La contracción de lantanidos

Las tendencias en los radios atómicos de los elementos principales del grupo son muy regulares.  Disminución radios atómicos a través de un período y aumentar hacia abajo un grupo.  Podemos explicar estas tendencias, teniendo en cuenta los dos factores principales que afectan el tamaño: la carga nuclear efectiva y el número cuántico principal de los orbitales en poder de los electrones más externos.

 La disminución de tamaño a través de una fila en el bloque [d] no es tan pronunciado como con los elementos del grupo principal.  Un aumento en la radio se produce entre los metales de transición de cuarto y quinto del período, como se esperaba desde el aumento en el número cuántico principal de los electrones más externos.  En contraste, existe una similitud inesperada entre los radios de los elementos de transición de quinto y sexto período.

 La ubicación de la serie de los lantánidos de elementos (de cerio, de número atómico 58, a lutecio, de número atómico 71), entre el lantano elementos y hafnio en el período sexta, explica este fenómeno.  Los electrones en la subcapa 4f completamente lleno en hafnio y los otros elementos de los metales de transición sexta fila no completamente blindar los electrones de valencia del aumento de la carga nuclear, causando así una mayor carga nuclear efectiva para los electrones más externos.  Una consecuencia de este aumento en la carga nuclear efectiva es una reducción en los radios atómicos, llamada la contracción de los lantánidos.  Esta contracción de casi cancela el aumento previsto de tamaño entre el quinto y el sexto período-los elementos de metales de transición.

 Una importante consecuencia de la contracción de los lantánidos es que muchos de los elementos de transición de quinto y sexto período muestran notables similitudes en sus propiedades físicas y químicas.  Por ejemplo, el hafnio es muy similar al circonio en el radio atómico y el comportamiento químico que se tardó más que 100 años después del descubrimiento de circonio para los químicos que dan cuenta de que el hafnio se presente como una impureza en cada muestra.  Hasta 1923, cuando el hafnio se identificó, por último, todos los publicó la masa atómica de zirconio estaba equivocado.  Todas las constantes físicas que se publicaron por circonio efectivamente aplicado a una mezcla natural de circonio y hafnio.  Incluso con técnicas superiores de hoy en día, los dos elementos son difíciles de separar el uno del otro.

 La contracción de los lantánidos tiene otras consecuencias.  Una propiedad física que influye directamente es la densidad de los elementos sexto período.  Estos elementos tienen densidades inusualmente altas porque sus radios metálicos son virtualmente los mismos que los de los elementos del quinto período en el mismo grupo, mientras que sus masas atómicas son casi el doble de grande.  El osmio y el iridio de su vecino tienen las densidades más altas de todos los elementos de origen natural.  La contracción de los lantánidos también influye en la reactividad química de los elementos sexto período.  Debido a la alta carga nuclear efectiva experimentada por sus electrones de valencia, sexto período de elementos tales como platino, oro, mercurio y son relativamente inertes.  Como resultado de esta inactividad química, platino y oro se encuentran entre los pocos elementos metálicos que se producen en la naturaleza en el estado no combinado.

El Ångström (Å)

El Ångström (Å) es una unidad de longitud, se representa por la letra sueca Å, y su nombre proviene del nombre del físico sueco Anders Jonas Ångström.

El Ångström no es una unidad del sistema internacional de medidas. Sin embargo está considerada como una de las unidades útiles para responder a necesidades específicas de ciertos campos científicos o técnicos. La publicación El Sistema Internacional de Unidades SI de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, editado por el Centro Español de Metrología, disponible electrónicamente, la incluye en la Tabla 8 (Otras unidades no pertenecientes al SI), y dice:

El Ångström se utiliza ampliamente en la cristalografía de rayos x y en química estructural porque todos los enlaces químicos se encuentran en el rango de 1 a 3 Ångströms. Sobre su uso se advierte que ciertas unidades no pertenecientes al SI aparecen en publicaciones científicas, técnicas y comerciales y que continuarán en uso durante muchos años, los científicos deben tener la libertad de utilizar a veces dichas unidades si lo consideraran conveniente, si bien la inclusión de tales unidades en sus textos no implica la recomendación de su uso.

Ångström
Símbolo	Å
Magnitud	Longitud
Equivalencia SI	10-10 metros
Dimensión	L

BIOGRAFIA DE Anders Jonas Ångström

Anders Jonas Ångström (13 de agosto, 1814 – 21 de junio, 1874) físico sueco, nació en Lödgö, Suecia, el 13 de agosto de 1814. Estudió en la Universidad de Uppsala, donde en 1839 se convirtió en profesor de física. En 1842 se trasladó al Observatorio de Estocolmo para ganar experiencia práctica en astronomía y al año siguiente fue designado guarda del Observatorio Astronómico de Uppsala.

Comienza a interesarse en magnetismo y realiza muchas observaciones de la intensidad y declinación de magnetismo terrestre en varios lugares de Suecia. Fue encargado por la Real Academia de las Ciencias de Suecia a analizar los datos sobre el campo magnético obtenidos por la fragata sueca "Eugénie" en su viaje alrededor del mundo entre 1851 y 1853, aunque no llegaría a terminar dicho trabajo antes de su muerte.

En 1858 sucede a Adolph Ferdinand Svanberg como director de física en Uppsala. Su trabajo más importante está relacionado con la conducción de calor y con la espectroscopía. En su investigación sobre óptica, Optiska Undersökningar, presentada a la Real Academia de las Ciencias de Suecia en 1853, apunta no sólo que una chispa eléctrica produce dos espectros superpuestos, uno del electrodo metálico y otro del gas por el que pasa, sino que deduce de la teoría de la resonancia de Leonhard Euler que un gas incandescente emite rayos luminosos con la misma longitud de onda que los que puede absorber. Esta afirmación, como comentó Edward Sabine en la entrega de la Medalla Rumford de la Real Sociedad en 1872, contiene el principio fundamental del análisis del espectro luminoso, y aunque durante algunos años pasaron por alto, lo eleva al rango de fundador de la espectroscopía.

Desarrolló un método para medir la conductividad térmica demostrando que era proporcional a la conductividad eléctrica.

