Ferro y su asombrosa historia de la construcción social de la química

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ferro química
Prof. Esteban Ferro, exdecano de la Facultad de Química de la Universidad Nacional de Asunción y Premio Nacional de Ciencias 2012. (Desirée Esquivel para Ciencia del Sur)
6 min. de lectura

 

Ninguna otra ciencia posee un instrumento semejante que resuma lo esencial de su contenido como la tabla periódica de los elementos”. Así se refirió a la química el Dr. Esteban Ferro este jueves 22 de marzo durante su conferencia “Historia y evolución de la tabla periódica”, dando apertura al ciclo 2018 de Ciencia Abierta, en la sede de la Sociedad Científica del Paraguay, en Asunción.

El evento, que fue organizado por Ciencia del Sur y el Benjamin Franklin Science Corner, tuvo el apoyo de la Sociedad Científica del Paraguay y de la Embajada de Estados Unidos de América en Paraguay. El director de nuestro portal, Eduardo Quintana, dio la bienvenida y pidió a los presentes aprovechar al maestro y la divulgación científica.

Ferro, galardonado científico por sus trabajos sobre investigación en plantas medicinales, recordó al astrónomo y divulgador Carl Sagan (1934-1996), quien había dicho en su libro y serie de culto Cosmos:

El nitrógeno de nuestro ADN, el calcio de nuestros dientes, el hierro de nuestra sangre, el carbono de nuestras tartas de manzana fueron hechos en el interior de estrellas en proceso de colapso. Nosotros estamos hechos de material estelar.

Con esto encaminaba a la pregunta ¿de dónde proceden los elementos?

Nombres y más nombres, filósofos, alquimistas, químicos y físicos fueron recordados, cronológicamente, con sus aportes a las ciencias químicas y, especialmente, a la comprensión de la tabla periódica de los elementos. De esta manera, Ferro también reflexionaba acerca de la ciencia como actividad cooperativa, principalmente en nuestros días.

De los 118 elementos conocidos, la mayoría de los elementos proceden de la naturaleza: la atmósfera, el agua de mares y manantiales, los minerales del suelo y los extraídos de yacimientos. Esto es válido para los elementos desde el hidrógeno (H, z=1) hasta el plutonio (Pu, z=94), si bien algunos son muy inestables, como el tecnecio (Tc, z= 43), ya no quedan remanentes naturales debido al decaimiento radioactivo (Tc98, T1/2 4,2×106 años)”, agregó.

En cuanto al descubrimiento, dijo que el Tc (tecnecio) fue el primer elemento descubierto por síntesis, en 1936. Del elemento 95 (americio, Am) al 118 (oganesio, Og), que son sintéticos y artificiales, obtenidos de 1944 a 2006, y que el primer elemento artificial sintético es el curio (Cm, z=95), obtenido por G. Seaborg, R. James y A. Ghiorso, en 1944.

¿Cómo y cuándo se descubrieron los elementos?

(Desirée Esquivel para Ciencia del Sur)

El profesor Ferro nos llevó a la Grecia clásica para recordarnos “los elementos” que contabilizaban los primeros filósofos naturales, quienes, agregó, no podrían hacer experimentos de ningún tipo en la época.

Indicó que ya alrededor del inicio de la era común se conocían nueve elementos químicos:

Carbono    Azufre     Hierro
Cobre       Plata     Estaño
Oro     Mercurio   Plomo

Los mismos conocidos desde la Edad de Bronce (1.000 a. e. c.) y que estos elementos se aislaron en estado puro y fueron empleados de diversas maneras: del carbón de las hogueras se obtuvo carbono (C, z=6), mientras que de pocos elementos se encontraron libres en la naturaleza como el oro (Au, z=79), la plata (Ag, z=47), el cobre (Cu, z=29) y el azufre (S, z=16), señaló.

Además de ser conocido en estado libre en la naturaleza, el azufre se encuentra asociado a otros elementos, como el cobre, el mercurio (Hg, z=80), el plomo (Pb, z=82) y el estaño (Sn, z=50).

“La fácil reducción de sus óxidos, sulfuros o carbonatos permitió obtenerlos en estado puro. Aunque la búsqueda de elementos no era un objetivo de los naturalistas antiguos, sino el uso de minerales para obtener metales y sus aleaciones, cerámica y porcelana, esmaltes y tintes, y material terapéutico, los impulsó a buscarlos y clasificarlos”, resaltó el Premio Nacional de Ciencias.

Recordó que el establecimiento de los primeros reinos, hace unos 5.000 años —primer reino egipcio, 3100 a. e. c.; Sargón el Grande, 2250 a. e. c.– coincide con el desarrollo de la escritura y el uso del dinero. Ante un público de medio centenar de personas, Ferro motivó con diversas curiosidades durante su presentación en la Sociedad Científica.

