Una historia de pasión y química: El amoníaco.

UNA HISTORIA DE PASIÓN Y QUÍMICA: EL AMONÍACO.

UNA HISTORIA DE PASIÓN Y QUÍMICA: EL AMONÍACO.

EL AMONÍACO.

Gas formado por la combinación de un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. Es incoloro, más ligero que el aire, tiene un olor desagradable que irrita los ojos y las vías respiratorias. Tiene un sabor cáustico.

Es el derivado más importante del nitrógeno y es el camino para hacerlo activo. A través de él, se obtienen los restantes compuestos. Licúa a -33º dando un líquido fuertemente asociado con moléculas polares y enlaces por puentes de hidrógeno. Tiene elevada constante dieléctrica y por lo tanto es un solvente ionizante. El NH3 arde al aire con formación de N2 Y H2O a una temperatura de 900º.

HISTORIA Y ESTADO NATURAL

El amoniaco era conocido por los antiguos alquimistas, que describieron su obtención y sus propiedades.

Primeramente se obtuvo calentando orina con sal común y tratando el producto resultante con álcalis. El gas así obtenido se denominó espíritu volátil. El cloruro amónico se importó por primera vez en Europa desde Egipto, donde se preparaba a partir del sublimado que se formaba al quemar los excrementos de los camellos. Se cree que los antiguos sacerdotes egipcios conocían ésta sustancia, pues el nombre de sal amoniaco parece tener alguna relación con el dios egipcio Ra Ammon. Calentando en retornas algunas sustancias orgánicas, tales como pezuñas o cuernos de animales, desprendías amoniaco, y su disolución acuosa fue conocida primitivamente por espíritu de asta de ciervo; PRIESTLEY lo llamó aire alcalino. BERTHOLLET, en 1785, demostró que el amoniaco es un compuesto de hidrógeno y nitrógeno.

El amoniaco se produce en la Naturaleza por la acción de bacterias de la putrefacción y de formación de amoniaco sobre la materia orgánica del suelo. Por éste motivo se percibe olor a amoniaco en establos y corrales, donde ésta acción tiene lugar.

CARACTERISTICAS DEL AMONIACO

Fórmula: NH3

Peso molecular: 17'032

Punto de ebullición: -33'35ºC

Solubilidad (Volumen en CN por volumen de H2O):

Punto de congelación: -77'7ºC

Temperatura crítica: 132'4ºC

Densidad absoluta en CN: 0'7710 gr./l

La historia del amoniaco

Amoniaco, ese líquido que prácticamente todas las casas tienen. Actualmente obtener amoniaco es muy simple y barato...

Corresponde con un hidruro del grupo 15. El amoníaco es de gran importancia en la industria y se produce a escala masiva.

El amoniaco es un gas incoloro, intensamente picante y tóxico en altos niveles de exposición. Se produce a nivel mundial para su uso como fertilizante y como fuente primaria de nitrógeno en la producción de muchassustancias químicas.

...pero, ¿Cómo se producía antiguamente el amoniaco? ¿Qué utilidades tuvo?

El amoníaco es uno de los compuestos de limpieza más antiguo.

En realidad se remonta al antiguo Egipto. La palabra amoníaco proviene de la deidad egipcia Amon, a cuyo templo, situado en la actual Libia, se le atribuye la producción de la forma más antigua de amoníaco, la sal amoniacal obtenida al quemarestiercol de camello.

Durante la Edad Media, el amoníaco se hacía en el norte de Europa calentando raspaduras de cuernos de ciervos y se le conocía como espíritu de cuerno de ciervo.

Antes de la Primera Guerra Mundial se producía sobre todo por la destilación de productos vegetales nitrogenados.

El amoníaco producido con una técnica nueva fue usado por primera vez a gran escala por los alemanes en la Primera Guerra Mundial para la producción de municiones.

El proceso Haber se utiliza para toda la producción global. En este proceso el nitrógeno y el hidrógeno se combinan a altas temperaturas y presiones (distintos métodos) sobre un catalizador de hierro dopado. Tan novedosos e importantes eran los problemas químicos e ingenieriles surgidos en su producción que fueron concedidos dos premios Nobel: uno a Haber quien desarrollo el proceso químico, y el otro para Bosch que diseño las primeras plantas de producción. Este proceso ha tenido gran influencia en la civilización debido a que el amoníaco es la primera fuente de la mayoría de los compuestos que contienen al nitrógeno, incluidos los fertilizantes. Antes del proceso las fuentes de nitrógeno para los fertilizantes eran el excremento de ave y el salitre.