A partir de 1861 puso especial atención al espectro solar. Su combinación del espectroscopio con la fotografía para estudiar el Sistema Solar dio como resultado descubrir que la atmósfera del Sol contiene hidrógeno,1 entre otros elementos (1862), y en 1868 publica su gran mapa del espectro normal del Sol en Recherches sur le spectre solaire, incluyendo medidas detalladas de más de 1000 líneas espectrales, que durante mucho tiempo permaneció como una referencia en cuestión de longitud de onda, aunque sus medidas fueran inexactas en una parte en 7000 u 8000 debido al metro que usó como estándar era demasiado corto.

Ångström fue el primero, en 1867, en examinar el espectro de las auroras boreales, y detectó y midió la línea brillante características en la región del amarillo-verde, aunque se equivocó en suponer que esa misma línea, a veces conocida con su nombre, se vería también en la luz zodiacal.

Estudió la conductividad térmica de los cuerpos y la correlacionó con su conductividad eléctrica.

Murió en Uppsala el 21 de junio de 1874.

Anders Jonas Ångström

BIOGRAFIA DE Robert Boyle

Robert Boyle fue un físico y químico británico, nacido en Lismore Castle, Irlanda el 25 de enero de 1627. Muerto en Londres el 30 de diciembre de 1691.

Robert Boyle, nacido de familia aristocrática (siendo él. decimocuarto hijo del conde de Cork) fue un niño prodigio. A los ocho años fue a Eton, viajó por Europa (con un tutor) a la edad de once años, y a los catorce estaba en Italia estudiando las obras de Galileo, que acababa de morir.

De vuelta en casa en 1645, Boyle no intervino en la guerra civil inglesa, aunque tomó parte en las reuniones que los sabios de la época hacían para discutir acerca de la experimentación, puesta de moda por Francis-Bacon y en cierto modo dramatizada por Galileo. Se llamó el Invisible College, pero en 1663 después de que el rey Carlos II subiera al trono, esta asociación de eruditos fue reconocida oficialmente, creándose sus estatutos y dándose a conocer como la Royal Society. Su lema era el de "Nullius in Verba" ("Nada por mera autoridad").

En 1657, Boyle, conocedor de las experiencias de Guericke, intentó a su vez construir una bomba de vacío. Logró un gran éxito en su intento, no sin la ayuda de su brillante asistente Robert Hooke. La bomba mejoró la de Guericke y durante algún tiempo el vacío producido por una bomba de aire se llamó vacío de Boyle.

Boyle demostró la hipótesis de Galileo; cuando en un cilindro en el que hizo el vacío dejó caer dos objetos de distinto peso y comprobó que llegaban al fondo con la misma velocidad todos los objetos en el vacío. De esta manera, una pluma y un trozo de plomo tocaban el fondo a la vez, una vez que no tenían resistencia por parte del aire.

Esto le llevó a hacer experiencias con el aire y a descubrir en 1662 que el aire no solo era comprimible, sino que además la compresibilidad del aire era inversamente proporcional a la presión que se ejerciera. Si encerramos una cantidad de gas en un tubo en forma de J y añadimos mercurio por una punta hasta doblar el valor de la presión (permaneciendo obturada la otra), se comprueba que su volumen se reduce a la mitad. Si se triplica el valor de dicha presión al añadir más mercurio, el volumen se reduce a la tercera parte. Por otro lado, si anulamos la presión, el volumen se expande. Esta relación inversa aun se conoce como la ley de Boyle en Gran Bretaña y América; en Francia se le acredita a Mariotte. Como la compresibilidad y expansibilidad del aire recordaba en cierto sentido a los muelles de metal carbonado que por entonces investigaba Hooke, Boyle se referia a ello como "muelle del aire".

La conclusión más importante que de esto sacó fue que al ser el aire compresible, debía estar compuesto de pequeñas partículas inmersas en un vacío. La compresión solo consistía entonces en tratar de juntar más dichas partículas. Herón ya sospechó algo de esto unos quince siglos antes, pero mientras éste estaba a la cabeza de un grupo de filósofos teóricos que despreciaban la experimentación, Boyle era parte de una escuela de experimentación en avance. Boyle estuvo bajo la influencia de los tratados de Gassendi; el atomismo empezaba a tomar un ímpetu cada vez mayor desde aquel momento. Después de 2000 años la doctrina de Demócrito aun prevalecía.

Boyle tuvo bastante de alquimista, creyendo en la transmutación del oro e insistiendo en convencer al Gobierno británico en 1689 para que aboliera la ley que castigaba la fabricación de oro, no por la inutilidad de la ley en si (que de hecho lo era), sino porque creía que el Gobierno debía aprovecharse del oro que se fabricara y a la vez animar a los científicos a su fabricación.

A pesar de todo, Boyle transformó la alquimia en química en 1661 con la publicación de su libro, El químico escéptico. En él, la teoría griega que consideraba los elementos como sustancias místicas de naturaleza originable a expensas de algunos principios primarios fue abandonada por Boyle. En contra de esto sugirió que un elemento era una sustancia material e identificable por métodos analíticos. Así, un elemento era cualquier sustancia que no se pudiera descomponer en otras dos más simples. Además dos elementos podían unirse para formar un compuesto del que luego podían aislarse si se quería, cada uno de los dos elementos. Esto no quiere decir que olvidara los antiguos elementos, sino que los quería conocer experimentalmente en vez de intuitivamente. Con este libro, Boyle separó definitivamente la química y la medicina como ciencias independientes.

Boyle estuvo a punto de ser el primer descubridor de un nuevo elemento (en el sentido moderno de la teoría de Boyle); cuando en 1680 aisló fósforo a partir de la orina, sin embargo, Brand se le adelantó por cuestión de unos cinco o diez años en su descubrimiento. Hubo gran controversia respecto a quién había descubierto el fósforo (sin incluir a Boyle) por primera vez, y esto se debía al secreto en que mantenían sus descubrimientos los investigadores. Boyle sostuvo con firmeza la idea de que todo trabajo experimental debía ser publicado con claridad y rapidez para que otros pudieran repetirlo, confirmarlo y aprender con ello. Esto ha sido una regla de la investigación científica que se aceptó desde entonces, aunque cuando andaban por medio intereses industriales o militares perjudicaba inevitablemente al desarrollo de la ciencia.

