premio+nobel+2007

Diana Pérez Sánchez, Marcos Peromingo Quesada, Ignacio Piorno Gutiérrez, Rebeca Poncelas García
 * Componentes:**

En el año 2007 se le entregó el Premio Nobel de Química al profesor Gerhar Ertl, por ser pionero en la introducción de técnicas para estudiar la interacción de Moléculas en superficie sólidas, Así como su avance en la química de superficies sólidas.



= __Gerhard Ertl__ =

Nació el 10 de Octubre en Sttugart, Alemania. Comenzó sus investigaciones en la década de 1960, y actualmente es profesor emérito del Departamento de Química Física del Fritz-Haber-Institut del Max Plancd-Gesellschaft en Berlín. En los años setenta, Ertl y otros científicos idearon una nueva forma de estudiar los modelos catalíticos, un estudio pionero que ha influido en importantes aplicaciones sociales. Gracias a sus investigaciones se ha dado un conocer por qué se oxida el acero, cómo funcionan las pilas de combustible o cómo actuan los caralizadores en automóviles así como el proceso de destrucción de la capa de ozono. El Comité Nobel sobresalió entre sus investigaciones las referentes al proceso de Haber-Bosch, o síntesis de amoniaco, en el cual el nitrógeno es extrído del aire para su inclusión en fertilizantes artificiales.

Pero este no es el primer premio que este investigador recibe, en 1998 le fue otorgado el premio Wolf en Química.[|premio, distinciones y curriculum vitae] Además Ertl ha escrito a lo largo de su carrera numerosos escritos sobre sus investigaciones.[|Publicaciones]



 //reacción de síntesis de amoniaco//. // En el proceso de Haber-Bosch el nitrógeno reacciona con hidrógeno sobre una superficie de hierro para luego formar moléculas de amoniaco que son liberadas desde la superficie. //
 * N2(g) + 3H2 (g) « 2NH3(g) **

Haber y Bosch descubrieron un catalizador formado por óxidos de hierro, de aluminio y de potasio, que hizo viable la síntesis industrial de amoniaco, utilizado para la fabricación de fertilizantes, así como en máquinas frigoríficas, colorantes y otras aplicaciones de interés social.

Los trabajos de Ertl demostraron en los años ochenta qué paso de la reacción limitaba la velocidad de la reacción, y analizó al detalle el proceso de síntesis de amoniaco sobre una superficie cristalina.

Pero las investigaciones que Ertl quería llevar a cabo requería de nuevas técnicas y herramientas experimentales, como un vacío elevadísimo para evitar la contaminación de la reacción, o nuevas técnicas espectroscópicas y microscópicas. Además Ertl fue pionero en la aplicación de la microscopía de barrido de túnel.


 * //microscopio electrónico//**

Las superficies de las sustancias son muy activas químicamente, por lo que es muy complicado mantenerlas totalmente limpias la estudiar una reacción específica. Por eso es muy importante la precisión, así como un alto vacío, para realizar con éxito las investigaciones. El objetivo de Ertl fue hacer una descripción lo más completa posible de las reaciones investigadas.

** __Estudio de la síntesis de amoniaco__ **
Gerhard Ertl estudió el comportamiento del hidrógeno sobre superficies metálicas. El catalizador usado consistía en hierro finamente dividido, y la reacción tenía lugar en la superficie de las partículas de hierro. El nitrógeno y el hidrógeno se unen a la superficie facilitando la posterior reacción entre ellos.

Para ello Ertl utilizó un sistema ideal, una superficie de hierro limpia y lisa en una cámara de vacío, en la que podía introducir cantidades controladas de diferentes gases.

...........1......................2...................3.....................4..........

1-3: el nitrógeno llega a la superficie de hierro como una molécula diatómica. 1-2:la molécula de hidrógeno se disocia inmediatemente y se fija en forma atómica a la superficie. 4: el enlace entre los dos átomos de nitrógeno es un enlace muy fuerte. Una vez que las moléculas se depositan sobre la superficie, el enlace entre los átomos se debilita a la vez que se forman enlaces con los átomos de hierro.

