Jacobus Henricus van t Hoff (1852-1911). De hecho, tan revolucionario fue su trabajo que le cayeron bastantes palos. Aunque parezca mentira, algunos qumicos heavy metal de la poca consideraban mezclar la Qumica con la Fsica como un pasteleo sin ningn rigor, algo que un qumico de verdad nunca hara. Como ejemplo, una crtica a su La chimie dans lspace de un qumico de renombre en la poca, Adolf Kolbe, que deba de ser un tipo de cuidado:Un tal Dr. H. van t Hoff, de la Escuela Veterinaria de Utrecht, no tiene, aparentemente, ningn inters por la investigacin qumica rigurosa. Le ha parecido ms cmodo montarse en Pegaso (tomado prestado, al parecer, de la Escuela Veterinaria) y proclamar en su La chimie dans lespace cmo le parece que los tomos se disponen en el espacio cuando est subido al Monte Parnaso, que ha alcanzado mediante un atrevido vuelo.

Me pregunto qu pensara Kolbe unos aos despus, cuando los galardones y los elogios caan a van t Hoff a diestro y siniestro. Se ve aqu en el caso de la Qumica algo que sucedera tambin en la Fsica alrededor del mismo momento (en algunos casos algo despus, pero ya llegaremos a ello): una vieja guardia que se aferra a sus concepciones y paradigmas y no deja que la siguiente generacin avance. Sin embargo, el paradigma cambi y afortunadamente la Qumica avanz a pesar de Kolbe y personas similares. El segundo de sus avances fundamentales llega diez aos despus, y sera una de las dos razones de que recibiera el Premio Nobel: en 1884 publica tudes de Dynamique chimique (Estudios de dinmica qumica), donde define y postula muchos de los conceptos y principios que hoy seguimos utilizando en cintica qumica (que, como ves, por entonces se conoca como dinmica qumica). Por cierto, recordars que Rntgen publicaba en alemn, como casi todos sus compatriotas, pero los cientficos de pases con idiomas menos extendidos elegan el idioma de la ciencia que entonces era todava el francs. Cmo han cambiado las cosas, verdad? Sera difcil resumir todo el conocimiento contenido en tudes de Dynamique chimique, pero para que te hagas una idea, en l aparecen entre otras cosas:

Lo que hoy conocemos como ecuacin de van t Hoff. En ella, el qumico holands describe el cambio en el equilibrio de una reaccin cuando se modifica la temperatura. S que puede sonar algo simple, pero Jacobus Henricus logra nada menos que combinar las ecuaciones de la Termodinmica con las del equilibrio qumico para llegar a su ecuacin una vez ms, un lazo entre las dos ciencias hermanas que dara una potencia enorme al clculo qumico, y que convierte a van t Hoff en uno de los padres de la termoqumica. El mtodo grfico de clculo del orden de reaccin, uno de los factores fundamentales en el clculo de la velocidad de reaccin y el equilibrio qumico. La concepcin moderna de afinidad qumica , la tendencia de cada tomo a formar unos compuestos u otros a partir de su estructura electrnica.

Adems, van t Hoff sistematiza y cohesiona los primeros pasos de la cintica qumica dados antes de l, haciendo de esta disciplina algo mucho ms consistente. Slo dos aos despus utilizara gran parte de los conocimientos descritos en tudes para aplicarlos a lo que sera su mayor contribucin a la Qumica; en palabras de los miembros de la Academia, como veremos luego, el mayor descubrimiento en Qumica desde Dalton la explicacin del fenmeno de la presin osmtica . Como en el caso de la isomera o el hecho de que el equilibrio qumico y la velocidad de las reacciones qumicas se modificaban al cambiar las condiciones de su entorno, la existencia de la presin osmtica era algo bien conocido desde principios del siglo XIX. Una vez ms, van t Hoff no descubre nuevos fenmenos:explica, con una agudeza y un rigor extraordinarios, fenmenos que todos conocan pero no saban explicar. Y una vez ms lo logra combinando sus conocimientos de Fsica con los de Qumica. Las fuerzas elctricas y la geometra en el espacio haban explicado la isomera, y para explicar la presin osmtica van t Hoff recurrira a los gases. Aunque hablaremos ms en detalle sobre ella en la segunda parte de esta entrada, la presin osmtica consiste bsicamente en lo siguiente: imagina que tienes dos disoluciones de azcar en agua, y una de ellas est ms concentrada (tiene ms azcar) que la otra. Si ambas disoluciones se ponen en contacto a travs de una membrana semipermeable que deje pasar el agua, pero no el azcar, se producen dos fenmenos curiosos: por un lado, aparece una presin que puede llegar a ser muy grande sobre la membrana. Por otro, el agua empieza a atravesar la membrana desde la concentracin ms diluida hacia la ms concentrada hasta que se igualan las dos concentraciones.

Dos disoluciones de azcar (los puntos rojos) en contacto a travs de una membrana semipermeable. Imagen de dominio pblico. Por qu suceda esto? Es posible, desde luego, decir simplemente que la Naturaleza busca el equilibrio y por eso el agua iguala las concentraciones (y estoy seguro de que muchos entonces recurriran a esa respuesta), pero esa actitud es justo la contraria a la de van t Hoff. Por qu apareca esa presin osmtica? Por qu era tanto mayor cuanto mayor era la diferencia de concentracin? Por qu cambiaba si el soluto era sal o azcar? La respuesta, aunque suene raro, era la ecuacin de los gases perfectos. Lo que piensa van t Hoff es lo siguiente: las ecuaciones que describen el comportamiento de los gases suponen que stos estn formados por molculas muy pequeas comparadas con el espacio que las separa, y que la presin que ejerce un gas se debe al choque de sus molculas contra las paredes que lo contienen. No es esto parecido al caso de una disolucin muy diluida? Imaginemos azcar muy disuelto en agua: al contrario que en el caso de los gases, la mayor parte del espacio no est vaco, sino ocupado por molculas de agua, pero podemos equiparar stas al espacio vaco, y qu tenemos entonces? Un conjunto de molculas de azcar movindose aleatoriamente en un espacio que las separa que es mucho mayor que su propio tamao: podran entonces aplicarse las leyes de los gases perfectos a las concentraciones diluidas. Si eres qumico no te enfades ante lo que voy a decir, por favor: es algo as como suponer que un gas perfecto es una disolucin muy diluida de molculas de ese gas en el vaco. Volvamos a nuestro ejemplo del agua y el azcar: a un lado de la membrana hay agua, y al otro hay agua y azcar. No supone un gran atrevimiento equiparar las molculas de agua con el vaco y simplemente considerarlas como la separacin entre las molculas de azcar? No, porque estn a los dos lados y, adems, pueden atravesar la membrana! Al final, lo que importa es que a uno de los dos lados hay ms molculas de azcar que al otro, con lo que los choques de estas molculas crean una presin diferente a un lado y a otro. En el caso del gas, si existe una presin diferente a ambos lados de una membrana que sus molculas no pueden atravesar, la presin puede igualarse si la membrana puede moverse: si es as, lo har hacia el lado de menor presin de modo que el nmero de molculas del gas por unidad de volumen a ambos lados tienda a igualarse. En el caso de la membrana de arriba sucede algo parecido: la presin de las molculas de soluto (en vez de las de gas) empuja la membrana hacia el lado de menor concentracin, con lo que las molculas de agua la atraviesan (pues es permeable a ellas) y pasan al lado de mayor concentracin, igualando ambas. No es la bsqueda del equilibrio de la Naturaleza, son los impactos de las molculas de soluto las que hinchan la membrana hacia el lado de menor concentracin, trayndose hacia s parte del agua que haba fuera! Vuelve a mirar el dibujo de arriba del agua y el azcar, y olvida por un momento que el azul claro es agua: imagina que es vaco, y que los puntos rojos son molculas de oxgeno en una cmara hermticamente cerrada con una pared movible. Ves cmo la pared se desplazara hacia la izquierda, disminuyendo la concentracin de molculas de oxgeno a la derecha y aumentndola a la izquierda? Si lo entiendes, has comprendido la teora de van t Hoff. Van t Hoff aplic su teora a la presin osmtica de diversas disoluciones, y la clav en todas: la ecuacin de la presin osmtica sobre la pared semipermeable era exactamente la misma que la de los gases perfectos. Conocida la concentracin de la disolucin y la temperatura

era posible calcularla con una precisin enorme. No me digas que el ingenio y por qu no decirlo la imaginacin y el atrevimiento de van t Hoff no son impresionantes. No slo eso: cuando se utilizaban algunos solutos, como la sal comn (NaCl), los resultados no coincidan utilizando la concentracin real, pero s cuando se pona en su lugar el doble (u otras proporciones, dependiendo de la sustancia) pero van t Hoff tena una explicacin tambin para eso, una vez ms de gran elegancia. La cuestin es que la equivalencia en este caso no es una molcula de sal es una molcula de gas porque cuando la sal se disuelve en agua se disocia casi completamente en Na y Cl. Hay el doble de molculas de gas rebotando contra la membrana, con lo que la presin es tambin el doble. La comunidad cientfica cay rendida a los pies del holands y, como consecuencia, recibi el primer Premio Nobel de Qumica en 1901. Como hice en la entrega anterior, me parece muy interesante leer el discurso de presentacin del momento tal y como fue, de modo que aqu lo tienes. Son las palabras del Presidente de la Real Academia Sueca de las Ciencias, pronunciadas el 10 de Diciembre de 1901:Sus Altezas Reales, damas y caballeros. La Academia ha concedido el Premio Nobel de Qumica a Jacobus Henricus van t Hoff, Catedrtico en la Universidad de Berln, por su trabajo pionero en la dinmica qumica y la presin osmtica de las disoluciones. Como resultado de sus investigaciones en los campos de teora molcular y atmica, van t Hoff ha realizado los descubrimientos ms importantes en qumica terica desde tiempos de Dalton. En lo que concierne a la teora atmica, van t Hoff, siguiendo la idea propuesta por Pasteur, postul la hiptesis de que los tomos elementales tienen puntos de anclaje orientados geomtricamente en el espacio una hiptesis que, en lo que respecta a los compuestos del carbono, llev a la teora de la asimetra de los tomos del carbono, y a la creacin de la estereoqumica. An ms revolucionarios fueron los descubrimientos de van t Hoff en el campo de la teora molecular. Las investigaciones de van t Hoff mostraron que la ley que recibe su nombre del italiano Avogadro, de acuerdo con la cual el nmero de molculas de gas en un volumen determinado es el mismo a la misma presin y temperatura, no slo es aplicable a sustancias en fase gaseosa, sino tambin a aquellas en disolucin si su presin, denominada presin osmtica, se tiene en cuenta del mismo modo que la presin gaseosa en el caso de los gases. Demostr que la presin de un gas y la presin osmtica son idnticas, y por lo tanto que las molculas mismas en la fase gaseosa y en disolucin son tambin idnticas. Como resultado de esto, el concepto de molcula en qumica ha demostrado ser definido y vlido universalmente hasta un grado que antes era inimaginable. Tambin descubri cmo expresar el estado de equilibrio qumico en las reacciones y la fuerza electromotriz que puede producir una reaccin; explic cmo ocurre la transicin entre los distintos estados de los elementos, entre hidratos con diferente contenido en agua, cmo se forman las sales dobles, etc. Aplicando estos simples principios, que fueron tomados prestados originalmente de la mecnica y la termodinmica, van t Hoff se ha convertido en uno de los fundadores de la dinmica qumica. Sus investigaciones han sido un factor fundamental en la realizacin de avances magnficos en la qumica fsica, un campo en el que sus descubrimientos igualan las grandes contribuciones que otros investigadores, incluidos los de nuestro pas, han realizado en el campo de la electroqumica y en la teora de las reacciones qumicas. Esto ha abierto grandes perspectivas de investigacin cientfica. Por otro lado, las investigaciones sobre el estado de las sustancias en disolucin han tenido y continuarn teniendo las mximas consecuencias prcticas consecuencias cuyos beneficios para la humanidad pueden comprenderse mejor si recordamos que las reacciones qumicas se producen fundamentalmente en disolucin, y que las funciones vitales de los organismos vivos se mantienen por procesos metablicos que tienen lugar en disolucin.