Por el sentido en que aplicaba Boyle la filosofía del experimentalismo al estudio de sustancias materiales y los cambios que pudieran experimentar, se le puede considerar como el padre de la química. Sin embargo, la transformación no fue completa, y fue Lavoisier quien un siglo más tarde la habría de completar, siendo este el que en realidad merece el honor de la paternidad.

EI interés de Boyle en materia religiosa creció con la edad. Escribio ensayos de religión y financió una expedición de misioneros a Oriente. En 1680 fue elegido presidente de la Royal Society, aunque renunció a dicho cargo por no estar de acuerdo con el sistema del juramento. En su testamento mandó fundar a sus expensas las "Pláticas de Boyle", no de ciencia, sino sobre la defensa del cristianismo contra los no creyentes.

El orbital f

La serie de los elementos lantánidos ese corresponde con la parte de la tabla periódica que, como no cabe horizontalmente, se suele colocar en la parte de abajo. La característica que define a un elemento es el número de protones en su núcleo atómico. Si un átomo tiene de  51-71 protones es un lantánido. Desde el lantano hasta el lutecio estos elementos tienen espacio para hasta 14 electrones que pueden ocupar un lugar en la capa alrededor del núcleo atómico, capa f. La extraña forma de sus orbitales convierte a los lantánidos en unos subestimados trabajadores milagrosos de la tecnología moderna.

Los orbitales f (l=3) tienen un aspecto multilobular. Existen siete tipos de orbitales f, que corresponden a m=-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3.

Aspecto del orbital f

BIOGRAFÍA DE Eugen Goldstein

Eugen Goldstein, nació en Gleiwitz, 1850 y murió en Berlín, 1930, físico alemán. Colaborador del observatorio de Berlín y del Instituto de Física Técnica, fue el descubridor de los rayos positivos o canales e introdujo el término «rayos catódicos». Estudió también los espectros atómicos.

Profesor de física en la Universidad de Berlín desde 1888, Eugen Goldstein llevó a cabo, con la ayuda de la Academia alemana de Ciencias, numerosos experimentos sobre las descargas eléctricas en el vacío que le llevaron al descubrimiento de los rayos canales. El estudio de las trayectorias de tales rayos conduciría en 1913 a Thomson y a Aston al descubrimiento de los isótopos. Goldstein hizo la primera comunicación de su descubrimiento a la Academia de Berlín en 1886 y prosiguió sus investigaciones sobre el mismo tema hasta aproximadamente 1915. En 1930 sus estudios, que se encontraban diseminados en publicaciones alemanas, fueron reunidos y publicados por Gehrcke con el título de Rayos Canales.

Goldstein observó que, al producirse una descarga eléctrica en un tubo que contuviera un gas rarificado, empleando como electrodo negativo (cátodo) una lámina metálica normal al eje del tubo y provista de unos agujeritos, se veían partir de los propios agujeros brillantes rayas rectilíneas dirigidas a la parte opuesta a la ocupada por el electrodo positivo (ánodo). Si el gas contenido en el tubo era aire, las rayas presentaban un hermoso color amarillo. La forma rectilínea hizo en seguida pensar en rayos que se propagasen en línea recta. Goldstein dio entonces a estas rayas el nombre de rayos canales, queriendo con ello significar que salían de los canales practicados en el cátodo.

Este curioso nombre (que debía ser provisional, en espera de que se revelase la naturaleza del fenómeno) se impuso en el uso y ha pasado al vocabulario científico internacional. Del hecho de que dos haces de rayos canales puedan cruzarse sin estorbarse, y del hecho de que no parecían influenciables por medio de campos eléctricos ni magnéticos, Goldstein excluyó que se pudiese tratar de partículas de materia cargadas de electricidad y lanzadas a grandes velocidades. Pero luego se demostró que tal punto de vista era equivocado, y hoy se sabe que los rayos están constituidos de partículas cuyo peso es del orden del átomo y que, formados en las proximidades del cátodo, atraviesan los agujeritos a velocidades altísimas, y continúan propagándose en línea recta por inercia.

Eugen Goldstein

BIOGRAFIA DE James Chadwick

James Chadwick nació en Manchester en 1891 y murió en Cambridge, 1974, físico inglés, premio Nobel de Física en 1935 por el descubrimiento del neutrón. Estudió bajo la tutela de Rutherford en la Universidad de Manchester, donde se licenció en 1911. Viajó a Berlín para ampliar su formación, esta vez bajo la dirección de Geiger. Sus investigaciones se vieron paralizadas a causa de la Primera Guerra Mundial.

En 1919, Chadwick volvió a Cambridge y prosiguió su colaboración con Rutherford, quien había descubierto en 1917 la desintegración atómica artificial al estudiar el átomo de nitrógeno y continuaba trabajando con otros elementos ligeros. Rutherford había teorizado sobre la existencia de nuevos núcleos atómicos, formados en su concepción por protones y electrones.

En 1932, durante el estudio de una radiación detectada por W. Bothe (1891-1957), logró identificar sus componentes como partículas con una masa equivalente a la del protón, pero carentes de carga, descubriendo así la existencia de los neutrones, componentes del núcleo atómico junto con los protones, y que harían posible el descubrimiento de la fisión atómica. Chadwick dio a conocer sus trabajos en la revista Nature; sin embargo, no se ocupó de la función del neutrón en el núcleo atómico, trabajos de los que se hizo cargo, casi de forma inmediata, el físico alemán Werner Heisenberg, y que supusieron el comienzo de la física cuántica.

Chadwick fue profesor de física en la (Universidad de Liverpool) desde 1935. Como resultado del memorándum Frisch-Peierls en 1940 sobre la factibilidad de la bomba atómica fue incorporado al Comité MAUD, que investigó la cuestión. Visitó Norteamérica como en la Misión Tizard de 1940 para colaborar con estadounidenses y canadienses en la investigación nuclear. Tras volver a Inglaterra en noviembre de 1940, concluyó que nada sacaría de las investigaciones hasta el final de la guerra. En diciembre de 1940, Franz Simon, encargado de MAUD, afirmó que era posible separar el isótopo del uranio 235. El informe de Simon incluía las estimaciones de costes de una gran planta de enriquecimiento de uranio. Más tarde, James Chadwick escribiría que fue en aquella época cuando "me di cuenta de que la bomba atómica no sólo era posible, también inevitable. Entonces empecé a tomar somníferos. Era el único remedio."

