No hace mucho que circulaba por las redes una infografía que mostraba la tabla periódica de los elementos con la bandera de los países de sus descubridores. (Enlace aquí)
En ella llamaban la atención algunas cosas, como los muy pocos elementos que se conocían hasta que se crearon la mayoría de los estados europeos actuales, o la abundancia abrumadora de banderas británicas, suecas, alemanas y finalmente norteamericanas, países de grandes químicos que fueron relevándose sucesivamente en su liderazgo de la carrera por hallar nuevos elementos. Pero lo que más me llamó la atención fue que sólo había dos banderas españolas, cuando tenía entendido y siempre había contado a mis alumnos que eran tres: el platino, el wolframio y el vanadio. Faltaba este último, que aparecía con la banderita de Suecia. ¿Por qué? ¿Cuál es la historia que hay detrás del descubrimiento de estos tres elementos?
No trato de descubrir nada nuevo, pues sobre esto ya está casi todo investigado y escrito. Una buena documentación sobre la historia de estos y otros elementos del sistema periódico se puede encontrar por ejemplo en el monográfico del Boletín das Ciencias nº 87, o en La tabla periódica dinámica Ptable (ptable-propiedades-wikipedia) que, a través de Wikipedia, aporta abundante información sobre la historia de cada elemento.
En este artículo se resumen las circunstancias que rodearon al descubrimiento de estos tres elementos con acento español y a sus protagonistas. Son historias de esfuerzo y aventuras no exentas de controversia, en las que no faltan viajes por el mundo, lugares perdidos en la selva, errores imperdonables, corsarios y naufragios. Es la historia de los descubrimientos del platino, el wolframio y el vanadio.
El contexto histórico de los descubrimientos
Además de su paternidad española, los tres elementos de los que hablamos tienen en común que su descubrimiento se produjo durante la segunda mitad del siglo XVIII. Con el reinado de Carlos III la Ilustración alcanza su apogeo en España, y bajo el amparo de la monarquía se crean instituciones y organismos oficiales inspirados por esta corriente ilustrada, en donde se forman académicamente una generación de marinos, ingenieros, científicos y naturalistas de un nivel equiparable a los que ya estaban trabajando en el resto de Europa. Paralelamente, se intensifica el intercambio entre instituciones científicas españolas y europeas, con el consiguiente enriquecimiento cultural que esto supuso para los nuevos científicos españoles. En esa época, el movimiento ilustrado en España también suscitó el interés de científicos europeos, como Humboldt o Proust, quienes permanecieron un tiempo investigando en nuestro país.
Este es el contexto en el que ocurrieron los hechos históricos de los que nos vamos a ocupar ahora: El descubrimiento del platino por A. de Ulloa en 1748 en una expedición internacional de carácter científico; el descubrimiento del wolframio por los hermanos D’elhuyar y la purificación del platino por F. Chavaneau en 1783 en el Real Seminario de Vergara, y finalmente, el descubrimiento del Vanadio en 1801 en Méjico por A.M. del Río, salpicado de una cierta polémica entre la comunidad científica europea.
Antonio de Ulloa y el descubrimiento del platino
Descripción del elemento
El platino, de símbolo Pt y número atómico 78 tiene una masa atómica de 195,08. Es un metal de transición del grupo 10 del sistema periódico de los elementos, de configuración electrónica [Xe] 6s1 4f14 5d9. Su temperatura de fusión es 1768 ºC, y su densidad 21.450 kg/m3.
El platino es un metal precioso de aspecto grisáceo, denso, dúctil, maleable y muy resistente a la corrosión. En la naturaleza se encuentra asociado sobre todo a minerales de níquel y cobre o como metal nativo. Una de sus principales y más antiguas aplicaciones es en joyería, debido a su bello aspecto y estabilidad. Más recientemente, el platino ha encontrado importantes aplicaciones como conductor eléctrico, como componente en instrumentos de laboratorio, como catalizador en la industria química para la obtención de diversos productos, y en los catalizadores que reducen las emisiones de gases nocivos de los automóviles.
El descubrimiento del platino
El platino fue descubierto por el marino y naturalista español Antonio de Ulloa y de la Torre-Giralt (1716-1795) durante una misión científica cuando hacía trabajo de campo en los residuos de los lavaderos de las minas de oro del Chocó (Colombia). En 1748 dio a conocer su descubrimiento al publicar su Relación Histórica del Viage a la América Meridional, en el que describía un nuevo metal nativo, muy denso, que no se podía fundir ni calcinar con los medios disponibles entonces, diferente a los otros metales nobles conocidos, y al que él mismo denominó “platina” por su similitud con la plata. Se trataba del elemento Z=78, hoy conocido como platino.