El discurso de vant Hoff es tambin muy interesante por cmo describe ms en detalle de lo que lo he hecho yo el curso de la investigacin (suya y de otros) acerca de la presin osmtica. Puedes leer el PDF del discurso en ingls aqu. Si tienes tiempo, merece la pena. Aunque los Premios Nobel eran todava algo reciente, como sucedi con Rntgen, los galardones y honores varios le llovieron a van t Hoff por todos los lados, aunque ya era, desde luego, un cientfico muy reputado. Sin embargo, lo que ms me llama la atencin de este premio (adems de la reaccin inicial de algunos a las ideas del holands) es el hecho de que se diera, no a un descubrimiento nico y revolucionario, sino ms bien a la tarea de fundacin de una rama de la Ciencia. En unos das hablaremos ms acerca de esa misteriosa presin osmtica y su importancia para los seres vivos. Ah, y ya estamos preparando el que esperemos se convierta algn da en tradicional regalo de Reyes para los lectores de El Tamiz (el ao pasado fue el PDF sobre las mentiras relacionadas con los microondas). Como entonces, no va a ser nada revolucionario, pero s un detalle para que sepis que nos acordamos de vosotros en las fiestas (por cierto, felices fiestas a todos!). En unos das hablaremos en un plan divulgativo acerca de la presin osmtica. Para saber ms:

Linus Pauling

Linus Pauling

Linus Pauling en 1954

Nacimiento Fallecimiento Nacionalidad CampoAlma mter

28 de febrero

de 1901 de 1994(93

Estados Unidos 19 de agosto

aos) estadounidensebioqumica, medicina,qumica cuntica. Universidad Estatal de Oregn Instituto Tecnolgico de

California

Supervisor doctoral Conocido por

Roscoe G. Dickinson

Dilucidar la naturaleza del enlace qumico y laestructura molecular. Defender el desarme nuclear.Premio Nobel de Qumica (1954). Premio Nobel de la paz (1962).

Premios destacados

Linus Carl Pauling (Portland, 28 de febrero de 1901 - 19 de agosto de 1994) fue un qumico estadounidense y una de las mentes ms preclaras del siglo XX. l mismo se llamaba cristalgrafo, bilogo molecular e investigador mdico. Fue uno de los primeros qumicos cunticos, y recibi el Premio Nobel de Qumica en 1954, por su trabajo en el que describa la naturaleza de los enlaces qumicos. Pauling es una de las pocas personas que han recibido el Premio Nobel en ms de una ocasin,1 pues tambin recibi el Premio Nobel de la Paz en 1962, por su campaa contra las pruebas nucleares terrestres.2 Pauling hizo contribuciones importantes a la definicin de la estructura de los cristales y protenas, y fue uno de los fundadores de la biologa molecular. Es reconocido como un cientfico muy verstil, debido a sus contribuciones en diversos campos, incluyendo la qumica cuntica, qumica inorgnica y orgnica, metalurgia,inmunologa, anestesiologa, psicologa, decaimiento radiactivo y otros. Adicionalmente, Pauling abog por el consumo de grandes dosis de vitamina C, algo que ahora se considera fuera de la ortodoxia mdica. En 1939, Pauling public su obra ms importante, The Nature of the Chemical Bond (la naturaleza del enlace qumico), en la cual desarroll el concepto de hibridacin de los orbitales atmicos. Tanto sus trabajos sobre los sustitutos del plasma sanguneo (con Harvey Itano), durante la Segunda Guerra

Mundial, como sus investigaciones en la anemia falciforme (o drepanocitosis, que calific con el revolucionario trmino de enfermedad molecular), influyeron en gran medida a la investigacin en biologa de la segunda mitad del siglo XX. Notoriamente, Pauling descubri la estructura de la hlice alfa (la forma de enrollamiento secundario de las protenas), lo que lo llev a acercarse al descubrimiento de la doble hlice del ADN (cido desoxirribonucleico); poco antes de que James Dewey Watson (1928) yFrancis Crick (1916-2004) hicieran el descubrimiento en 1953. De hecho, propuso una estructura en forma de triple hlice, la cual, estudiando el ADN por radiocristalografa habra podido llevar a la elaboracin de un modelo en forma de doble hlice.

Contenido[ocultar] o o o o o o o

1 Juventud 2 Estudios 3 Carrera cientfica 3.1 Inicios 3.2 La naturaleza del enlace qumico 3.3 Estructura del ncleo atmico 3.4 Investigaciones en biologa molecular 3.5 Gentica molecular 3.6 Automvil elctrico 3.7 Medicina y vitaminas 4 Activismo poltico 5 Premios y distinciones 6 Legado 7 Notas 8 Bibliografa 9 Enlaces externos

[editar]Juventud

Linus Pauling naci en Portland (Oregn), el 28 de febrero de 1901, hijo de Herman Henry William Pauling (1876-1910), estadounidense de ascendencia alemana, y de Lucy Isabelle Darling (1881-1926). Su padre era un farmacutico que, sin tener xito comercial, hizo a su familia recorrer diferentes lugares del estado. Cuando muri, en 1910, Lucy Isabelle tuvo que criar sola a Linus y sus dos hermanas, Pauline (1902-2003) y Frances Lucille (1904-1973). La familia se reinstal en Portland. En su infancia, Linus fue un lector voraz, tanto que su padre lleg a escribir a un peridico local, pidiendo sugerencias de libros para mantenerlo ocupado. Uno de sus amigos, Lloyd Jeffress, tena un pequeo laboratorio qumico en su habitacin, por ser ingeniero qumico; y los experimentos llevados a cabo en este laboratorio despertaron el inters de Pauling. En el bachillerato, Pauling continuaba con los experimentos de qumica, pidiendo prestada la mayora de los materiales y los equipos en una acerera abandonada cerca del lugar donde su abuelo trabajaba como velador. Las malas calificaciones que Pauling obtuvo en historia de los Estados Unidos, le impidieron graduarse del bachillerato. La escuela le dio su diploma cuarenta y cinco aos ms tarde, despus de que hubo ganado sus dos premios Nobel.3

[editar]Estudios

Pauling se gradu de la Universidad Agrcola de Oregn en 1922.En 1917, Pauling ingres a la OAC (Universidad Agrcola de Oregn, llamada actualmente Universidad Estatal de Oregn), en Corvallis. Paralelamente a sus estudios, Linus Pauling tuvo que trabajar a tiempo

completo, debido a sus necesidades financieras. Entre los empleos que tuvo, se encuentran el de repartidor de leche, proyeccionista en un cine, y obrero en un astillero. Al comienzo de su segundo ao de estudios, Pauling se propuso buscar un empleo en Portland para poder mantener a su madre, pero en la Universidad le propusieron aceptar una ctedra de qumica analtica cuantitativa (un curso que l mismo acababa de tomar), que le permitiera al mismo tiempo continuar sus estudios. En el transcurso de sus dos ltimos aos en la OAC, Pauling estudi el trabajo de Lewis y Langmuir sobre la configuracin electrnica de lostomos; as como de la forma en que stos se enlazaban para formar molculas. En este momento, decidi seguir una carrera en la investigacin, concentrndose en la comprensin de la relacin de la estructura atmica de la materia, con sus propiedades fsicas y qumicas; lo cual lo llevara a convertirse en uno de los pioneros de la qumica cuntica. En la OAC, tuvo la oportunidad de realizar sus primeras investigaciones con respecto al efecto que un campo magntico tiene sobre la orientacin de un cristal de hierro. Pauling se gradu como Bachiller en Ciencias, en 1922, en el rea de ingeniera de procesos. Inmediatamente, busc continuar sus estudios, con un posgrado en el California Institute of Technology (Caltech) en Pasadena. Buscando el doctorado, Pauling trabaj investigando la utilizacin de la difraccin de los rayos X, en la determinacin de la estructura de los cristales. Durante sus tres aos en Caltech, Pauling public siete artculos sobre la estructura cristalina de los minerales. El primero de ellos fue publicado en la revista Journal of the American Chemical Society, y trataba la estructura de la molibdenita, MoS2 Linus Pauling recibi el doctorado summa cum laude en 1925. El 17 de junio de 1923, Pauling se cas con Ava Helen Miller, con quien tuvo tres hijos y una hija. La pareja se haba conocido en la OAC, cuando Pauling cursaba el ltimo ao de estudios. Miller fue alumna de Pauling en el curso Qumica para estudiantes de Economa Domstica.4