Poco después se unió al Proyecto Manhattan en los Estados Unidos, que desarrolló la bomba atómica lanzada en Hiroshima y Nagasaki.Que fue el 9 de agosto de 1945. Desde 1946, fue asesor de la Comisión de la Energía Atómica de las Naciones Unidas.

James Chadwick



BIOGRAFIA DE Ernest Rutherford

Ernest Rutherford, nació el 30 de agosto de 1871, en Nelson, Nueva Zelanda y estudió en la Universidad de Nueva Zelanda y en la de Cambridge. Fue profesor de física en la Universidad McGill de Montreal, Canadá, desde 1898 a 1907 y en la de Manchester, en Inglaterra, durante los 12 años siguientes. A partir de 1919 ejerció como profesor de física experimental y director del Laboratorio Cavendish en la Universidad de Cambridge y también mantuvo una cátedra, a partir de 1920, en la Institución Real de Gran Bretaña en Londres.

Rutherford fue uno de los primeros y más importantes investigadores en física nuclear. Poco después del descubrimiento de la radiactividad en 1896 por el físico francés Antoine Henri Becquerel, Rutherford identificó los tres componentes principales de la radiación y los denominó rayos alfa, beta y gamma. También demostró que las partículas alfa son núcleos de helio. Su estudio de la radiación le llevó a formular una teoría de la estructura atómica que fue la primera en describir el átomo como un núcleo denso alrededor del cual giran los electrones.

En 1919 Rutherford dirigió un importante experimento en física nuclear cuando bombardeó nitrógeno con partículas alfa y obtuvo átomos de un isótopo de oxígeno y protones. Esta transmutación de nitrógeno en oxígeno fue la primera que produjo una reacción nuclear de forma artificial. Inspiró la investigación de los científicos posteriores sobre otras transformaciones nucleares y sobre la naturaleza y las propiedades de la radiación. Rutherford y el físico británico Frederick Soddy desarrollaron la explicación de la radiactividad que todavía aceptan los científicos actuales.

Rutherford fue elegido miembro de la Sociedad Real en 1903 y ejerció como presidente de esta institución desde 1925 a 1930. En 1908 fue galardonado con el Premio Nóbel de Química y recibió el título de sir en 1914. Murió en Londres el 19 de octubre de 1937 y fue enterrado en la Abadía de Westminster. Entre sus escritos se encuentran: Radioactivity (Radiactividad, 1904); Radiations from Radioactive Substances (Radiaciones de las sustancias radiactivas, 1930), que redactó con los físicos James Chadwick y Charles Drummond Ellis y que se ha convertido en un texto clásico, y The Newer Alchemy (La Nueva alquimia, 1937).

Ernest Rutherford, que obtuvo el Premio Nobel de Química en 1908, fue un pionero de la física nuclear por sus investigaciones experimentales y su desarrollo de la teoría nuclear de la estructura atómica. 

Bombardeando gas nitrógeno con partículas alfa (partículas nucleares emitidas en procesos radiactivos), Rutherford logró transformar un átomo de nitrógeno en un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno. Este experimento fue un primer estímulo para el desarrollo de la energía nuclear, que se libera en cantidades enormes por la desintegración nuclear.

Ernest Rutherford y sus colaboradores Hans Geiger y Ernest Marsden bombardearon con partículas alfa (con carga positiva) una lámina muy fina de oro y observaron que, aunque la mayor parte de las partículas la atravesaban sin desviarse, unas pocas sufrían una desviación bastante acusada e incluso algunas rebotaban al llegar a la lámina. Para explicar estos resultados, Rutherford propuso el modelo nuclear del átomo, según el cual un átomo está constituido en gran medida por espacio vacío, la carga positiva y la mayoría de su masa están concentradas en una pequeña región central llamada núcleo. En este modelo, los electrones, con carga negativa, giraban en órbitas alrededor del núcleo.

Ernest Rutherford

BIOGRAFIA DE Emile Clapeyron

Emile Clapeyron, Ingeniero y físico francés, nació en Paris, el día 26 de febrero de 1779, falleciendo el 28 de enero de 1864. Considerado uno de los fundadores de la termodinámica. Estudió en la Escuela Politécnica y la Escuela de Minas antes de marchar a San Petersburgo en 1820 para enseñar en la Escuela de Caminos y Comunicaciones. Sólo volvió a París después de la revolución que tuvo lugar en Francia en 1830. Allí emprendió la construcción de la primera línea férrea que unió París con Versalles y Saint - Germain.

En 1834 aportó su primera contribución a la creación de la termodinámica moderna, al publicar una memoria titulada Force motrice de la chaleur (Fuerza motriz del calor), en la que desarrollaba la obra del físico Sadi Carnot, fallecido dos años antes. En esa memoria, Clapeyron exponía en particular la representación gráfica del teorema de Carnot, que afirma que el rendimiento de una máquina térmica es máximo cuando la máquina funciona de forma reversible.

Clapeyron definió el concepto de transformación reversible en 1843. Esto le permitió escribir el principio de Carnot (correspondiente al segundo principio de la termodinámica) en forma de desigualdad, haciéndolo más utilizable en la práctica. Estableció la llamada fórmula de Clapeyron para hallar el calor latente de un cuerpo puro. Clapeyron también destacó por muchos otros trabajos relativos a la ecuación de los gases perfectos, el equilibrio de los sólidos homogéneos o el cálculo de los esfuerzos en vigas.

En 1858 fue elegido miembro de la Academia de Ciencias Francesa.

Llevo a cabo numerosas publicaciones entre las que se encuentran:

•  G.Lamé e B.P.E. CLAPEYRON, Mémoire sur la stabilité des voûtes avec un rapport de M. de Prony sur ce mémoire (1832).

•  G.Lamé e B.P.E. CLAPEYRON, Mémoire sur les chemins de fer considérés sous le point de vue de la défense des territories (1832).

•  E. Flacht e B.P.E. CLAPEYRON, Vues politiques et pratiques sur les travaux publics (1832).

•  B.P.E. CLAPEYRON, Experiences faites sur le chemin de fer de St. Germain avec une nouvelle locomotive (1846).

