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 Louise Durand. Su padre fue una figura influyente que desempeñó un papel importante 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 el régimen descrito por Henry Louis: "Yo estaba acostumbrado a una disciplina muy estricta: era necesario despertarse a tiempo, prepararse para sus deberes y lecciones, comer todo lo que había en el plato, etc. Todo Durante mi vida mantuve el respeto por el orden y la ley. El orden es una de las formas más perfectas de civilización." [2]
Cuando era niño, Le Chatelier asistió al Collège Rollin de París. A la edad de 19 años, después de sólo un año de formación en ingeniería especializada, siguió los pasos de su padre al matricularse 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 posteriormente participó en el Sitio de París . Después de brillantes éxitos en su educación 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 Polytechnique. Tuvieron siete hijos, cuatro niñas y tres niños, cinco de los cuales ingresaron a campos científicos; dos murieron antes de la muerte de Le Chatelier.
A pesar de su formación como ingeniero, e incluso 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 jefe de química general del curso preparatorio de la École des Mines de París. Intentó, sin éxito, conseguir un puesto como profesor de química en la École Polytechnique en 1884 y nuevamente en 1897.
En el Collège de France, Le Chatelier sucedió a Schützenberger como catedrático de química inorgánica. Posteriormente 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 mejor conocido por su trabajo sobre su 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 fueron presentados en 1884 en la Academia de Ciencias de París.
Le Chatelier también llevó a cabo 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 estuvo dedicada a la industria. Por ejemplo, fue ingeniero consultor para 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 (Investigación experimental sobre la composición de morteros hidráulicos).
Siguiendo el consejo de un artículo de Le Chatelier de que la combustión de una mezcla de oxígeno y acetileno en partes iguales producía una llama de más de 3.000 grados centígrados, [4] en 1899 Charles Picard (1872-1957) comenzó a investigar este fenómeno, pero fracasó. debido a los depósitos de hollín. En 1901 este último consultó con Edmond Fouché y juntos obtuvieron una llama perfectamente estable y nació la industria del oxiacetileno . [5] En 1902, Fouché inventó una herramienta de soldadura a gas con la patente francesa número 325.403 y en 1910 Picard desarrolló la válvula de aguja. [6]
Le Chatelier en 1901 intentó la combinación directa de los dos gases nitrógeno e hidrógeno a una presión de 200 atm y 600 °C en presencia de hierro metálico. Un compresor de aire forzaba la mezcla de gases a entrar en una bomba Berthelot de acero, donde una espiral de platino los calentaba junto con el catalizador de hierro reducido. [7] Se produjo una terrible explosión que casi mata a un asistente. Le Chatelier constató que la explosión se debió a la presencia de aire en el aparato utilizado. Y así le tocó a Fritz Haber triunfar 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 lograron producir amoníaco a escala comercial. Cerca del 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]
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 reestabilizarse en el equilibrio termodinámico. Dicho de otra manera,
Si un sistema químico en equilibrio experimenta un cambio en la concentración , la temperatura o la presión total , el equilibrio se desplazará para minimizar ese cambio.
Esta ley cualitativa permite imaginar 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 según el principio de Le Chatelier, una mayor cantidad de energía térmica en el sistema favorecería la reacción endotérmica inversa, ya que absorbería el aumento de energía; en otras palabras, el equilibrio se desplazaría hacia los reactivos para eliminar la tensión del calor añadido. Por razones similares, 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 parecen violar este principio.
En aquella época era típico 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 que describe sus convicciones sobre el tema, [9] discutiendo 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 un dictamen sobre la ley francesa de semana laboral de cuarenta horas en la publicación bruselense Revue économique internationale . Sin embargo, a pesar de ciertas convicciones antiparlamentarias, se mantuvo alejado de cualquier movimiento extremista o radical. [ cita necesaria ]
Su hermano Alfred Le Chatelier , un ex soldado, 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 cerámica Art Nouveau de Francia . [10] Henry Louis Le Chatelier parece haber alentado el taller de Alfred y 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. [11]
Le Chatelier fue nombrado "chevalier" (caballero) de la Legión de Honor en 1887, pasó a ser "officier" (oficial) en 1908, "commandeur" (Caballero comandante) en 1919 y finalmente obtuvo el título de "gran oficial" ( Caballero Gran Oficial) en mayo de 1927. Fue admitido en la Academia de Ciencias en 1907.
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]