[editar]Carrera [editar]Inicios

cientfica

Vanse tambin: Escala de Pauling y ElectronegatividadTras terminar sus estudios de doctorado, Pauling recibi una beca de la Fundacin Guggenheim, que le permiti viajar a Europa para estudiar bajo la direccin de Arnold Sommerfeld enMnich, Niels Bohr en Copenhague y Erwin Schrdinger en Zrich. Durante su estancia en la OAC, Pauling se haba familiarizado con el trabajo de los tres cientficos, pioneros de la qumica cuntica. Adems, en Europa, tuvo la oportunidad de presenciar uno de los primeros estudios sobre los enlaces de la molcula de hidrgeno, basado en qumica cuntica. La investigacin fue realizada por Walter Heitler y Fritz London. Pauling consagr sus aos en Europa a esta rea, y decidi hacerla la materia principal de sus

investigaciones futuras. Cuando Pauling volvi a los Estados Unidos en 1927, obtuvo una posicin de Profesor asistente de qumica terica en Caltech. Los primeros cinco aos de la carrera de Pauling transcurrieron en el Caltech y fueron muy productivos, aplicando la mecnica cuntica al estudio de tomos y molculas; en seguimiento a sus estudios de cristales utilizando la difraccin de los rayos X. En ese perodo, Pauling public alrededor de cincuenta artculos, y cre las cinco Reglas de Pauling, desarrolladas para determinar la estructura molecular de los cristales complejos. En 1929, fue nombrado Profesor asociado, y al ao siguiente recibi el ttulo de Profesor. En 1930, Pauling tuvo una estancia de verano en Europa, en la cual trabaj en el instituto de Arnold Sommerfeld. Durante esta estancia, Pauling vio la posibilidad de utilizar a loselectrones para los estudios de difraccin, de la misma manera en que haba usado los rayos X anteriormente. A su regreso, construy un aparato de difraccin electrnica, auxiliado por su estudiante L. O. Brockway. El aparato fue utilizado para estudiar la estructura molecular de un gran nmero de substancias qumicas. En 1931, Pauling recibi el Premio Langmuir, otorgado por la American Chemical Society, por el trabajo cientfico ms significativo, realizado por un investigador menor de 30 aos. En 1932, Pauling concibi la nocin de electronegatividad. Utilizando diversas propiedades de las molculas, especialmente su momento dipolar y la energa necesaria para romper los enlaces, estableci la escala de Pauling, til para la prediccin de la naturaleza de los enlaces qumicos. La escala asigna un valor de electronegatividad a la mayora de los elementos qumicos. Este valor, es una medida de la fuerza con que los tomos de una molcula se atraen entre s. Ese mismo ao, Pauling public el que es considerado su artculo ms importante, en el cual desarrolla el novedoso concepto de hibridacin de los orbitales atmicos, y realiza un anlisis del carcter tetravalente del carbono. En el Caltech, Pauling desarroll una fuerte amistad con Robert Oppenheimer, quien trabajaba en la Universidad de California en Berkeley, e iba regularmente al Caltech como investigador y maestro. Entre los dos, Oppenheimer y Pauling planearon trabajar juntos en la investigacin de los enlaces qumicos. Oppenheimer efectuara los clculos matemticos, y Pauling interpretara los resultados. Sin embargo, los planes no cuajaron por completo, pues Pauling comenz a sospechar que su amigo se estaba aproximando demasiado a su esposa Ava Helen. En una ocasin que Pauling estaba ausente trabajando, Oppenheimer invit a Ava Helen a encontrarse en Mxico. Ella rehus la invitacin de inmediato, y avis a su marido. Este incidente, y la indolencia con que Ava Helen lo tom, provocaron que Pauling pusiera fin a la relacin con el cientfico de Berkeley, creando una fra tensin que dur por el resto de sus vidas. Aunque ms tarde Oppenheimer propuso a Pauling ser el jefe de qumica del Proyecto Manhattan, Pauling rechaz la propuesta, argumentando que l era pacifista.

[editar]La

naturaleza del enlace qumicoVase tambin: Nmero cunticoAl inicio de la dcada de 1930, Pauling comenz a publicar sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace qumico, lo que llev a la edicin de su famoso libro de texto The Nature of the Chemical Bond, publicado en 1939. Este libro es considerado uno de los ms importantes trabajos de qumica jams publicados. Se puede tener una idea de su influencia con solo recordar que en los primeros treinta aos despus de su primera edicin, el libro fue citado ms de 16.000 veces por otros autores, lo que lo convierte en la investigacin ms citada como referencia en el mundo cientfico. Las investigaciones en esta rea le valieron a Pauling el Premio Nobel de Qumica en 1954 por sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace qumico y sus aplicaciones a la determinacin de la estructura de las substancias complejas.

Orbitales hbridos sp3Como parte de sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace qumico, Pauling cre el concepto de hibridacin de los orbitales atmicos. La mecnica cuntica utiliza el nmero cuntico l para determinar el nmero mximo de electrones en cada orbital (llamando a los orbitales con las letras s, p, d, f, g y h); Pauling observ que para describir el enlace en las molculas, es preferible construir funciones que son una mezcla de estos orbitales. Por ejemplo, los orbitales 2s y 2p de un tomo de carbono, se pueden combinar para formar cuatro orbitales equivalentes, llamados orbitales hbridos sp3. Estos orbitales hbridos pueden describir mejor la existencia de compuestos como el metano, de geometra tetradrica. Asimismo, el orbital 2s puede combinarse con dos orbitales 2p, formando tres orbitales equivalentes, llamados orbitales hbridos sp2, mientras que el tercer orbital 2p no se hibrida. Esta estructura permite describir a los compuestos insaturados, como el etileno. Otro de los terrenos en los que Pauling estaba interesado, era la comprensin de la relacin entre los enlaces inicos, en los cuales los electrones son transferidos de un tomo a otro, y los enlaces covalentes, en los cuales ambos tomos aportan electrones. Pauling demostr que estos dos tipos de enlaces, son en realidad casos extremos, y que la mayora de los enlaces son en realidad una

combinacin de enlace inico con covalente. Es en este terreno donde la nocin de electronegatividad es ms til, pues la diferencia entre las electronegatividades de los tomos participantes en un enlace resulta ser la medida ms adecuada para predecir el grado de ionicidad de un enlace. El tercer tema en el que Pauling trabaj, an en el terreno de los enlaces qumicos, fue la comprensin y descripcin de la estructura de los compuestos aromticos; especialmente elbenceno (C6H6), el compuesto ms simple de los aromticos.

Estructura del benceno.La estructura del benceno siempre haba sido motivo de controversia entre los cientficos, pues no quedaba clara la manera en la que seis tomos de carbono y seis de hidrgeno podan enlazarse satisfaciendo todo su potencial de enlace.5 Hasta ese momento, la mejor descripcin sobre dicha estructura, era la formulada por el qumico alemn Friedrich Kekul. En ella, Kekul describa esta estructura como la transicin rpida entre dos estructuras donde se alternaban de posicin los enlaces simples y dobles. Pauling propuso una estructura intermedia, basada en la mecnica cuntica, que considera una superposicin de las dos estructuras de Kekul. Ms adelante, este fenmeno recibi el nombre deresonancia. En cierto modo, la resonancia es anloga al fenmeno de hibridacin de los orbitales atmicos, ya que consiste en la combinacin de varias estructuras electrnicas: en ella, los orbitales de diferentes tomos de carbono se combinan para formar los orbitales moleculares.

[editar]Estructura

del ncleo atmico

El 16 de septiembre de 1925, Linus Pauling comenz una nueva bitcora de investigacin con las palabras: He decidido tratar el problema de la estructura del ncleo.6 Trece aos despus, Pauling public su modelo de Esfera Empacada en las revistas Science y Proc. Natl. Acad. Sci.7 Durante las siguientes tres dcadas, Pauling continu publicando artculos basados en dicho modelo. Sin embargo, pocos libros de texto modernos hablan de este modelo. El modelo da una perspectiva nica sobre la forma en que cadenas de ncleos pueden formar estructuras de acuerdo a la mecnica cuntica. En 2006, Norman D. Cook, en su revisin de varios modelos de estructura atmica, dijo sobre el modelo de Pauling que lleva a una construccin sensata de los ncleos, y tiene una lgica inherente

difcil de negar....sin embargo....los tericos nucleares no han profundizado en esta idea, y el modelo de Pauling no ha entrado en el comn de la investigacin atmica terica. Es notorio que el doctor Cook no concluyera que el modelo de Pauling fue reemplazado por un modelo superior. Simplemente concluye que ha sido ignorado. Las cadenas de Pauling, incluyen a los istopos deuterio [NP], helin [PNP] y tritio [NPN]. Los ncleos eran descritos como cadenas de partculas alfa, lo que es frecuente para ncleos ligeros. Pauling intent describir la estructura nuclear a partir de los slidos platnicos, en vez de partir de un modelo de partculas basado en el principio de exclusin de Pauli, que era ms tradicional. A veces, se deca que estas investigaciones reciban mayor atencin de la comunidad, que si hubieran sido llevadas a cabo por algn cientfico menos famoso; aunque Pauling estaba haciendo un innovador intento de entender el trabajo de Maria Goeppert-Mayer respecto al ncleo atmico.

[editar]Investigaciones

en biologa

molecularVase tambin: Hlice alfaA mediados de la dcada de 1930, Pauling se interes por una nueva disciplina cientfica. A comienzos de su carrera, haba manifestado una falta de inters por el estudio de las molculas biolgicas. Sin embargo, en el Caltech tuvo oportunidad de codearse con bilogos de renombre, como Thomas Hunt Morgan, Theodosius Dobzhansky, Calvin Bridges y Alfred Sturtevant. Pauling cambi de opinin y comenz entonces a estudiar estas molculas con inters, gracias a una beca de la Fundacin Rockefeller. Sus primeros trabajos en el tema, fueron sobre la estructura de la hemoglobina. Lleg a poner de manifiesto que la estructura de la hemoglobina cambia dependiendo de que la molcula capte o pierda un tomo deoxgeno. A raz de este resultado, Linus Pauling decidi estudiar de forma ms precisa la estructura de las protenas, utilizando la difraccin de rayos X. Sin embargo, la estructura protenica result ser mucho ms difcil de determinar usando esta tcnica, que la de los cristales minerales estudiados anteriormente. En esta dcada, el cristalgrafo britnico William Astbury fue quien obtuvo los mejores resultados usando rayos X, pero cuando Pauling intent reinterpretar sus observaciones con ayuda de la mecnica cuntica en 1937, no lo pudo conseguir. Fueron necesarios once aos para que Pauling comprendiera el origen del problema. Su anlisis matemtico era correcto, pero los resultados de Astbury fueron obtenidos de un modo tal que las protenas estaban inclinadas, respecto a las posiciones esperadas. Para explicar esta discrepancia, Pauling propuso un modelo molecular de la hemoglobina, en el cual los tomos estaban posicionados en hlice, y aplic esta idea a las protenas en general.