•  B.P.E. CLAPEYRON, Calcul d'une poutre élastique repousant librement sur des appuis inégalement espacés (1846).

•  B.P.E. CLAPEYRON, Mémoire sur le travail des forces élastiques dans un corps solide déformé par l'action de forces exterieures (1858).

•  B.P.E. CLAPEYRON, Mémoire sur le réglement des tirois dans les machines á vapeur (1842).

•  B.P.E. CLAPEYRON, Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur (1834).

Emile Clapeyron

BIOGRAFIA DE Robert Boyle

Robert Boyle fue un físico y químico británico, nacido en Lismore Castle, Irlanda el 25 de enero de 1627. Muerto en Londres el 30 de diciembre de 1691.

Robert Boyle, nacido de familia aristocrática (siendo él. decimocuarto hijo del conde de Cork) fue un niño prodigio. A los ocho años fue a Eton, viajó por Europa (con un tutor) a la edad de once años, y a los catorce estaba en Italia estudiando las obras de Galileo, que acababa de morir.

De vuelta en casa en 1645, Boyle no intervino en la guerra civil inglesa, aunque tomó parte en las reuniones que los sabios de la época hacían para discutir acerca de la experimentación, puesta de moda por Francis-Bacon y en cierto modo dramatizada por Galileo. Se llamó el Invisible College, pero en 1663 después de que el rey Carlos II subiera al trono, esta asociación de eruditos fue reconocida oficialmente, creándose sus estatutos y dándose a conocer como la Royal Society. Su lema era el de "Nullius in Verba" ("Nada por mera autoridad").

En 1657, Boyle, conocedor de las experiencias de Guericke, intentó a su vez construir una bomba de vacío. Logró un gran éxito en su intento, no sin la ayuda de su brillante asistente Robert Hooke. La bomba mejoró la de Guericke y durante algún tiempo el vacío producido por una bomba de aire se llamó vacío de Boyle.

Boyle demostró la hipótesis de Galileo; cuando en un cilindro en el que hizo el vacío dejó caer dos objetos de distinto peso y comprobó que llegaban al fondo con la misma velocidad todos los objetos en el vacío. De esta manera, una pluma y un trozo de plomo tocaban el fondo a la vez, una vez que no tenían resistencia por parte del aire.

Esto le llevó a hacer experiencias con el aire y a descubrir en 1662 que el aire no solo era comprimible, sino que además la compresibilidad del aire era inversamente proporcional a la presión que se ejerciera. Si encerramos una cantidad de gas en un tubo en forma de J y añadimos mercurio por una punta hasta doblar el valor de la presión (permaneciendo obturada la otra), se comprueba que su volumen se reduce a la mitad. Si se triplica el valor de dicha presión al añadir más mercurio, el volumen se reduce a la tercera parte. Por otro lado, si anulamos la presión, el volumen se expande. Esta relación inversa aun se conoce como la ley de Boyle en Gran Bretaña y América; en Francia se le acredita a Mariotte. Como la compresibilidad y expansibilidad del aire recordaba en cierto sentido a los muelles de metal carbonado que por entonces investigaba Hooke, Boyle se referia a ello como "muelle del aire".

La conclusión más importante que de esto sacó fue que al ser el aire compresible, debía estar compuesto de pequeñas partículas inmersas en un vacío. La compresión solo consistía entonces en tratar de juntar más dichas partículas. Herón ya sospechó algo de esto unos quince siglos antes, pero mientras éste estaba a la cabeza de un grupo de filósofos teóricos que despreciaban la experimentación, Boyle era parte de una escuela de experimentación en avance. Boyle estuvo bajo la influencia de los tratados de Gassendi; el atomismo empezaba a tomar un ímpetu cada vez mayor desde aquel momento. Después de 2000 años la doctrina de Demócrito aun prevalecía.

Boyle tuvo bastante de alquimista, creyendo en la transmutación del oro e insistiendo en convencer al Gobierno británico en 1689 para que aboliera la ley que castigaba la fabricación de oro, no por la inutilidad de la ley en si (que de hecho lo era), sino porque creía que el Gobierno debía aprovecharse del oro que se fabricara y a la vez animar a los científicos a su fabricación.

A pesar de todo, Boyle transformó la alquimia en química en 1661 con la publicación de su libro, El químico escéptico. En él, la teoría griega que consideraba los elementos como sustancias místicas de naturaleza originable a expensas de algunos principios primarios fue abandonada por Boyle. En contra de esto sugirió que un elemento era una sustancia material e identificable por métodos analíticos. Así, un elemento era cualquier sustancia que no se pudiera descomponer en otras dos más simples. Además dos elementos podían unirse para formar un compuesto del que luego podían aislarse si se quería, cada uno de los dos elementos. Esto no quiere decir que olvidara los antiguos elementos, sino que los quería conocer experimentalmente en vez de intuitivamente. Con este libro, Boyle separó definitivamente la química y la medicina como ciencias independientes.

Boyle estuvo a punto de ser el primer descubridor de un nuevo elemento (en el sentido moderno de la teoría de Boyle); cuando en 1680 aisló fósforo a partir de la orina, sin embargo, Brand se le adelantó por cuestión de unos cinco o diez años en su descubrimiento. Hubo gran controversia respecto a quién había descubierto el fósforo (sin incluir a Boyle) por primera vez, y esto se debía al secreto en que mantenían sus descubrimientos los investigadores. Boyle sostuvo con firmeza la idea de que todo trabajo experimental debía ser publicado con claridad y rapidez para que otros pudieran repetirlo, confirmarlo y aprender con ello. Esto ha sido una regla de la investigación científica que se aceptó desde entonces, aunque cuando andaban por medio intereses industriales o militares perjudicaba inevitablemente al desarrollo de la ciencia.

Por el sentido en que aplicaba Boyle la filosofía del experimentalismo al estudio de sustancias materiales y los cambios que pudieran experimentar, se le puede considerar como el padre de la química. Sin embargo, la transformación no fue completa, y fue Lavoisier quien un siglo más tarde la habría de completar, siendo este el que en realidad merece el honor de la paternidad.

