:.Teorías Primarias y  productos sintéticos para la industria química naciente.

Ni la Santa Alianza, concertada en el Congreso de Viena (1815) luego de la derrota definitiva en Waterloo de las tropas bonapartistas, ni las monarquías “legítimas” restauradas para supuestamente lograr la estabilidad europea consiguieron detener los profundos procesos en constante aceleración del desarrollo de las relaciones capitalistas. 

En tales circunstancias históricas, se suceden apenas iniciado el siglo, como en reacción en cadena, aquellas invenciones que producirían primero una revolución en el transporte  marítimo y terrestre. 

En unos treinta años desde que el ingeniero norteamericano Robert Fulton (1765 - 1815) inventara el  buque accionado por el vapor, la travesía por el Atlántico para enlazar los puertos industriales de América y Europa se convertiría en un recorrido de unos catorce días. 

Por estos tiempos, el transporte terrestre experimenta el nacimiento y meteórico desarrollo del ferrocarril. Si en 1814 el ingeniero inglés autodidacta George Stephenson (1781 – 1848) construye la primera locomotora a vapor, hacia 1870 doscientos diez mil kilómetros de vía férrea enlazaban los principales nudos y núcleos poblacionales del  mundo industrializado. 

Este fantástico incremento de la actividad del transporte trajo incontables consecuencias: abarató el traslado de las materias primas hacia las fábricas y de los productos industriales hacia los mercados de venta, contribuyó al crecimiento del mercado interior y exterior,  aumentó la necesidad de metal y de combustible y por tanto impulsó las industrias correspondientes y los procesos de industrialización de una serie de países. 

Concurrente con un período de desarrollo relativamente pacífico de la sociedad capitalista europea, las postrimerías del siglo XIX se caracterizan por un crecimiento del empleo del acero que hace legítimo en cierta medida el bautizo de esta época como era del acero.  Entre 1870 y 1900 la producción del acero aumentó en 56 veces.  

Pero el sello de un nuevo paradigma en este siglo se asocia con la revolución en las comunicaciones y una nueva ola de invenciones en el transporte que están precedidas esta vez por los colosales descubrimientos de la Física en el área del electromagnetismo. El dominio de una nueva forma de energía, la energía eléctrica inauguraba toda una época en el desarrollo de la sociedad. 

El estreno del telégrafo y del teléfono y su rápida difusión,  la grabación del sonido y la primera producción del fonógrafo,  la instalación de las primeras plantas eléctricas  y la iluminación de las ciudades con esta energía representan signos de los colosales cambios que se operan a la vista de una generación. 

No terminaría el siglo sin que  las ondas hertzianas comunicaran a través del Canal de la Mancha a Inglaterra y Francia. 

A diferencia de momentos anteriores, en los que la práctica, el saber hacer, precedía significativamente a la teoría, ahora la fuerza de los saberes de las nacientes ciencias impulsan y establecen un complejo tejido de interacción con la tecnología. Si la máquina de vapor apareció en escena antes de la elaboración de la teoría de los procesos térmicos, la construcción del motor eléctrico resultó posible solamente después de los avances de la teoría del electromagnetismo. 

El desarrollo del instrumental matemático en este siglo va a cimentar el despegue en el próximo de la informatización y ofrece nuevas potencialidades para el nacimiento de la Mecánica Cuántica; la aplicación del invento de Volta permite el descubrimiento de un número significativo de elementos químicos; la aparición de los primeros productos sintéticos (colorantes y otros) condiciona el desarrollo de una nueva industria que persigue superar las cualidades de los productos naturales conocidos hasta el presente; la naciente Termodinámica ofreció los fundamentos de las máquinas térmicas y de los mecanismos de refrigeración; pero lo más trascendente del siglo XIX serían los avances en la teoría y práctica electromagnética que trajo una nueva concepción del cuadro físico del mundo y posibilitó una lluvia de inventos eléctricos. 

En esta compleja dialéctica al filo de la necesidad y la casualidad, siendo portadores de los progresos determinadas personalidades históricas que fueron fortaleciendo el papel de las comunidades (Sociedades Científicas), en contextos sociales principalmente dados por las naciones que encabezan el desarrollo monopolista de la época, se desarrollan firmemente estas tres ciencias básicas. 

