El átomo de Rutherford

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La radioactividad es el fenómeno mediante el cual ciertos núcleos atómicos inestables se transforman espontáneamente y emiten radiación en forma de partículas o energía electromagnética. A diferencia de una reacción química, que reorganiza los electrones externos sin alterar la identidad esencial de los elementos, una desintegración radiactiva modifica directamente el núcleo y puede convertir un elemento en otro. Este proceso ocurre de manera espontánea y no necesita calentamiento, iluminación ni intervención externa. Su velocidad se caracteriza mediante la actividad radiactiva y la vida media, parámetros que permiten describir cuántos núcleos se desintegran y cuánto tarda una muestra en perder parte de su actividad.

Figura 1. [Maria Skłodowska Curie] fue una física y química polaca-francesa, pionera en el estudio de la radioactividad. Descubrió el polonio y el radio, acuñó el término radioactividad y desarrolló aplicaciones médicas de los rayos X. Fue la primera persona en recibir dos Premios Nobel en disciplinas científicas diferentes.

Figura 2. [Ernest Rutherford] fue un físico y químico neozelandés considerado el padre de la física nuclear. Clasificó las radiaciones alfa y beta, propuso el modelo nuclear del átomo tras el experimento de la lámina de oro y recibió el Premio Nobel de Química en 1908. Sus investigaciones transformaron la comprensión de la materia.

La radiación

El descubrimiento comenzó en 1896, cuando Henri Becquerel estudiaba sales de uranio inspirado por el reciente hallazgo de los rayos X. Becquerel esperaba que la luz solar activara la emisión de radiación, pero observó que las sales de uranio oscurecían placas fotográficas incluso cuando permanecían guardadas en la oscuridad. Esto demostró que la radiación no dependía de una fuente externa, sino que procedía espontáneamente del propio material. Poco después, Maria Skłodowska Curie denominó este fenómeno radioactividad y, junto con Pierre Curie, descubrió que minerales como la pechblenda presentaban una actividad mayor que la del uranio puro. Esta observación condujo al descubrimiento del polonio y el radio, elementos intensamente radiactivos.

El estudio de la radioactividad abrió dos caminos que transformaron el modelo atómico. El primero se concentró en los electrones, especialmente a partir de los experimentos con rayos catódicos, la carga eléctrica y la interacción entre materia y luz. Esta ruta conduciría al descubrimiento del electrón, la cuantización de la energía, los espectros atómicos y la configuración electrónica. El segundo camino se concentró en el núcleo, porque las emisiones radiactivas revelaban que dentro del átomo existía una región capaz de liberar partículas y enormes cantidades de energía. Desde entonces, el átomo dejó de considerarse una esfera indivisible y comenzó a entenderse como un sistema compuesto por una corteza electrónica y un núcleo central.

Figura 3.  La [dispersión Rutherford-Villard] permitió distinguir tres emisiones radiactivas mediante placas eléctricas: la radiación beta, negativa y muy desviable; la alfa, positiva y menos desviable; y la gamma, sin carga y rectilínea. Esta clasificación reveló diferencias de masa, carga y penetración, impulsando el estudio del núcleo atómico.

La dispersión Rutherford-Villard

Un paso decisivo fue la clasificación de las emisiones realizada por Ernest Rutherford. Al hacer pasar la radiación por campos eléctricos y magnéticos, observó que una parte se desviaba en un sentido y otra en el sentido contrario. Llamó radiación alfa a la emisión positiva, pesada y poco penetrante, y radiación beta a la emisión negativa, ligera y mucho más desviable. Posteriormente se comprendió que las partículas alfa son núcleos de helio y que las partículas beta corresponden, en muchos casos, a electrones emitidos desde el núcleo. Esta separación mediante campos permitió reconocer que la radioactividad no era una radiación única, sino una mezcla de emisiones con distinta masa, carga, penetración y comportamiento físico.

En 1900, Paul Villard identificó una tercera radiación extraordinariamente penetrante que no se desviaba mediante campos eléctricos o magnéticos. Rutherford la denominó posteriormente radiación gamma. A diferencia de las emisiones alfa y beta, los rayos gamma no poseen carga eléctrica ni masa en reposo, pues consisten en radiación electromagnética de altísima energía. Así, la clasificación Rutherford-Villard estableció tres grandes familias: alfa, beta y gamma. La radiación alfa presenta gran capacidad de ionización, pero recorre distancias cortas; la beta posee penetración intermedia; y la gamma atraviesa materiales con mayor facilidad, aunque puede atenuarse mediante capas densas de plomo, acero u hormigón. Esta clasificación fue esencial para estudiar experimentalmente el interior del átomo.

La importancia de la llamada dispersión Rutherford-Villard radica en que permitió utilizar las radiaciones como sondas de la estructura atómica. La desviación de partículas cargadas revelaba su relación entre carga y masa, mientras que su capacidad de penetración permitía inferir cómo interactuaban con la materia. Las partículas alfa, por ser relativamente masivas y positivas, resultaron especialmente útiles en el célebre experimento de la lámina de oro.

Figura 4. El [experimento de la lámina de oro] mostró que la mayoría de las partículas alfa atraviesan el átomo, algunas se desvían y muy pocas rebotan. Rutherford concluyó que casi toda la masa y la carga positiva se concentran en un núcleo pequeño y denso, estableciendo el modelo nuclear del átomo.

El modelo atómico nuclear

La clasificación de las radiaciones alfa, beta y gamma proporcionó una herramienta extraordinaria para explorar el interior del átomo. Entre todas ellas, las partículas alfa resultaban especialmente útiles porque poseían una gran masa, carga positiva y una elevada energía cinética. Ernest Rutherford comprendió que estas partículas podían emplearse como pequeñas "sondas" capaces de revelar cómo se distribuía la carga eléctrica dentro del átomo. Con este propósito, entre 1908 y 1911, bajo la dirección de Ernest Rutherford, sus colaboradores Hans Geiger y Ernest Marsden realizaron una serie de experimentos que pasarían a la historia como los experimentos de Geiger-Marsden o experimentos de la lámina de oro. Su objetivo era poner a prueba el entonces aceptado modelo atómico de Thomson, según el cual el átomo era una esfera de carga positiva difusa en cuyo interior se encontraban incrustados los electrones, semejantes a pasas dentro de un pastel.

El montaje experimental era aparentemente sencillo. Una fuente radiactiva emitía partículas alfa que eran colimadas mediante una pequeña abertura para formar un haz estrecho y bien definido. Este haz incidía sobre una lámina extremadamente delgada de oro, elegida porque podía fabricarse con apenas unos cientos de átomos de espesor sin romperse. Alrededor de la lámina se colocaba una pantalla recubierta con sulfuro de zinc, material que emitía pequeños destellos de luz cuando era impactado por una partícula alfa. Observando cuidadosamente estos destellos era posible determinar el ángulo con el que cada partícula abandonaba la lámina. Según el modelo de Thomson, las partículas alfa, mucho más pesadas que los electrones y sometidas únicamente a una carga positiva distribuida de manera uniforme, debían atravesar la lámina prácticamente en línea recta, experimentando apenas ligerísimas desviaciones.