EI interés de Boyle en materia religiosa creció con la edad. Escribio ensayos de religión y financió una expedición de misioneros a Oriente. En 1680 fue elegido presidente de la Royal Society, aunque renunció a dicho cargo por no estar de acuerdo con el sistema del juramento. En su testamento mandó fundar a sus expensas las "Pláticas de Boyle", no de ciencia, sino sobre la defensa del cristianismo contra los no creyentes.

Robert Boyle

BIOGRAFIA DE Johannes Robert Rydberg

Johannes Robert Rydberg, físico sueco que nació el 8 de noviembre de 1854. Asistido a la escuela en Halmstad que se encuentra en el suroeste de Suecia, en la orilla oriental del Kattegat, en la desembocadura del Río de Nissan. Completó su educación secundaria en el Gymnasium en Halmstad en 1873 y en el mismo año ingresó en la Universidad de Lund.

Rydberg recibió su licenciatura en 1875 por la Universidad de Lund. Continuó sus estudios de matemáticas y escribió una tesis sobre secciones cónicas para su doctorado en matemáticas que se adjudicó en 1879. Al año siguiente, fue nombrado para el puesto de profesor de matemáticas en Lund, pero sus intereses comienzan a girar hacia la física matemática en lugar de a las matemáticas puras. Durante sus dos años como profesor de matemáticas, trabajó sobre problemas relativos a la electricidad.

 En 1879 fue promovido a una cátedra de física, siendo éste un puesto temporal hasta que se confirmó con un nombramiento permanente, en marzo de 1901.

Estudió la estructura atómica de los elementos químicos a través de sus espectros, conocido principalmente por concebir la fórmula de Rydberg en 1888, la cual es utilizada para predecir la longitud de onda de los fotones (de luz y otras radiaciones electromagnéticas) emitidas por cambios en los niveles de energía de un electrón en un átomo.

En 1890 encontró una expresión sencilla que relacionaba las diferentes líneas espectrales del hidrógeno introduciendo un valor constante, 109.667,6 cm - 1, conocido como constante de Rydberg, R. En 1908, junto con Walter Ritz, demostró que las líneas de los espectros de otros elementos podían también representarse como diferencias entre dos términos, aunque estos no tuvieran una forma tan sencilla como en el hidrógeno.

La Constante de Rydberg, construida sobre resultados de Anders Jonas Ångström y Johann Jakob Balmer, es una de las mejor determinadas, con una incertidumbre experimental relativa de menos de 7 partes por trillón. La capacidad de medirla directamente a tan alta precisión confirma las proporciones de los valores de las otras constantes físicas que la definen, y puede ser utilizado para probar rigurosas teorías físicas como la electrodinámica cuántica.

Cada uno de los elementos químicos tiene su propia constante de Rydberg.

La ecuación empírica que relaciona la longitud de onda de cada radiación con el nivel de energía del electrón viene dada por:

Donde:

 λ= longitud de onda de la línea espectral en c,.

v= número de onda que representa el número de ondas por cm.

R = constante de Rydberg para el Hidrógeno

n1= número entero que puede ser 1, 2, 3, etc, según el nivel mayor de energía menor que la del electrón.

n2= (n1 +1), (n1 +2), (n1 +2), …, según el nivel mayor de energía del electrón.

A partir de este momento hasta su jubilación en 1919 ocupó la cátedra de física en Lund. Sin embargo, su salud comenzó a deteriorarse durante el tiempo que ocupó la presidencia, a pesar de que siguió manteniendo la presidencia tomó licencia por enfermedad en 1914, estando ausente de la universidad a partir de ese momento.

                                                        Johannes Robert Rydberg

BIOGRAFÍA DE José Luis Proust

José Luis Proust, químico francés, emigrado a España, hijo de boticario, nació en Angers (Francia) en 1754 y murió en el mismo lugar en 1826. Estudió en el Colegio de los Oratorianos al tiempo que realizaba las prácticas de farmacia en la oficina de su padre; participó por entonces en la creación de un jardín botánico en su ciudad natal. Abandonó ésta hacia 1774, con la oposición de sus padres, para continuar sus estudios en París, lo que hizo junto a Hilaire-Martín Rouelle, trabando amistad con Lavoisier.

En 1776 ganó la oposición a primer farmacéutico en el hospital de la Salpétrière, puesto desde el que publicó sus primeros trabajos. Al año siguiente, cuando sólo contaba con 24 años de edad, fue contratado por el Real Seminario Patriótico de Vergara para impartir la enseñanza de la química; iniciada ésta en 1778, sólo dio un curso completo (1779-1780), antes de volver a París en junio de 1780. Es posible que la contratación de Proust se hubiera realizado a través de Eugenio Izquierdo, a la sazón pensionado en París, y más tarde director del Gabinete de Historia Natural de Madrid. Durante esta nueva estancia en París, Proust estuvo muy vinculado con François Pilâtre de Rozier: enseñó química en la institución que aquél fundara y participó en sus experiencias aerostáticas; se plantearon juntos el paso del Canal de la Mancha en globo, pero Proust desistió en el último momento porque sus consideraciones químicas le hicieron ver la inseguridad de la travesía en un globo mixto de aire caliente e hidrógeno, aunque estuvieron inicialmente separados; Pilâtre y su improvisado acompañante perdieron la vida en el intento.

En 1786 Proust fue contratado de nuevo para enseñar química en España, en esta ocasión por acción directa del gobierno de Madrid y oída la recomendación de Lavoisier. Tras una breve estancia en Madrid se hizo cargo de la enseñanza en el Real Colegio de Artillería de Segovia, donde tenía la obligación de impartir un curso de química y metalurgia de cuatro meses, a razón de tres lecciones semanales; su estancia en Segovia se prolongó hasta 1799, fecha en la que se trasladó a Madrid para hacerse cargo del laboratorio de química, producto de la fusión de los que, sostenidos por los Ministerios de Estado y Hacienda, habían dirigido, respectivamente, Pedro Gutiérrez Bueno y Francisco Chavaneau. Pese a las dificultades que más adelante señalaremos, Proust debía estar satisfecho de la libertad que gozaba en España en la elección de sus temas de investigación, porque en 1806 rechazó una oferta económicamente tentadora para trasladarse a Francia a trabajar en una empresa industrial. En cualquier caso, a finales de dicho año volvió a Francia por motivos familiares y los acontecimientos políticos impidieron su retorno. Se estableció en Craon y en 1820, Louis XVIII le concedió una pensión.