En el campo de las Ciencias Químicas, el siglo XIX es prolijo en adelantos que van desde los primeros elementos de la teoría atómica y estructural, hasta las bases de la síntesis orgánica.

Se profundiza en este siglo la interacción entre una industria química naciente y los primeros laboratorios de investigación y enseñanza. Hasta entonces la instrucción en el campo de la Química tenía como principales protagonistas a médicos y aficionados con recursos propios, pero a partir de ahora se inicia un sistema de educación química al abrirse cátedras en las Universidades. Pionero en esta etapa fundacional es el químico alemán Justus von Liebig, que abre en Giessen, el primer centro de investigación y enseñanza de la Química. Alemania pronto se convertía en nación líder del desarrollo de esta ciencia y de la industria que ella apoya. Los laboratorios de tales industrias en franco desarrollo necesitaban del personal calificado, egresado de las Universidades y de la asesoría del personal docente. En el marco de esta creciente interacción surgen hacia finales del siglo XIX los grandes consorcios tintoreros y farmacéuticos que otorgaron a Alemania hasta la I Guerra Mundial el liderazgo científico – técnico en la Química.

Desde el punto de vista de su autodesarrollo, una vez que en el siglo XVIII fueran experimentalmente establecidas las leyes ponderales de las reacciones químicas, se exigía una teoría que explicara el comportamiento observado. El inicio de este siglo vería aparecer  la obra “Nuevo sistema de filosofía química”, en la  que el físico-químico inglés John Dalton (1766 – 1844) expondría su teoría atómica.

Al postular la existencia de los átomos como partículas indivisibles en las reacciones químicas parece que se retorna a las ideas de los atomistas griegos pero la mecánica de Newton se refleja también en  la primera teoría moderna de la Química, al atribuir como propiedad distintiva de los átomos su masa. A partir de este momento, las diferencias observadas en las propiedades de los elementos se pretenden relacionar con el peso atómico.

Esta teoría era capaz de explicar la ley de las proporciones definidas en que se combinan las sustancias, en términos de la combinación de un número determinado de átomos o átomos compuestos (moléculas diríamos hoy según la propuesta de Avogadro) en una reacción dada. Por otro lado esta teoría fue capaz de predecir la ley de las proporciones múltiples: como quiera que la reacción entre  A y B  para dar diferentes compuestos implica la combinación de átomos de A y B en una relación necesariamente entera y particular en cada caso, se puede derivar  que  “los pesos de una sustancia A que se combina con un peso dado de B para dar diferentes sustancias se han de encontrar en una relación de números enteros sencillos”. El propio Dalton se encarga de comprobar experimentalmente la validez de esta predicción.  

Al tiempo que los postulados de la teoría daltoniana demostraron su capacidad explicativa y predictiva definieron los principales problemas que señalan el derrotero de las investigaciones de los químicos en este siglo:

¿Cómo determinar los pesos atómicos de los elementos químicos?

¿Cómo descubrir nuevos elementos y desarrollar métodos para su aislamiento y preparación?

¿Qué sistema de símbolos adoptar para representar las fórmulas de las sustancias elementales y compuestas como reflejo simplificado de la estructura de las sustancias?

La determinación de los pesos atómicos fue basada en los resultados de los métodos físicos más avanzados de estos tiempos, adoptando una escala relativa con respecto al átomo de oxígeno (elemento que se combina con la mayoría de los elementos conocidos para dar lugar a las combinaciones binarias).

Un paradigma para el estudio sistemático de las propiedades de los elementos químicos fue erigido por el descubrimiento de la Ley Periódica de los elementos químicos. En 1869, el químico ruso D. Mendeleev (1834 – 1907)  defendió la tesis de que una variación regular en las propiedades de los elementos químicos se podía observar si se ordenaban en un orden creciente de los pesos atómicos. La edificación de la tabla periódica de Mendeleev no solo dio lugar a la clasificación de los elementos químicos en familias o grupos sino que posibilitó la predicción de la existencia de elementos químicos aún no descubiertos y de las propiedades que estos debían exhibir. La sorprendente correspondencia entre estas predicciones y los descubrimientos de nuevos elementos que se producirían en los años subsiguientes demostró la validez de la ley periódica y constituyó un estímulo para la realización de estudios de nuevas correlaciones en la tabla propuesta.