Los resultados fueron sorprendentes. La inmensa mayoría de las partículas alfa atravesaba la lámina sin desviarse, confirmando que el átomo está formado casi por completo por espacio vacío. Sin embargo, una pequeña fracción sufría desviaciones importantes y, de manera aún más inesperada, unas pocas partículas rebotaban casi 180°, regresando hacia la fuente emisora. Rutherford expresó su asombro comparando el fenómeno con disparar un proyectil de gran calibre contra un pañuelo de papel y que este rebotara hacia el tirador. Aunque estadísticamente era un evento muy raro, resultaba imposible explicarlo mediante el modelo de Thomson. La única interpretación razonable era que prácticamente toda la masa y toda la carga positiva del átomo se encontraban concentradas en una región central extremadamente pequeña y muy densa.

De esta manera nació el modelo atómico nuclear de Rutherford. El átomo dejó de concebirse como una esfera maciza de carga positiva para convertirse en un sistema formado por un diminuto núcleo positivo, donde se concentra casi toda la masa, rodeado por una amplia región prácticamente vacía ocupada por los electrones. El núcleo representa solo una fracción diminuta del volumen total del átomo, pero contiene la mayor parte de su masa. Esta nueva visión transformó completamente la física y la química, proporcionando el fundamento para comprender la radioactividad, las reacciones nucleares, la existencia de los isótopos y, posteriormente, el desarrollo de la teoría cuántica. El experimento de la lámina de oro se convirtió así en uno de los experimentos más influyentes de toda la historia de la ciencia, pues marcó el nacimiento de la física nuclear moderna y del concepto de átomo moderno que continúa siendo la base de nuestro conocimiento actual.

Figura 5. El [modelo atómico de Rutherford]estableció que el átomo posee un núcleo pequeño, denso y positivo rodeado por electrones. Explicó el experimento de la lámina de oro, pero presentó un problema: según la física clásica, los electrones deberían emitir radiación continuamente, perder energía y hacer inestable al átomo, contradiciendo las observaciones.

Límites del modelo atómico nuclear

El modelo atómico nuclear de Rutherford representó un avance extraordinario en la historia de la ciencia, pero también fue una teoría transitoria. Aunque explicó correctamente que casi toda la masa y la carga positiva del átomo se concentran en un pequeño núcleo, todavía dejaba numerosas preguntas sin respuesta. En particular, Rutherford sabía que la masa del núcleo era mayor que la que podía justificarse únicamente con las cargas positivas que contenía. En aquella época aún no se conocía la verdadera estructura interna del núcleo ni la existencia de los neutrones, por lo que este problema permaneció sin resolver durante varios años. Como ya estudiamos en la unidad de Introducción a la Química, el descubrimiento posterior de los protones y neutrones permitió comprender la composición nuclear y constituyó la base para conceptos tan importantes como la masa molar y la existencia de los isótopos.

Sin embargo, el mayor desafío del modelo de Rutherford no se encontraba en el núcleo, sino en los electrones. Rutherford los imaginó como partículas clásicas que orbitaban alrededor del núcleo de manera semejante a los planetas alrededor del Sol. Este modelo parecía razonable desde el punto de vista mecánico, pero entraba en conflicto con el electromagnetismo clásico. Una carga eléctrica acelerada, como un electrón que describe una trayectoria circular, debe emitir continuamente radiación electromagnética. Al perder energía de forma constante, el electrón debería disminuir progresivamente el radio de su órbita hasta precipitarse sobre el núcleo en una fracción extremadamente pequeña de tiempo. En consecuencia, los átomos serían inherentemente inestables, algo que contradice por completo la realidad.

Además, este modelo predecía que la energía emitida durante la caída del electrón sería continua, produciendo un espectro continuo de radiación. Sin embargo, los experimentos mostraban exactamente lo contrario: los átomos emiten y absorben únicamente determinadas longitudes de onda, formando espectros discretos compuestos por líneas bien definidas. Esta discrepancia marcó el fracaso del modelo clásico y abrió el camino hacia una nueva descripción de la materia basada en la teoría cuántica. Pero antes de comprender cómo los electrones ocupan niveles de energía cuantizados, primero debemos responder una pregunta fundamental: ¿qué es la luz y qué es un espectro? Esa será precisamente la siguiente lección.

Referencias

Becquerel, H. (1896). Sur les radiations émises par phosphorescence. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 122, 420–421.

Curie, M. (1904). Investigations on radioactive substances. E. P. Dutton.

Geiger, H., & Marsden, E. (1909). On a diffuse reflection of the α-particles. Proceedings of the Royal Society A, 82(557), 495–500. https://doi.org/10.1098/rspa.1909.0054

Kragh, H. (2012). Niels Bohr and the quantum atom: The Bohr model of atomic structure 1913–1925. Oxford University Press.

Pais, A. (1986). Inward bound: Of matter and forces in the physical world. Oxford University Press.

Rutherford, E. (1899). Uranium radiation and the electrical conduction produced by it. Philosophical Magazine, 47(284), 109–163.

Rutherford, E. (1904). Radio-activity. Cambridge University Press.

Rutherford, E. (1911). The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom. Philosophical Magazine, 21(125), 669–688. https://doi.org/10.1080/14786440508637080

Rutherford, E. (1913). Radioactive substances and their radiations. Cambridge University Press.

Villard, P. (1900). Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 130, 1010–1012.

Además, para un libro de bachillerato resulta recomendable complementar las fuentes históricas con textos modernos:

Atkins, P., & Jones, L. (2023). Principios de química: Los caminos del descubrimiento (8.ª ed.). Editorial Médica Panamericana.

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C., Woodward, P., & Stoltzfus, M. (2024). Química: La ciencia central (15.ª ed.). Pearson.

Chang, R., & Goldsby, K. A. (2023). Química (14.ª ed.). McGraw-Hill.

Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (2021). Química general: Principios y aplicaciones modernas (12.ª ed.). Pearson.

Figura. Modelo atómico de Rutherford

La imagen resume el modelo atómico de Rutherford, propuesto en 1911 como resultado de los experimentos de la lámina de oro. En el centro se representa un átomo formado por un núcleo muy pequeño, denso y con carga positiva, alrededor del cual se mueven los electrones, representados como partículas con carga negativa que describen órbitas circulares. Este modelo sustituyó al de Thomson al demostrar que la carga positiva no se encuentra distribuida por todo el átomo, sino concentrada en una región central diminuta. También se destaca que la mayor parte del volumen atómico corresponde a espacio vacío, explicación que permitió comprender por qué casi todas las partículas alfa atravesaban la lámina de oro sin desviarse. El núcleo concentra la carga positiva mientras los electrones ocupan la región exterior del átomo.

