¿Qué es el equilibrio químico?

1. Berthollet y su viaje a Egipto

En su viaje a Egipto, como miembro de la expedición organizada por Napoleón en 1798, Berthollet observó la formación de carbonato de sodio (conocido como sosa Solvay, natrón, sosa Ash, ceniza de soda o simplemente sosa) en las orillas de los lagos localizados cerca de El Cairo. 

Imagen 1. Natrón observado en el suelo en una caldera del Monte Emi Koussi en Chad.

Interpretó la inesperada formación de esa sustancia a partir de carbonato de calcio, según la reacción representada por la ecuación (opuesta al sentido establecido por las tablas de afinidad):

CaCO₃ + 2 NaCl → CaCl₂ + Na₂CO₃

considerando como factores determinantes de la reacción las grandes cantidades presentes de los dos reactivos, así como la continua separación de los dos productos (el carbonato de sodio formaba una costra en la orilla del lago y el cloruro de calcio se filtraba por el suelo). Es decir, introdujo el factor masa como nueva circunstancia a tener en cuenta, señalando que grandes cantidades de reactivos podían compensar y, por tanto, invertir, el orden establecido por la teoría de las afinidades químicas. Así, si dos sustancias compiten para combinarse con una tercera sustancia por la que tienen afinidades desiguales, una cantidad relativamente grande de la sustancia con afinidad más débil puede ejercer una fuerza que puede superar la fuerza de la sustancia con mayor afinidad. Además, estimó que una reacción química de desplazamiento nunca era completa, ya que se ponían en juego dos elementos contrapuestos: la afinidad y las cantidades de las sustancias puestas a reaccionar, llegándose a alcanzar finalmente un equilibrio estático entre estas dos “fuerzas” opuestas. Se trataba, en definitiva, de extender el paradigma newtoniano al caso de las reacciones químicas. 

Berthollet enseñó estas nuevas ideas en sus clases de la École Normale y las publicó en varios artículos y en dos libros: Recherches sur les lois de l’affinité (1801) y Essai de Statique Chimique (1803). Su pretensión (newtoniana) de establecer relaciones cuantitativas a la hora de explicar y de predecir el curso de una reacción química no lo pudo culminar con éxito. En cualquier caso, entre los factores que no permitieron el desarrollo inicial de las ideas de Berthollet destaca la amplia adhesión a las tablas de afinidad de los químicos de la época, el escaso número inicial de reacciones en las que se podía poner de manifiesto el factor masa, así como el pequeño interés que despertó esta línea de investigación.

• ¿Qué fue lo que sorprendió a Berthollet en su viaje a Egipto?
• Busca información sobre la tabla de afinidad creada por Geoffroy y presentada en 1718 a la Academia de Ciencias en París. ¿Para qué la usaban los científicos de la época?
• ¿Cómo explicas la siguiente frase: "Berthollet consideró que el factor masa podía invertir el sentido establecido por las tablas de afinidad"?
• ¿Qué obstáculos tuvo la propuesta de Berthollet?
• ¿Qué influencia piensas que tuvo la política en el desarrollo de las ideas de Berthollet? ¿Piensas que actualmente la política influye en las investigaciones científicas? ¿Cómo lo explicas?