Henry Louis Le Chatelier [1] ( pronunciación francesa: [ɑ̃ʁi lwi lə ʃɑtəlje] ; 8 de octubre de 1850 - 17 de septiembre de 1936) fue un químico francés de finales del siglo XIX y principios del XX. Ideó el principio de Le Chatelier , utilizado por químicos e ingenieros químicos para predecir el efecto que tiene una condición cambiante en un sistema en equilibrio químico .
Le Chatelier nació el 8 de octubre de 1850 en París y era hijo del ingeniero de materiales francés Louis Le Chatelier y de Louise Durand. Su padre fue una figura influyente que desempeñó papeles importantes en el nacimiento de la industria francesa del aluminio , la introducción de los procesos Martin-Siemens en las industrias del hierro y el acero y el auge del transporte ferroviario. El padre de Le Chatelier influyó profundamente en el futuro de su hijo. Henry Louis tenía una hermana, Marie, y cuatro hermanos, Louis (1853-1928), Alfred (1855-1929) , George (1857-1935) y André (1861-1929). Su madre crió a los niños según un régimen, descrito por Henry Louis: "Estaba acostumbrado a una disciplina muy estricta: era necesario despertarse a tiempo, prepararse para los deberes y las lecciones, comer todo lo que había en el plato, etc. Toda mi vida mantuve el respeto por el orden y la ley. El orden es una de las formas más perfectas de civilización". [2]
De niño, Le Chatelier asistió al Collège Rollin de París. A los 19 años, tras sólo un año de instrucción en ingeniería especializada, siguió los pasos de su padre inscribiéndose en la École Polytechnique el 25 de octubre de 1869. Como todos los alumnos de la Polytechnique, en septiembre de 1870, Le Chatelier fue nombrado segundo teniente y más tarde participó en el Sitio de París . Tras brillantes éxitos en su formación técnica, ingresó en la École des Mines de París en 1871.
Le Chatelier se casó con Geneviève Nicolas, amiga de la familia y hermana de cuatro compañeros de estudios de la Politécnica. Tuvieron siete hijos, cuatro niñas y tres niños, cinco de los cuales se dedicaron al mundo científico; dos de ellos murieron antes de la muerte de Le Chatelier.
A pesar de su formación como ingeniero y de su interés por los problemas industriales, Le Chatelier optó por enseñar química en lugar de seguir una carrera en la industria. En 1887 fue nombrado director del curso preparatorio de química general de la Escuela de Minas de París. Intentó sin éxito conseguir un puesto como profesor de química en la Escuela Politécnica en 1884 y de nuevo en 1897.
En el Collège de France, Le Chatelier sucedió a Schützenberger en la cátedra de química inorgánica. Más tarde enseñó en la Universidad de la Sorbona , donde reemplazó a Henri Moissan .
En el Collège de France, Le Chatelier enseñó:
Después de cuatro campañas infructuosas (1884, 1897, 1898 y 1900), Le Chatelier fue elegido miembro de la Académie des sciences (Academia de Ciencias) en 1907. También fue elegido miembro de la Real Academia Sueca de Ciencias en 1907. En 1924, se convirtió en miembro honorario de la Sociedad Química Polaca . [3]
En química, Le Chatelier es más conocido por su trabajo sobre el principio de equilibrio químico, el principio de Le Chatelier , y sobre la variación de la solubilidad de las sales en una solución ideal. Publicó no menos de treinta artículos sobre estos temas entre 1884 y 1914. Sus resultados sobre el equilibrio químico se presentaron en 1884 en la Academia de Ciencias de París.
Le Chatelier también realizó extensas investigaciones sobre metalurgia y fue uno de los fundadores del periódico técnico La revue de métallurgie (Revista de metalurgia).
Parte de la obra de Le Chatelier se dedicó a la industria. Por ejemplo, fue ingeniero consultor de una empresa cementera, la Société des chaux et ciments Pavin de Lafarge , hoy conocida como Lafarge Cement. Su tesis doctoral de 1887 estuvo dedicada al tema de los morteros: Recherches expérimentales sur la constitution des mortiers hydrauliques (Investigaciones experimentales sobre la composición de los morteros hidráulicos).
En 1899, Charles Picard (1872-1957) se dedicó a investigar este fenómeno, pero fracasó debido a los depósitos de hollín , basándose en un artículo de Le Chatelier que afirmaba que la combustión de una mezcla de oxígeno y acetileno a partes iguales producía una llama de más de 3000 grados centígrados . En 1901, este último consultó con Edmond Fouché y juntos obtuvieron una llama perfectamente estable y nació la industria del oxiacetileno . En 1902 , Fouché inventó una herramienta para soldar a gas con el número de patente francesa 325.403 y en 1910 Picard desarrolló la válvula de aguja.
