V. EL TRABAJO DE NERNST. LA TERCERA LEY DE LA TERMODIN�MICA
DURANTE los primeros setenta y cinco a�os del siglo XIX los principales desarrollos en el �rea de la qu�mica ocurrieron en los campos de la qu�mica inorg�nica y org�nica. Tanto la qu�mica como la f�sica se desarrollaron en el mencionado siglo a paso veloz. Hay que hacer notar que hubo muy poco contacto entre los cient�ficos que trabajaban en estas dos disciplinas. Sin embargo, los desarrollos que ocurrieron en la termodin�mica, relacionados con la energ�a y su conservaci�n, llamaron la atenci�n de algunos qu�micos que trabajaban con la afinidad y las velocidades de reacci�n.
Fueron estos estudios los que dieron lugar, con el tiempo, al establecimiento de la fisicoqu�mica. As�, en 1850 el qu�mico Ludwig Wilhelmy mostr� que la velocidad de la hidr�lisis del az�car de ca�a se pod�a calcular usando una ecuaci�n matem�tica, siendo �sta la primera ocasi�n en que se usaba una f�rmula matem�tica para expresar un proceso qu�mico.
Casi simult�neamente, las ideas sobre la termodin�mica desarrolladas por los f�sicos empezaron a tener cabida en la qu�mica. A esto contribuyeron los trabajos hechos alrededor de 1850 por G. H. Hess en Rusia, Pierre Engene Berthelot en Francia y Julius Thomsen en Dinamarca sobre los calores de reacci�n. Fue A. F. Horstmann el primero que us� en 1869 la segunda ley de la termodin�mica en los fen�menos qu�micos. El trabajo de Josiah Willard Gibbs en Estados Unidos, realizado en 1876-1878, sobre las condiciones de equilibrio de mezclas de sustancias fue aplicado en la qu�mica unos veinte a�os despu�s.
Estos trabajos y otros m�s representaron un inter�s creciente en las propiedades f�sicas de los compuestos qu�micos. El qu�mico Wilhelm Ostwald escribi� en 1888 el primer libro de texto de fisicoqu�mica en el que organiz� esta rama de la qu�mica. Adem�s, Ostwald junto con J. vant' Hoff y Svante Arrhenius establecieron en 1887 la primera revista de investigaci�n en este campo, el Zeitschriff f�r physicalische Chemie. De esta manera, la fisicoqu�mica se elev� al mismo nivel que las otras ramas de la qu�mica como la inorg�nica.
Fue en el mismo a�o de 1887 que Walther Hermann Nernst (1864-1941) empez� a trabajar como asistente de Ostwald en la Universidad de Leipzig. Lo hizo justamente en la �poca en que se desarrollaban las interesantes discusiones sobre la fisicoqu�mica. El ambiente en que trabaj� lo estimul� mucho y empez� su trabajo de inmediato. Inici� su trabajo en la teor�a de celdas galv�nicas. Posteriormente, una vez inventado el refrigerador, comenz� un largo proyecto de investigaci�n para medir los calores espec�ficos de diferentes sustancias a bajas temperaturas. Su inter�s inicial fue hacer m�s precisas las ideas en boga entre los qu�micos sobre las condiciones de equilibrio en muchas reacciones qu�micas, que no hab�an tomado en cuenta los efectos de la temperatura. As� es como encontr� que, de manera sistem�tica, al disminuir la temperatura y acercarse al cero absoluto, el calor espec�fico de las sustancias disminuye continuamente. Claramente, al llegar a estas temperaturas las sustancias est�n en la fase s�lida. No existe ninguna sustancia que a estas temperaturas sea gas o l�quido.1 De estos resultados Nernst formul� en 1906 la tercera ley de la termodin�mica, que se refiere a las propiedades termodin�micas de las sustancias en la cercan�a del cero absoluto de temperatura. Una consecuencia de la tercera ley es que el calor espec�fico de todas las sustancias se anula al llegar su temperatura a ser cero grados absolutos, es decir a -273�C.
El trabajo de Nernst tuvo gran importancia te�rica en el desarrollo de la termodin�mica. Adem�s, tambi�n tuvo importantes aplicaciones pr�cticas. Por ejemplo, fue muy �til en la formulaci�n de los diversos c�lculos que se necesitaron para hacer la s�ntesis del amoniaco.
Nernst obtuvo el premio Nobel de Qu�mica en 1920 por sus trabajos en termoqu�mica y es justamente considerado como uno de los fundadores de la fisicoqu�mica moderna.
El trabajo que desemboc� en la formulaci�n de la tercera ley de la termodin�mica fue puramente macrosc�pico, de manera an�loga a como se encontraron las otras dos leyes. En ning�n momento se utiliz� hip�tesis alguna acerca de la estructura microsc�pica que pudieran tener las sustancias.
NOTAS
1 Una excepci�n es el helio que contin�a siendo l�quido hasta temperaturas de alrededor 2�K, o sea de -271�C. Sin embargo, Nernst no trabaj� con helio.