Una de las preguntas que Ertl se planteó fue si el nitrógeno reaccionaba en su forma molecular o en us forma atómica para formar amoníaco. Para resolver esta cuestión, Ertl midió la concentraición de átomos de nitrógeno sobre la superficie de hierro al mismo tiempo que añadía hidrógeno. Comprobó que al añadir hidrógeno la concentración de átomos de nitrógeno de la superficie disminuía, por lo que los átomos de nitrógeno en la superficie desaparecen porque reaccionan con el hidrógeno, es decir, que el primer paso en la reacción Haber y Bosch tiene lugar entre el hidrógeno y nitrógeno atómico. Si se hubiera producido en su forma molecular los átomos de nitrógeno situados en la superficie, permanecerían inalterados al añadir hidrógeno.

Sin embargo la medición de la concentración de nitrógeno en la superficie de hierrro no es nada fácil. Para distinguir los átomos de nitrógeno de las moléculas usó diferentes métodos espectroscópicos, los cuales tienen en común que la superficie es bombardeada por partículas (fotones o electrones libres). Los electrones de los átomos situados en la superficie son golpeados por las partículas incidentes, y de esta forma los electrones pueden saltar del metal, pudiéndoes medir directamente su energía. También es posible medir la energía indirectamente mediante la radiación emitida cuando el electrón vuelve rápidamente a su estado original. En ambos casos la medición revelará el tipo de átomo que ha sido golpeado y también aportará información sobre su entorno.



Otra forma de investigar la concentración de nitrógeno en la superficie es estudiando la estructura de la superfice, ya que se modificada ligeramente cuando el hierro se une al nitrógeno. Ertl utilizó un método con el que bombardeaba la superficie con electrones que eran difundidos según un patrón específicoo, lo que revelaba la superficie de hierro. En definitiva, Ertl investigó la superficie de varias formas diferentes para asegurarase de que no estaban contemplando una imagen distorsionada por la contaminación.

Ertl descubrió que el paso que limita la velocidad de todoe l proceso de Haber-Bosch es la ruptura de la molécula de nitrógeno, y que una vez que este paso ocurría la reacción transcurría muy rápido, siendo imposible su estudio. Pero Ertl quería una visión de todo el proceso. Por ello estudió el proceso en el sentido inverso, ya que el proceso de Haber-Bosch es reversible. El sentido de la rección viene determinado por los gases presentes en el sistema, amoniaco, nitrógeno o hidrógeno.



Ertl comenzó estudiando la forma en la que el amoníaco se fija a la superficie de hierro, y la forma en la que posteriormente se disocia para dar nitrógeno e hidrógeno, así pudo observar los pasos intermedio (5 y 6). Añadiendo isótopos de hidrógeno pudo medir la velocidad a la cual el amoniaco liberaba uno de sus átomos de hidrógeno normales y posteriormente se unía a un átomo de hidrógeno más pesado (isótopo) así encontró una forma de estudiar la etapa final (7).

** __I__ __nvestigaciones sobre el monóxido de carbono__ **
Unas de las investigaciones mas importantes en el grupo de Ertl ha sido la Oxidaccion de CO. En ella, una molécula de CO reacciona con un átomo de oxigeno, sobre una superficie de Pt para formar una molecula de CO2 Superficie de Pt durante la reaccion de oxidacion de CO, las areas azules son ricas en CO y las amarillas en O

Ertl ha demostrado que la velocidad de los diferentes procesos puede ser variable y la reacción transcurre de una manera diferente dependiendo del estado de la superficie de platino. En esta reacción el monóxido de carbono se enlaza a un átomo de monóxido de carbono se enlaza a un átomo de oxígeno para convertirse en dióxido de carbono.

Gracias a las investigaciones de Gerhard, la industria del automóvil introdujo catalizadores que reducen la cantidad de monóxido de carbono, un gas que puede causar la muerte por envenenamiento en pocos minutos porque sustituye al oxigeno en la hemoglobina de la sangre Las reacciones quimicas que suceden dentro de un catalizador de coche actual son : CO+  ½ O2 = CO2 y CO + NO = CO2+ N2  __** Conclusión del trabajo de Gerhard Ertl **__

Sus hallazgos han provisto la base científica de la química moderna de superficie, sus métodos son usados tanto en investigación académica como en el desarrollo industrial de procesos químicos, ha acelerado el desarrollo de nuevos catalizadores, útiles para limpiar las emisiones de gases de combustión en vehículos y para la fabricación de fertilizantes y medicamentos.

__Entrevista a Gerhard Ertl__
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** __Bibliografía__ **
[] [] [] [] [] [] [] __http://www.rseq.org__ __Articulo de El Pais 17/10/2007 Sección: Futuro Pag:37__ [] [] [] [] []