Hlice alfa.En 1951, basados en las estructuras de los aminocidos y de los pptidos y considerando la naturaleza planar del enlace peptdico, Pauling y sus colegas propusieron que la estructura secundaria de las protenas estaba basada en la hlice alfa y la lmina beta. Esta conclusin ejemplifica la capacidad de Pauling para pensar de manera no convencional, pues el razonamiento central de la propuesta radica en que una vuelta de hlice puede contener un nmero no entero de aminocidos. A continuacin, Pauling sugiri una estructura helicoidal para el cido desoxirribonucleico (ADN), aunque su modelo tena algunos errores, incluyendo el proponer grupos neutros de fosfato, idea que estaba en conflicto con la naturaleza cida, y no neutra, del ADN. 8 Sir Lawrence Braggse haba decepcionado cuando supo que Pauling haba ganado la carrera para descubrir la hlice alfa. El equipo de Bragg haba cometido un error fundamental, al no considerar la naturaleza planar del enlace peptdico. Cuando en los Laboratorios Cavendish se supo que Pauling trabajaba con los modelos moleculares de la estructura del ADN, se autoriz a James Watson y Francis Crick a proponer un modelo estructural de la molcula de ADN, utilizando material no publicado, de los investigadores Maurice Wilkins y Rosalind Elsie Franklin del King's College. En 1953, Watson y Crick propusieron una estructura correcta para la doble hlice del ADN, lo que les valdra el Premio Nobel de Fisiologa y Medicina en 1962. Uno de los obstculos que Pauling enfrent durante su investigacin, fue la imposibilidad de consultar las fotografas, de alta calidad, de difraccin del ADN que Franklin haba tomado. Cuando Pauling fue a verlas durante un congreso en Inglaterra, su pasaporte fue retenido por

el Departamento de Estado de los Estados Unidos, que sospechaba que Pauling tena simpatas por el comunismo.9 Watson y Crick tuvieron acceso a estas fotografas gracias a que Wilkins se las mostr sin el permiso de la autora. Durante este perodo, Pauling tambin estudi las reacciones enzimticas. Se encuentra entre los primeros cientficos que demostraron que las enzimas actan estabilizando los estados de transicin de las reacciones qumicas, lo cual es fundamental para la comprensin de sus mecanismos de accin. Pauling est tambin entre los primeros que propusieron que los anticuerpos se enlazan a los antgenos gracias a una compatibilidad de sus estructuras. En el mismo orden de ideas, escribi un artculo, junto con el fsico convertido en bilogo Max Delbrck, donde sugiere que la replicacin del ADN es debida a la compatibilidad, y no a la similitud, como haba sido sugerido por otros cientficos. El modelo de Watson y Crick vendra a corroborar esta idea. Por otra parte, Pauling contribuy tambin, junto con otros investigadores, a la fabricacin de anticuerpos artificiales, y a la de un sustituto del plasma sanguneo.

[editar]Gentica

molecular

En noviembre de 1949, junto con Harvey Itano, S. J. Singer e Ibert Wells, Pauling public en la revista Science la primera prueba de la relacin entre una enfermedad humana y un cambio en una protena especfica.10 Utilizando la electroforesis, demostraron que la hemoglobina se haba modificado en enfermos de anemia falciforme, y que pacientes que eran propensos a este tipo de anemia, sin haberla desarrollado, tenan dos tipos de hemoglobina, modificada y sin modificar. Esta publicacin fue la primera demostracin de que una protena especfica poda estar asociada con una enfermedad en el ser humano, de manera que la herencia poda influir en las mutaciones de dicha protena, marcando as los albores de la gentica molecular.

[editar]Automvil

elctrico

El Henney Kilowatt.

A finales de la dcada de 1950, Pauling comenz a interesarse por el problema de la contaminacin del aire; particularmente por el fenmeno del smog que vea en Los ngeles. En esta poca, la mayora de los cientficos pensaban que el smog se deba a las emisiones de refineras e industrias qumicas. Gracias a los trabajos de Pauling, Arie Jan Haagen-Smit y otros investigadores del Caltech, se demostr que el principal responsable del smog eran las emisiones de los automviles. Poco despus de este descubrimiento, Pauling comenz a trabajar en el desarrollo de un automvil elctrico que fuera funcional y barato. Para esto, uni sus esfuerzos con los ingenieros de la empresa Eureka Williams, para el desarrollo del primer auto elctrico de velocidad controlable, elHenney Kilowatt. Tras haber trabajado en el sistema de propulsin, Pauling demostr que los acumuladores clsicos no pueden entregar una potencia suficiente para hacer los motores elctricos comparables a los motores de combustin interna. Tambin previ que elHenney Kilowatt sera poco popular, por la baja velocidad que alcanzaba, y su poca autonoma. Acudi a Eureka Williams para pedirles que detuvieran el proyecto hasta que se desarrollara una batera ms potente, antes de comercializar el auto. La empresa prefiri hacer el lanzamiento, lo que condujo a un fracaso comercial. Sin embargo, estos estudios y desarrollos posteriores de otros cientficos y tcnicos, as como nuevos avances en las tecnologas de bateras, han puesto de manifiesto que los automviles elctricos no son ni mucho menos imposibles. En la actualidad existen varios modelos de automviles elctricos en el mercado, nietos de este Henney Kilowatt, y la mayora de los expertos en el campo confirman que el automvil elctrico de bateras es un sustituto natural del automvil de motor de combustin. El hecho de que la oferta actual de automviles elctricos comerciales sea tan escasa responde ms bien a intereses comerciales que a limitaciones tcnicas [cita requerida].

[editar]Medicina

y vitaminas

Vanse tambin: Medicina Ortomolecular y Vitamina CAl pasar de los cuarenta aos de edad, en 1941, Pauling descubri que estaba afectado por una forma grave de la enfermedad de Bright, una enfermedad renal potencialmente mortal, la cual era considerada incurable por los mdicos de la poca. Con la ayuda del doctor Thomas Addis, de Stanford, Pauling consigui controlar la enfermedad siguiendo una dieta pobre en aminocidos y sin sal, algo fuera de lo comn para la poca. Addis tambin recetaba a todos sus pacientes mayores consumos de vitaminas y sales minerales y Pauling no fue la excepcin. A finales de la dcada de 1950, Pauling investig la accin de las enzimas sobre las funciones cerebrales. Pensaba que las enfermedades mentales podran estar causadas, en parte, por disfunciones enzimticas. Cuando ley La terapia de niacina en psiquiatra, la publicacin de Abram Hoffer en 1965, se dio cuenta de que las vitaminas podan tener importantes efectos bioqumicos sobre

el organismo; adems de aquellos efectos relacionados a la prevencin de las enfermedades provocadas por la deficiencia vitamnica. En 1968, Pauling public en la revista Science su artculo ms importante en este terreno: Psiquiatra ortomolecular [...] (PMID 5641253), en el cual invent la palabra ortomolecular para describir al concepto de control de la concentracin de los compuestos presentes en el cuerpo humano, para prevenir y tratar a las enfermedades. Las ideas vertidas constituyeron la base de laMedicina Ortomolecular, fuertemente criticada por los profesionales de la medicina tradicional.11 12

L-cido ascrbico, tambin conocido como vitamina C.En los aos siguientes, las investigaciones de Pauling sobre la vitamina C fueron fuente de controversias, y algunos las consideraron fruto de la charlatanera.13 En 1966, Irwin Stone desarroll el concepto de curacin a base de altas dosis de vitamina C. Tras este desarrollo, Pauling comenz a tomar varios gramos al da para prevenir los resfriados. Entusiasmado por los resultados, se interes por la literatura del tema, y en 1970 public Vitamin C and the common cold (La vitamina C y el resfriado comn). Una de las afirmaciones ms polmicas en dicho texto es la siguiente: El total de sntomas asociados a la falta de vitamina C van de las alergias, anemia, amigdalitis, artritis reumatoide, arterosclerosis, aspereza de garganta. bronquitis, cncer, cataratas, cefaleas, diarrea, dolor abdominal, dolores en coyunturas, dolores musculares, encas sangrantes, escalofros, faringitis, fiebre, fiebre reumtica, hemorragias, hepatitis, herpes labial, infecciones agudas y crnicas, infertilidad, intoxicaciones, laringitis, malestar general, meningitis, neumona, otitis media, resfriados, rinitis, ronquera, tos, vmitos, sarampin, hasta enfermedades cardacas, enfermedades renales, enfermedades vasculares perifricas, enfermedades relacionadas con la edad avanzada, deterioro del sistema inmunitario, y las enfermedades degenerativas del sistema nervioso. Al ao siguiente, Pauling comenz una larga colaboracin con el onclogo britnico Ewan Cameron,14 trabajando sobre el uso de la vitamina C por va intravenosa o por va oral en enfermos de cncer en fase terminal. Cameron y Pauling escribieron varios artculos, as como un libro de divulgacin llamado La vitamina C y el cncer describiendo sus observaciones. Aunque los resultados parecan favorables, la campaa de publicidad negativa en su contra min la credibilidad de Pauling y sus investigaciones por muchos aos.

Desde sus campaas de lucha contra las pruebas nucleares en la dcada de 1950, hasta sus investigaciones en biologa ortomolecular, Pauling siempre estuvo en la cuerda floja. En 1985, Pauling se qued sin el apoyo financiero institucional, y sin el apoyo de sus colegas. De todos modos, Pauling colabor con el mdico canadiense Abram Hoffer en el desarrollo de una dieta que incluyera la vitamina C en altas dosis, como un tratamiento complementario del cncer. La idea que promovi Pauling, de elevar las dosis de vitamina C de forma prolongada para prevenir varias enfermedades, siempre fueron causa de controversia (QuackWatch,15 Plos,16WebMD17 ), y estudios posteriores revivieron el tema. Algunos mdicos han llamado a una revalorizacin cuidadosa de la vitamina C,18 especialmente en forma intravenosa para el tratamiento del cncer, 19 20 lo que contina siendo controvertido,21 y sigue siendo motivo de continuas investigaciones.22 En 1973, Linus Pauling fund, junto con dos colegas suyos, el Instituto de Medicina Ortomolecular en Menlo Park. El nombre del instituto pronto cambi a Instituto Linus Pauling de Ciencia y Medicina. All, Pauling continu dirigiendo las investigaciones sobre la vitamina C, pero tambin mantuvo su inters en trabajos de qumica y fsica terica, hasta su muerte en1994. Durante sus ltimos aos de vida, se interes particularmente en el posible papel que la vitamina C tendra en la prevencin de la arterioesclerosis, y public tres informes sobre el uso de la vitamina C y la lisina, usadas para el alivio de la angina de pecho. En 1996, dos aos despus de su muerte, el instituto se mud a Corvallis (Oregn), para formar parte de la Universidad Estatal de Oregn. En el instituto se realizan investigaciones en micronutrientes, fitonutrientes y otras maneras de prevenir y tratar las enfermedades a travs de la dieta humana.