Aunque ignorasen su identidad como tal elemento químico, está documentado que este metal noble ya era conocido y utilizado en orfebrería por algunos indígenas de la época precolombina en Ecuador, así como por los propios indios de la selva del Chocó, quienes no entendían que los españoles que explotaban el oro y la plata rechazasen ese material al que denominaban “plata de la mala”, confundiéndolo con una variedad inútil de este metal.
Antonio de Ulloa, nacido en Sevilla, hizo su carrera en la Marina Española y se embarcó junto al gran marino y matemático español Jorge Juan en una de las mayores empresas científicas de la Ilustración, la expedición promovida por la Academia de Ciencias de Francia para determinar la forma de la Tierra y sus dimensiones, en la que se demostró el achatamiento polar y se midió de forma precisa la longitud del meridiano. Juan y De Ulloa, viajaron a la zona ecuatorial de Sudamérica para tal fin, pero terminaron explorando y cartografiando toda a costa del Pacífico, desde Panamá hasta Chile. El descubrimiento del platino por Antonio de Ulloa durante su paso por la selva Colombiana hay que enmarcarlo dentro del contexto de esta gran aventura científica llena de descubrimientos en el campo de la geodesia, la geografía y la mineralogía.
Cuando acabó esta misión, el navío francés en el que navegaba De Ulloa de vuelta a España fue apresado por corsarios ingleses. Una vez en Inglaterra, ya liberado, continuó ampliando conocimientos e incluso llegó a ingresar en la prestigiosa Royal Society en 1746, el mismo año en que regresa a España, donde tras 11 años de viaje es ascendido a capitán de navío y enviado a Europa por el rey Fernando VI para abrirse a los últimos avances científicos del momento. Dos años más tarde es cuando publica el relato de su descubrimiento de “la platina” en su Relación Histórica. De Ulloa fue gobernador en Perú y La Luisiana, fundador de varias instituciones científicas y miembro de algunas prestigiosas Academias de Ciencias europeas.
Como ya se ha dicho, se le reconoce Antonio de Ulloa el mérito del descubrimiento del platino. Sin embargo, la determinación precisa de sus propiedades se debe a los químicos ingleses, W. Watson, W. Brownrigg y W. Lewis, mientras que el método para su purificación y conversión en un metal maleable de aplicación industrial fue conseguida en 1783 en España por Pierre-François Chabaneau, un químico francés que trabajaba junto a Fausto D’Elhuyar en el Seminario de Vergara. Al publicar los resultados de su estudio, Chabaneau insistió en diferenciar la platina (mineral formado mayoritariamente por el nuevo elemento e impurezas de otros) del metal maleable ya purificado al que denominó platino.
Los hermanos D’Elhuyar y el descubrimiento del wolframio
Descripción del elemento
El wolframio, de símbolo W, tiene número atómico 74 y su masa atómica es de 183,84. Es el tercer metal de transición del grupo 6 de la tabla periódica, de configuración electrónica [Xe] 6s2 4f14 5d4. Su temperatura de fusión es 3.422 ºC, y su densidad 19.250 kg/m3.
El wolframio o volframio, llamado también wólfram o tungsteno, es un metal escaso en la corteza terrestre que se encuentra en forma de óxidos o sales en diferentes minerales como la wolframita o la scheelita. De color gris acerado, muy duro y denso, tiene el punto de fusión más elevado de todos los metales y el de ebullición más alto de todos los elementos, y debe precisamente a estas propiedades singulares sus numerosas e importantes aplicaciones en la industria.
Destaca en primer lugar, aprovechando su elevado punto de fusión, su uso generalizado como filamento en las lámparas incandescentes, en resistencias eléctricas y como electrodo no consumible en soldaduras. Si a eso le añadimos su elevada dureza y densidad, el wolframio se hace imprescindible en la aleación de aceros especiales para herramientas de corte y en la fabricación de piezas muy resistentes para armamento militar, además de para otros usos civiles, como en piezas de motores de medios de transporte. El 60% de la demanda mundial de wolframio se destina actualmente al carburo de wolframio sinterizado, que es el material industrial más duro que hay y se emplea en la fabricación de herramientas de corte.
El wolframio y sus yacimientos mineros son un asunto considerado como estratégico en el mundo desarrollado actual. Su valor empezó a cotizarse durante la primera guerra mundial y se disparó durante la segunda, precisamente por su aplicación en la fabricación de cañones.