En 1901, Le Chatelier intentó combinar directamente los dos gases, nitrógeno e hidrógeno, a una presión de 200 atm y 600 °C en presencia de hierro metálico. Un compresor de aire introdujo la mezcla de gases en una bomba Berthelot de acero, donde una espiral de platino los calentó junto con el catalizador de hierro reducido. [7] Se produjo una terrible explosión que casi mató a un asistente. Le Chatelier descubrió que la explosión se debía a la presencia de aire en el aparato utilizado. Así, Fritz Haber tuvo éxito allí donde varios químicos franceses destacados, entre ellos Thenard, Sainte Claire Deville e incluso Berthelot, habían fracasado. Menos de cinco años después, Haber y Carl Bosch consiguieron producir amoníaco a escala comercial. Hacia el final de su vida, Le Chatelier escribió: "Dejé que el descubrimiento de la síntesis del amoníaco se me escapara de las manos. Fue el mayor error de mi carrera científica". [8]
Su hermano Alfred Le Chatelier , un ex militar, abrió el Atelier de Glatigny en la zona rural de Glatigny ( Le Chesnay ), cerca de Versalles, en 1897. El taller fabricaba cerámica de arenisca , porcelana de alta calidad y cristalería. En 1901, el crítico Henri Cazalis (alias Jean Lahor), catalogó el taller como uno de los mejores productores de Francia de cerámica Art Nouveau . [9] Henry Louis parece haber alentado el taller de Alfred y haber ayudado con experimentos en la composición de la porcelana y las reacciones de las inclusiones de cuarzo, y también diseñó un pirómetro termoeléctrico para medir la temperatura en los hornos . [10]
El principio de Le Chatelier establece que un sistema siempre actúa para oponerse a los cambios en el equilibrio químico ; para restablecer el equilibrio, el sistema favorecerá una vía química para reducir o eliminar la perturbación a fin de volver a estabilizarse en el equilibrio termodinámico. Dicho de otra manera,
Si un sistema químico en equilibrio experimenta un cambio en la concentración , temperatura o presión total , el equilibrio se desplazará para minimizar ese cambio.
Esta ley cualitativa permite visualizar el desplazamiento del equilibrio de una reacción química.
Por ejemplo: un cambio en la concentración de una reacción en equilibrio para la siguiente ecuación:
Si se aumenta la presión de los reactivos, la reacción tenderá a moverse hacia los productos para disminuir la presión de la reacción.
Sin embargo, consideremos otro ejemplo: en el proceso de contacto para la producción de ácido sulfúrico , la segunda etapa es una reacción reversible:
La reacción directa es exotérmica y la reacción inversa es endotérmica. Visto desde el principio de Le Chatelier, una mayor cantidad de energía térmica en el sistema favorecería la reacción inversa endotérmica, ya que ésta absorbería la energía aumentada; en otras palabras, el equilibrio se desplazaría hacia los reactivos para eliminar la tensión del calor añadido. Por razones similares, las temperaturas más bajas favorecerían la reacción directa exotérmica y producirían más productos. Esto funciona en este caso, ya que debido a la pérdida de entropía la reacción se vuelve menos exotérmica a medida que aumenta la temperatura; sin embargo, las reacciones que se vuelven más exotérmicas a medida que aumenta la temperatura parecerían violar este principio.
En aquella época, era habitual que los científicos e ingenieros tuvieran una visión muy científica de la industria. En el primer número de La revue de métallurgie , Le Chatelier publicó un artículo en el que describía sus convicciones sobre el tema, [11] y analizaba la teoría de la gestión científica de Frederick Winslow Taylor . En 1928, publicó un libro sobre el taylorismo .
Le Chatelier era políticamente conservador. En 1934 publicó una opinión sobre la ley francesa de la semana laboral de cuarenta horas en la revista bruselense Revue économique internationale . Sin embargo, a pesar de ciertas convicciones antiparlamentarias, se mantuvo alejado de cualquier movimiento extremista o radical. [ cita requerida ]
En 1887, Le Chatelier fue nombrado caballero de la Legión de Honor , en 1908 se convirtió en oficial y en 1919 en comandante y, finalmente, en mayo de 1927, en gran oficial. En 1907, fue admitido en la Academia de Ciencias .
Fue galardonado con la Medalla de Oro Bessemer del Instituto Británico del Hierro y el Acero en 1911, admitido como miembro extranjero de la Royal Society en 1913 y recibió su Medalla Davy en 1916. [12]