Señaló que la primera acuñación de monedas data del año 640 a. e. c., por el rey Aliates de Lidia (Antolia occidental, hoy Turquía). Se hicieron de oro y plata, con peso estandarizado, lo que facilitó las transacciones comerciales, el cobro de tributos y el desarrollo de los imperios.

En ese sentido, los primeros registros sobre la composición de la materia tienen origen en la filosofía, ya que en el año 450 a. e. c., en Grecia, Empédocles de Agrigento acuña la idea de los cuatro “elementos”: agua, aire, tierra y fuego.

Recordó que el término elemento es empleado por primera vez por Platón. Sin embargo, Aristóteles (384 – 322, a. e. c.) amplía la teoría asignando a los elementos las cualidades de frío, calor, humedad o sequedad:

Fuego: caliente y seco

Aire: caliente y húmedo

Agua: frío y húmedo

Tierra: frío y seco

En la Edad Media los alquimistas descubrieron el arsénico (As, z=33), el antimonio (Sb, z=51), el bismuto (Bi, z=83) y el cinc (Zn, z=30).

Los conocimientos de la materia del mundo antiguo y sus transformaciones se agrupan bajo la denominación de Alquimia. Además, se recopilan conocimiento de las civilizaciones que se van sucediendo en el mundo occidental, incluyendo la árabe.

“El alquimista alemán Hennig Brand (1630-1710) es la primera persona que reconoce un elemento, el fósforo (P, z=15), ‘portador de luz’, en 1669. Lo obtuvo a partir de orina seca, y verificó su brillo en la oscuridad, expuesto al aire”, mencionó.

El primer elemento descubierto en América

(Desirée Esquivel para Ciencia del Sur)

“Y es el platino (Pt), porque en 1735 Antonio de Ulloa (1716-1795) observó un metal inoxidable obtenido de yacimientos de los límites entre Colombia y Ecuador. Ulloa lo publica en la Royal Society. Mientras que en 1801, el hispano-mexicano Andrés Manuel del Río descubre el vanadio (V), en México, a partir de un mineral rojizo”.

Añadió que la asignación de símbolos basados en los nombres de los elementos se debe al químico sueco John Jacob Berzelius (1779–1826), sistema luego refinado con la inclusión de los subíndices. También se le debe el descubrimiento del silicio y el selenio.

El bioquímico aseveró que los intentos por clasificar los elementos desde una perspectiva no aristotélica son muy antiguos, incluso anteriores a la confección de los actuales símbolos.

Y se siguieron descubriendo elementos, como el cobalto (Co) en 1737 y el níquel (Ni) unos 14 años después. Durante años anteriores, minerales de Co y Ni se habían confundido con un mineral de Cu. Como dichos minerales se resistían a “dejar libre” al cobre, decían en aquel momento, debían estar poseídos por un espíritu maligno, por lo que se les llamó Kobold (duende) y Kupfernickel (cobre del diablo), nombres cuyas raíces persisten hasta hoy.

Ningún sitio aportó tantos elementos naturales como los yacimientos de feldespato de Ytterby, Suecia: iterbio, itrio, terbio, erbio, holmio, tulio, y gadolinio, en honor a Johan Gadolin.

El descubrimiento de elementos se aceleró durante el final del siglo XVIII mediante el trabajo de Henry Cavendish (H), Daniel Rutherford (N), Joseph Priestley (O), Karl Scheele (O, Cl, Ba, Mo, Mn, W) y Antoine L. Lavoisier (O).

Durante los siguientes 25 años se descubrieron 11 elementos más y entre 1800 y 1869 el número de elementos conocidos casi se duplicó.

Para el exdecano de la Facultad de Ciencias Químicas de la UNA, no hay dudas, la transición de la alquimia a la química requirió:

  • Descartar las antiguas doctrinas
  • Reorientar los intereses de los alquimistas
  • Sistematizar el trabajo experimental de los laboratorios
  • Diseñar las teorías atómicas
  • Introducir las matemáticas como herramienta de investigación

Entre los propulsores de la química y clasificación periódica mencionó a Robert Boyle ( 1627-1691), quien estableció las bases del concepto de elemento químico y publicó The Sceptical Chymist en 1661.

También a John Dalton (1766-1844), quien hizo las primeras determinaciones de pesos atómicos, a partir de las proporciones porcentuales en compuestos y consolidó sus teorías en los 3 tomos de su A New System of Chemical Philosophy (1808, 1810 y 1827), entre otros.

Mención especial tuvo Antoine Laurent Lavoisier (1743–1794), fundador de la química moderna, pionero en el uso de la cuantificación en el laboratorio y gran científico, que terminó sus días ejecutado por los revolucionarios franceses. Este químico fue el responsable de demostrar la nulidad de la famosa teoría del flogisto. Publicó en 1789 el Tratado elemental de Química, dando un salto cualitativo a las ciencias químicas.