En ese periodo de tiempo, hasta los años cincuenta, España desarrolló un importante y a la vez polémico comercio con este material estratégico. Las principales reservas de este mineral de toda la península ibérica se encontraban en Galicia, y en la actualidad sus minas están inactivas. Sin embargo se prevé una próxima reapertura alentada por la nueva estrategia europea de no dependencia de materiales estratégicos frente a gigantes de la industria minera como China.
El descubrimiento del wolframio
El wolframio fue descubierto en 1783 en España por los hermanos Juan José y Fausto Fermín D’Elhuyar y De Lubice, ambos nacidos en Logroño (La Rioja), Juan José en 1754 y Fausto Fermín, en 1755. Hijos de padre francés, en 1773 se trasladaron a Paris, donde estudiaron medicina, cirurgía, química, física e historia natural, y más tarde a Freiberg (Alemania), donde continuaron formándose en geología y mineralogía y hablando más idiomas, ejemplificando el auténtico espíritu de la Ilustración.
El descubrimiento del wolframio no fue producto del azar, ya que había evidencias de la presencia de un nuevo elemento en ciertos minerales. P. Woulfe, ya había predicho en 1779 que la wolframita ((Mn,Fe)WO4) debería de contener un elemento desconocido. Dos años más tarde, los químicos suecos C. W. Scheele y T. Bergman, calcinando el denominado ácido túngstico obtenido a partir del mineral conocido hoy con el nombre de scheelita (CaWO4), obtuvieron una nueva sustancia que pensaron que podría ser un nuevo elemento, a la que denominaron “tunsgten” por su aspecto sólido y pesado. Sin embargo no era ésta el elemento buscado, sino uno de sus óxidos (WO3).
A pesar de todo lo que se había avanzado en los modernos laboratorios de los químicos suecos, el auténtico descubrimiento del wolframio se produjo sin embargo en suelo español, en el Real Seminario de Vergara, donde tenía su laboratorio la Real Sociedad Bascongada de Amigos del País, un laboratorio moderno y bien dotado tanto de material como de personal. En 1783, los hermanos D’Elhuyar se habían puesto a trabajar allí para conseguir aislar el nuevo elemento que perseguían los suecos. Obtuvieron un ácido idéntico al ácido túngstico, pero esta vez a partir de la wolframita procedente de las minas de estaño situadas en Zinnualde (Alemania). Juán José, que había sido discípulo de Bergman en Upsala (Suecia) fue quien trajo de Europa las muestras del mineral, las técnicas adecuadas y bien aprendidas y la intuición de la presencia del nuevo elemento en dichas muestras. Así, el día 28 de mayo de 1783, los dos hermanos consiguieron aislar el nuevo elemento metálico reduciendo el ácido del tungsteno con carbón vegetal. Seguros como estaban de haber descubierto por fin el buscado elemento, decidieron llamarlo wólfram (actualmente wolframio), tomando el nombre del mineral del que fuera extraído. En septiembre del mismo año publicaron su descubrimiento con el título de “Análisis químico del wolfram y examen de un nuevo metal que entra en su composición”, primeramente en Vergara y más tarde en París (1784) y Londres (1785). Finalmente, en 1820 el gran químico sueco Berzelius obtuvo wolframio mediante una reducción con hidrógeno. Con este método, aún empleado en la actualidad, comenzó a popularizarse el uso industrial de este metal extraordinario en aleación con los aceros.
Andrés Manuel del Río y el descubrimiento del vanadio
Descripción del elemento
El vanadio, de símbolo V, tiene número atómico 23 y una masa atómica de 50,94. Es un metal de transición, el primero del grupo 5 de la tabla periódica. Su configuración electrónica es [Ar] 4s2 3d3. Su temperatura de fusión es 1.910 ºC y su densidad 6.110 kg/m3.
El vanadio es un metal de color blanco grisáceo dúctil pero duro y no muy pesado. La formación de una pátina de óxido lo protege de su oxidación al aire. En la corteza terrestre es poco abundante y se encuentra formando una gran variedad de minerales y en depósitos de combustibles fósiles. También es un oligoelemento importante en muchos seres vivos. Su aplicación principal es en aleación con el hierro en aceros especiales. El vanadio dota al acero de mayor ligereza y más resistencia de tracción. Otra aplicación muy importante es la utilización del pentóxido de divanadio (V2O5) como catalizador en la producción industrial del ácido sulfúrico.