[editar]Activismo

poltico

Pauling no fue un activista hasta la Segunda Guerra Mundial. Durante la guerra, contribuy a la puesta a punto de explosivos y de combustible para misiles. Del mismo modo, puso a punto un detector de nivel de oxgeno para los submarinos. Al comienzo del proyecto Manhattan, que llevara a la fabricacin de la primera bomba atmica, Pauling recibi una oferta de Robert Oppenheimer, para encabezar al departamento de qumica del proyecto. Pauling rechaz la propuesta. A raz de sus contribuciones durante la guerra, el Gobierno de los Estados Unidos le concedi la Medalla Presidencial al Mrito, en 1948, que recibi de manos del presidente Harry Truman. Sin embargo, marcado por la guerra en general, y por los bombardeosde Hiroshima y Nagasaki en particular, Pauling cambi de posicin y se identific con el activismo pacifista. En 1946, se uni al Comit de Emergencia de Cientficos Atmicos (ECAS, por sus siglas en ingls) que Albert Einstein y Le Szilrd haban fundado dos aos antes. El comit tena el fin de advertir a la opinin pblica de los peligros asociados al desarrollo de las armas nucleares. El activismo de Pauling

provoc que su pasaporte fuera confiscado en 1952, cuando sala para un congreso en Londres. El pasaporte fue restaurado en 1954, poco antes de partir a Estocolmo, a recibir el Premio Nobel. Al ao siguiente, Linus Pauling firm el Manifiesto Russell-Einstein, uniendo su nombre al de Bertrand Russell, Albert Einstein, y otros ocho cientficos e intelectuales, apelando a la bsqueda de soluciones pacficas durante la guerra fra. Dos aos despus, Pauling redact una peticin junto con el bilogo Barry Commoner, quien haba estudiado la presencia de estroncio-90 radioactivo en los dientes de leche de los nios estadounidenses, concluyendo que las pruebas nucleares en la atmsfera tienen riesgos para la salud pblica, en forma de precipitacin radioactiva. Tambin particip en un debate pblico con el fsico atmico Edward Teller, sobre los riesgos reales de mutaciones genticas provocadas por estas precipitaciones. En 1958, Pauling y su esposa presentaron ante la Organizacin de Naciones Unidas una carta firmada por ms de 11.000 cientficos, pidiendo la suspensin de las pruebas nucleares. La presin de la opinin pblica condujo a una moratoria en las pruebas en la superficie, seguida por la firma del tratado de Prohibicin Parcial de Pruebas Nucleares (PTBT, en ingls), firmado por 113 pases, el 5 de agosto de 1963. Entre los firmantes, estaban John F. Kennedy por los Estados Unidos, y Nikita Jrushchov, por la Unin Sovitica. El tratado entr en vigor en octubre de ese ao, y entonces Pauling recibi el Premio Nobel de la Paz correspondiente a 1962 (el premio fue reservado para que la fecha de entrega coincidiera con la fecha de entrada en vigor del tratado).

....a Linus Pauling, quien desde 1946 ha abogado incesantemente, no solamente contra las pruebas nucleares, ni solamente contra la proliferacin de las armas nucleares, ni solamente contra su uso; sino en contra de cualquier forma de resolver los conflictos internacionales por la va blica. Descripcin del Premio, por el Comit Nobel NoruegoCuando se anunci el premio, el Departamento de Qumica del Caltech no se molest en felicitar a Pauling, ya que estaba incmodo con las actividades polticas del profesor. El Departamento de Biologa ofreci una pequea fiesta, demostrando as su simpata por su trabajo en las mutaciones inducidas por la radiacin. La desaprobacin institucional sobre el activismo de Pauling, motiv que ste renunciara a su puesto en el Caltech, en 1964. Comenz as a trabajar en la Universidad de California, San Diego, de 1967 a 1969, y ms tarde en la Universidad de Stanford, de 1969 a 1973.

Muchos de los detractores de Pauling apreciaban su trabajo cientfico, pero estaban en desacuerdo con su posicin poltica y se le representaba como un ingenuo portavoz del comunismo sovitico. En 1955, Pauling fue citado a comparecer frente al subcomit de Seguridad Interior del Senado, que le describi como la personalidad cientfica nmero uno de todas las actividades importantes de la ofensiva pacifista-comunista que hay en este pas. Pauling tuvo que regresar frente a este subcomit varias veces ms, en especial cuando envi su peticin contra las pruebas nucleares. La revista revista Life describi al Premio Nobel de la Paz que Pauling recibi como un extrao insulto de Noruega. En 1970, Pauling recibi el Premio Lenin de la Paz, otorgado por la URSS. Hasta el fin de su vida, Pauling se vali de su notoriedad como personalidad pblica, para protestar contra los conflictos armados (incluyendo la Guerra de Corea y la Guerra de Vietnam) e incluso realizando un llamado por la paz en Croacia, en 1991. De la misma manera, fue un feroz crtico del intervencionismo estadounidense en Amrica Latina, especialmente enNicaragua.

[editar]Premios y distincionesEl premio ms notable que Linus Pauling recibi fue el Premio Nobel, recibiendo el de Qumica en 1954 y el de la Paz en 1962. Adems de l, solamente otras tres personas lo han recibido en ms de una ocasin, pero Pauling es el nico que lo ha recibido individualmente en ambas ocasiones. Adems, recibi numerosas distinciones a lo largo de su carrera, entre las que cabe destacar:

1931: Premio Langmuir, por la Academia Estadounidense de Qumica. 1933: miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. 1936: miembro de la Sociedad Filosfica Estadounidense. 1946: Medalla Gibbs, de la Academia Estadounidense de Qumica, seccin de Chicago. 1947: Medalla Davy, de la Royal Society. 1947: miembro de la Royal Society, Londres. 1951: Medalla Lewis, por la Sociedad Estadounidense de Qumica, seccin de California. 1952: Medalla Pasteur, por la Sociedad Bioqumica de Francia. 1954: Premio Nobel de Qumica. 1956: Medalla Avogadro, por la Academia Italiana de Ciencias. 1960: Hombre del Ao, segn la revista Time. 1962: Premio Gandhi de la Paz. 1962: Premio Nobel de la Paz. 1974: Medalla Nacional de Ciencias. 1977: Medalla Lomonosov, otorgada por la Academia rusa de las Ciencias.

1979: primer receptor de la Medalla de Qumica de la Academia Nacional de Ciencias de

Estados Unidos.

1984: Medalla Priestley, por la Academia Estadounidense de Qumica.

Pauling recibi ms de cuatro decenas de doctorados Honoris causa en universidades de todo el mundo.

[editar]LegadoLa contribucin de Linus Pauling al desarrollo cientfico del siglo XX es excepcional. Pauling integra la lista de los veinte mayores cientficos de todos los tiempos, que public la revista britnica New Scientist. Pauling es, adems de Albert Einstein, la nica personalidad del siglo XX que aparece en dicha lista. Gautam R. Desiraju, autor del Ensayo del Milenio en la revista Nature (PMID 11100703), escribi que Pauling fue uno de los mayores pensadores y visionarios del milenio, junto con Galileo, Newton y Einstein.23 Otro aspecto excepcional en Pauling, es la diversidad de sus investigaciones. Pauling se movi en diversas reas, haciendo contribuciones notables en mecnica cuntica, qumica cuntica, qumica inorgnica,qumica orgnica, bioqumica, biologa molecular y medicina, aportando contribuciones especialmente significativas en las fronteras entre dichos campos. Sus investigaciones sobre la naturaleza de los enlaces qumicos marcaron los inicios de la qumica cuntica, y muchos de los conceptos innovadores como la hibridacin y la electronegatividad, son parte de los cimientos de la qumica moderna, an despus de que la teora de la hibridacin fuera reemplazada por la teora de orbitales moleculares de Robert Mulliken. Aunque la teora de Pauling fallaba al no describir cuantitativamente algunas de las caractersticas moleculares, como la naturaleza paramagntica del oxgeno, o el color de los compuestos organometlicos, su simplicidad la ha hecho perdurar en los textos de qumica. El trabajo de Pauling sobre la estructura cristalina contribuy al avance de la prediccin y el entendimiento de las estructuras de los minerales. Sus descubrimientos acerca de la hlice alfa y la lmina beta establecieron la base para la comprensin y el estudio de la estructura de las protenas. En su poca, Pauling era comnmente llamado el padre de la biologa molecular. Desde que Pauling entendi que la anemia falciforme era una enfermedad molecular, se abrieron las puertas al examen de las mutaciones genticas a un nivel molecular. Aunque gran parte de la comunidad cientfica no comulg con las conclusiones de Pauling relacionadas con sus investigaciones mdicas y el consumo de vitaminas, la participacin de Pauling en la polmica llev a que el pblico tuviera presente la importancia del consumo de vitaminas y minerales para la prevencin de enfermedades. La firme posicin de Pauling en esta controversia, ayud tambin a redoblar los esfuerzos que otros investigadores dedicaron a este campo, incluyendo a aquellos del

Instituto Linus Pauling, el cual tiene a una docena de investigadores y acadmicos que exploran la importancia de los micronutrientes en la salud humana. Tambin apoy junto con Liza Minnelli (1946-) el controvertido Instituto para el Logro del Potencial Humano, una organizacin sin nimo de lucro que pretende mejorar el desarrollo neurolgico de nios que han sufrido una lesin cerebral.

[editar]Notas1. Junto con Marie Curie (fsica y qumica), John Bardeen (fsica) y Frederick Sanger(qumica). Pauling se destaca de ellos por ser la nica persona que ha ganado dos veces el Premio Nobel de manera individual.

2. 3. 4. 5.

Nobel Laureates Facts (ingls) Biografa de Linus Pauling, en Nobelprize.org (ingls) Cronologa de la vida de Pauling, por la Universidad Estatal de Oregn. El carbono tiene capacidad de formar cuatro enlaces a la vez. Matemticamente,

no se encontraba el mecanismo con el que seis tomos de carbono, que tienen en total capacidad de formar 24 enlaces, se podan unir a seis tomos de hidrgeno, que tienen una capacidad de formar solo seis enlaces en total.

6. 7. 8. 9.Unidos.

Facsmile de la bitcora, en la Coleccin especial del estado de Oregn (ingls). Facsmile de la publicacin en Proc. Natl. Acad. Sci, 54, 4, pp. 989-994, 1965. Descripcin del modelo (ingls). Este evento marc el inicio de la era conocida como Maccarthismo en los Estados

10. 11. 12. 13. 14. 15.

Pauling, L. et al. Science 110, 543-8 (1949) PMID 15395398 Cassileth BR. Alternative medicine handbook: the complete reference guide to

alternative and complementary therapies. W.W.Norton & Co., Nueva York, 1998:67. Vitamin therapy, megadose, orthomolecular therapy, Servicios de Salud

Provincial de la Columbia Britnica, 2000; en ingls). Barrett, Stephen. The Dark Side of Linus Pauling's Legacy (El lado oscuro del

legado de Linus Pauling, en ingls). Publicaciones de Cameron, en doctoryourself.com (ingls). El sitio web quackwatch.org present un anlisis de Charles W. Marshall de 1997,

negando los efectos de la vitamina C.

16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.

Plos publica un estudio australiano de 2005, que confirma los efectos benficos de

la vitamina C. WebMD, en un estudio de 2007, muestra los efectos curativos que la vitamina C

tiene sobre las clulas inmunitarias. Padayatty et al., en la revista Canadian Medical Association Journal (CMAJ),

marzo de 2006. (ingls) Las publicaciones en el sitio web del centro The Bright Spot For Health muestran

que la vitamina C tuvo efectos positivos en la lucha contra el cncer (ingls). Artculo en National Academy of Sciences, a favor del uso de la vitamina C como

arma contra las clulas cancergenas (ingls). Resumen de la controversia (ingls). Estudios en progreso (ingls). Desiraju, G.R. Nature 408, 407 (2000) PMID 11100703 (ingls)

Obras de Linus Pauling (ingls)

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electronegativity of atoms, en J. Am. Chem. Soc., 54, pg. 3570, 1932.