Ferro mencionó al Congreso de Karlruhe, Alemania, de 1860, que reunió a importantes químicos europeos de esa época y dando origen a la primera conferencia mundial de química.

Fue en este congreso donde se acordaron los términos átomo, molécula y equivalencia. Cuando este primer congreso científico profesional concluía, Angelo Pavesi, un científico italiano, distribuyó un poco conocido documento de su amigo, el químico y estadista italiano Stanislao Cannizzaro. A partir de ese congreso se adoptó un sistema unificado de masas atómicas”, señaló el bioquímico.

“Cannizzaro enfatizó la diferencia entre moléculas y átomos. Acotó que, siendo todos los pesos relativos se debía tomar un patrón, y él sugirió al hidrógeno, conociendo que forma moléculas diatómicas, el peso unitario patrón sería H/2. Mostró cómo las densidades de los vapores permiten calcular el peso molecular y sepultó la idea de reglas diferentes para la química orgánica e inorgánica”, puntualizó el conferencista.

Tabla periódica moderna

(Desirée Esquivel para Ciencia del Sur)

Obviamente, dio un destaque principal a Dmitri Ivánovich Mendeléyevel químico ruso que dio forma a la tabla periódica de los elementos, al ver ciertos patrones que se repetían y convertirlos en ley de la periodicidad de los elementos.

El profesor indicó que aunque Mendeléiev se lleva casi todos los créditos, nadie debe olvidar a Julius Lothar Meyer, quien publicó una tabla con 28 elementos en 1864, y propuso de forma independiente en 1869 la clasificación basada en pesos atómicos.

Conociendo los trabajos de Dumas, Gmelin y Petenkofer ordenó los elementos en 16 columnas, pero la edición se retrasó.

Meyer estudió la relación entre volumen atómico, peso atómico y valencia. Observó una relación que manifestaba periodicidad y la plasmó en una tabla, con base en propiedades físicas de los elementos. Sin embargo, todavía quedaba mucho por hacer.

Finalmente, Ferro mencionó a Glenn Theodore Seaborg, quien hizo los últimos cambios sustanciales en la tabla periódica a mediados del siglo XX. Descubrió el Pu en 1940 y todos los transuránidos desde el elemento 94 al 102 (Pu, Am Cm y Bk; y en colaboración Cf, Es, Fm, Md, No y Sg). Este brillante científico reconfiguró la tabla colocando los actínidos debajo de los lantánidos.

Recibió el prestigioso Premio Nobel de Química con McMillan y, como si todo eso fuera poco, el elemento 106 (Sg) fue demoninado en su honor. Fue el único que recibió este homenaje en vida.

“Esta tabla es elemento de estudio e investigación y facilita la comprensión de la complejidad del mundo de la química, y es una muestra de la construcción social del conocimiento”, finalizó Ferro.

Los aplausos no pararon y, tras unas intervenciones del público, se sorteó un premio sorpresa que consistía en una remera con la tabla periódica. Y, aunque el evento finalizaba con la foto grupal, estudiantes, profesores y otros investigadores se acercaron a Ferro para retenerle por varios minutos más, en otra breve charla luego de la conferencia.

 

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9 Comentarios

  1. Habrá estado brillante la disertación del Prof. Dr. Esteban A. Ferro. Esta conferencia lo había presentado inicialmente en la Facultad de Ciencias Químicas (UNA) con motivo de las celebraciones del Año Internacional de la Química en el 2011. Mis felicitaciones a Esteban!!!

  2. Gracias por compartirnos un extenso la charla. Y poder leerla. No falla el viejo refrán recordar es vivir 2 veces y de este modo pues recordar muchas veces e ir descubriendo contenidos que no dejan de sorprenderte. Estimado ESTEBAN está charla no pierde vigencia

  3. Brillante, interesante y sobretodo siempre inspirador! Amar la química es muy fácil si se tiene un profesor como el Doctor Ferro.

  4. Viene muy bien el aporte de este tipo de eventos a una sociedad que no valora a la ciencia como impulsora de la evolución humana. Que así se siga, al felicitar al Dr. Ferro y a la periodista D. Esquivel, recuerdo que todo empieza desde el Cero y sumando de a Uno.

  5. Sublime, gracias por socializar. Gracias Dr. Ferro! la Tabla Periodica es un mapa a seguir que nos lleva a buscar caminos – procesos que influyen directamente en nustro quehacer social.

  6. Entender el porque del orden de la tabla periódica recuerdo que fue hermoso. Me gusta aprender y deducir como se resuelven rompecabezas, cuando mayor es la complicación mayor es la emoción de poder resolverlo. La tabla periódica es incluso más mágica que el cubo de Rubik y sus variantes 🙂

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