Lavoisier

LA LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA

En la filosofía griega, el agua era uno de los cuatro elementos esenciales, vital para todos los seres vivos y durante mucho tiempo se creyó que era un cuerpo simple, es decir, que no podía ser descompuesto.

Sólo debemos confiar en los hechos. Estos nos son presentados por la naturaleza, y no pueden engañar. En cada caso debemos someter nuestro razonamiento a la prueba del experimento, y siempre buscar la verdad por la vía natural de la experimentación y la observación. (Antoine Lavoisier)

Quiero primeramente pedir disculpas por ser tan arrogante: que un humilde químico y escritor sea capaz de hablar de uno de los hombres más brillantes de la historia de la ciencia y en tan poco espacio, es el colmo; lo intentaré en aras de extender si cabe más su fama universal. El joven Antoine estudiaba leyes en primavera invierno y otoño, en las vacaciones de estío, recorría Francia con el amigo de la familia Gettard, en busca de minerales. Fue un alumno callado, disciplinado y con ambición ilimitada; quizá su sueño más ansiado fuera convertir la química-entonces un conjunto de supersticiones heredadas de la alquimia-, en una ciencia exacta como las matemáticas.

Y no solo consiguió este, sino muchos otros: planificó la iluminación y abastecimiento de agua de una gran ciudad, desmontó la teoría del flogisto, escribió " Método de nomenclatura química" y " Tratado elemental de química"; en ellos se definen los elementos y se describen y dan símbolos a los treinta y tres elementos entonces conocidos. Estudió la combustión y junto con Laplace midió el calor exhalado por un ser vivo, concluyendo que la respiración no era sino una combustión lenta; "la llama de la vida" no solo era una reflexión poética de los escritores, sino una bella metáfora de la realidad científica.

En el curso del experimento con el que tiró por tierra la alquimia, la transmutación del agua en tierra y viceversa, hubo de hacer muchas medidas de pesos, volúmenes, y comprendió la necesidad de organizar un sistema de unidades de medida universal, con el que todos los científicos pudieran defender sus trabajos en un mismo lenguaje físico: así nació el Sistema métrico decimal, con unidades basadas en el metro, el litro y el gramo; en sus pesas y medidas- en sus unidades- los comerciantes, ganaderos y agricultores del mundo entero incrementaron sus intercambios fiables.

Pero Lavoisier brilló además en otros campos bien distintos de la ciencia y la tecnología; en sus trabajos al servicio de la nación, buscó el bien común, la protección de los débiles, estudió la distribución de la riqueza territorial de Francia y fue un adelantado a su tiempo en propuestas sobre educación y ciencia: la primera debía ser laica, sin discriminación de sexo y con dos niveles, uno debía de conducir a la universidad, y el otro a la formación profesional ( ¡En... la segunda mitad del XVIII! ).

Pero ahora hemos de hablar del experimento que llevó al sabio francés a enunciar la ley de la conservación de la masa: desde que elaboró el proyecto de abastecimiento de agua a una gran ciudad, el científico sentía una atracción especial hacia este "cuerpo"; en la filosofía griega, el agua era uno de los cuatro elementos esenciales, vital para todos los seres vivos y durante mucho tiempo se creyó que era un cuerpo simple, es decir, que no podía ser descompuesto. El flamenco Van Helmont realizó un experimento en la primera mitad del XVII llamado "del sauce": plantó un sauce llorón con una cantidad de tierra humedecida con agua y lo cuidó durante cinco años; el sauce aumentó su masa en 75 kilogramos, mientras que la tierra sólo disminuyó la suya en 57 gramos. Él supuso que el árbol había ganado masa únicamente del agua de lluvia, es decir que el agua se había transformado en tierra y de ésta había pasado al sauce; parecía irrefutable, además, cualquiera podría comprobarlo.

Lavoisier eligió un sistema mucho más simple para comprobar la hipótesis demostrada por Van Helmont: un recipiente que contuviera agua en forma de pelícano (Figura II) por lo que se conoce como el experimento del pelícano.

Pesó el recipiente con y sin agua y lo cerró herméticamente. Luego se propuso estudiar si por la acción del calor tenía lugar la transmutación alegada por el flamenco: procedió a calentar continuamente el recipiente durante 103 días; si observáis el dibujo del recipiente, veréis que por los dos brazos permite el reflujo del líquido evaporado para que vuela al fondo, sin dejar escapar nada de agua del aparato. Al final del experimento de unos tres meses y medio, dejó que se enfriase todo y pesó el recipiente lleno, comprobó que no había cambiado nada, lo pesó vacío y vio que había disminuido un poco la masa del pelícano; la masa de agua no había cambiado en absoluto, sólo apareció un poco de tierra en el fondo del recipiente, la pesó y comprobó que coincidía casi exactamente con la pérdida de peso del pelícano. El sabio francés supuso que parte del material del pelícano se había disuelto en el agua caliente, y al enfriarse, quedó como un residuo sólido en el fondo. Irrefutablemente, había demostrado que la trasmutación del agua en tierra no era cierta en absoluto; la comunidad científica comprobó que el francés jamás aceptaría teorías ajenas por muy asentadas que estuvieran sin comprobar que fuesen ciertas.

En este experimento, una transformación física de cambio de estado líquidoàvapor y vaporàlíquido, está implícitamente demostrada la ley de conservación de la materia para las reacciones químicas; Lavoisier comprobó escrupulosamente que en procesos químicos también se cumplía entre los reactivos y productos de la reacción: como si de una igualdad matemática se tratase, los cuerpos se transformaban unos en otros, pero la suma de las masas de los compuestos del primer término de la reacción debían coincidir con la suma de las masas de los nuevos formados, situados en el segundo término, es decir:

∑masas de reactivos = ∑masas de productos.

Donde el símbolo sumatorio, sigma, indica la suma de las masas de todos los productos a un lado y otro de la ecuación química.