La parte inferior recuerda el experimento de la lámina de oro, fundamento experimental del modelo. Una fuente radiactiva emite un haz de partículas alfa dirigido hacia una delgada lámina de oro. Detrás de ella se ubica una pantalla fluorescente que registra el punto de impacto de cada partícula. La mayoría atraviesa la lámina en línea recta, algunas experimentan pequeñas desviaciones y una cantidad muy reducida rebota casi completamente hacia atrás. Estas observaciones solo podían explicarse si el átomo contenía un centro extremadamente pequeño, masivo y cargado positivamente capaz de repeler las partículas alfa. Gracias a este experimento se estableció el concepto de núcleo atómico, que revolucionó la comprensión de la estructura de la materia y abrió el camino hacia el desarrollo de la física nuclear.

La imagen también señala la principal limitación del modelo de Rutherford. En la física clásica, un electrón que gira continuamente alrededor del núcleo constituye una carga acelerada, por lo que debería emitir radiación electromagnética de manera permanente. Al perder energía, su órbita se reduciría progresivamente hasta caer sobre el núcleo, haciendo que el átomo fuera inestable. Además, este proceso produciría un espectro continuo de radiación, mientras que los experimentos mostraban espectros discretos formados por líneas bien definidas. Esta contradicción indicó que el movimiento electrónico no podía describirse mediante la mecánica clásica y preparó el camino para el desarrollo del modelo de Bohr y, posteriormente, de la teoría cuántica. 

Figura. El experimento de la lámina de oro

La imagen representa el experimento de la lámina de oro, realizado por Ernest Rutherford junto con Hans Geiger y Ernest Marsden, uno de los experimentos más importantes de la historia de la ciencia. El montaje experimental comienza con una fuente radiactiva encerrada dentro de una caja de plomo, cuya función es bloquear la radiación en todas las direcciones excepto en una pequeña abertura. De esta forma se obtiene un haz de partículas alfa estrecho y bien definido que se dirige hacia una lámina de oro extremadamente delgada. Alrededor de la lámina se encuentra una pantalla fluorescente que emite pequeños destellos cuando es impactada por una partícula alfa, permitiendo registrar con precisión la trayectoria seguida por cada una de ellas. Gracias a este dispositivo fue posible observar cómo interactuaban las partículas con el interior de los átomos del metal.

Los resultados del experimento fueron sorprendentes y se resumen en tres comportamientos claramente diferenciados. La gran mayoría de las partículas alfa atravesó la lámina prácticamente sin desviarse, indicando que la mayor parte del volumen del átomo está formada por espacio vacío. Una fracción mucho menor sufrió desviaciones moderadas al pasar cerca de una región con carga positiva, mientras que un número extremadamente pequeño rebotó casi en sentido contrario, como si hubiera chocado contra un objeto muy sólido y denso. Estos resultados eran incompatibles con el modelo de Thomson, que proponía una carga positiva distribuida uniformemente por todo el átomo. La existencia de rebotes solo podía explicarse si casi toda la masa y la carga positiva se encontraban concentradas en una región muy pequeña.

A partir de estas observaciones, Rutherford propuso el modelo nuclear del átomo. Según este modelo, el átomo posee un núcleo muy pequeño, extremadamente denso y con carga positiva, donde se concentra casi toda su masa. Los electrones ocupan la región que rodea al núcleo, mientras que el resto del átomo es prácticamente espacio vacío. Este descubrimiento transformó por completo la teoría atómica y abrió el camino hacia el estudio de la física nuclear, la estructura electrónica, los isótopos, las reacciones nucleares y, posteriormente, la teoría cuántica. El experimento de la lámina de oro continúa siendo uno de los ejemplos más elegantes de cómo un resultado experimental puede cambiar profundamente nuestra comprensión de la naturaleza.

Figura. La dispersión Rutherford-Villard

La dispersión Rutherford-Villard fue uno de los experimentos más importantes para comprender la naturaleza de la radioactividad. Su objetivo consistía en determinar si la radiación emitida por sustancias radiactivas era un único tipo de emisión o si estaba formada por partículas con propiedades diferentes. Para ello se colocaba una fuente radiactiva dentro de una caja de plomo, que actuaba como blindaje y dejaba salir únicamente un haz estrecho de radiación. Este haz atravesaba un espacio situado entre dos placas cargadas eléctricamente, una positiva y otra negativa. Finalmente, las emisiones llegaban a una placa fotográfica, donde quedaba registrada la posición de impacto de cada una. Si todas las radiaciones fueran iguales, todas seguirían la misma trayectoria. Sin embargo, el resultado mostró tres caminos claramente distintos, revelando que la radioactividad estaba formada por tres tipos de emisiones diferentes.

Las observaciones permitieron clasificar las radiaciones según su comportamiento frente al campo eléctrico. Una parte del haz se desviaba hacia la placa positiva; esta radiación recibió el nombre de beta (β) y posteriormente se identificó como un flujo de electrones, por lo que posee carga negativa. Además, debido a su pequeña masa, experimentaba la mayor desviación. Otra parte del haz se desviaba hacia la placa negativa; esta fue denominada alfa (α) y más tarde se descubrió que estaba formada por núcleos de helio, con carga positiva y una masa mucho mayor, razón por la cual su desviación era mucho menor. Finalmente, una tercera radiación continuaba en línea recta sin experimentar ninguna desviación. Paul Villard demostró que esta emisión carecía de carga eléctrica y Rutherford la denominó radiación gamma (γ), identificándola posteriormente como radiación electromagnética de muy alta energía.

La dispersión Rutherford-Villard constituyó una prueba experimental decisiva para comprender la estructura del átomo y la naturaleza de la radioactividad. Al demostrar que las emisiones poseían cargas, masas y poderes de penetración diferentes, permitió desarrollar nuevas técnicas para estudiar la materia y el núcleo atómico. La radiación alfa sería posteriormente utilizada por Rutherford en el célebre experimento de la lámina de oro, que condujo al descubrimiento del núcleo atómico. Por su parte, las radiaciones beta y gamma impulsaron el desarrollo de la física nuclear, la medicina, la radioterapia, las radiografías y numerosas aplicaciones industriales y científicas. Este experimento marcó el inicio de la clasificación moderna de las radiaciones ionizantes y abrió una nueva etapa en el estudio de la estructura interna de la materia.

Figura. Mildred Cohn

 Mildred Cohn (1913–2009) fue una destacada bioquímica estadounidense, reconocida por revolucionar el estudio del metabolismo celular mediante el uso de isótopos estables y técnicas espectroscópicas avanzadas. Nació en Nueva York, Estados Unidos, y estudió química en Hunter College antes de obtener el doctorado en la Universidad de Columbia. Durante una época en la que las mujeres enfrentaban importantes barreras para desarrollar carreras científicas, Cohn logró integrarse a algunos de los principales centros de investigación del país. Trabajó con científicos de gran prestigio y desarrolló una sólida formación en química física y bioquímica, enfocando su carrera en comprender cómo las células obtienen, almacenan y utilizan la energía. Su capacidad para combinar métodos químicos con herramientas físicas la convirtió en una de las investigadoras más influyentes del siglo XX.