Junto con E. Bright Wilson: Introduction to quantum mechanics with applications to chemistry.

Dover Publications, 1985. ISBN 0-486-64871-0

Junto con E. Cameron: Cancer and vitamin C: a discussion of the nature, causes, prevention,

and treatment of cancer with special reference to the value of vitamin C. Camino Books, 1993. ISBN 0-940159-21-X

How to live longer and feel better. Oregon State University Press, 2006. ISBN 0-87071-096-6. Linus Pauling on peace - a scientist speaks out on humanism and world survival. Rising Star

Press, 1998. ISBN 0-933670-03-6

General chemistry. Dover Publications, 1998. ISBN 0-486-65622-5 Publicaciones cientficas selectas, en formato PDF.

Estudios

Cruz-Garritz, D.; J. A. Chamizo; y A. Garritz: Estructura atmica. Wilmington (EE. UU.):

Addison-Wesley Iberoamericana, 1987. ISBN 0-201-64018-X

Hager, Thomas: Force of nature: the life of Linus Pauling. Simon & Schuster, 1995. ISBN 0-684-

80909-5

Hager, Thomas. Linus Pauling and the chemistry of life. Oxford University Press, 2000. ISBN 0-

19-513972-0

Mead, Clifford; y T. Hager: Linus Pauling: scientist and peacemaker. Oregon State University

Press, 2001. ISBN 0-87071-489-9

Marinacci, Barbara (ed.): Linus Pauling in his own words: selections from his writings, speeches,

and interviews. Touchstone Books, 1995. ISBN 0-684-81387-4

Goertzel, T., et al.: Linus Pauling: a life in science and politics. HarperCollins Publishers,

1996. ISBN 0-465-00673-6

Serafini, A.: Linus Pauling: a man and his science. iUniverse, 2000. ISBN 0-595-00101-7 Bouguerra, Mohamed Larbi (dir.): Linus Pauling. Berln, 2002. ISBN 2-7011-2658-4

Linus Carl Pauling(Portland, EE UU, 1901 - Big Sur, id., 1994) Qumico estadounidense. Se licenci en ingeniera qumica el ao 1922 en la Universidad Estatal de Oregn, y en 1925 se doctor en fisicoqumica en el California Institute of Technology de Pasadena. Viaj a Europa, donde colabor con destacados cientficos: Arnold Sommerfeld en Munich, Niels Bohr en Copenhague, Erwin Schrdinger en Zurich y sir William Henry Bragg en Londres. Regres en 1927 al California Institute of Technology, donde posteriormente fue designado profesor, en 1931. Ocup el cargo de director del Gates and Crellin Laboratories of Chemistry entre 1936 y 1958.

Linus Pauling

Fue uno de los primeros en aplicar los principios de la mecnica cuntica para dar explicacin a los fenmenos de difraccin de los rayos X y logr describir satisfactoriamente las distancias y los ngulos de enlace entre tomos de diversas molculas. Para describir la capacidad del tomo de carbono para formar cuatro enlaces, Pauling introdujo el concepto de orbitales hbridos, en los cuales las rbitas tericas descritas por los electrones se desplazan de sus posiciones originales debido a la mutua repulsin. Tambin identific la presencia de orbitales hbridos en la coordinacin de iones o grupos de iones en disposicin definida alrededor de un ion central. Para el caso de compuestos cuya geometra no se puede justificar mediante una nica estructura, propuso el modelo de hbridos de resonancia, que contempla la verdadera estructura de la molcula como un estado intermedio entre dos o ms estructuras susceptibles de ser dibujadas. Introdujo el concepto emprico de electronegatividad, como medida del poder de atraccin de los electrones involucrados en un enlace de carcter covalente por parte de un tomo. Las teoras de Pauling sobre el enlace atmico se encuentran recogidas en su obra The Nature of

Chemical Bond, and the Structure of Molecules and Crystals (1939), uno de los textos cientficos que han ejercido mayor influencia a lo largo del siglo XX. En 1940, en colaboracin con el bilogo de ascendencia alemana Max Delbrck, desarroll el concepto de complementariedad molecular en las reacciones antgeno-anticuerpo. Su trabajo junto al qumico estadounidense Robert B. Corey le llev a reconocer la estructura helicoidal de ciertas protenas. En 1954 se recompens su meritoria labor cientfica con el Premio Nobel de Qumica. No sera el nico que recibira: por su activa militancia pacifista y su decidida oposicin a la proliferacin del armamento nuclear le fue concedido el Premio Nobel de la Paz en 1962. En 1979 public el estudio Cancer and Vitamin C.

Jacobus Henricus van't Hoff(30/08/1852 - 01/03/1911) Jacobus Qumico Henricus van't Hoff holands

Naci el 30 de agosto de 1852 en Rotterdam. Hijo de un mdico. En contra de los deseos de su padre, curs estudios de qumica en el Delft Polytechnical Institute, posteriormente en la Universidad de Leiden, en la de Bonn -donde coincidi con Friedrich Kekul-, en la de Pars, donde estudi con C. A. Wurtz, recibiendo el doctorado en la Universidad de Utrecht en 1874. Fue profesor en msterdam y Berln (1896). Uno de los precursores de la estereoqumica, a fin de explicar las dos formas ismeras del cido tartrico y otros casos de isomera ptica, propuso en 1874, al mismo tiempo que A. Le Bel, la hiptesis del carbono tetradrico asimtrico. Llev a cabo estudios sobre afinidad qumica y sobre cintica de las reacciones. Mediante la aplicacin de conceptos

termodinmicos al estudio de los equilibrios qumicos, determin la relacin entre constante de equilibrio y temperatura absoluta (ecuacin o isocora de Van't Hoff). Realiz investigaciones sobre el comportamiento de disoluciones diluidas, evidenciando ciertas analogas con los gases, e introdujo el concepto de presin osmtica. Recibi el Premio Nobel de Qumica en 1901 en reconocimiento por el descubrimiento de las leyes de la qumica dinmica y la presin osmtica en soluciones. Jacobus Henricus van't Hoff falleci en Berln el 1 de marzo de 1911.

Linus Pauling. Premio Nobel de Qumica (1954). Premio Nobel de la Paz (1962). Sin duda una tarjeta de visita imponente y con motivos de sobra para que demos crdito a los escritos de este hombre. Esto poda suceder en Europa, pero sin duda no en Estados Unidos. All nada se da por adquirido de modo definitivo. Todo se merece y se obtiene mediante una duda sistemtica de los conocimientos y del valor de cada persona. Es un sistema duro. Pero as es como la emulacin de cada cual permite que en los puestos de responsabilidad estn los mejores, y los que saben conservarlos. Cuando Linus Pauling publica su primera obra sobre la vitamina C y el cncer, alcanza la suficiente resonancia como para provocar una polmica en torno a este tema, y no slo de la vitamina C, sino de las concepciones de vanguardia de este hombre de este hombre inquieto (lo que l llama a partir de 1968 con el nombre un poco brbaro de la medicina ortomolecular). La idea de tratar a los enfermos restableciendo su equilibrio fisiolgico mediante sustancias naturalmente presentes en el organismo, es de vanguardia. Va a contracorriente de la concepcin habitual: una enfermedad se cura con medicinas. Por este motivo se contradice a Linus Pauling, se critican sus demostraciones, incluso con argumentos -como lo demuestra en su ltima obra- que no respetan ni la forma ni el fondo de sus escritos. Por esto reincide e insiste en la obra How to live longer and feel better, una obra slida. Un trabajo cuidado, con una bibliografa impresionante (como para dar jaqueca). Este hombre por cierto, sabe de lo que habla. Ha estudiado el problema, ha ledo sobre l y ha comprendido. Cada argumento tiene su fundamentacin, y las afirmaciones contra sus detractores caen como cuchillas de guillotina. Polmica sobre el empleo de vitamina C en dosis fuertes As es como en 1969 Linus Pauling se encontr mezclado en una polmica sobre el empleo de la vitamina C en dosis fuertes. La revista Mademoiselle cita al doctor Frederik J. State, a quien presenta como uno de los grandes nombres de la nutricin en Estados Unidos, quien refuta la utilidad de la vitamina C para el resfriado. Para esto se apoya en un estudio hecho en la Universidad de Minnesota, en el cual 2.500 estudiantes habran tomado vitamina C durante 2aos, mientras otros 2.500 tomaban un placebo. Pauling demuestra que el estudio al que hace referencia el doctor Stare: fue publicado de hecho en 1942 (por Conan, Diehl y Baker); se trataba de 400 estudiantes y no de 5.000; el estudio dur 6 meses y no 2 aos; se administraron 200 mg diarios de vitamina C y no dosis altas.

Sin embargo, los autores sealan tambin un 31% menos de tiempo de enfermedad por sujeto en cada uno de los que tomaron la vitamina C. Este "detalle" muy positivo a pesar de la dosis pequea, es silenciado por el doctor Stare! En 1976, Pauling publica, con Evan Cameron, un estudio hecho en el hospital Vale of Leven sobre el nivel de supervivencia de 100 pacientes enfermos de cncer en fase terminal, a los que se les administra vitamina C, con un grupo testigo de 1.000 pacientes en un estado inicial similar, tratados por los mismos mdicos, en el mismo hospital y de

forma idntica, excepto en lo relativo a la vitamina C. Las comprobaciones son sorprendentes, puesto que "los 100 primeros pacientes tratados con el ascorbato (vit. C) han vivido, por trmino medio, 300 das ms que los otros, y nos parece que han vivido ms felices durante esta fase terminal. Algunos de ellos estn aun vivos y toman diariamente su dosis de ascorbato de sodio; algunos pueden considerarse como sanados de su enfermedad, en el sentido que ya no tienen stomas manifiestos de cncer y llevan una vida normal" (Pauling). Un estudio similar se realiz a partir del 1 de enero 1973, durante 5 aos, en el hospital Fukuoka Torikai de Japn (Morishige y Murata). Obtuvieron los mismos resultados que los que haba obtenido Pauling en el hospital Vale of Leven. Por el contrario, trabajos realizados en la clnica Mayo obtuvieron como resultado un efecto protector dbil de la vitamina C. Despus de analizar los resultados, Pauling demostr que: los enfermos de la clnica Mayo ya haban recibido anteriormente fuertes dosis de medicamentos citotxicos (quimioterapia); que el lote testigo reciba una dosis de vitamina C mucho ms elevada que en los otros dos casos (Vale of Leven y Japn)!

