lunes, 22 de octubre de 2007

Marie Curie


Marya Saloméa Skłodowska Boguska nació en Varsovia el 7 de noviembre de 1867.

En el otoño de 1891 se matriculó en el curso de ciencias de la Universidad parisiense de la Sorbona.

Su vida se deslizaba con sencillez consagrada enteramente al estudio. Sus ingresos, algunos ahorros de su trabajo como institutriz en Polonia y cantidades pequeñas que le enviaba su padre, profesor de matemáticas en su país natal apenas le permitían pagar todos sus gastos, inclusive los de sus estudios universitarios.

A los veintiséis años de edad conoció a Pierre Curie, científico francés de treinta y cinco años que al igual que Marie estaba dedicado en cuerpo y alma a la investigación científica.

Desde su primer encuentro en el año 1894, ambos
simpatizaron. Para Pierre Curie, la señorita Sklodowska era una personalidad desconcertante; le asombraba poder hablar con una joven tan encantadora en el lenguaje de la técnica y de las fórmulas más complicadas. A los pocos meses, Pierre Curie le propuso matrimonio.

Marie y Pierre estudiaron los materiales radiactivos, en particular el uranio en forma de pechblenda, que tenía la curiosa propiedad de ser más radiactiva que el Uranio que se extraía de ella. La explicación lógica fue suponer que la pechblenda contenía trazas de algún elemento mucho más radiactivo que el uranio. También descubren que el torio podía producir radioactividad. Tras varios años de trabajo constante, a través de la concentración de varias clases de pechblenda, aislaron dos nuevos elementos químicos. El primero, en 1898, fue nombrado como polonio en referencia a su país nativo, y el otro, radio debido a su intensa radiactividad. Siempre trabajaron en estos años en un cobertizo y Pierre era el encargado de suministrar todos los medios y artilugios para que Marie trabajara. Pierre tenía temporadas de gran fatiga que incluso le obligaba a reposar en cama, además de que los dos sufren quemaduras y llagas producidas por sus peligrosos trabajos.

Poco después Marie obtuvo un gramo de cloruro de radio, lo que consiguió al tener que manipular hasta ocho toneladas de pechblenda. En 1902 presentan el resultado y les invitan a todos los sitios, a todas las cenas y reuniones, lo que les lleva a la fama. Los científicos les mandaban cartas y los norteamericanos les pedían que dieran a conocer todos sus descubrimientos. Tanto Pierre como Marie aceptan y prestan todas sus investigaciones sin querer lucrarse de ello mediante patentes, un hecho que es aplaudido por todo el mundo.

Junto a Pierre Curie y Henri Bequerel, Marie fue galardonada con el Premio Nobel de Física en 1903, "en reconocimiento de los extraordinarios servicios rendidos en sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de radiación descubierta por Henri Becquerel". Fue la primera mujer que obtuvo tal galardón. Les dieron 15.000 dólares, parte de los cuales lo utilizaron para hacer regalos a sus familias y en comprarse una bañera. Un tiempo después Pierre obtuvo una cátedra en la Sorbona. La fama les abrumó y se concentraron en sus trabajos. En 1904 tuvo su segunda hija, Eve, pero antes había tenido un aborto, probablemente producido por la radiactividad.

El 19 de abril de 1906 ocurrió la tragedia, ya que Pierre fue atropellado por un carruaje de seis toneladas, muriendo sin que nada se pudiera hacer por él. Marie quedó muy afectada, pero quería seguir con sus trabajos y rechazó una pensión vitalicia. Además asumió la cátedra de su marido, siendo la primera mujer en los 650 años de la Universidad.

En 1910 demostró que se podía obtener un gramo de radio puro. Al año siguiente recibió el Premio Nobel de Química «en reconocimiento de sus servicios en el avance de la Química por el descubrimiento de los elementos radio y polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y compuestos de este elemento»,. Con una actitud desinteresada, no patentó el proceso de aislamiento del radio, dejándolo abierto a la investigación de toda la comunidad científica.

Fue la primera persona a la que se le concedieron dos Premios Nobel en dos diferentes campos. La otra que lo obtuvo hasta el presente, fue Linus Pauling. La pusieron al frente del Instituto del Radio e investiga en el gran laboratorio Curie. Después de la muerte de su marido, tuvo un romance con el físico Paul Langeving, que estaba casado, lo que resultó un escándalo periodístico.
Curie murió cerca de Salanches, Francia, en 1934 por leucemia, debido seguramente a la masiva exposición a la radiación durante su trabajo.