Las contribuciones más importantes de Mildred Cohn se centraron en el estudio de las enzimas, el ATP y los mecanismos de transferencia de energía en los organismos vivos. Fue pionera en la utilización de isótopos estables y de la resonancia magnética nuclear (RMN) para seguir el recorrido de átomos específicos dentro de las reacciones bioquímicas. Gracias a estas técnicas logró esclarecer el funcionamiento de numerosas enzimas involucradas en la respiración celular y en la producción de energía. Sus investigaciones permitieron comprender con mayor detalle cómo el ATP actúa como la principal moneda energética de la célula y cómo las enzimas modifican su estructura durante las reacciones químicas. Estos descubrimientos transformaron el estudio del metabolismo y establecieron nuevas metodologías para investigar procesos biológicos complejos.

El legado de Mildred Cohn tuvo una enorme influencia en la bioquímica, la biología molecular, la medicina y la farmacología. Sus innovaciones metodológicas fueron adoptadas por laboratorios de todo el mundo para estudiar proteínas, enzimas y rutas metabólicas con una precisión sin precedentes. A lo largo de su carrera recibió numerosos reconocimientos científicos y fue elegida miembro de la National Academy of Sciences de Estados Unidos. Además de sus aportes experimentales, contribuyó a abrir oportunidades para las mujeres en la investigación científica. Hoy es recordada como una de las pioneras en la aplicación de la resonancia magnética nuclear y de los isótopos estables al estudio del metabolismo celular, dejando un legado fundamental para la bioquímica moderna.

Figura. John Tyndall

 John Tyndall (1820–1893) fue un destacado físico, químico y divulgador científico irlandés, reconocido por sus investigaciones sobre la luz, el calor, la atmósfera y las propiedades físicas de los gases y coloides. Nació en Leighlinbridge, Irlanda, y comenzó su carrera como agrimensor antes de dedicarse por completo a la ciencia. Estudió en la Universidad de Marburgo, Alemania, donde recibió una sólida formación en física experimental. Posteriormente se incorporó a la Royal Institution de Londres, institución en la que desarrolló la mayor parte de su carrera y alcanzó gran prestigio como investigador y conferencista. Gracias a su extraordinaria capacidad para diseñar experimentos y explicar fenómenos complejos de manera sencilla, Tyndall se convirtió en uno de los científicos más influyentes del siglo XIX y en un importante promotor de la educación científica.

Entre sus aportes más importantes destacan sus estudios sobre la interacción entre la radiación infrarroja y los gases atmosféricos. Demostró experimentalmente que gases como el vapor de agua, el dióxido de carbono y el metano absorben eficazmente el calor radiante, mientras que los principales componentes del aire, como el nitrógeno y el oxígeno, lo hacen en mucha menor medida. Estas investigaciones constituyeron una de las primeras demostraciones experimentales del fenómeno que hoy se conoce como efecto invernadero. También describió el efecto Tyndall, fenómeno por el cual un haz de luz se hace visible al atravesar un coloide debido a la dispersión de la luz por partículas microscópicas suspendidas. Este efecto continúa utilizándose para diferenciar disoluciones verdaderas de dispersiones coloidales.

Las contribuciones de John Tyndall ejercieron una profunda influencia en la física, la química, la meteorología, la ciencia ambiental y la microbiología. Sus estudios sobre la esterilización mediante calentamiento intermitente dieron origen al proceso conocido como tindalización, utilizado antes del desarrollo de los modernos métodos de esterilización. Además, fue un prolífico autor y divulgador, publicando numerosos libros que acercaron la ciencia al público general. Hoy es recordado como uno de los grandes experimentadores del siglo XIX, cuyas investigaciones sobre los coloides, la atmósfera y la propagación de la luz sentaron bases fundamentales para la física ambiental, la química de dispersos y la comprensión del clima terrestre.

Figura. Dorothy Jordan Lloyd

Dorothy Jordan Lloyd (1889–1946) fue una destacada bioquímica y química británica, reconocida por sus investigaciones pioneras sobre las proteínas, los coloides, la hidratación y las propiedades físicas de los sistemas biológicos. Nació en Birmingham, Inglaterra, y estudió en la Universidad de Birmingham, donde desarrolló una sólida formación en química y bioquímica en una época en la que muy pocas mujeres participaban en la investigación científica. Desde los primeros años de su carrera mostró un especial interés por comprender el comportamiento de las proteínas como materiales físicos y no únicamente como sustancias químicas. Sus investigaciones combinaron experimentación rigurosa con un enfoque cuantitativo, contribuyendo al nacimiento de la bioquímica moderna y de la ciencia de los polímeros biológicos. Además de su labor científica, ocupó importantes cargos académicos y promovió activamente la participación de las mujeres en la investigación.

Su contribución más importante se relacionó con el estudio de los geles proteicos y las membranas semipermeables. Realizó investigaciones tempranas y extraordinariamente minuciosas sobre la permeabilidad de membranas coloidales y gelatinosas, analizando cómo el agua y los solutos atraviesan diferentes estructuras. Sus experimentos permitieron identificar con mayor precisión qué tipos de membranas favorecen el paso selectivo del solvente mientras restringen el movimiento de determinadas partículas disueltas. Estos trabajos ayudaron a comprender fenómenos como la ósmosis, la hidratación de proteínas y el equilibrio entre fases coloidales, proporcionando una base experimental para el desarrollo posterior de modelos de membranas artificiales y para la interpretación del transporte de agua en sistemas biológicos.

Las investigaciones de Dorothy Jordan Lloyd tuvieron una influencia duradera en la bioquímica, la fisicoquímica, la ciencia de alimentos y la biología celular. Sus estudios sobre la estructura de las proteínas, la formación de geles y el comportamiento osmótico continúan siendo referencias históricas en el análisis de materiales biológicos. También publicó varios libros y artículos científicos que ayudaron a difundir estos conocimientos entre investigadores y estudiantes. Hoy es recordada como una de las pioneras en el estudio físico de las proteínas y los coloides, cuyas investigaciones contribuyeron a comprender cómo las membranas controlan el movimiento del agua y de los solutos en los sistemas vivos.

Figura. Jean-Antoine Nollet

 Jean-Antoine Nollet (1700–1770), también conocido como Abbé Nollet, fue un físico, químico y sacerdote francés que desempeñó un papel fundamental en el desarrollo de la electricidad experimental durante el siglo XVIII. Nació en Pimprez, Francia, y estudió teología antes de orientar gran parte de su actividad hacia la investigación científica. Trabajó junto al naturalista René Antoine Ferchault de Réaumur, quien despertó su interés por la física experimental y el diseño de instrumentos científicos. En una época en la que la electricidad era todavía un fenómeno poco comprendido, Nollet destacó por realizar demostraciones públicas cuidadosamente diseñadas que acercaron la ciencia tanto a la comunidad académica como al público general. Gracias a su habilidad como experimentador y divulgador, fue nombrado miembro de la Academia de Ciencias de Francia y llegó a ocupar importantes cargos en la corte francesa.

