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.