Una segunda dirección observada en la investigación se relaciona con el descubrimiento de nuevos elementos químicos, los bloques unitarios a partir de los cuales se formaba la amplia variedad de los compuestos químicos.

Si en la Antigüedad fueron conocidos siete elementos metálicos (oro, plata, hierro, cobre, estaño, plomo y mercurio) y dos no metales (carbono y azufre); el esfuerzo de la alquimia medieval sumó el conocimiento de otros cinco (arsénico, antimonio, bismuto, zinc y fósforo); y el siglo XVIII, con el estudio de los gases, dejó como fruto el descubrimiento de cuatro nuevos elementos (hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y cloro) mientras el análisis de minerales aportaba la identificación de nueve metales (cobalto, platino, níquel, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, titanio y plomo); en total a las puertas del siglo XIX eran conocidos 27 elementos químicos. Hacia 1830, se conocían cincuenta y cinco elementos, es decir se había duplicado en treinta años la cifra de elementos descubiertos en más seis milenios de práctica humana.

Dos factores contribuyeron de forma decisiva a este vertiginoso crecimiento en los elementos conocidos: la aplicación de la pila voltaica para conducir la descomposición de las sustancias; y la introducción de las técnicas espectrales al análisis de muestras de minerales convenientemente tratadas.

Entre los problemas pendientes, se levantaba el determinar la forma en que se enlazan los átomos en la estructura particular de la sustancia y edificar un sistema de símbolos y notaciones que permitieran una comunicación universal.

El sistema jeroglífico de representación de los elementos químicos heredado de la alquimia fue sustituido por un sistema más racional de notación simplificada que se asocia a la representación de una o dos letras iniciales (con frecuencia derivada de los nombres en latín, plata = argentum, Ag). Este sistema de notación fue propuesto por el químico sueco Jöns J. Berzelius (1779 – 1844), considerado uno de los fundadores de la Química, quien descubriera tres elementos químicos (selenio, cerio y torio) y aplicara los métodos más refinados de determinación de pesos atómicos en la época.

En lo que respecta a la construcción de teorías que intentaran explicar la naturaleza del enlace químico, el origen de las fuerzas de atracción que conduce a la unión entre los átomos, el primer ladrillo fue puesto por C. L. Bertholett entre fines del XVIII y principios de este siglo. La afinidad química, según Berthollet, debía atribuirse a las fuerzas newtonianas de gravitación universal. Sin embargo resultó que la afinidad química no es proporcional a las masas de los átomos que se unen en la molécula. Por ejemplo, el átomo de mercurio que ya se podía considerar mucho más pesado que el del gas liviano hidrógeno (hoy sabemos que es 200 veces más pesado) está mucho más débilmente unido al oxígeno en su óxido,  que el hidrógeno en el agua. Otras razones derivadas de la práctica se encargan de rechazar el modelo de las fuerzas gravitacionales como soporte del enlace químico. Baste significar que la influencia de las fuerzas químicas es específica: el átomo de cloro se une al de sodio mediante fuertes lazos; con otro átomo de cloro lo hace débilmente y con el átomo de helio no se advierte afinidad alguna.

Sucedió a esta tesis la teoría electroquímica defendida por esa autoridad que representó Berzelius. Basada en el paradigma eléctrico que apenas iniciaba su consolidación, esta teoría considera que cada átomo tiene dos polos, uno positivo y otro negativo, y en cada átomo predomina uno de estos polos. Así por ejemplo, la fortaleza del óxido de magnesio es explicada por Berzelius en términos de la atracción del polo negativo del oxígeno (predominante en este átomo) con el polo positivo del magnesio (átomo de naturaleza electropositiva). Poco tiempo después, con la demostración de la existencia de las moléculas diatómicas como el dicloro, y tanto más cuando el químico francés J. B.Dumas (1800 – 1884) demostró en 1834 que en determinados procesos, elementos con predominio de polos contrarios se sustituyen unos a otros en la formación de compuestos, la teoría electroquímica fue sino derrumbada al menos drásticamente reducida en su grado de generalización.