En un segundo estudio de la clnica Mayo (Moertel y col., 1985), Pauling observa que la ingestin de vitamina C slo se mantuvo durante 10 semanas promedio, y que los "pacientes con vitamina C" ya no reciban vitamina C desde diez meses antes de su fallecimiento... En vista de estas anomalas en la experimentacin, ms o menos deliberadas, tenemos derecho a preguntarnos si no hay en ello una voluntad de no querer reconocer lo evidente... Desinters por una sustancia natural Segn dice el propio Pauling: Podemos preguntarnos por qu mdicos y autoridades en nutricin se muestran tan poco entusiastas respecto a una sustancia de la que se ha sealado, hace ms de 40 aos, que disminua las afecciones debidas al resfriado en un 31 por ciento, a condicin de ser tomada de forma regular en cantidades diarias relativamente dbiles. Muchos factores han contribuido a esta falta de entusiasmo. Cuando se busca un medicamento para combatir una enfermedad, se ponen en marcha muchos medios para encontrar uno que sea eficaz al cien por cien. (Debo confesar que no comprendo por qu Cowan, Diehl y Baker no repitieron su experiencia utilizando dosis diarias mayores de vitamina C). A pesar de una toxicidad sumamente baja, al parecer predominaba la idea de que el aporte de vitamina C deba mantenerse lo ms bajo posible. Es una actitud muy adecuada con los medicamentos, en cuanto sustancias que no estn presentes normalmente en el cuerpo humano y que tienen casi siempre una toxicidad muy elevada, lo que no se aplica a la vitamina C. Otro factor ha sido, probablemente, la falta de inters por parte de las compaas farmacuticas para una sustancia natural, que se obtiene a un precio bajo y que se puede fabricar sin necesidad de licencia especial. Qu pena! Porque aqu tenemos una sustancia capaz de eliminar el resfriado de la existencia humana. Es evidente que Pauling tiene toda la razn!

Toda? No necesariamente, y de hecho podemos no estar de acuerdo con las megadosis que preconiza (18 g. e incluso 200 g al da). Pero se trata de casos excepcionales. (Por otra parte, los estadounidenses nos han acostumbrado a semejantes extravagancias en todos los dominios y su alimentacin sufre tal estado de carencias, que no es extrao que puedan soportar semejantes dosis.) Por lo dems, la experiencia de Pauling sobrepasa en mucho la de sus detractores. Como lo dijo muy claramente, las necesidades de cada cual son diferentes segn su herencia, su modo de vida, su enfermedad. Quin podra conocer realmente las cifras exactas de nuestras necesidades de vitaminas? En este campo todo son suposiciones, estadsticas, deducciones... Slo Linus Pauling ha realizado un verdadero trabajo de experimentacin, y por tanto merece respeto y consideracin. Entonces, por qu falsificar sus conclusiones? La doctora Kousmine utiliza los trabajos de Pauling La doctora Kousmine comprendi muy pronto el inters de los trabajos de Pauling. Aconseja a sus pacientes graves las megadosis de vitamina C que recomienda Pauling. En efecto, la experiencia le ha hecho comprobar que los enfermos no slo soportan muy bien los 10 g diarios de vitamina C, sino, y sobre todo, que se sienten mejor. Nos ha enseado a aconsejar la vitamina C, y es corriente prescribir de 2 a 5 g diarios a los enfermos depresivos, con estrs, con infecciones crnicas del rbol bronquial o infecciones del tracto urinario, etc. Por ejemplo, la dieta, la higiene intestinal y la vitamina C son un tro extraordinario para el tratamiento del resfriado. Por otra parte, he podido comprobar personalmente que las encas que sangran al lavarse los dientes, mejoran con mucha rapidez al consumir al menos un gramo de vitamina C cada da. En contra de las ideas que se oyen aqu o all, no se ha comprobado ningn efecto desagradable en nuestros enfermos, con excepcin de una mayor o menor tolerancia gstrica, aunque no hay que olvidar que se trata de dosis altas. Para esos enfermos, un medio de esquivar el problema es reemplazar el cido ascrbico por ascorbato de sodio. Pero si se aade una pizca de bicarbonato de sodio, se mantiene el pH de la solucin de vitamina C. A veces, los enfermos acusan una aceleracin del trnsito intestinal, lo que es una bendicin para los estreidos crnicos. Basta con reducir la dosis para que todo vuelva a sus cauces normales sin mayores problemas. Por ltimo, algunos sealan riesgos de clculos urinarios, que se veran favorecidos por el estado de acidificacin provocado por la ingestin de vitamina C en dosis altas. El problema no se presenta tomando ascorbato de sodio, pero hay que verificar que no se tome con algn medicamento que tenga contraindicado la administracin de sodio (como la cortisona). Debemos aadir que nuestra alimentacin actual es en s misma muy acidificante (exceso de productos animales, azcar refinada, alimentos refinados). Es, por tanto, evidente que no es deseable acentuar un estado de desequilibrio orgnico preexistente , pero hay que precisar que la doctora Kousmine evita este riesgo vigilando y corrigiendo el equilibrio del pH urinario aconsejado por ella. Los enfermos que tratamos con patologas importantes -algunos desde hace muchos aos- no han presentado hasta ahora ningn efecto secundario a estas megadosis de vitamina C.

La presin osmtica puede definirse como la presin que se debe aplicar a una solucin para detener el flujo neto de disolvente a travs de una membrana semipermeable.1 La presin osmtica es una de las cuatro propiedades coligativas de las soluciones (dependen del nmero de partculas en disolucin, sin importar su naturaleza). Se trata de una de las caractersticas principales a tener en cuenta en las relaciones de los lquidos que constituyen el medio interno de los seres vivos, ya que la membrana plasmtica regula la entrada y salida de soluto al medio extracelular que la rodea, ejerciendo de barrera de control. Cuando dos soluciones se ponen en contacto a travs de una membrana semipermeable

(membrana que deja pasar las molculas dedisolvente pero no las de los solutos), las molculas de disolvente se difunden, pasando habitualmente desde la solucin con menor concentracin de solutos a la de mayor concentracin. Este fenmeno recibe el nombre de smosis, palabra que deriva del griegoosmos, que significa "impulso".2 Al suceder la smosis, se crea una diferencia de presin en ambos lados de la membrana semipermeable: la presin osmtica.Contenido[ocultar]

1 Presin osmtica de equilibrio 2 Historia 3 Teoras o 3.1 Teora de van 't Hoff o 3.2 Otras teoras 4 Magnitud de la presin osmtica o 4.1 Comparacin entre presin osmtica y presin hidrosttica 5 La presin osmtica como proceso termodinmico irreversible

o

o o o o o o o o o o

5.1 Relacin entre presin osmtica y entropa 6 Relaciones con otras magnitudes fsicas y qumicas 6.1 Disoluciones diluidas de no electrolitos 6.2 Disoluciones diluidas de electrolitos 6.3 Disoluciones reales 7 La presin osmtica en la naturaleza 7.1 La presin osmtica en el medio interno 7.2 Osmorreceptores 7.3 La absorcin de agua en los vegetales 7.4 Organismos osmfilos 8 Aplicaciones 8.1 Cientficas 8.2 Analticas 8.3 Industriales 9 Vase tambin 10 Referencias 11 Bibliografa 12 Enlaces externos

[editar]Presin

osmtica de equilibrio

Esquema del modo de accin de la presin osmtica. En azul se representan las molculas dedisolvente y en rojo las de soluto. La disolucin ms concentrada se denomina hipertnica y la diluida hipotnica. Como consecuencia de la diferencia inicial de concentraciones se produce una presin osmtica, apareciendo una diferencia de altura h, hasta que las concentraciones se igualan.

Se considera que una disolucin est en equilibrio cuando no existe intercambio neto de soluto entre las diferentes partes de la misma. Si la disolucin se encuentra rodeada por una membrana, el equilibrio se alcanza cuando la presin exterior (generalmente la presin atmosfrica) se iguala a la presin que el disolvente ejerce sobre la membrana. sta ltima

es la presin osmtica, que se representa habitualmente mediante la letra griega . Cuando se tiene una membrana semipermeable separando dos soluciones de distinta concentracin (llamada hipertnica a la de mayor concentracin e hipotnica la de menor), las molculas de disolvente (agua por lo general) la atraviesan, pasando de la disolucin menos concentrada a la ms concentrada, diluyndose sta ltima cada vez ms, hasta que las concentraciones se igualen. Si el volumen era inicialmente idntico en las dos soluciones, ocurre que en la solucin hipertnica el volumen aumenta, hasta que la presin hidrosttica (que aumenta debido al incremento de altura h) iguale las presiones a ambos lados de la membrana. Esta presin hidrosttica que detiene el flujo neto de disolvente es equivalente a la presin osmtica, y es el fundamento del osmmetro utilizado para su medicin. [editar]Historia

Osmmetro empleado por Wilhelm Pfeffer.

Las primeras investigaciones sobre la presin osmtica fueron realizadas en 1748 por el abad francs Jean Antoine Nollet, cuando era profesor de fsica en la Universidad de Navarra, quien descubri la existencia de las membranas semipermeables. Nollet obtuvo una membrana a partir de una vejiga de cerdo, coloc alcohol a un lado y agua al otro, y observ que el agua flua a

travs de la vejiga para mezclarse con el alcohol, pero el alcohol no lo haca.3 No obstante, el descubrimiento de la smosis en membranas semipermeables se le atribuye a Henri Dutrochet, considerado uno de los grandes fisilogos del siglo XIX, en el ao 1828.4 Dutrochet descubri este fenmeno al observar que la difusin de disolvente a travs de una membrana semipermeable ocurra siempre desde la disolucin de menor concentracin de un soluto, el cual no poda atravesarla, hasta la disolucin de mayor concentracin; adems, el disolvente que fluye es capaz de ejercer una presin sobre la membrana, la presin osmtica. Dutrochet construy el primer dispositivo experimental para observar la presencia de la presin osmtica, denominadoosmmetro. Al descubrir la smosis declar:Este descubrimiento que he hecho pertenece a una clase nueva de fenmenos fsicos que sin duda alguna intervienen fuertemente en los procesos vitales.3

De este modo, Dutrochet intuy la importancia del fenmeno en las clulas, las cuales absorberan o retendran determinadas sustancias. El ingls Thomas Graham descubri, en 1854, que las sustancias coloidales no atravesaban ciertas membranas. Sin embargo, los primeros estudios cuantitativos datan de 1877 y se deben al alemn Wilhelm Pfeffer,5 profesor de botnica en Tubingen y Leipzig, quien prepar una membrana semipermeable artificial precipitando hexacianoferrato (II) de cobre (II), Cu2[Fe(CN)6], sobre las paredes de un vaso poroso.6 Pfeffer, a partir de la medicin de presiones osmticas en multitud de disoluciones de solutos no voltiles, lleg a las siguientes conclusiones: 1. A presin constante, la presin osmtica es directamente proporcional a la concentracin de soluto. 2. La presin osmtica de una concentracin determinada es directamente proporcional a la temperatura.