Las investigaciones de Nollet se centraron principalmente en la electricidad estática y en el comportamiento de las cargas eléctricas. Diseñó numerosos experimentos para estudiar la conducción eléctrica y fue uno de los primeros científicos en emplear la botella de Leyden, el primer dispositivo capaz de almacenar carga eléctrica. Una de sus demostraciones más famosas consistió en hacer pasar una descarga eléctrica a través de una larga cadena de personas tomadas de las manos para mostrar que la electricidad se propagaba casi instantáneamente. También formuló una de las primeras teorías sobre el flujo eléctrico, conocida como la teoría de los dos fluidos eléctricos, que, aunque posteriormente fue reemplazada por modelos más modernos, contribuyó al desarrollo inicial de la electrostática. Además, investigó fenómenos relacionados con la capilaridad, la óptica y la instrumentación científica.

El legado de Jean-Antoine Nollet fue especialmente importante por consolidar el método experimental en el estudio de la electricidad. Sus demostraciones despertaron un enorme interés por esta nueva área de investigación y estimularon los trabajos posteriores de científicos como Benjamin Franklin, Charles-Augustin de Coulomb y Alessandro Volta. También escribió numerosos tratados de física experimental que fueron ampliamente utilizados en la enseñanza científica europea durante el siglo XVIII. Hoy es recordado como uno de los principales pioneros de la electrostática y de la divulgación científica, cuya combinación de experimentación rigurosa y comunicación clara contribuyó decisivamente al nacimiento de la física eléctrica moderna.

Figura. Helen Dick Megaw

 Helen Dick Megaw (1907–2002) fue una destacada cristalógrafa, química y científica británica, reconocida por sus contribuciones al estudio de la estructura cristalina de materiales mediante difracción de rayos X. Nació en Dublín, Irlanda, y estudió ciencias en el Girton College de la Universidad de Cambridge. Durante sus primeros años de investigación trabajó con algunos de los pioneros de la cristalografía moderna, desarrollando una sólida formación en el análisis estructural de sólidos cristalinos. En una época en la que la cristalografía comenzaba a revelar la organización atómica de minerales y compuestos químicos, Megaw se especializó en interpretar patrones de difracción para reconstruir la disposición tridimensional de los átomos dentro de los cristales. Su precisión experimental y su capacidad para relacionar estructura y propiedades físicas la convirtieron en una de las investigadoras más influyentes de su generación.

Su trabajo más importante se centró en el estudio de los materiales ferroeléctricos, especialmente el titanato de bario (BaTiO₃). Mediante experimentos de difracción de rayos X, logró explicar cómo pequeñas modificaciones en la posición de los átomos dentro del cristal originan propiedades eléctricas extraordinarias, como la polarización espontánea y la respuesta a campos eléctricos externos. Sus investigaciones ayudaron a comprender las transiciones de fase de estos materiales y proporcionaron las bases estructurales para el desarrollo de numerosos dispositivos electrónicos. Además, realizó importantes estudios sobre otros óxidos y silicatos, demostrando cómo la cristalografía podía utilizarse para relacionar la estructura atómica con las propiedades macroscópicas de los materiales.

Las contribuciones de Helen Megaw tuvieron un profundo impacto en la cristalografía, la química del estado sólido, la ciencia de materiales y la ingeniería electrónica. Sus investigaciones facilitaron el desarrollo de capacitores cerámicos, sensores, transductores, dispositivos piezoeléctricos y otros componentes fundamentales de la electrónica moderna. También publicó el influyente libro Ferroelectricity in Crystals (1957), considerado una referencia clásica sobre el tema. A lo largo de su carrera recibió numerosos reconocimientos por sus aportes científicos y promovió la aplicación de la cristalografía al diseño racional de nuevos materiales. Hoy, Helen Dick Megaw es recordada como una de las principales especialistas en estructuras cristalinas y una figura esencial en el desarrollo de la ciencia de materiales del siglo XX.

Figura. Ernst Otto Beckmann

 Ernst Otto Beckmann (1853–1923) fue un destacado químico físico alemán, reconocido por sus contribuciones al estudio de las propiedades coligativas y por el desarrollo de instrumentos de alta precisión para la investigación química. Nació en Solingen, Alemania, y estudió química en las universidades de Leipzig y Estrasburgo, donde trabajó bajo la influencia de importantes científicos de la época. Inicialmente se interesó por la química orgánica, pero con el tiempo orientó su carrera hacia la fisicoquímica, un campo que experimentaba un rápido crecimiento gracias a los trabajos de científicos como François Raoult, Jacobus van ’t Hoff y Wilhelm Ostwald. Beckmann destacó por su extraordinaria habilidad para diseñar métodos experimentales capaces de medir diferencias muy pequeñas de temperatura con gran exactitud, una capacidad esencial para estudiar el comportamiento de las disoluciones.

Su contribución más conocida fue la invención del termómetro de Beckmann, un instrumento diseñado para medir variaciones extremadamente pequeñas de temperatura, del orden de centésimas o milésimas de grado. Este dispositivo permitió determinar con gran precisión el descenso crioscópico y el aumento ebulloscópico, fenómenos descritos por las leyes de Raoult. Gracias a estas mediciones fue posible calcular masas molares de sustancias desconocidas mediante las propiedades coligativas, convirtiendo estos métodos en herramientas fundamentales para la química de finales del siglo XIX y comienzos del XX. Además, Beckmann perfeccionó numerosos procedimientos experimentales relacionados con la crioscopía, la ebullioscopía y la determinación de constantes físicas de las disoluciones.

Las investigaciones de Ernst Otto Beckmann ejercieron una profunda influencia en la fisicoquímica, la química analítica y la enseñanza experimental de la química. Sus instrumentos y métodos fueron adoptados por laboratorios de todo el mundo y permanecieron en uso durante muchas décadas, incluso después de la aparición de técnicas electrónicas más modernas. También ocupó importantes cargos académicos en varias universidades alemanas, donde formó a numerosos investigadores y promovió el desarrollo de la química experimental de precisión. Hoy, Beckmann es recordado como uno de los grandes innovadores de la instrumentación científica y como una figura clave en el estudio cuantitativo de las disoluciones, cuyo legado continúa presente en la historia de la química física.

Figura. Joan F. Brennecke

Joan F. Brennecke es una ingeniera química y científica estadounidense reconocida internacionalmente por sus investigaciones sobre fluidos supercríticos, líquidos iónicos y tecnologías para el desarrollo de procesos químicos más sostenibles. Obtuvo su licenciatura en Ingeniería Química en la Universidad de Texas en Austin y posteriormente realizó estudios de posgrado en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, donde obtuvo el doctorado. A lo largo de su carrera ha ocupado cargos académicos en la Universidad de Notre Dame y, posteriormente, en la Universidad de Texas en Austin, donde ha dirigido importantes grupos de investigación en termodinámica y separación de mezclas. Su trabajo se ha centrado en comprender el comportamiento de fluidos complejos mediante principios de la fisicoquímica, con el objetivo de diseñar procesos industriales más eficientes y respetuosos con el medio ambiente.