Curiosidades

Durante su periodo de estudiante universitaria pasó grandes dificultades económicas.
Para ahorrar carbón no encendía el calentador, y pasaba horas y horas escribiendo números y ecuaciones sin apenas enterarse de que tenía los dedos entumecidos y de que sus hombros temblaban de frío. Llegó a pasar semanas enteras sin tomar otro alimento que té con pan y mantequilla. Cuando quería festejar algo compraba un par de huevos, una tableta de chocolate o algo de fruta.
Este escaso régimen alimentario la volvió anémica. Frecuentemente, al incorporarse, sentía desvanecimientos y tenía que recostarse en la cama, donde a veces perdía el conocimiento. Al volver en si, pensaba que estaba enferma, pero procuraba olvidarse de ello, igual que hacía con todo lo que pudiera entorpecer su trabajo.

Hennig Brandt


Hennig Brand(t) fue un comerciante y alquimista amateur de Hamburgo (Alemania), que descubrió el fósforo alrededor de 1669.

Como otros alquimistas de la época, Brand buscaba la piedra filosofal, una sustancia que supuestamente transformaba metales comunes (como plomo) en oro. Cuando murió su primera esposa, se había gastado todo su dinero en esta actividad. Luego se casó con su segunda esposa Margaretha, una viuda rica cuyos recursos financieros le permitieron continuar la búsqueda.
Como muchos otros antes que él, se interesó en la orina y probó combinarla con muchos otros materiales, en cientos de combinaciones. Había visto, por ejemplo, una receta en el libro 400 Auserlensene Chemische Process de F. T. Kessler de Estrasburgo, que se podía usaralumbre, nitrto de potasio y orina concentrada para convertir metales comunes en plata (una receta que, por supuesto, no funcionó).

Alrededor de 1669 calentaba residuos de orina reducidos en su horno hasta que la retorta estaba al rojo vivo, donde de repente aparecieron humos que llenaron el recipiente y el líquido se desbordó, ardiendo en llamas. Podía coger el líquido en una jarra y cubrirlo, solidificándolo y continuaba emitiendo un resplandor verde pálido. Lo que él recolectaba era fósforo, que lo llamó así del griego "relacionado con la luz".

Brand mantuvo su descubrimiento en secreto, como hacían los alquimistas de su tiempo y trabajó con el fósforo intentando utilizarlo para producir oro (en vano por supuesto).
No dudó en refinar su método de producción en el tiempo, la versión publicada después por Gottfried Leivniz fue:

Orina hervida para reducirla a un jarabe espeso.
Calentarla hasta que se destile de ella un aceite rojizo y se extraiga.
Se enfría el resto, que consiste en una parte superior esponjosa negra y una parte inferior salina.
Se descarta la sal y se mezcla con el aceite rojizo en el material negro.
Se caliente la mezcla fuertemente durante 16 horas.
Primero, sale humo blanco, después un aceite y entonces el fósforo.
El fósforo puede pasarse por agua fría para solidificarlo.

La reacción química con la que se encontró Brand era como sigue. La orina contiene fosfatos PO43-, como fosfato de sodio (ie. con Na+) y varios compuestos orgánicos basados en carbono. Bajo el fuerte calor, los átomos de oxígeno de los fosfatos reaccionan con el carbono produciendo monóxido de carbono CO, dejando que los átomos de fósforo P, que se liberen en forma de gas. El fósforo se condensa en un líquido por debajo de unos 280°C y se solidifica (en el fósforo blanco alótrofo) por debajo de unos 44°C (dependiendo de la pureza). Esta misma reacción esencial sigue utilizándose hoy en día aunque con minerales de fosfato extraido de las minas, coque para el carbono y hornos eléctricos.

La producción del proceso del fósforo de Brand desperdiciaba una gran parte de la orina, con la que podía haber obtenido una cantidad mucho mayor de fósforo. Descartaba la parte salina que contenía la mayoría de los fosfatos. Utilizaba unos 5.500 litos de orina para producir sólo 120 gramos de fósforo. Si hubiera utilizado el residuo entero podría haber obtenido 10 ó 100 veces más (1 litro de orina de un adulto contiene unos 1.4g de fósforo).

Tabla Histórica

En esta tabla se muestra el año en el que fue descubierto cada elemento

Tabla de Mendeleiev

Esta es la tabla periódica que propuso Mendeleiev en 1869

Dimitri Ivánovic Mendeléiev


Dimitri Ivánovic Mendeléiev nació en Tobolosk (Siberia) el 8 de febrerode 1834 en el seno de una familia numerosa y humilde.
Se interesó por la química gracias a Alexander Voskresenki, profesor de gran prestigio. Se graduó en 1855 como el primero de su clase y presentando su primera memoria de química sobre El isomorfismo en relación con otros puntos de contacto entre las formas cristalinas y la composición. Presentó la tesis Sobre volúmenes específicos para conseguir la plaza de maestro de escuela, y la tesis Sobre la estructura de las combinaciones silíceas para alcanzar la plaza de cátedra de química en la Universidad de San Petersburgo. A los 23 años era ya encargado de un curso de dicha universidad.
Gracias a una beca realizó diferentes investigaciones junto a Kirchoff y Bunsen publicando un artículo sobre "La cohesión de algunos líquidos y sobre el papel de la cohesión molecular en las reacciones químicas de los cuerpos”.