Los comentarios y juicios acerca de la estancia de Proust en España están envueltos en el apasionamiento y se echa a faltar una información objetiva. Los problemas de la enseñanza en Vergara deben ser investigados en su conjunto, ya que no dieron resultado las contribuciones de Proust y Chavaneau, pero tampoco las de Fausto de Elhuyar, que abandonó voluntariamente su puesto de profesor por la falta de alumnos. En Vergara, como en los otros cargos que desempeñaría después, Proust tuvo problemas técnicos con el personal auxiliar, poco habituado a las exigencias de las ciencias experimentales. En total publicó tres notas en los Extractos de las Juntas Generales de la Sociedad Vascongada de Amigos del País; se refiere la primera a los espatos pesados, la segunda al cobalto y la tercera a la composición de la bilis. También está allí publicada su Introducción al curso de química, en la que define ésta como ; en otro punto añade Proust que, generalmente, Afirmaciones tan plausibles hicieron que su autor fuera tildado de materialista. En las enseñanzas impartidas en Vergara se daba prioridad a la metalurgia y a las técnicas analíticas.

En cuanto a la Academia de Artillería de Segovia, que había sido fundada en 1763, Proust dirigió allí un laboratorio durante diez años. Al igual que en Vergara antes y después en Madrid, su nombramiento precedió a la dotación y montaje del laboratorio, lo que sin duda influyó en su rendimiento. Enrique Moles, al tratar históricamente el problema, insiste en las grandes dificultades que la administración y la burocracia plantearon al trabajo de Proust.

BIOGRAFÍA DE John Dalton

John Dalton nace en  Gran Bretaña, 1766. Químico y físico británico. En su infancia ayudaba con su hermano a su padre en el trabajo del campo y de la pequeña tienda familiar donde tejían vestidos, mientras que su hermana Mary ayudaba a su madre en las tareas de la casa y vendía papel, tinta y plumas.

Aunque su situación económica era bastante humilde, recibieron cierta educación en la escuela cuáquera más cercana, a diferencia de otros niños de la misma condición. El maestro de la escuela cuáquera de Pardshow Hall proporcionó a Jonh Dalton una buena base y le transmitió afán por la búsqueda incansable de nuevos conocimientos. Un cuáquero rico, Elihu Robinson, se convirtió en su mentor y en otra fuente de estimulación hacia las matemáticas y las ciencias (especialmente la meteorología).

Con sólo 12 años de edad Jonh Dalton abrió una escuela en su localidad natal, Eaglesfield. Aunque supo manejar los problemas con sus alumnos mayores que él, después de dos años tuvo que abandonar su proyecto debido al bajo salario, y tuvo que volver a las tareas del campo trabajando para un tío suyo.

En 1781 Jonh Dalton se unió a su hermano como asistente de George Bewley en su escuela de Kendall. Cuando se retiró George, su hermano y él abrieron su propia escuela, donde ofrecían clases de inglés, latín, griego y francés, además de 21 temas relacionados con las matemáticas y las ciencias. Su hermana se trasladó con ellos para ayudarles en la casa. A pesar de tener unos 60 alumnos, a veces se veían obligados a trabajar en tareas auxiliares para mantenerse.

John Gough, el hijo ciego de un rico comerciante, se hizo amigo de John Dalton y su mentor. Le enseñó lenguas, matemáticas y óptica, además de compartir con Dalton su biblioteca. El interés de Dalton se extendió hacia la neumática, la astronomía y la geografía, y en 1787 comenzó a obtener ingresos extraordinarios impartiendo conferencias. También se dirigió a un museo cercano con una oferta para vender los once volúmenes clasificados de su colección botánica. Coleccionaba mariposas y estudiaba los caracoles, las garrapatas y los gusanos. También medía su ingesta de alimentos y la comparaba con los residuos producidos por sus organismo. Preparaba su ingreso en la escuela de medicina, pero su familia lo desanimó por falta de dinero y de confianza en él.

A la edad de 26 años (1792), Dalton descubrió que ni él ni su hermano eran capaces de distinguir los colores. Le regaló a su madre unas medias (que él creía azules) y ella le preguntó sorprendida cuál era la razón por la que le daba unas medias de color escarlata, que no era apropiado para una mujer cuáquera. En su primer artículo científico importante, John Dalton proporcionó una descripción científica sobre este fenómeno que posteriormente se conoció con el nombre de daltonismo.

En 1793, se trasladó a Manchester como tutor en el Nuevo Colegio fundado por los presbiterianos. Inmediatamente se inscribió en la Biblioteca de Manchester y en la Sociedad Filosófica (que llegaría a presidir). En ese mismo año Dalton publicó su primer libro Meteorological Observations and Essays, donde defendía la tesis de que el aire es una mezcla física de gases en lugar de una combinación química. Como tutor de química conocía la obra de Lavoisier.

En 1802 estableció su ley de las presiones parciales (Ley de Dalton). Cuando dos fluidos elásticos A y B se mezclan, no hay repulsión entre una partícula de A y otra de B, pero sí entre una partícula de B y otra partícula de B. También estableció una relación entre la presión de vapor y la temperatura. Su interés en los gases se derivaba de su afición a los estudios meteorológicos: siempre llevaba consigo sus aparatos del tiempo allí donde fuese, realizando a lo largo de su vida más de doscientas mil observaciones que anotaba en su diario constantemente. Gracias a estas observaciones, su mente analítica pudo encontrar relaciones numéricas entre los datos.

En 1803, mientras trataba de explicar su ley de presiones parciales, comenzó a formular su mayor contribución a la ciencia: la teoría atómica. Se encontraba estudiando la reacción del óxido nítrico con oxígeno cuando descubrió que la reacción podía tener lugar con dos proporciones diferentes: a veces 1:1,7 y otras 1;3,4 (en peso). Ello llevó a Dalton a establecer la ley de las proporciones múltiples, que dice que los pesos de dos elementos siempre se combinan entre sí en proporciones de números enteros pequeños. En ese mismo año publicó su primera lista de pesos atómicos y símbolos.

El 27 de julio de 1844 falleció de un ataque al corazón. Según su deseo, tras su muerte se le practicó la autopsia para determinar la causa de lo que luego se llamo daltonismo.

