Irving LANGMUIR (Brooklyn, NY, 1881 – Falmouth, MA, 1957) ganó el premio Nobel de Química en 1932 “por sus descubrimientos e investigaciones en química de superficies”. Ingeniero metalúrgico, trabajó en química física con Nernst en Gotinga, donde se doctoró en 1906. Después fue instructor de química en el Stevens Institute of Technology hasta 1909, año en el que entró como director asociado en el laboratorio de investigación de la General Electric, compañía en la que se jubiló en 1950. Un galardonado con el premio Nobel que no fue profesor universitario.

Langmuir, trabajando con bomba de mercurio para producir vacío, construyó tubos de alto vacío para la radio e intentó alargar la vida de las bombillas de filamento de wolframio con un mejor vacío, ya que el aire oxidaba el metal; pero para evitar la evaporación del wolframio tuvo que añadir gases inertes. En su conferencia del Nobel, titulada simplemente “Química de superficies”, comenzó hablando de sus experiencias con la adsorción de gases en la superficie del wolframio: El hidrógeno molecular se descomponía en dos átomos, el oxígeno producía el óxido WO3 y cuando agregaba un 1% de torio al W, se difundía a 1900 – 2000 K a la superficie formando una capa monoatómica de Th que se evaporaba al aumentar la temperatura hasta 2200 – 2400 K. Si hacía pasar una corriente de CO2 a baja presión sobre un filamento de carbono a 1700K, se liberaba CO por reacción. En esta línea de experimentos, Langmuir estudió las reacciones heterogéneas de los gases en las superficies sólidas, concluyendo que la velocidad viene determinada por la reacción de los gases en la superficie del sólido, pero que existe la posibilidad de que la etapa lenta sea la adsorción de los reactivos o la desorción de los productos. Asimismo, obtuvo la ecuación empírica de la ‘isoterma de adsorción’: x/m = k k’ p / (1 + k p) , donde k y k’ son constantes para el sistema dado, p la presión del gas, x la cantidad de gas adsorbido y m la masa del adsorbente. Langmuir extendió sus investigaciones a las películas monomoleculares de ácidos grasos en agua, en las que la parte polar se dirige al agua y la apolar se aleja, adoptando la molécula una posición más o menos perpendicular a la superficie. En su discurso, Langmuir también consideró los tipos de fuerzas que se producen en la adsorción: entre iones o entre iones y electrones (fuerzas de Coulomb); entre dipolos (fuerzas que disminuyen con la cuarta potencia de la distancia); atracciones de van der Waals que dependen de la polarización de las moléculas (como las que se producen entre el aceite y el agua o entre el N2 y el Ar y el vidrio); las fuerzas de valencia con compartición de electrones entre átomos (como el O2 en el W y en el C); y las repulsiones debidas a la impenetrabilidad de las capas electrónicas.

Las aportaciones de Langmuir no se limitaron a la química de superficies. En 1919 indicó que la naturaleza inerte de los gases nobles, incluidos en el grupo cero de la tabla periódica, se debía atribuir a que sus átomos poseían niveles completos de electrones. Además, habló de la electrovalencia que existe en todas las sales simples, en las que los iones se mantenían unidos por fuerzas electrostáticas, una suposición apoyada por la estructura cristalina y por el estudio de los electrólitos.

Jaroslav HEYROVSKY (Praga, 1890 – Praga, 1967) recibió el premio Nobel de Química en 1959 “por su descubrimiento y desarrollo de los métodos polarográficos de análisis”. Hijo de un profesor de Derecho en Praga, estudió en el University College de Londres con el profesor Ramsay. Durante la Gran Guerra trabajó en un hospital militar como químico y radiólogo. Se doctoró en Praga en 1918 y en Londres en 1921. En 1922 inventó el polarógrafo de gotas de mercurio, con el que se podía determinar la concentración de electrólitos en disolución. Profesor de Química Física en la Universidad Charles de Praga (1926), hizo escuela de polarografistas.

En su lección de recepción del Nobel , titulada “La tendencia de la polarografía”, Heyrovsky explicó que su aparato consistía en un electrodo capilar de 8 cm de largo y un diámetro interior de 0,05 a 0,1 mm por el que caían gotas de mercurio cada 3 – 6 segundos, y un segundo electrodo situado debajo consistente en una capa de mercurio. Ambos electrodos estaban situados en una célula, de 15 a 25 mL, en la que se colocaba la disolución problema que iba a ser sometida a electrólisis mediante un potencial variable entre 0 y 2,5 V y midiendo con galvanómetro una intensidad de corriente del orden de microamperios. Así se obtienen, dijo Heyrovsky, las curvas intensidad – voltaje (I-V) de los electrólitos problema, con las que es posible determinar la identidad y la concentración de las especies que reaccionan en el microelectrodo, que es el cátodo: cada gota de Hg expone una superficie limpia en el proceso de transferencia de electrones. En el polarograma I-V el potencial de semionda es constante a distintas concentraciones del electrólito, y la intensidad de la corriente de difusión es directamente proporcional a la concentración. Heyrovsky puso muchos ejemplos de análisis efectuados con el polarógrafo: exhibió un polarograma en el que resolvía siete cationes en disolución acuosa, indicando además que, si el problema lo requería, se podían emplear otros disolventes tales como acetonitrilo, dioxano, alcoholes, ácido acético glacial, ácido sulfúrico, amoniaco líquido y sales fundidas. Aprovechando la gran sensibilidad de la técnica, capaz de detectar especies a concentraciones de 5 micromoles por litro, pudieron analizar suero de la sangre a distintos estados patológicos y detectar diferencias. La conferencia de Heyrovsky fue una exposición del desarrollo que había alcanzado la polarografía.