Un importante eslabón en la edificación de la teoría del enlace químico fue aportado hacia mitad del siglo por el químico inglés  E. Frankland (1825 – 1899). Al estudiar la formación de algunos compuestos organometálicos, advierte la necesidad de introducir el concepto de “atomicidad” (valencia) para expresar numéricamente la capacidad de combinación de un elemento. Surge así el núcleo de una teoría  de la valencia química.                  

La complejidad estructural que iban presentando los compuestos orgánicos se levantaba como un obstáculo para describir una teoría de la valencia de relativa simplicidad conceptual. En este terreno, el descubrimiento de los isómeros estructurales, sustancias que respondiendo a la misma fórmula   difieren en sus propiedades, y de los isómeros ópticos, sustancias que sólo se distinguen  en el sentido que hacen girar el plano de polarización de la luz polarizada, por L. Pasteur (1822 – 1895) puso sobre el tapete dos problemas de difícil explicación.  Para los investigadores de la época  tales diferencias debían encontrar respuestas en el diferente ordenamiento de los átomos en la estructura molecular.

Correspondió al arquitecto alemán F.A. Kekulé (1829 – 1896), devenido en químico y principal arquitecto de la estructura molecular de los compuestos orgánicos,  edificar los principios de la primera teoría estructural. Aún desconociendo la naturaleza del enlace químico propuso un ordenamiento, según la valencia de los átomos, en la estructura molecular de las sustancias. En lo esencial esta forma de representación en el plano de las fórmulas estructurales de las moléculas llega hasta nuestros días y permitió la estructuración de las familias orgánicas de acuerdo con la presencia de determinados grupos funcionales.

El problema de la explicación estructural de los isómeros ópticos debió esperar por la comprensión de la orientación espacial de los átomos en la estructura de las moléculas y un primer paso en esta dirección fue dado por el químico holandés Jacobus H. Van’t Hoff (1852 – 1911) al proponer la orientación tetraédrica de las valencias en el átomo de carbono, que  da nacimiento a la estereoquímica como rama que se ocupa de definir la geometría molecular de las sustancias. A pesar de los avances obtenidos habría que esperar al próximo siglo para edificar una teoría que diera respuesta a la naturaleza del enlace químico.   

Tanto en el estudio de las sustancias del mundo inorgánico (según la clasificación propuesta por Berzelius en este siglo) como en las investigaciones de las sustancias orgánicas se advierte, como un imperativo de la lógica interna de esta ciencia, el predominio en un primer momento del método analítico.

En el mundo de las sustancias orgánicas este período inicial representa el predominio del análisis sobre la síntesis. En tanto los estudios analíticos responden a una línea de pensamiento debidamente formulada, los resultados sintéticos aparecen con frecuencia atravesados por la casualidad.

Así, las investigaciones en el campo de los compuestos orgánicos debieron en lo fundamental constreñirse al aislamiento y posterior caracterización de determinadas sustancias provenientes de materiales vegetales o animales. En 1817 se logra aislar la clorofila; el tratamiento hidrolítico de la gelatina conducido en 1820 evidencia que esta proteína está constituida por un pequeño aminoácido, la glicina; y en 1834 se reporta la separación de la celulosa de la madera quedando demostrado que la hidrólisis enérgica de este material produce unidades de azucares simples.

Berzelius, ante la complejidad observada por las sustancias orgánicas desarrolla la teoría del vitalismo, según la cual los tejidos vivos debían disponer de una fuerza vital para la producción de las sustancias orgánicas. La extensión de estas nociones en el mundo académico de la época desalentó por un tiempo la investigación en el campo de la síntesis.