Participó en el congreso de Karlsruhe donde quedó impresionado por las ideas sobre el peso de los elementos que planteó Cannizzaro. Al volver a San Petersburgo se encontró sin trabajo fijo, lo que le dio tiempo para escribir diferentes obras. Entre las cuales destaca su libro Química orgánica, que escribió influido por lo que había escuchado en Karlsruhe.

En 1865, compró una granja en la que puso en práctica métodos científicos para la mejora de la cosecha y tuvo una relación humanitaria con los campesinos. Obtuvo un rendimiento muy por encima de lo que se producía antes, por lo que muchos campesinos de granjas cercanas fueron a pedir su consejo.
En 1869 publicó la mayor de sus obras, Principios de química, donde formulaba su famosa Tabla periódica, traducida a multitud de lenguas y que fue libro de texto durante muchos años.

En 1876 fue enviado a Estados Unidos, para informarse sobre la extracción del petróleo y ponerla luego en práctica en el Cáucaso. El estudio del refino del petróleo le llevó a investigar el fenómeno de la atracción de las moléculas de cuerpos homogéneos o diferentes, materia que estudió hasta el día de su muerte. En 1887, publicó Estudio de las disoluciones acuosas según el peso específico, donde concluye que las soluciones contienen asociaciones de moléculas hidratadas en un estado de equilibrio móvil, que se disocian de diferentes maneras siguiendo el tanto por ciento de concentración.

En 1892 es nombrado conservador científico de la Oficina de Pesas y Medidas. Después de un año, tras haberlo reorganizado, es nombrado director, lo que le compromete a realizar diversos viajes, entre los que se encuentra el realizado a Londres donde recibe los doctorados honoris causa de las universidades de Cambridge y Oxford.

En 1902, viajó a París y visitó al matrimonio Curie en su laboratorio. Observó el experimento de la fosforescencia del sulfuro de cinc debida a los rayos X, y concluyó que “en los cuerpos radiactivos existía un gas etéreo que provocaba vibraciones luminosas y que entraba y salía de los cuerpos como un cometa entra y sale del sistema solar”. No le terminó de convencer la teoría de la radiactividad y la estructura del átomo. Consideraba la radiactividad como una propiedad o un estado de las sustancias, mientras que los átomos y moléculas no existían realmente aunque sí lo hacía la energía.

Falleció el 2 de febrero de 1907 casi ciego. Se considera a Mendeléiev un genio no sólo por el ingenio que mostró para aplicar todo lo conocido y predecir lo no conocido sobre los elementos químicos, plasmándolo en su tabla periódica, sino por los numerosos trabajos realizados a lo largo de toda su vida en diversos campos de la ciencia, agricultura, ganadería, industria, petróleo, etc.
En Rusia nunca se le reconoció debido a sus ideas liberales, por lo que nunca fue admitido en la Academia Rusa de las Ciencias. Sin embargo, en 1955 se nombró Mendelevio (Md) al elemento químico de número atómico 101 en homenaje al ilustre científico ruso.
Curiosidad

Sobre su personalidad de Mendeléiev se puede decir que era un adicto al trabajo y su fama de mal carácter estaba basada en que mientras trabajaba, gritaba, gruñía y refunfuñaba. Se dice que alguien le preguntó sobre su mal genio, a lo que contestó que era una manera de mantenerse sano y no contraer úlcera.

domingo, 21 de octubre de 2007

Evolución histórica de la Tabla periódica


Aunque Dmitri Mendeleiev es considerado a menudo el "padre" de la tabla periódica, su estructura actual es el fruto del trabajo de muchos científicos.

Los orígenes

Un requisito previo necesario a la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de los elementos individuales. Aunque elementos como oro, plata, estaño, cobre, plomo y mercurio eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento tuvo lugar en 1669 cuando Hennig Brand descubrió el fósforo.

Durante los siguientes 200 años, se adquirió un gran conocimiento sobre las propiedades de los elementos y de sus compuestos. En 1869, habían sido descubiertos un total de 63 elementos. Como el número de elementos conocidos iba creciendo, los científicos empezaron a buscar patrones en sus propiedades y a desarrollar esquemas para su clasificación.

La Tabla Periódica de los elementos químicos

Esta es la imagen actual de la tabla periódica de los elementos, que deriva de la que propuso Mendeleiev en el año 1869.