Las contribuciones más destacadas de Brennecke se relacionan con el estudio de los líquidos iónicos, sales que permanecen en estado líquido a temperaturas relativamente bajas y que presentan propiedades muy diferentes a las de los solventes tradicionales. Sus investigaciones demostraron que estos líquidos poseen una presión de vapor extremadamente baja, alta estabilidad térmica y una gran capacidad para disolver numerosos compuestos, características que los convierten en alternativas prometedoras a muchos solventes orgánicos volátiles. También realizó importantes estudios sobre la solubilidad de gases, especialmente dióxido de carbono, en líquidos iónicos y fluidos supercríticos, aportando modelos termodinámicos que permiten predecir el comportamiento de estos sistemas en condiciones industriales. Estos trabajos han contribuido al desarrollo de tecnologías para la captura de carbono, la separación de gases y el diseño de procesos químicos más limpios.

Además de sus investigaciones, Joan F. Brennecke ha desempeñado un papel destacado en la formación de ingenieros químicos y en la promoción de la investigación interdisciplinaria. Ha publicado cientos de artículos científicos y ha recibido numerosos reconocimientos por sus aportes a la ingeniería química, la termodinámica y la química sostenible. Sus estudios han influido en áreas tan diversas como la producción de combustibles, la síntesis de materiales, la captura de gases de efecto invernadero y el diseño de nuevos solventes industriales. Hoy es considerada una de las principales especialistas mundiales en líquidos iónicos y una figura clave en el desarrollo de tecnologías químicas orientadas hacia una industria más eficiente y ambientalmente responsable.

Figura. Síndrome de descompresión

  Al aumentar la presión durante una inmersión profunda, también aumenta la cantidad de gases que pueden disolverse en la sangre y en los tejidos, de acuerdo con la ley de Henry. Como el nitrógeno constituye aproximadamente el 78 % del aire respirado, es el gas que más se incorpora al organismo durante el buceo con aire comprimido. Mientras el buzo permanece en profundidad, este nitrógeno adicional permanece disuelto sin causar problemas. Sin embargo, si el ascenso ocurre demasiado rápido, la presión disminuye antes de que el nitrógeno pueda eliminarse gradualmente por los pulmones. El gas entonces abandona la sangre formando burbujas, del mismo modo que aparecen burbujas al destapar una bebida gaseosa. Estas burbujas pueden bloquear vasos sanguíneos y provocar lesiones en músculos, articulaciones, médula espinal, cerebro o pulmones, produciendo el síndrome de descompresión.

La escena final submarina de Mission: Impossible – The Final Reckoning utiliza este fenómeno como parte de la tensión dramática. Tras abandonar el submarino, Ethan Hunt asciende rápidamente a través de aguas cercanas al punto de congelación. La película sugiere que la intensa hipotermia reduce tanto su metabolismo y circulación que limita los efectos del síndrome de descompresión hasta que puede recibir tratamiento en una cámara hiperbárica. Desde el punto de vista fisiológico, una disminución extrema de la circulación podría modificar la velocidad con la que las burbujas producen lesiones, pero la idea de sobrevivir simultáneamente a una hipotermia profunda y a una descompresión explosiva pertenece principalmente al terreno de la ficción. Aunque ambos fenómenos son reales por separado, la probabilidad de que un ser humano supere ambos al mismo tiempo sin secuelas graves es extraordinariamente baja.

Curiosamente, el peligro real para Tom Cruise durante el rodaje fue muy diferente al que enfrenta su personaje. La secuencia se filmó en un enorme tanque utilizando un traje especial y un sistema respiratorio diseñado para funcionar solo durante intervalos limitados. El propio Cruise explicó que respiraba parte del dióxido de carbono que exhalaba, lo que aumentaba el riesgo de hipoxia, acumulación de CO₂, fatiga muscular y pérdida de la conciencia, obligando a controlar estrictamente el tiempo de cada toma. Además, el pesado equipo submarino y el esfuerzo físico incrementaban el riesgo de agotamiento, especialmente considerando que el actor tenía 62 años durante la filmación. Aun así, el rodaje se realizó bajo supervisión médica y con rigurosos protocolos de seguridad, por lo que los riesgos reales fueron la hipoxia y el agotamiento, no un verdadero síndrome de descompresión. (IMDb)

Figura. Trajes de Buceo

El traje de buceo común no funciona originalmente como un escudo rígido contra la presión oceánica. El traje húmedo y el traje seco sirven principalmente para reducir la pérdida de calor y proteger la piel; el cuerpo del buzo continúa sometido a la presión del agua. Quien realmente aísla al ocupante es el traje atmosférico rígido, comparable con un pequeño submarino articulado: mantiene en su interior una presión cercana a una atmósfera y permite trabajar a cientos de metros sin someter directamente el organismo a la presión ambiental. Algunos diseños actuales pueden operar aproximadamente hasta los 700 m, aunque sacrifican movilidad y destreza. (Wikipedia)

El equipo SCUBA, en cambio, no bloquea la presión externa: permite que el buzo respire dentro de ella. El agua comprime el tórax como si colocara un peso creciente sobre el pecho, por lo que sería imposible inhalar aire mantenido simplemente a la presión de la superficie. El tanque almacena gas a presiones muy altas, normalmente del orden de cientos de atmósferas, pero el regulador no envía esa presión directamente a los pulmones. La reduce y entrega el gas aproximadamente a la misma presión que rodea al buzo. Así, el equipo no “infla los pulmones a la fuerza”, sino que equilibra la presión interna y externa para que los músculos respiratorios puedan expandir el tórax. (Wikipedia)

La presión aumenta aproximadamente una atmósfera por cada 10 m de profundidad, además de la atmósfera existente en la superficie. A 30 m, los pulmones reciben gas cercano a 4 atm; a 100 m, unas 11 atm; y a 300 m, alrededor de 31 atm. Esas presiones son físicamente alcanzables con equipos especializados, mezclas respiratorias y procedimientos técnicos, pero no corresponden al buceo recreativo ordinario. La escena submarina de Mission: Impossible – The Final Reckoning representa una inmersión extrema, aunque la película no establece con claridad una profundidad coherente. Si el submarino estuviera realmente a varios cientos o miles de metros bajo el Ártico, el descenso con equipo respiratorio convencional sería esencialmente ficticio; para esas profundidades se requeriría un traje atmosférico o un vehículo sumergible. (NOAA Ocean Exploration)

Figura. Rachel Lance

 Rachel Lance es una ingeniera biomédica, investigadora y divulgadora científica estadounidense especializada en la fisiología del buceo, la medicina hiperbárica y las lesiones producidas en ambientes extremos. Obtuvo su licenciatura y maestría en Ingeniería Biomédica en la Universidad de Michigan y posteriormente alcanzó el doctorado en la Universidad Duke, donde investigó los efectos fisiológicos de las explosiones submarinas y las condiciones extremas de presión. Antes de incorporarse a Duke trabajó durante varios años como ingeniera para la Marina de los Estados Unidos, diseñando sistemas de respiración para operaciones de buceo militar. Más adelante se desempeñó como investigadora en el Duke Center for Hyperbaric Medicine and Environmental Physiology, institución dedicada al estudio de la adaptación del cuerpo humano a ambientes hiperbáricos y submarinos.