Pero ya en 1828 el pedagogo y químico alemán Friedrich Wöhler (1800 – 1882), sin proponérselo, descubre que el calentamiento de una sal (cianato amónico) producía la urea (un producto de excreción del metabolismo animal ya conocido por entonces), con lo cual el vitalismo recibe su primer golpe. No fue casual el desarrollo de un método para producir acetileno a partir del carburo de calcio que, aunque menos reconocido que el anterior descubrimiento, aún hoy encuentra aplicación en la producción industrial de este importante gas.  

Debieron pasar varias décadas para que, primero A. W. Kolbe (1818 – 1884), discípulo de Wöhler, y luego Pierre E. M. Berthelot (1827 – 1907), lograran la síntesis de moléculas orgánicas simples (como el metanol, etanol y otras) a partir de las propias sustancias elementales de naturaleza inorgánica que los constituyen.

Berthelot, aprovechando los resultados del estudio hidrolítico de las grasas (no casualmente la familia con la más simple estructura de la gran tríada grasas, carbohidratos y proteínas), se propuso la síntesis de una grasa a partir de un solo tipo de ácido carboxílico (graso) y la glicerina y obtuvo una grasa “sintética” con propiedades similares a la grasa natural  estearina. Quedó demostrado la metodología a seguir en el proceso de aprehensión del conocimiento de las sustancias orgánicas complejas: primero dilucidar, mediante el análisis, la estructura y luego probar las rutas de su síntesis. El terreno quedaba fertilizado para empeños mayores.

Los trabajos del grupo encabezado por el químico alemán, premio Nóbel de Química en 1902, Emil Fischer (1852-1919),  no sólo aportarían todos los elementos de una teoría estructural para la importante familia de los azúcares, sino que demostrarían la validez de un método: el análisis de la estructura molecular de los compuestos orgánicos complejos debía ser coronado con la síntesis correspondiente. Años más tarde aborda con la misma orientación, la combinación del análisis y la síntesis, el estudio de los péptidos, los precursores inmediatos de las proteínas.

De esta forma, el vitalismo como filosofía de inaccesibilidad del conocimiento en el área de la síntesis orgánica es definitivamente desterrado: había sido posible la obtención en el laboratorio de compuestos que configuran  las tres familias vinculadas estrechamente con los tejidos vivos: las grasas, los carbohidratos y las proteínas.

La casualidad se empeñaría no obstante en contribuir al desarrollo de la Química. Cuando a mediados de siglo, el famoso químico alemán Augusto W. Hofmann (1818 -1892) fuera invitado a Inglaterra para fundar la primera Escuela Superior de Química británica, nadie podría imaginar que tres años más tarde, en el verano de 1856,  un discípulo de 18 años William H. Perkin (1838 – 1907), obtuviera la primera patente por la fabricación de un colorante sintético. El colorante fue el resultado del tratamiento de la anilina con un oxidante enérgico (la anilina había sido aislada por Hofmann en el alquitrán de hulla) cuando Perkin se encontraba intentando obtener por vía sintética la quinina. Se abriría un nuevo capítulo, iniciado más de un milenio atrás por los antiguos fenicios, la producción de colorantes y tintes sintéticos que superaban a los naturales por sus propiedades y costos.

Más espectacular que la fabricación del primer colorante sintético resultó la invención de la primera materia plástica del mundo. Impulsado por el interés de hacerse de la recompensa ofrecida para quien describiera la forma de fabricar un material que sustituyera el marfil en la producción de bolas de billar el joven John Hyatt con solo 18 años y sin ninguna preparación en Química logra en 1865 producir,  mediante el tratamiento con calor y presión de una mezcla de nitrocelulosa (sustancia explosiva), alcanfor y alcohol, el celuloide. Cinco años más tarde John y su hermano Isaías inauguran en Nueva York la primera fábrica de celuloide del mundo. Nacían los objetos plásticos y traían, junto a las propiedades atractivas de estas sustancias, un imperdonable defecto: la vida oculta de la nitrocelulosa le hacía ser inflamable e incluso podía estallar. Mejorar las propiedades de estos materiales parecía una tarea del orden del día, pues entre otros objetivos de la época se imponía la obtención de nuevos materiales para grabar imágenes y sonidos. Es necesario apuntar que ya en 1826 el principio de la fotografía es descubierto por el químico francés N. Niepce; en 1877, Edison inventa el fonógrafo;  en el 1888, Eastman patenta la película fotográfica y el cierre de esta etapa, antes de terminar el siglo, vendría representado por la invención del cinematógrafo por los hermanos Lumiere (1895). Sin embargo abría que esperar hasta el siglo siguiente para que la deficiencia del celuloide fuera superada al sustituirse la nitrocelulosa por la acetilcelulosa, y para que los trabajos de Baekeland traerán  la segunda materia plástica sintética: la bakelita.     