3. A una temperatura determinada, dos disoluciones con el mismo nmero de moles tienen la misma presin osmtica.7 Pfeffer midi la presin osmtica en soluciones de azcar y otras molculas orgnicas, logrando presiones de hasta algo ms de 200atmsferas.3 El holands Jacobus Henricus van 't Hoff realiz un estudio sistemtico de las propiedades coligativas de las disoluciones, que public en 1885.8 En este artculo van 't Hoff formula una expresin, para disoluciones diluidas, que relaciona la presin osmtica con la concentracin del soluto, la cual es similar a la ecuacin de los gases ideales y proporciona la primera teora para explicar la presin osmtica:

donde: , es la presin osmtica, en atmsferas (atm).

, es la constante universal de los gases ideales (aunque a pesar de su nombre no slo se aplica a gases, como es el caso). Su valor es de 0,082 atmLK-1mol-1. , es la temperatura absoluta, en kelvin (K). , es la concentracin molar o molaridad de la disolucin, medida en molL-1.

Jean Antoine Nollet.

Henri Dutrochet.

Jacobus Henricus van 't Hoff.

[editar]Teoras

[editar]Teora de van 't Hoff

Las partculas de un gas se mueven en todas direcciones y chocan entre ellas mismas y con las paredes del recipiente. Los choques contra las paredes representan la presin del gas. En esta animacin el disolvente se representa con bolas azules y el soluto con bolas rojas.

Se han propuesto diversas teoras para explicar la causa de la smosis. La primera teora fue la del bombardeo de van 't Hoff, que est basada en la analoga entre la ecuacin de la presin osmtica y la ley de los gases ideales. Van 't Hoff describi la presin osmtica como el resultado de las colisiones de las molculas de soluto contra la membrana semipermeable, y supuso que las molculas de disolvente no contribuan de ninguna manera. Con este modelo, la presin osmtica

de una disolucin es la misma presin que un gas ideal ejercera si ocupase el mismo volumen de la disolucin. [editar]Otras teoras La suposicin en la teora de van 't Hoff de que las molculas del disolvente no ejercen ningn efecto sobre la presin osmtica constituye un interrogante, ya que estas partculas se encuentran golpeando continuamente la membrana semipermeable. De este problema surge otra teora, que considera el bombardeo de las molculas de disolvente; segn esta teora las molculas de disolvente bombardean la membrana semipermeable de manera desigual y provocan la smosis y la presin osmtica, aunque la diferencia de presiones aumente con la cantidad de soluto. Una tercera teora explica la smosis en base al descenso de la presin de vapor, el cual da lugar a que el disolvente se difunda a travs de la membrana hasta que se igualan las dos presiones. Si se aplica una presin igual a la presin osmtica de la disolucin se saturar la destilacin, y se necesitara una presin mayor para invertir la direccin.6 9 El flujo de disolvente a travs de una membrana semipermeable es anlogo al flujo de disolvente en la fase vapor que se produce si se dejan, dentro de un recipiente cerrado, muestras del disolvente y de una disolucin. Como la presin de vapor del disolvente es mayor, se produce una transferencia neta de disolvente hacia la disolucin. El flujo de disolvente contina hasta que todo el disolvente ha pasado a la disolucin.10 [editar]Magnitud de la presin osmtica

La presin osmtica, como su nombre indica, es una presin, y por tanto tiene las mismas unidades que el resto de presiones, es decir, Pascales (Pa) en el Sistema Internacional, aunque tradicionalmente tambin se utilizan las atmsferas (atm).

La molaridad mide la cantidad de masa del soluto por volumen de disolucin. La molaridad y la presin osmtica son dos magnitudes relacionadas proporcionalmente; el aumento o disminucin de una de ellas produce el mismo efecto en la otra, aunque en distinta proporcin. Del mismo modo, la temperatura (medida en kelvin, K) tambin posee la misma relacin con la presin osmtica. A continuacin se muestra una tabla con los valores de la presin osmtica correspondientes a diferentes concentraciones de sacarosa a una temperatura constante de 293 K (20 C). La concentracin se expresa en molalidad y no en molaridad, segn la ecuacin de Morse, pero las diferencias son mnimas. Presin osmtica experimental de disoluciones de sacarosa a 20 C11 Molalidad (g sacarosa/kg agua) Presin osmtica (atm) 0,1 2,4 7 1,0 27, 2 2,0 58, 4 3,0 95,2 4,0 139, 0 6,0 232,3

[editar]Comparacin entre presin osmtica y presin hidrosttica Al tratarse ambas de presiones, se puede comparar el valor de la presin osmtica con el de la presin hidrosttica en determinadas situaciones. La presin hidrosttica viene dada por:

donde es la densidad del lquido (para agua: agua = 1 000 kg/m3), g es la aceleracin de la gravedad (en la superficie terrestre: g = 9,81 m/s2), y h es la profundidad, expresada enmetros. Con esta frmula, se puede comparar a qu profundidad de agua correspondera cualquier valor de la presin osmtica de la tabla anterior. Por ejemplo, a molalidad 1 gsac/kgaguacorresponde una presin de 27,2 atm. De este modo, despejando h:

Y convirtiendo atmsferas a pascales (27,2 atm

2 750 000 Pa), obtenemos finalmente la altura:

As, la presin osmtica sobre la membrana semipermeable que ejerce la disolucin de un gramo de sacarosa en un kilogramo de agua equivale a la presin a 281 m bajo el agua, un valor realmente elevado. [editar]La presin osmtica como proceso termodinmico irreversible

Desde el punto de vista de la fsica, en un sistema binario no reaccionante, en que los componentes no acarrean carga elctrica y existe una temperatura uniforme e igual para dosreservoirs, se tiene que la produccin de entropa es:12

donde los flujos son simplemente el flujo de difusin relativo del compuesto 1 y el flujo relativo de velocidades de los componentes:

Las fuerzas termodinmicas son diferencias entre magnitudes intensivas entre los dos reservoirs: potencial qumico y presin:

Las leyes fenomenolgicas son:

De lo que se deduce, para una situacin estadionaria (

) que una

diferencia de concentraciones en los reservoirs provoca una diferencia de presiones y viceversa. Son los fenmenos de osmosis y osmosis inversa, dados por la relacin:

A la diferencia de presiones de concentracin

que provoca una determinada diferencia

se denomina presin osmtica. Los coeficientes

son los coeficientes fenomenolgicos. Adems las relaciones de OnsagerCasimir nos dicen que la paridad del proceso es positiva y [editar]Relacin entre presin osmtica y entropa Desde el punto de vista de la termodinmica, se puede relacionar la presin osmtica con la entropa para explicar el sentido de flujo del disolvente. El paso de disolvente hacia la disolucin representa un aumento de entropa del sistema. Las molculas de soluto aumentan su desorden al diluir la disolucin mezclndose con el disolvente que atraviesa la membrana, ya que las molculas de soluto tienen ms espacio para moverse, lo que representa un mayor nmero de posiciones disponibles (mayor desorden), y, por tanto, una mayor entropa. Tambin las molculas de disolvente tienen mayor desorden en una disolucin que en estado puro. Si el disolvente pasase desde la disolucin al disolvente puro el orden .

aumentara, lo cual disminuira la entropa y no se cumplira el segundo principio de la termodinmica. Todo esto demostrable matemticamente.10 [editar]Relaciones con otras magnitudes fsicas y qumicas

[editar]Disoluciones diluidas de no electrolitos En el caso de disoluciones diluidas de no electrolitos se aplica directamente la ecuacin de van 't Hoff. Si la presin osmtica se produce entre dos disoluciones, en lugar de entre una disolucin y el disolvente puro, en la ecuacin figura la diferencia de concentraciones, :

Sin embargo, la ecuacin obtenida por el qumico norteamericano Harmon Northrop Morse se ajusta mejor a las observaciones experimentales. Morse sustituy la concentracin expresada en molaridad de la ecuacin de van 't Hoff, por la expresada en molalidad, m.13 As, la ecuacin de Morse queda como sigue:

Realmente, la ecuacin de Morse expresada en molalidad solamente es correcta si el disolvente es agua, ya que el volumen de agua expresado en litros coincide con su masa expresada en kilogramos.

[Mostrar] Deduccin termodinmica de las ecuaciones de Morse y van 't Hoff14

[editar]Disoluciones diluidas de electrolitos Jacobus Henricus van 't Hoff descubri que las disoluciones de electrolitos no cumplan la ecuacin de la presin osmtica para disoluciones de no electrolitos, e introdujo el llamadofactor de van 't Hoff, un factor determinado empricamente simbolizado por la letra , y definido como el cociente entre el valor experimental de la presin osmtica media y el valor terico que se deduce con la ecuacin para disoluciones de no electrolitos:

De esta manera la nueva ecuacin para la presin osmtica queda de la siguiente forma:

Este factor de correccin fue explicado por el qumico sueco Svante August Arrhenius, quien entre 1883 y 1887 desarroll la teora de la disociacin electroltica,15 segn la cual lasmolculas de los electrolitos se disocian en mayor o menor medida en iones cargados elctricamente, capaces de transportar la corriente elctrica, y existiendo un equilibrio entre las molculas no disociadas y los iones. Por tanto, en disolucin hay ms partculas que las que se han disuelto ya que estas se rompen, se disocian, en partes ms pequeas. La presin osmtica, como las otras propiedades coligativas, depende del nmero total de partculas en disolucin, de manera

que en una disolucin de electrolitos se tendrn ms partculas que las disueltas, las cuales se han de tener en cuenta para calcular la concentracin total. A modo de ejemplo, podemos suponer un electrolito binario como el cloruro de calcio, CaCl2, el cual alcanza el equilibrio de disociacin en agua segn la siguiente ecuacin:

Por tanto, en disolucin, hay ms partculas que las disueltas inicialmente porque parte de estas partculas se han disociado en iones.14 [editar]Disoluciones reales Para disoluciones concentradas, se ha de utilizar la actividad (ms concretamente su logaritmo, ) en lugar de las fracciones molares, y se

debe tener en cuenta la influencia de lapresin en el volumen molar del disolvente (en la deduccin termodinmica se considera el volumen de disolvente constante). De esta manera se obtiene una expresin ms precisa, aplicable a las disoluciones concentradas que contienen un trmino aadido donde aparece la presin osmtica al cuadrado:

donde

es el coeficiente de compresibilidad isotermo del disolvente.14

[Mostrar] Deduccin termodinmica de la ley de la presin osmtica para disoluciones reales14

En el caso de electrolitos, el coeficiente de actividad del disolvente permanece cercano a la unidad, aunque la concentracin de electrolitos sea alta, y por tanto, con coeficientes de actividad del electrolito alejados de la unidad. Por este motivo, el coeficiente de actividad del disolvente no resulta adecuado para caracterizar las propiedades reales de la disolucin electroltica concentrada y se define el coeficiente osmtico ( del qumico dans Niels J. Bjerrum, de la siguiente man