Johannes Nicolaus Brønsted

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Johannes Nicolaus Brønsted (22 de febrero de 1879 – 17 de diciembre de 1947) nacido en Varde, fue un químico físico danés. Obtuvo una licenciatura en ingeniería química en 1899 y su doctorado en 1908 en la Universidad de Copenhague e inmediatamente después fue nombrado profesor de química inorgánica y física en la misma universidad.

Hijo de un ingeniero civil, Brønsted obtuvo su título de ingeniero químico (1899) y su doctorado en química en la Universidad de Copenhague en 1908, cuando también se convirtió en profesor de química física e inorgánica. Conservó este puesto durante toda su vida.

Fue profesor visitante en Yale en 1929, y se convirtió en miembro de la Royal Society en 1935. Su firme oposición al nazismo durante la Segunda Guerra Mundial le hizo ganar las elecciones al Parlamento danés (1947), pero la enfermedad le impidió ocupar su escaño.

Educación de Brønsted

Johannes Brønsted ingresó en la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Técnica de Dinamarca en 1897. Dos años más tarde recibió su título, luego dejó la Universidad Técnica y entró en la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad de Copenhague, de la cual obtuvo el M.S. en química en 1902. Después de un período de investigación no química fue nombrado asistente en el laboratorio químico de la universidad en 1905, y a partir de entonces fue agregado a la universidad, sirviendo como profesor de química física a partir de 1908.

Carrera científica

Desde la conclusión de los estudios de Julius Thomsen sobre termoquímica en 1886, la química física había sido un tanto descuidada en Dinamarca, aunque el trabajo de Ostwald, Arrhenius y Nernst fue seguido en la mayoría de los demás países.

Brønsted asumió la idea de Thomsen de determinar la afinidad química midiendo el trabajo máximo de un proceso químico, pero en lugar de utilizar determinaciones calorimétricas, utilizó mediciones de fuerza electromotriz para las células galvánicas, que dan valores correctos a temperatura ambiente, mientras que el método calorimétrico da valores que están en error por una cantidad proporcional a los cambios de entropía que tienen lugar para el proceso en la reacción química. Publicó los resultados en una serie de trece monografías sobre la afinidad química (1906-1921). Defendió el tercer trabajo de esta serie, sobre la afinidad de la mezcla en los sistemas binarios, para el doctorado de la Universidad de Copenhague en 1908.

Otros aspectos de la química física despertaron el interés de Brønsted después de 1913: no sólo la determinación de los calores específicos sino también la determinación de las constantes de afinidad, publicadas en una serie de estudios sobre la solubilidad (1921-1923) y sobre la interacción específica de los iones (1921-1927).

Estos estudios suscitaron un interés considerable entre los químicos físicos, especialmente en los Estados Unidos e Inglaterra, y desde 1921 hasta aproximadamente 1935 el laboratorio de Brønsted se llenó de invitados extranjeros que deseaban estudiar bajo su dirección. Las malas condiciones del laboratorio mejoraron considerablemente cuando la Junta de Educación Internacional se ofreció a sufragar los gastos relacionados con la construcción de un nuevo Instituto de Química Física, siempre que el Gobierno danés se hiciera cargo del funcionamiento del instituto, que empezó a funcionar en 1930. Entre estos estudios es famoso un trabajo, escrito con V. K. la Mer, sobre la relación entre los coeficientes de actividad y la fuerza iónica de la solución, relación derivada teóricamente al mismo tiempo por P. Debye y E. Hückel.

Otros logros, también, merecen ser mencionados: La definición de ácidos y bases de Brønsted (1923), sugerida simultáneamente en forma casi idéntica por T. M. Lowry y en una versión ampliada por G. N. Lewis; sus estudios sobre la catálisis (1924-1933); y su trabajo sobre la separación de isótopos de mercurio y cloro (1920-1922, 1929), realizado con G. von Hevesy.

Trabajo de Brønsted sobre termodinamica

En 1912 Brønsted publicó un breve manual de química física, basado en el ciclo termodinámico de Carnot. Antes de 1936, cuando hubo que escribir una nueva edición, Brønsted se había convencido de la superioridad del enfoque de J. W. Gibbs sobre la termodinámica, y la nueva edición, sustancialmente ampliada, se basó en las ideas de Gibbs.

Brønsted estaba descontento con la formulación clásica de las leyes de la termodinámica, según la cual el calor no es directamente comparable con otras formas de energía. Para él, el calor, al igual que otras formas de energía, puede considerarse como compuesto por un factor de cantidad (la entropía) y un factor de intensidad (la temperatura). De esta manera fue posible formular la primera ley de la termodinámica como un principio de trabajo, mientras que la segunda ley se amplió a un principio de calor y equivalencia, incluyendo también las reacciones irreversibles. Una característica de este enfoque es que relaciona la termodinámica con conceptos físicos más que con complejidades matemáticas.

Las formulaciones de Brønsted, especialmente su uso de los principios «trabajo» y «calor», no fueron aprobadas por los físicos, y se produjeron discusiones airadas. Trató de concretar sus principios en trabajos posteriores (1940, 1941, 1946), pero no se había llegado a ningún acuerdo en el momento de su muerte.

Para más información Brønsted, Johannes Nicolaus

• Johannes Thiele
• Niels Bohr
• Josiah Willard Gibbs