Conjuntamente con el interés despertado por la síntesis de los colorantes,  los científicos y las nacientes empresas químicas, principalmente alemanas, comenzaron a manifestar un gran interés por la síntesis de sustancias con acción fisiológica y propiedades curativas. Kolbe, en 1886 había obtenido la sal sódica del ácido salicílico que resultó ser un calmante efectivo pero su ingestión traía serias secuelas digestivas. Los químicos de la empresa química de Baeyer, encontraron el medio de producir en 1899 el ácido acetilsalicílicio, la famosa aspirina. Ni antes ni después se ha encontrado un producto farmacéutico sintético tan universal, inocuo y barato.

La investigación de los explosivos nacía aliada a fines bélicos desde que en la guerra de Crimea 1853 – 1856, el sueco  Enmanuel Nóbel propusiera a los rusos el empleo de las minas marítimas, con la utilización del algodón pólvora inventado por el químico alemán Schonbein (1799 – 1868) en 1846. Este minado impediría, ante la sorpresa del Almirantazgo inglés, el acceso de la flota hasta Petrogrado.

En esta dirección se inscribe un compuesto de propiedades asombrosas: la nitroglicerina. Descubierta en 1847 por el químico italiano Ascanio Sobrero en este compuesto se combinan propiedades terapéuticas y explosivas. Como explosivo la nitroglicerina era sorprendente pues no había que encenderla para que explotara sino que estallaba sólo por percusión.

Correspondió al hijo de Enmauel, el químico sueco Alfred Nóbel inaugurar la producción de una nueva generación de explosivos nitrados orgánicos. En el año 1863 patentó una mezcla de nitroglicerina y pólvora negra muy superior en potencia a cualquiera de las modificaciones europeas de la pólvora china. Sin embargo el aceite explosivo, como lo nombró su inventor, adolecía de un punto débil para su aplicación. Un golpe involuntario podía provocar una explosión inesperada. Tres años después y mediando un casual derrame del aceite explosivo sobre la arcilla, fabricó un explosivo sólido constituido por una mezcla de nitroglicerina, arcilla y sosa calcinada, nacía la dinamita. Esta no solo superaba al aceite explosivo en potencia sino también en la obediencia a explotar sólo ante un golpe que generase una temperatura no inferior a los 180^oC. Las investigaciones prosiguieron y según se narra al sueco le favorecieron las iluminaciones. A 12 años de su primera invención, se preguntó cómo se modificaría la nitroglicerina al mezclarse con colodión y en efecto obtuvo una gelatina explosiva más potente que la dinamita y al mismo tiempo más estable.

La tercera tendencia que se advierte corresponde a la configuración de las disciplinas que abarcan las relaciones entre las reacciones químicas y las diferentes formas de energía: esto es, se gestan las leyes de la Termodinámica Química, la Electroquímica y la Cinética Química.

La invención ya referida de la pila de Volta en 1799,  abre una etapa de obtención de nuevos elementos a través del proceso opuesto: la electrodescomposición de sustancias compuestas. 

Pioneros en el estudio de la electrólisis de las sustancia químicas son W. Nicholson (1753 – 1815)  que estudia la descomposición electroquímica del agua acidulada y Humphry Davy (1788 – 1829) que obtiene por primera vez metales tan activos como el potasio y el sodio por procedimiento electrolíticos.  Su discípulo M. Faraday (1791 – 1877) deduce en 1832, apoyado en resultados experimentales, las leyes cuantitativas de la electrólisis de las disoluciones acuosas.