Una parte importante de sus investigaciones se ha centrado en la ventilación pulmonar y en la respuesta del organismo al respirar gases comprimidos durante el buceo profundo. Sus trabajos analizan cómo cambian la mecánica respiratoria, el intercambio gaseoso y la distribución de los gases en los tejidos cuando aumenta la presión ambiental. También ha estudiado el fenómeno conocido como narcosis por nitrógeno, una alteración reversible del sistema nervioso producida por la elevada presión parcial del nitrógeno durante inmersiones profundas. Esta condición puede provocar euforia, deterioro del juicio, disminución de la coordinación y retraso en las respuestas motoras, aumentando considerablemente el riesgo de accidentes bajo el agua. Sus investigaciones buscan comprender los mecanismos fisiológicos responsables de estos efectos y desarrollar equipos y procedimientos que mejoren la seguridad de los buzos.

Además de su trabajo experimental, Rachel Lance se ha destacado como una reconocida divulgadora científica. Ha publicado libros sobre la historia de la ciencia del buceo y de la medicina hiperbárica, explicando cómo la investigación en cámaras de presión permitió comprender fenómenos como la enfermedad por descompresión, la narcosis por nitrógeno y los límites fisiológicos del organismo humano en ambientes submarinos. Sus escritos combinan historia, ingeniería y fisiología para mostrar cómo la investigación científica ha permitido desarrollar mezclas respiratorias, protocolos de descompresión y sistemas de ventilación que hacen posible realizar inmersiones profundas con un nivel de seguridad mucho mayor que en el pasado. Gracias a esta combinación de investigación y divulgación, Rachel Lance se ha convertido en una de las voces contemporáneas más influyentes en el estudio de la fisiología del buceo. 

Figura. William Henry

 William Henry (1774–1836) fue un químico, médico y científico británico reconocido principalmente por formular la ley de Henry, uno de los principios fundamentales para comprender la solubilidad de los gases en los líquidos. Nació en Manchester, Inglaterra, dentro de una familia dedicada a la industria química y farmacéutica. Estudió medicina en la Universidad de Edimburgo, aunque desde muy temprano mostró un profundo interés por la investigación química y física. Durante el inicio del siglo XIX, la química experimentaba una rápida transformación gracias al desarrollo de métodos cuantitativos y experimentales más precisos. En este contexto, Henry realizó numerosos estudios sobre las propiedades de los gases y su comportamiento al entrar en contacto con líquidos, contribuyendo al establecimiento de relaciones matemáticas que permitieron describir estos fenómenos de manera objetiva.

Su contribución más importante fue la formulación de la ley de Henry, publicada en 1803. A partir de cuidadosos experimentos observó que, manteniendo constante la temperatura, la cantidad de un gas disuelto en un líquido es proporcional a la presión parcial que dicho gas ejerce sobre la superficie del líquido. Este principio permitió explicar numerosos fenómenos naturales e industriales relacionados con la disolución de gases, como la carbonatación de bebidas, el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono en organismos vivos, el funcionamiento de equipos de buceo y diversos procesos químicos. Además de sus investigaciones sobre gases, Henry realizó estudios sobre mezclas gaseosas, análisis químicos y composición del aire, contribuyendo al desarrollo de la química experimental de su época.

El trabajo de William Henry tuvo una influencia duradera en la química física, la ingeniería química, la oceanografía, la fisiología y las ciencias ambientales. Su ley continúa utilizándose para modelar procesos de absorción y liberación de gases en líquidos, tanto en laboratorios como en aplicaciones industriales. También publicó importantes textos de química que fueron ampliamente utilizados en la enseñanza universitaria durante el siglo XIX. Aunque desarrolló simultáneamente una carrera médica, su legado científico permanece asociado principalmente al estudio de la solubilidad de los gases. Hoy es recordado como uno de los pioneros de la química cuantitativa, cuyas investigaciones establecieron una de las leyes fundamentales del comportamiento de las disoluciones gaseosas.

Figura. Barbara S. Askins

 Barbara S. Askins (1939– ) es una química e inventora estadounidense reconocida por desarrollar un innovador método para mejorar la calidad de las fotografías obtenidas en condiciones de baja iluminación. Nació en Belfast, Tennessee, y estudió química en la Universidad de Alabama, donde obtuvo su licenciatura y posteriormente una maestría. Más adelante alcanzó el doctorado en la Universidad de Alabama en Birmingham. En una época en la que la presencia femenina en la investigación científica seguía siendo reducida, Askins inició su carrera en el Marshall Space Flight Center de la NASA, donde trabajó aplicando sus conocimientos de química a problemas relacionados con la exploración espacial y el procesamiento de imágenes científicas. Su trabajo demostró cómo la química podía contribuir directamente al avance de la tecnología y de la investigación aeroespacial.

Su aportación más importante fue el desarrollo de un proceso químico de intensificación fotográfica capaz de mejorar imágenes originalmente muy débiles o subexpuestas. Este método permitía aumentar el contraste y la nitidez de fotografías tomadas con poca luz o con tiempos de exposición insuficientes, utilizando reacciones químicas que reforzaban la información registrada en la película fotográfica sin deteriorar su calidad. La técnica resultó especialmente útil para analizar imágenes obtenidas durante misiones espaciales, investigaciones astronómicas y aplicaciones médicas, donde muchas veces no era posible repetir la toma fotográfica. Gracias a este procedimiento, fotografías que antes se consideraban prácticamente inutilizables pudieron convertirse en fuentes valiosas de información científica.

El impacto de su invento trascendió el ámbito espacial y encontró aplicaciones en la medicina, la astronomía, la microscopía, la investigación forense y otras áreas que dependían de imágenes de alta calidad. En 1978 recibió el premio Inventor of the Year otorgado por la Association for the Advancement of Invention and Innovation, convirtiéndose en la primera mujer en obtener ese reconocimiento. A lo largo de su carrera registró varias patentes y promovió la participación de las mujeres en las disciplinas científicas y tecnológicas. Hoy, Barbara S. Askins es recordada como una pionera de la química aplicada, cuyo trabajo demostró el enorme potencial de la química para resolver problemas tecnológicos complejos y ampliar las capacidades de la investigación científica.