A principios del siglo XX se predicaba acerca de futuras hambrunas, lo cual nunca llego a suceder debido a ladisponibilidad tan extensa de los fertilizantes basados en el nitrógeno.

Se puede ver la difícultad de obtener grandes cantidades de amoniaco, algo que hoy día es super accesible. Se lo debemos a Haber. Pero hubo dos caras:

• Amoniaco para los cultivos y la limpieza

• Munición

Afortunadamente, actualmente el amoniaco prácticamente se usa para lo primero

El matrimonio de Haber tuvo lugar en 1901. Se casó con Clara Immerwahr, la primera mujer que consiguió un doctorado en química de la Universidad de Breslau. Clara era dos años más joven que Haber, una mujer de gran talento, también de Breslau, y también de ascendencia judía, que se había convertido en 1897. Procedía de una próspera familia laica y Haber la había conocido de estudiante, cuando ella obtuvo el doctorado en química magna cum laude en Breslau (...). Tras un embarazo excepcionalmente difícil, dio a luz a un hijo, Hermann, el 1 de junio de 1902. Tres meses después, Haber dejó a su familia y se marchó a un viaje profesional de cinco meses a Estados Unidos, una inusual desaparición del seno familiar.

La obra que publicó en 1905, “Thermodynamik technischer Gasreaktionen” se la dedicó a su esposa por su «silenciosa cooperación». Habían trabajado juntos en casa, cada uno en su mesa; Clara calculando y comprobando esmeradamente los datos de Haber. Sin embargo, el matrimonio de Haber no marchaba bien. Tras ocho años de matrimonio, en 1909, ya se encuentran dificultades en el mismo. En la correspondencia de Clara con su antiguo maestro y amigo de su esposo, Richard Abegg encontramos:

Lo que Fritz ganó en esos ocho años, eso –y mucho más– he perdido yo, y todo lo que queda de mí me llena de la más absoluta insatisfacción [...] y si debo culpar a una parte de mí de [...] la insatisfacción por un rasgo particular de mi carácter, el peso principal debe recaer, sin lugar a dudas, en la asfixiante seguridad en sí mismo que muestra Fritz en el hogar y en el matrimonio, y cualquier ser humano que no fuera aún más desconsiderado que él [...] se rompería en pedazos. Todas las demás cualidades humanas de Fritz, excepto ésta [la voluntad de trabajar], están a punto de reducirse y es, por así decirlo, un viejo prematuro. (Clara Haber a Richard Abegg, 25 de abril de 1909)

El trágico final del matrimonio tuvo lugar al comienzo de la primera guerra mundial No ofrecen, sin embargo, los textos consultados una información precisa sobre este asunto y en algunos aspectos parece contradictoria. Una de las principales fuentes de esta biografía es el historiador alemán Fritz Stern que al respecto nos cuenta:

Otto Sackur había sido un viejo amigo del matrimonio Haber. Clara Haber lo conocía desde su época de estudiante en Breslau, hacía unos quince años. Su muerte supuso un gran golpe para ella y fue la prueba inmediata, espeluznante, del horror de la guerra y de la terrible participación de su esposo, que había estado junto a Sackur momentos antes de la explosión. Le horrorizaron las pérdidas humanas, le horrorizó quizás el compromiso total de su esposo, de su persona y su conocimiento científico, con los objetivos de la guerra. Pero también hay indicios de problemas más íntimos en el matrimonio. Haber regresó a Berlín tras presenciar el primer uso del gas tóxico por parte del ejército alemán el 22 de abril y, durante la noche del 1 al 2 de mayo [de 1915], tras una violenta discusión, Clara se suicidó disparándose con la pistola del ejército propiedad de Haber. No ha llegado hasta nuestros días ninguna explicación suya, ni del hijo que encontró a su madre agonizando, ni de su marido.

Podemos encontrar más información al respecto en el libro de R. Highfield y P. Carter “Las vidas privadas de Einstein” cuando el autor nos informa de las posibles razones de la intervención de Haber en el largo proceso (1914-1919) de separación y divorcio entre Einstein y su primera esposa:

Una persona que no tenía nada que ver  [en el divorcio de Einstein] y que se vio envuelta en el proceso de divorcio fue el colega berlinés de Einstein llamado Fritz Haber. Haber tenía todas las razones para sentirse conmovido por el asunto: su propio desastroso primer matrimonio era muy similar al de Einstein. Al igual que Mileva, su novia había sido una científica: Clara Immerwahr, (...). Al igual que Mileva, era callada y modesta, con un ceceo que acentuaba su timidez natural. Y, además, era una mujer de ideas. (...)

