Nikolai Nikolaevich Semenov (1896, Saratov – 1986, Moscú) y Sir Ciryl Norman Hinshelwood (1897, Londres – 1967, Londres) recibieron el premio Nobel de Química en 1956 por “sus investigaciones en el mecanismo de las reacciones químicas”.
Semenov se graduó en la Universidad de San Petersburgo (Leningrado) en 1917, el año de la revolución soviética. En 1931 fue nombrado director del Instituto de Química Física de la Academia de Ciencias de la URSS y profesor de la Universidad Estatal de Moscú. Después fue miembro de la Academia de Ciencias de la URSS y de otras academias extranjeras. En su discurso de aceptación del premio Nobel explicó en qué habían consistido básicamente sus investigaciones. Por una parte, dijo, se había ocupado en aplicar la cinética a la teoría de la combustión y a los procesos explosivos, relacionando la temperatura de ignición de una sustancia con el orden de reacción, la energía de activación, la concentración, el calor de reacción y la disipación del calor. Estos estudios le sirvieron para establecer una formulación matemática con la cual calcular la temperatura de autoignición de una sustancia a varias presiones, así como para sustentar teorías sobre la combustión, la detonación, las explosiones en gases y la propagación de la llama. Por otra parte, dijo haber desarrollado una teoría detallada sobre las reacciones en cadena ramificada y no ramificada, como ya había expuesto en un libro publicado en 1934. Entre otras cosas, estableció que por debajo de una temperatura determinada, la reacción se paraba en las paredes de la vasija, pero no por encima, y llegaba la explosión. Esta conclusión fue confirmada por Hinshelwood un año después. Y es que Semenov aludió en su alocución a sus amables discusiones con Hinshelwood que contribuyeron al desarrollo de las investigaciones.
Hinshelwood se doctoró (1924) y fue profesor de Química Física (1937) en Oxford. En 1946 presidió la Chemical Society y, más tarde, la Faraday Society. Políglota destacado, fue miembro de las principales sociedades científicas internacionales y doctor ‘honoris causa’ por varias Universidades. Publicó libros sobre cinética en Química Física y en la célula bacteriana. Postuló que cuando los productos interaccionan con los reactivos puede tener lugar una reacción en cadena: las explosiones y el fuego son ejemplos de este tipo de reacciones. También explicó cómo los cambios químicos producidos en la célula bacteriana constituían una respuesta a los cambios en su entorno: sus estudios tuvieron gran influencia en las investigaciones sobre antibióticos y otros agentes terapéuticos. La lección magistral que dictó Hinshelwood tras la concesión del premio Nobel llevaba por título “La cinética química en las últimas décadas pasadas”. En ella, enfatizaba que la influencia de la temperatura, la catálisis, la energía, la disposición molecular, etc., en las reacciones contienen tantos misterios que puede dedicarse a ellos toda una vida. Recordaba los trabajos de Langmuir en la década de los veinte sobre las reacciones unimoleculares en fase gaseosa con catálisis heterogénea, en las que prevalecía la afinidad del catalizador sólido por aquellas partes de la molécula reaccionante que dieran lugar a un camino de la reacción con menor energía de activación. También explicaba cómo el estudio de la disociación del N2O5 , realizado por Daniels y Johnson en 1921, demostró que los mecanismos eran mucho más complejos de lo supuesto: se encontró que las colisiones moleculares eran decisivas para comunicar la energía de activación a las moléculas que se transformaban y que la energía de activación de la ecuación de Arrhenius, dependiente de la temperatura, era dominante, pero no el único factor responsable de la reactividad. Estos hechos dieron coherencia a la cinética química y a ellos siguieron, dando complejidad, las reacciones en cadena enunciadas por Nernst. La primera evidencia clara de que los procesos en cadena juegan un papel principal en las reacciones térmicas en fase gaseosa, se tuvo por la formación de agua a partir de sus elementos y por la oxidación del etileno, además de la dependencia de sensibilizadores e inhibidores. (Hinshelwood aprovecha para recordar que su relación con Semenov y Bodenstein fue frecuente y fructífera). Semenov explicó la transición desde una reacción lenta hasta el límite inferior de la inflamación del vapor de fósforo mediante la teoría de la cadena ramificada. También se demostró que la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno para dar agua tenía un límite inferior de naturaleza similar. La ramificación se controlaba mediante colisiones de tres cuerpos en fase gaseosa. Asimismo, se pudo demostrar que el NO en pequeñas cantidades producía una gran inhibición en la reacción de descomposición del éter, lo que sin duda probaba la intervención de radicales alquilo en el mecanismo en cadena. La conclusión a todas las investigaciones realizadas fue que el mecanismo de las reacciones unimoleculares es complejo (excepto unas pocas sin cadena), con un inicio, una propagación y una terminación. Estos conocimientos son ahora rutinarios en Química Física y tienen especial importancia en las reacciones de polimerización empleadas en la industria de los plásticos. Hinshelwood dixit.