John Dalton

BIOGRAFIA DE Antoine Laurent De Lavoisier

Antoine Laurent De Lavoisier nace en París, en 1743, químico francés, padre de la química moderna Orientado por su familia en un principio a seguir la carrera de derecho, Antoine-Laurent de Lavoisier recibió una magnífica educación en el Collège Mazarino, en donde adquirió no sólo buenos fundamentos en materia científica, sino también una sólida formación humanística.

Se pueden destacar las siguientes fechas en las que se producen acontecimientos que marcarán tanto su vida como la de la química moderna

Año 1768, Es nombrado miembro de la Academia de las Ciencias de París gracias a un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público mereciendo una medalla de oro otorgada por el Rey. Ese mismo año entró a formar parte de la Ferme Genérale, un consorcio privado encargado de la recaudación de impuestos.

Año 1773, empleando la balanza, muestra de un modo indiscutible que toda combustión en el aire resulta de una combinación con una parte del aire. La teoría del flogisto recibe así un duro golpe.

Año 1774, comprueba experimentalmente la Ley de Conservación de la Masa.

Año 1777,Identifica el oxígeno y el hidrógeno en el aire. Contrae matrimonio con Marie Anne Pierrette Paulze. A partir de entonces se convertirá en su más estrecha colaboradora.

Año 1780, en colaboración con otros químicos franceses, Louis Bernard Guyton de Morveau (1736-1816), Claude Louis Berthollet (1748- 1822) y Antoine François de Fourcroy (1755-1808), comienza la elaboración de un sistema lógico de nomenclatura química basado en la idea de elemento químico. Este trabajo le ocupará los siete años siguientes. Publico en este año la Memoria sobre el calor. En ella recoge procedimientos calorimétricos para determinar calores específicos.

Año 1781, establece la composición del gas carbónico.

En el año 1787 triunfa la Revolución Francesa. Por entonces Lavoisier ocupaba otro cargo público en la Administración Real de Pólvoras, donde actúo como director científico, con derecho a vivir en el arsenal, donde instaló su laboratorio personal. Este laboratorio se encuentra actualmente en el Musée National des Techniques, en París. La demolición de La Bastilla contó con el asesoramiento de Lavoisier para evitar a los obreros la acción de los gases nocivos que se desprendían.

Publicando en este mismo año el Sistema Lógico de Nomenclatura Química. En ella se utiliza por primera vez el concepto de elemento químico. EL compendio de nomenclatura publicado recoge los trabajos de Lavoisier, De Morveau, Berthollet y De Fourcroy durante la década de 1780.

En el año 1789, publica el Tratado elemental de Química. Puede considerarse el primer texto moderno de Química. Entre otras cosas recoge todos los elementos químicos conocidos hasta entonces. Lavoisier considera elementos a aquellas sustancias que no podían descomponerse en otras más sencillas. Según este criterio se conocían 33, incluidos la luz y el calórico.

En el año 1790, es nombrado miembro de la comisión para el establecimiento del nuevo sistema de pesos y medidas.

En el año 1791,es nombrado secretario del Tesoro francés.

En el año 1793, a pesar de su prestigio internacional, es detenido junto a otros miembros de la recaudación de impuestos bajo la acusación de atentar contra la salud pública.

En el año 1794, Lavoisier, como funcionario de la monarquía, fue condenado a muerte y ejecutado en la guillotina en París.

El Arresto de Lavoisier ("The Arrest of Lavoisier") de L. Langenmantel (1876)

MÉTODOS FÍSICOS DE SEPARACIÓN

Los métodos utilizados para la separación de mezclas y de disoluciones utilizan como base las propiedades físicas y químicas de los componentes de estas. A diferencia de éstos en los métodos químicos sí se destruyen las sustancias. Son los siguientes:

Destilación:  Se utiliza para separar mezclas de un líquido con un sólido soluble (por ejemplo, agua con sal), o bien, mezclas de líquidos miscibles con diferentes puntos de ebullición (por ejemplo, agua con alcohol etílico). Consiste en calentar la mezcla a la temperatura adecuada para evaporar sólo uno de los líquidos y posteriormente enfriar el vapor (con un refrigerante) para condensarlo y recuperar el líquido en otro recipiente. La figura que a continuación se muestra

 

Evaporación: Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente evaporado. Los otros componentes quedan en el envase.

Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc…

Centrifugación:  Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.

Levigación: Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a través de una mayor distancia, mientras que los más pesados se van depositando; de esta manera hay una separación de los componentes de acuerdo a lo pesado que sean.

Imantación: Se fundamenta en la propiedad de algunos materiales de ser atraídos por un imán. El campo magnético del imán genera una fuente atractora, que si es suficientemente grande, logra que los materiales se acercan a él. Para poder usar este método es necesario que uno de los componentes sea atraído y el resto no.

Cromatografía de gases: La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.

Cromatografía en papel: Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.

Decantación: Se aprovechan las diferencias de densidad en mezclas heterogéneas para dejar que la sustancia más densa se asiente en el fondo del recipiente.

                                   Proceso de decantación del aceite

Tamizado: Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes se encuentran en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombre de tamiz y están elaborados en telas metálicas.

Filtración: Se fundamenta en que alguno de los componentes de la mezcla no es soluble en el otro, se encuentra uno sólido y otro líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o un papel de filtro, el sólido se quedará en la superficie y el otro componente pasará. Se pueden separar sólidos de partículas sumamente pequeñas, utilizando papeles con el tamaño de los poros adecuados.

                                      Sistema de filtración de una piscina

Cristalización: Este método se utiliza para separar una mezcla de sólidos que sean solubles en el mismo disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes. Una vez que la mezcla esté disuelta, puede calentarse para evaporar parte de disolvente y así concentrar la disolución. Para el compuesto menos soluble la disolución llegará a la saturación debido a la eliminación de parte del disolvente y precipitará. Todo esto puede irse procediendo sucesivamente e ir disolviendo de nuevo los distintos precipitados (esto recibiría el nombre de cristalización fraccionada) obtenidos para irlos purificando hasta conseguir separar totalmente los dos sólidos. Cada nueva cristalización tiene un rendimiento menor, pero con este método puede alcanzarse el grado de pureza que se desee.