Sin embargo, pronto todo se estropeó. Haber era un marido tan poco considerado como Einstein: era capaz de marcharse solo en un tren olvidándose de que había dejado a Clara junto a la taquilla. El gran esfuerzo por cuidar a su hijo (...) también pasó factura. En palabras del biógrafo de Haber, Clara tenía menos ánimos y era, tal vez, menos brillante. La depresión se apoderó de ella y se permitió –como Mileva- volverse gordita, desaliñada y poco atractiva. «Donde antaño la educación y los intereses habían creado profundos vínculos, surgió una tolerancia letárgica, y el matrimonio poco a poco empezó a desintegrarse.» El final fue repentino y trágico. Clara Haber se sentía asqueada por el trabajo de su marido, que perfeccionaba gases venenosos para las fuerzas alemanas. 

Cuando él se fue al frente oriental para supervisar personalmente las operaciones, ella se suicidó.

Según Stern, la afirmación, tantas veces repetida, de que Haber reaccionó con frialdad o indiferencia ante la muerte de su esposa es errónea. Hizo lo que su carácter y las condiciones parecían dictar a un hombre como él: se lanzó de nuevo al trabajo “in extremis”. De hecho, a la mañana siguiente se marchó a desempeñar su cometido en el frente oriental.

Como vemos, hay discrepancias en las dos fuentes ya que mientras que Stern afirma que Haber se encontraba en la casa cuando Clara se suicidó, Highfield y Carter afirman que se el suicidio ocurrió cuando Haber ya se encontraba en el frente oriental.

Dos años y seis meses después, en octubre de 1917, Haber contrajo matrimonio con Charlotte Nathan en una ceremonia eclesiástica celebrada en la Kaiser-Wilhelm Gedächtniskirche Berlín, tras insistir en que Charlotte, una mujer laica y emancipada de ascendencia judía, se convirtiera a la fe evangélica.

FUENTES:

http://html.rincondelvago.com/amoniaco.html

http://www.escritoscientificos.es/trab1a20/carpetas/fhaber/biog04.htm

http://undostresatreveteotravez.blogspot.com/2012/04/la-historia-del-amoniaco.html

LAS DEMANDAS Y NECESIDADES SOCIALES IMPULSAN LOS DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS Y APLICACIONES TECNOLÓGICAS.

Los inventos que se crearon fueron para satisfacer alguna necesidad.

Por ejemplo: 

• LA RUEDA: Se construyó por la necesidad imperiosa de tener medios de transporte.

• EL ÁBACO: Ayudó a realizar cálculos y operaciones matemáticas.

La ciencia y tecnología han ocasionado grandes efectos sobre la sociedad, especialmente en el campo de las tecnologías de la producción, información y biotecnología.

• La historia de Fritz Haber y Carl Bosch.

1. El nitrógeno es un elemento químico esencial en la vida terrestre.
2. Es el cuarto más abundante en materia biológica, después del oxígeno, carbono y el hidrógeno.

LA HISTORIA DE FRITZ HABER Y CARL BOSCH 

Fritz Haber nació en Prusia, en lo que hoy sería Polonia, pero que en 1868 era parte del Imperio Alemán. Su madre murió en el parto (algo no extraño en la época: en un nacimiento de cada 20-25 la madre fallecía). Su padre, un rico comerciante, tenía recursos para que el joven Fritz estudiase química. Al tipo no se le dio mal e, incluso, obtuvo el doctorado. Se casó en 1901 con Clara Immerwahr, la primera alemana con un doctorado en química. Clara era judía como Haber -askenazí-, pero este se había convertido al cristianismo años antes para disgusto de su padre. Tras la boda, Haber se dedicó a la electroquímica con éxito. Entre 1894 y 1911 se centró en la química del nitrógeno. Entonces, ya se sabía que los compuestos nitrogenados permitían una regeneración rápida de las tierras de cultivo. Pero hasta inicios del XIX lo único que se usaba como abono era una mezcla de estiércol con guano y agua, pues lo habitual era la rotación de tierras con leguminosas, que fijan el nitrógeno atmosférico al suelo. En 1820 en Chile y Perú se descubrieron y empezaron a explotar los grandes yacimientos de nitratos utilizables como abono, pero eran caros. 