Figura. Supersaturación

Una disolución super-saturada es una disolución que contiene una cantidad de soluto superior a la que normalmente puede mantenerse disuelta en equilibrio a una temperatura determinada. Generalmente se obtiene preparando primero una disolución saturada a temperatura elevada, donde la solubilidad es mayor, y luego enfriándola lentamente sin agitar. Aunque el sistema ha superado el límite de solubilidad, continúa observándose como una mezcla homogénea, completamente transparente y sin partículas visibles. Esto ocurre porque el exceso de soluto permanece temporalmente distribuido a escala molecular, formando un estado metaestable. En estas condiciones no existe todavía un cristal sobre el cual puedan organizarse las partículas excedentes, por lo que el sistema conserva la apariencia de una disolución ordinaria, aun cuando contiene más soluto del que admite el equilibrio termodinámico.

Sin embargo, este estado es inestable y puede romperse con gran facilidad. Basta una pequeña perturbación para que las partículas de soluto comiencen a organizarse formando los primeros núcleos de cristalización. Una vez aparecen estos núcleos, la recristalización se propaga rápidamente por toda la disolución, ya que las partículas excedentes encuentran una superficie estable sobre la cual depositarse. Como consecuencia, el exceso de soluto abandona la fase disuelta y forma cristales, mientras la concentración de la disolución disminuye hasta alcanzar nuevamente el valor correspondiente a una disolución saturada. Este proceso suele ir acompañado por la liberación de energía y, en algunos casos, puede producir un ligero aumento de temperatura.

Entre los factores que pueden inducir una recristalización rápida se encuentran la adición de un pequeño cristal semilla del mismo compuesto, la presencia de impurezas sólidas, el contacto con superficies rugosas, la introducción de un objeto dentro de la disolución, la agitación, las vibraciones, los golpes o cambios bruscos de temperatura. Todos estos factores facilitan la formación de núcleos cristalinos y desencadenan la precipitación casi instantánea del exceso de soluto. Este fenómeno tiene aplicaciones importantes en la purificación de sustancias, la obtención de cristales de alta calidad y la fabricación de materiales, pero también exige un manejo cuidadoso en el laboratorio para evitar cristalizaciones inesperadas.

Figura. Mary Lura Sherrill

 Mary Lura Sherrill (1888–1968) fue una destacada química y educadora estadounidense, reconocida por sus contribuciones a la química inorgánica y por su papel en la formación de nuevas generaciones de científicos. Nació en Pensilvania, Estados Unidos, en una época en la que la participación femenina en la investigación científica era todavía excepcional. Estudió química en el Randolph-Macon Woman’s College y posteriormente obtuvo el doctorado en la Universidad de Chicago, convirtiéndose en una de las pocas mujeres de su generación en alcanzar ese nivel académico. Gran parte de su carrera transcurrió como profesora e investigadora en el Randolph-Macon Woman’s College, donde combinó la enseñanza con la investigación experimental. Su labor contribuyó a consolidar la educación científica para mujeres en un período en que las oportunidades profesionales en este campo eran limitadas.

Las investigaciones de Sherrill se centraron principalmente en la química inorgánica, con especial interés en los compuestos de coordinación y la determinación de sus propiedades químicas y estructurales. Realizó numerosos estudios experimentales sobre sales metálicas y complejos de distintos elementos, aportando datos importantes para comprender su composición, estabilidad y comportamiento en disolución. Además de publicar artículos científicos, participó activamente en proyectos colaborativos que fortalecieron la investigación universitaria en instituciones dedicadas a la formación femenina. Su trabajo se caracterizó por el rigor experimental y por la aplicación cuidadosa de métodos analíticos, contribuyendo al desarrollo de la química inorgánica durante la primera mitad del siglo XX.

Más allá de sus investigaciones, Mary Lura Sherrill destacó por su compromiso con la educación científica y la promoción de las mujeres en la ciencia. Formó a numerosas estudiantes que posteriormente desarrollaron carreras en química, medicina y otras disciplinas científicas. Su trayectoria demostró que era posible combinar una actividad investigadora de alto nivel con una intensa labor docente. Aunque su nombre es menos conocido que el de otros químicos de su época, sus contribuciones ayudaron a fortalecer la investigación universitaria y a ampliar las oportunidades académicas para las mujeres. Hoy es recordada como una pionera de la química inorgánica y de la educación superior femenina en los Estados Unidos, dejando un legado duradero tanto en la investigación como en la formación de científicas.

Figura. Joel Henry Hildebrand

 Joel Henry Hildebrand (1881–1983) fue un destacado químico físico estadounidense, reconocido por sus importantes contribuciones al estudio de las disoluciones, las fuerzas intermoleculares y la termodinámica química. Nació en Camden, Nueva Jersey, y cursó sus estudios en la Universidad de Pensilvania antes de incorporarse a la Universidad de California en Berkeley, institución donde desarrolló la mayor parte de su carrera académica. Durante más de seis décadas combinó la investigación científica con la docencia, formando a numerosas generaciones de químicos. En una época en la que la comprensión de las mezclas líquidas todavía era limitada, Hildebrand buscó explicar por qué algunas sustancias se mezclan fácilmente mientras otras permanecen prácticamente inmiscibles. Su enfoque integró principios experimentales y modelos termodinámicos sencillos, contribuyendo a consolidar la fisicoquímica de las disoluciones.

Su contribución más conocida fue el desarrollo del parámetro de solubilidad de Hildebrand, una magnitud que relaciona la energía de cohesión de una sustancia con su capacidad para mezclarse con otra. Este parámetro permitió formular la conocida regla empírica de que “lo semejante disuelve a lo semejante” sobre una base cuantitativa. Sustancias con valores similares del parámetro de solubilidad tienden a formar mezclas homogéneas, mientras que diferencias grandes dificultan la disolución. Este modelo resultó especialmente útil para predecir la solubilidad de compuestos orgánicos, seleccionar solventes adecuados y comprender el comportamiento de pinturas, polímeros, resinas, combustibles y numerosos materiales industriales. Sus investigaciones también aportaron al estudio de las propiedades termodinámicas de líquidos y mezclas no electrolíticas.

El trabajo de Hildebrand tuvo una influencia duradera en la química física, la ingeniería química, la ciencia de materiales y la industria química. Sus métodos continúan utilizándose como aproximaciones prácticas para seleccionar solventes y diseñar formulaciones químicas. Además de su labor investigadora, fue un reconocido profesor y autor de textos universitarios que contribuyeron a la formación de generaciones de científicos. Recibió numerosas distinciones por sus aportes a la química y permaneció activo académicamente durante una parte importante de su larga vida. Hoy, Joel Henry Hildebrand es recordado como uno de los principales impulsores del estudio moderno de las disoluciones y de las interacciones intermoleculares, cuyos conceptos siguen siendo fundamentales en la química contemporánea.

Demostración. Relación directa entre unidades de masa molar y molalidad

Las unidades de masa molar (dalton, u) y de molalidad (molal, m) mantienen una relación inversa. A continuación se presenta su demostración y un método de conversión rápida entre ambas magnitudes.

 Planteamos la igualdad base en unidades de masa molar.

Invertimos.

Dividimos entre 1000 a ambos lados.

Pero sabemos que 10³ es igual a kilo.

Sabemos que mol/kg es un molal.

Despejamos dalton.