Joel Henry Hildebrand (16 de noviembre de 1881 – 30 de abril de 1983) [1] fue un educador estadounidense y un químico pionero . Fue una figura importante en la investigación de la química física , especializándose en líquidos y soluciones no electrolíticas . [2]
Nació en Camden, Nueva Jersey, el 16 de noviembre de 1881. [3]
Hildebrand se graduó en la Universidad de Pensilvania en 1903. Trabajó brevemente en la facultad antes de ir a la Universidad de California, Berkeley como instructor de química en 1913. En cinco años se convirtió en profesor asistente. En 1918 fue ascendido a profesor asociado antes de que finalmente se le otorgara la cátedra de profesor titular en 1919. El 4 de agosto de 1919, recibió un disparo y resultó herido por un asistente de química enojado por no haber sido recomendado para un mayor ascenso. [4]
Fue decano de la Facultad de Química desde 1949 hasta 1951 y se retiró de la docencia a tiempo completo en 1952. [5] El Hildebrand Hall en el campus de Berkeley lleva su nombre.
Su monografía de 1924 sobre la solubilidad de los no electrolitos, Solubilidad , fue la referencia clásica durante casi medio siglo. En 1927, Hildebrand acuñó el término " solución regular " (para contrastar con " solución ideal ") y analizó sus aspectos termodinámicos en 1929. Una solución regular es aquella que no implica ningún cambio de entropía cuando se le transfiere una pequeña cantidad de uno de sus componentes desde una solución ideal de la misma composición, permaneciendo inalterado el volumen total. Entre los numerosos artículos científicos y textos de química de Hildebrand se incluyen Introducción a la teoría cinética molecular (1963) y Viscosidad y difusividad (1977). Recibió la Medalla al Servicio Distinguido en 1918 y la Medalla del Rey (británica) en 1948.
Hildebrand formó parte del consejo de la Academia Nacional de Ciencias , de la que era miembro, [6] y también fue miembro del Comité Asesor de Ciudadanos sobre Educación de la Legislatura de California. Fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Estadounidense en 1951. [7] Hildebrand hizo varios descubrimientos, de los cuales el más notable fue la introducción a mediados de la década de 1920 de mezclas de respiración de helio y oxígeno para reemplazar el aire de los buzos para aliviar la condición conocida como curvas . Se dio cuenta de que el problema era causado por el gas nitrógeno disuelto en la sangre a alta presión , que se expulsaba demasiado rápido al regresar a la superficie. El helio no causa el mismo problema debido a su solubilidad mucho menor en soluciones acuosas como la sangre. Este descubrimiento se utilizó más tarde para salvar las vidas de 33 miembros del submarino USS Squalus que se hundió en 1939.
Hildebrand ganó prácticamente todos los premios importantes en el campo de la química, excepto el Premio Nobel . La Sociedad Química Estadounidense creó el Premio Joel Henry Hildebrand en su honor por el trabajo relacionado con el campo de la química teórica y experimental de líquidos. [8] El primer premio fue otorgado al propio Hildebrand en 1981 como parte de las celebraciones de su centenario. Kantha lo identificó en 2001 como uno de los 35 científicos centenarios que pertenecían a un grupo inusual que se formó recientemente en el siglo XX.
Hildebrand solía decir que lo que más apreciaba era su papel de profesor. En una entrevista realizada poco antes de cumplir 100 años, observó: "La buena enseñanza es, ante todo, un arte y no se puede definir ni estandarizar... Los buenos profesores nacen y se hacen; no se puede omitir ninguna parte del proceso". [9] Siguió comprometido con su trabajo con estudiantes universitarios incluso a los 100 años. Iba a su oficina en el campus casi todos los días de clase hasta que su salud se deterioró y se lo impidió.
Hildebrand también participó activamente en el Sierra Club y fue su presidente entre 1937 y 1940. Como miembro, contribuyó a muchos informes importantes sobre el uso de la tierra en los parques estatales y nacionales de California. También dirigió el equipo olímpico de esquí de Estados Unidos de 1936.
Su estudio de la solubilidad de los no electrolitos condujo a la formación del " parámetro de solubilidad de Hildebrand ".
La idea general es que un soluto potencial será soluble en un solvente con un valor comparable para .
Este trabajo se utilizó luego en la formación del " parámetro de solubilidad de Hansen ", más completo, que no solo tiene en cuenta las interacciones de dispersión entre el disolvente y el soluto (como lo hace el parámetro de Hildebrand), sino también los enlaces de hidrógeno y las interacciones polares, eliminando así la restricción de aplicación solo a las especies no polares. Hansen muestra un gran respeto por Hildebrand y su trabajo y, de hecho, reconoce que su trabajo sobre el parámetro de solubilidad de Hansen no habría sido posible sin la gran contribución que Hildebrand hizo a este campo.
Hildebrand también se pronunció abiertamente sobre la forma en que las pequeñas especies no polares existen en el agua. La disolución de especies como el metano en el agua se acompaña tanto de una entalpía negativa como de una entropía negativa. Un modelo común para este comportamiento es el modelo de tipo iceberg o clatrato, en el que se desarrolla una red o jaula de agua unida por enlaces de hidrógeno alrededor de la molécula de metano. Esto explica la caída de la entalpía, ya que los enlaces de hidrógeno aumentan en comparación con el agua pura, y la caída de la entropía, ya que ha surgido un volumen sin disolvente junto con una red ordenada de moléculas de agua.
Hildebrand cuestionó esta opinión popular en una serie de artículos [ cita requerida ] a fines de los años 1960 y 1970 y concluyó que el metano tiene una difusividad apenas un 40% menor en agua que en tetracloruro de carbono. Si el agua estuviera enclatherada o en una estructura tipo iceberg, entonces predijo que esta diferencia de difusividad entre el agua y el tetracloruro de carbono debería ser significativamente mayor.
Este conflicto de ideas todavía existe en la literatura, con publicaciones entre 2000 y 2010 sobre la hidratación hidrofóbica de tipo clatrato que aún se presentan en simulaciones por computadora de varios tipos. [ cita requerida ] Sin embargo, hay artículos que citan las críticas anteriores de Hildebrand a este modelo y sugieren que la hidrofobicidad surge del pequeño tamaño del agua, lo que aumenta la energía libre requerida para desarrollar una cavidad adecuada para que la ocupen ciertos solutos. [ cita requerida ]
Con George Scatchard, Hildebrand desarrolló una ecuación para los volúmenes molares excedentes en mezclas. [10] [11]