El descubrimiento del vanadio
El vanadio fue el último de los tres elementos en ser descubierto. Sucedió en 1801 y su descubridor fue el científico español Andrés Manuel del Río Fernández (Madrid, 1764 – Ciudad de México,1849). Sin embargo este hallazgo estuvo envuelto en una polémica que afectó no solo a su nombre y símbolo sino también al reconocimiento de su descubridor.
Del Río se formó como científico especialista en química analítica, mineralogía y metalurgia, la principal aplicación de la química en aquella época, en la Universidad de Alcalá de Henares, pasando después a ampliar sus estudios y experiencia en varios Institutos Mineros punteros europeos (Almadén, París, Freiberg, Schemnitz) donde entró en contacto con influyentes personalidades científicas como el geógrafo Alexander von Humboldt, el mineralogista A. G. Werner, y Antoine de Lavoisier. En 1795, del Río se trasladó a Méjico, en donde ocupó la Cátedra de mineralogía del Colegio de Minería de México hasta el final de su carrera. Además de reencontrarse con Von Humboldt, allá conoció a Fausto Fermín D’Elhuyar, codescubridor del wolframio junto a su hermano Juan José.
La controvertida historia del descubrimiento del elemento número 23 del sistema periódico, hoy conocido como vanadio, data del año 1801, cuando Del Río examinaba unas muestras de minerales procedentes de Zimapán, en el estado mejicano de Hidalgo. Una de estas muestras era “plomo marrón” que fue identificado como un nuevo mineral, que el propio Del Río denominó zimpanio, y hoy es conocido como vanadinita (Pb5(VO4)3Cl). Del Río consiguió identificar en él un elemento que tenía cierto parecido con el cromo pero que no acababa de encajar del todo con sus propiedades. Seguro de haber encontrado un nuevo elemento químico, al ver la gran diversidad compuestos coloreados que podía formar, decidió llamarle pancromio (pancromium), nombre que cambió poco después por el de eritronio (erythronium) en referencia al color rojo que presentaban la mayoría de sus compuestos después de ser calentados.
Un año más tarde, Del Río aprovechó el paso de Humboldt por Méjico para divulgar y anunciar oficialmente su descubrimiento. De esta manera le confió una muestra del mineral, junto a las notas de su análisis, el procedimiento empleado y la conclusión del descubrimiento en éste del nuevo metal, con el fin de que llegasen a Europa, se certificasen los resultados de su hallazgo y fuese publicado en las revistas más prestigiosas.
Pero una fatalidad hizo que el barco de equipaje de la expedición de vuelta de Humboldt naufragase y se perdiesen todas las notas de Del Río. Humboldt sólo pudo conservar la muestra, que entregó a un químico francés, de nombre H. V. Collet-Descotils, para que lo analizase en París. Tras analizar —¡equivocadamente!— la muestra e ignorando el lamentable error que había cometido, Collet-Descotils informó que en realidad se trataba de cromo, un elemento descubierto apenas unos años antes. Humboldt, y tras él la comunidad científica internacional, rechazó la pretensión de Del Río de haber descubierto el elemento eritronio. Después de su rechazo inicial, finalmente, Del Río se resignó a aceptar la declaración de Collet-Descotils y se retractó de su afirmación, con el consuelo de que al menos fuese reconocido como el primero en descubrir cromo en América.
El asunto del eritronio había quedado zanjado y olvidado. Pero en 1829, 28 años después de la investigación de Del Río, N. G. Sefström, un químico sueco discípulo de Berzelius que estaba investigando nuevas aleaciones del acero, identificó lo que claramente se trataba de un nuevo elemento desconocido hasta el momento. Lo denominó vanadio, aludiendo a Vanadis, una bella diosa de la mitología escandinava.
Pero ese mismo año, F. Wöhler, el célebre químico que sintetizó por vez primera una sustancia orgánica -la urea- en el laboratorio, determinó que el eritronio anunciado por Del Río en México en 1801 y el vanadio descubierto por Sefström en Suecia en 1829 eran en realidad el mismo elemento. A pesar del apoyo de Berzelius a Sefström, las pruebas de Wöhler fueron determinantes. El elemento conocido ahora por todos como vanadio ya lo había descubierto hace treinta años el químico español Andrés Manuel del Río, y así se reconoce en la actualidad.
