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!! …