Y llegó Haber. Los nitratos eran interesantes como fertilizantes y también para… fabricar explosivos. Así que imaginen la que se lió cuando patentó el llamado, entonces, Proceso Haber que permitía sintetizar amoníaco a partir de vapor, aire y metano (o sea, energía). En realidad, la reacción se produce a alta presión (200 kilos) y temperatura (450-500ºC) entre el nitrógeno del aire con el hidrógeno, que se obtiene por reformado del metano. El amoníaco resultante, al oxidarse, permite obtener los preciados nitratos, y así ¡zas! los preciados abonos sintéticos y el TNT. La innovación era brutal. Se pasaba de importar los lejanos y carísimos nitratos, a fijar de forma artificial el omnipresente nitrógeno (es más del 78% del aire). Con ello mejorarían enormemente los rendimientos agrarios. Adiós al estiércol. Adios al guano. Adiós a los barcos de Chile cargados de salitre. Carl Bosch, que trabajaba en BASF (pronúnciese béaseéfe), ayudó a Haber a mejorar el proceso en 1913 y a comercializarlo. De hecho, BASF financió buena parte de la investigación. Fruto de la cooperación, ese proceso de síntesis de amoníaco se llamó Proceso Bosch-Haber. La venta de la patente hizo rico a Haber a razón de un céntimo por kilogramo de amoníaco. 

¿Qué significaba el amoniaco sintético? Un cambio de paradigma. Porque los abonos eran difíciles de conseguir y de pronto Haber y Bosch habían descubierto como producirlos de forma artificial. Piense que la alternativa a abonar era rotar cultivos o dejar las tierras en barbecho. 

Además, si había que importar nitratos, también había que importar el guano. El guano es esa mierda (literalmente) de aves, focas y murciélagos, que contiene un alto porcentaje de nitrógeno, fósforo y potasio, y que también tenía que traerse de lugares remotos en el Pacífico. Imaginen si era relevante el guano que Perú y España estuvieron en guerra en 1864 por el de las Islas Chincha. Pero es que Chile, Bolivia y Perú también se zurraron en 1880 por lo mismo: guano y salitre del desierto de Atacama. O sea, la cosa de las mierdas esas era muy seria. Y en esas que, mientras en BASF empezaban a fabricar los abonos sintéticos con el Proceso Haber, llegó otra guerra: La Primera Guerra Mundial, en la cual el amoníaco fue utilizado para obtener explosivos. 

Aquí inicia la relación del amoníaco con los explosivos y los gases venenosos para uso militar, pues los dos científicos mencionados, desarrollan una serie de compuestos, como gas cloro venenoso (el gas Chlorine), el gas mostaza, ziklon A, ziklon B (utilizado en los campos de concentración nazi para la cámara de gas), entre otros, alejando su real uso por el que fue estudiado y producido por sus creadores, ayudar a fertilizar el suelo y mejorar la agricultura. 

La Academia Sueca de Ciencias le otorgaba el premio Nobel de Química de 1918 a Fritz Haber por su contribución a la síntesis del amoniaco; por ser “un medio extraordinariamente importante para el desarrollo de la agricultura y el bienestar de la humanidad“, y le felicitaba por su “triunfo en el servicio de su país y de la humanidad“ 

Carl Bosch (1874-1940), químico e ingeniero, en 1899 comenzó a trabajar en la empresa BASF –Badische Anilin und Soda Fabrik, Fábrica badense de anilina y bicarbonato de sodio–. 

El 2 de julio de 1909 se realizó la demostración a Carl Bosch, que fue nombrado ayudante de Haber. En 1913, Bosch superó todos los obstáculos para obtener amoníaco en cantidades industriales. 

Desde 1909 hasta 1913 desarrolló el llamado proceso Haber-Bosch de síntesis del amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno sometidos a altas presiones. Este método –de gran importancia, debido a la dificultad de producir amoníaco a un nivel industrial– permitió emplear gas amoniaco en la fabricación de los abonos artificiales –esenciales en el desarrollo de la agricultura–, sustituyendo al salitre que se empleaba hasta entonces. 

Tras la Primera Guerra Mundial trabajó en la síntesis del petróleo y del metanol, con procedimientos de química de alta presión. 

Obtuvo el premio Nobel de Química 1931 –compartido con Friedrich Bergius– por el descubrimiento y desarrollo del método de síntesis química a alta presión. 

FUENTE: 

http://cienciaytecnologiapanchos.blogspot.com/2015/01/historia-de-fritz-haber-y-carl-bosch.html