El aislamiento del vanadio no fue una tarea fácil. A pesar de haberlo identificado o incluso confundido con algunos de los compuestos que formaba, ninguno de los protagonistas de los que hemos hablado hasta el momento había conseguido reducir el vanadio a su estado de metal puro. En 1867 el inglés H. E. Roscoe pudo obtener por fin el vanadio puro reduciendo su cloruro (VCl3) con hidrógeno.
Sobre el nombre de estos elementos y como conclusión final
Como acabamos de ver, no debería quedar duda alguna acerca de la “españolidad” de estos tres elementos ni del mérito científico de sus descubridores, a quienes les correspondería el honor de ponerles nombre. La I.U.P.A.C. (Unión internacional de Química pura y aplicada), que es el la institución unánimemente aceptada por la comunidad científica internacional en materia de nomenclatura química, así lo reconoce al establecer que son los descubridores los que tienen el derecho de nombrar los elementos descubiertos por ellos mismos, especialmente en el caso de haberse producido hace bastante tiempo. Sin embargo, la I.U.P.A.C. ha dejado de lado esta norma en ciertas ocasiones puntuales. Con el platino no hubo problema, pero no fue así con los otros dos, revelándose especialmente contradictorio el caso del wolframio.
Dejamos pues el nombre del platino con su símbolo Pt, universalmente reconocido, derivado de la platina tal como lo propuso su descubridor Antonio de Ulloa, aludiendo a su semejanza con la plata.
El caso del wolframio es el más polémico. El nombre de wolframio, volframio o wolfram procede de las palabras en alemán wolf y rahm ( literalmente lobo y sucio). Este es el nombre que le dieron sus descubridores los hermanos D’Elhuyar, haciendo alusión al nombre dado por los mineros de las minas alemanas de estaño al mineral llamado wolframita, que aparecía junto a la casiterita y se consideraba algo despreciable que corrompía la mena del estaño.
Paralelamente, el influyente metalúrgico sueco A. F. Cronstedt, incluyó una descripción de este mineral desconocido en su libro Ensayos de Mineralogía de 1758 refiriéndose a él con el nombre de tungsnsteno, que viene de los términos suecos tung (pesado) y sten (piedra). En la versión inglesa de la obra, se mantuvo la palabra tungsten, lo que explica la popularidad de este término en el campo de la metalurgia, especialmente en el mundo anglosajón.
La “mugre de lobo” frente a la “piedra pesada”. La comunidad científica se encontró con dos nombres diferentes para referirse al mismo elemento nº 74. En su 15ª conferencia celebrada en Ámsterdam en 1949, la I.U.P.A.C., aplicando la norma establecida que hacía referencia a la nomenclatura del descubridor, adoptó de forma oficial el nombre de “wolfram” (en castellano, wolframio) en lugar de “tungsten” (en castellano, tungsteno), y estableció su símbolo W. Pero sorprendentemente, en la edición de 2005 de su libro Nomenclatura de Química Inorgánica, la IUPAC suprime el nombre de “wolfram”, dando a entender que el término “tungsten” es el que debería prevalecer por el hecho de ser el más utilizado en lengua inglesa, aunque mantiene su símbolo W. Hay que indicar que esta eliminación no ha sido aceptada por los miembros españoles de la IUPAC, que siguen considerando su nombre original wolframio como el nombre correcto, aunque en Latinoamérica suela emplearse más el de tungsteno.
Con el nombre del vanadio tampoco salió bien parado su descubridor A.M. del Río. Éste lo llamó primeramente pancromio (de dodos los colores, según su etimología griega), y posteriormente eritronio, por ser el color rojo ( eritro- en griego) el más persistente en sus derivados; pero por las circunstancias descritas antes, su hallazgo fue ignorado por la comunidad científica internacional. Casi 30 años más tarde, el sueco N.G. Sefström bautizó con el nombre de la diosa Vanadis a su nuevo (para él) elemento químico. Para cuando se enmendó el error cometido y se reconoció que el vanadio era el mismo metal que el eritronio que aseguraba haber descubierto Del Río años atrás, ya era demasiado tarde y se mantuvo el nombre de vanadio y su símbolo V; aunque a Del Río se le reconozca hoy oficialmente la autoría del descubrimiento.
Conclusión sarcástica: De los tres elementos descubiertos por científicos españoles, platino, wolframio y vanadio, sólo el primero conserva su nombre y su símbolo originales, el segundo mantiene su símbolo, pero no así el nombre en la mayoría de los idiomas, mientras que al tercero no le han dejado ninguno de los dos atributos. Total: 3 de 6. Aprobado raspado. ¡Es que nos tienen manía!! …