Otros desarrollos para la producción de energía eléctrica a partir del fenómeno químico, se concretan en 1836 con la pila de Daniell  y hacia mediados de la centuria  con el invento del acumulador eléctrico y luego de la pila seca.

Los primeros elementos de una teoría que explicara los fenómenos electrolíticos van a ser desarrollados por el químico sueco S. Arrhenius (1859 – 1927) en 1884. Esta teoría marca el inicio de una nueva rama del saber químico: la Electroquímica.

Un gran momento en la aplicación de la Electroquímica a la Tecnología viene representado por la producción del aluminio a partir de técnicas electroquímicas (1886). Hasta este momento el aluminio constituía un metal de escaso uso por las dificultades presentadas en la reducción de su óxido.

El dominio del fuego constituyó desde siempre una necesidad de la civilización humana. En el siglo XVIII allí donde se inicia la química como ciencia experimental, los estudios más sobresalientes se relacionan con estudios sobre las reacciones de combustión,  pero lo que hoy llamamos el estudio de las relaciones entre el acto químico y el calor involucrado data del siglo XIX.

El nacimiento de la Termoquímica está marcado por los trabajos de G.H. Hess (1802 – 1850) que demuestran que el calor implicado en una transformación química sólo depende del estado inicial y final del sistema y no de las etapas por las que este proceso pueda ser efectuado. Constituye la ley de Hess, publicada en 1840, expresión del principio más universal de transformación y conservación de la energía.

En 1876 corresponde a Josiah Gibbs (1839 – 1910) el mérito de relacionar en un cuerpo teórico coherente, las tres magnitudes que caracterizan en términos termodinámicos un proceso químico: la variación de energía libre, la variación de entalpía y la variación de entropía. A partir de entonces la Termodinámica se convierte en una disciplina de capacidad predictiva para evaluar la tendencia de una reacción a verificarse en una dirección dada. En otras palabras, la reversibilidad del fenómeno químico a partir de entonces comienza a tratarse en términos cuantitativos.

Otra esencia de las reacciones químicas que comienza a ser descifrada en el ocaso del siglo XIX es el problema de la rapidez con que estas se manifiestan. Comprender los factores que inciden sobre la rapidez a la que se verifica una transformación química presupone la capacidad de gobernarla convenientemente. La experiencia demostraba que, por ejemplo, la hidrólisis del almidón se aceleraba por la presencia de ácidos, y un efecto semejante era producido también por un producto aislado de las levaduras, la diastasa.

El primer peldaño en la edificación de la teoría de la Cinética Química fue puesto por el propio  Arrhenius  quién en 1889 estudia la correlación existente entre la rapidez con que se efectúa una reacción química y la temperatura. Los resultados experimentales le permiten deducir una nueva magnitud, la energía de activación. Este concepto conduce a la elaboración de la teoría de las colisiones efectivas como forma de interpretación de las reacciones químicas a partir de las nociones de la teoría atómico – molecular de la constitución de las sustancias.

El siglo cierra con lo que fuera una de sus iniciales tendencias, los descubrimientos de nuevos elementos químicos. Pero esta vez, Sir William Ramsay (1852-1916), premio Nobel en 1904, debió enfrentarse al difícil problema de aislar de la atmósfera aquellos gases caracterizados por su extraordinaria inercia química comenzando por el que está en mayor abundancia relativa, el argón (del griego Argos, noble). Trabajando en el otro extremo de la cuerda, el químico francés Henri Moissan (1852-1907), premio Nobel de Química en 1906,  consigue aislar el elemento más electronegativo y por tanto de reactividad extraordinaria, el flúor. En el laboratorio de los Curie a finales de la última década se descubren tres radioelementos: el polonio, el radio y el actinio.

Al correr las cortinas del siglo XIX el avance de estas tres ciencias podía calificarse de colosal. Una parte de la humanidad iba a recibir los beneficios la revolución científico técnica cuya plataforma de lanzamiento había sido construida en esta centuria.

Paradójicamente, las naciones abanderadas de este proceso de desarrollo material se enfrascarían en dos guerras, llamadas mundiales. La tercera, ya en plena era atómica, podría significar la pérdida de todo lo valioso construido por el hombre en el planeta.