Oxígeno y electricidad. El “gigante” Priestley.

El  13 de marzo de 1733, nacía el científico y teólogo británico Joseph Priestley (13 de marzo de 1733, Fieldhead, Gran Bretaña – 6 de febrero de 1804, Northumberland, EE UU, 1804).

PriestleyEn muchas enciclopedias y bases de datos se suele citar que el 1 de agosto de 1774 el elemento oxígeno es descubierto por Joseph Priestley, sin embargo es un dato erróneo.

Lo que sí es cierto es que Priestley fue la primera persona en percatarse de que aquel nuevo gas era imprescindible para la vida.

¿Y cómo lo descubrió?. Después de varios ensayos con ratones, decidió probar los efectos de aquel gas…en si mismo.

Priestley no tuvo una educación científica convencional. Inició sus estudios en las escuelas locales donde aprendió griego, latín y hebreo. También se familiarizó, de modo autodidácta, con la geometría y el álgebra.

En 1752 ingresaría en el seminario calvinista de Daventry. Empezaría a ejercer como ministro de la Iglesia Calvinista primero en Needham Market (Suffolk) y posteriormente en Nantwich (Chesire).

En Nantwich iniciaría sus experimentos sobre la electricidad. En 1761 fue nombrado profesor de griego y latín en Warrington. Alli conocería a John Seddon, que le animaría en el desarrollo de sus experiencias científicas.

Priestley ingresó en la Royal Society en 1766.

En 1767 publicaría una de sus obras más importantes The History and Present State of Electricity (Historia y estado actual de la electricidad) animado por un gran admirador de su trabajo, Benjamin Franklin.

El 1 de agosto de 1774, Priestley realizó un experimento en el que enfocó la luz solar sobre óxido de mercurio (II) (HgO) en el interior de un tubo de cristal, que liberó un gas que él llamó «aire desflogisticado» según la teoría del flogisto en vigor en ese momento.

Esta teoría, establecida en 1667 por el químico alemán Johann Joachim Becher y modificada por el también químico Georg Stahl en 1731,postulaba que todos los materiales combustibles constaban de dos partes; una, llamada flogisto, que era emitida al quemar la sustancia en cuestión, y otra, denominada desflogisticada, que se tenía por su verdadera forma o calx (ceniza; creta en latín).

Sin embargo el auténtico descubridor del oxígeno fue el químico sueco Carl Wilhelm Scheele (9 de diciembre de 1742, Stralsund – 21 de mayo de 1786, Köping). Lo aisló en 1771 y 1772 calentando distintas sustancias que le dejaban en libertad con facilidad, entre ellas el óxido de mercurio. Scheele llamó al gas «aire del fuego», porque era el único apoyo conocido para la combustión. Sin embargo la publicación de su único libro Chemische Abhandlung von der Luft und der Feuer (Tratado químico del aire y del fuego), en el que describía el nuevo elemento no fue publicado hasta 1777, pese a haber sido enviado a su editor en 1775. Un error histórico.

priestley3Los materiales altamente combustibles que dejan poco residuo, como la madera o el carbón, se creían hechos en su mayor parte por flogisto, mientras las sustancias no combustibles que corroen, como el hierro, contienen muy poco. El aire no tenía ningún papel en la teoría del flogisto ni se realizaron experimentos cuantivativos para poner a prueba la idea; por el contrario, se basaba en observaciones de lo que sucedía cuando algo se quemaba: los objetos más comunes parecían volverse más ligeros y perder algo en el proceso

Priestley, por su parte, siguió la misma rutina que había establecido con experimentos anteriores sobre gases, en primer lugar bañando la sustancia con la luz del sol, intensificada con su lupa, hasta calentarla lo suficientemente como para emitir gas.

Después añadió agua para ver si se disolvía, pero no lo hizo.

“Habiendo luego conseguido una lente de doce pulgadas de diámetro y veinte pulgadas de distancia focal me dediqué, con gran presteza y cuidado, a examinar, con su ayuda, la clase de aire, natural y ficticio (esto es, preparado artificialmente) que producían las diversas sustancias (…) Con este dispositivo, después de haber realizado una serie de experiencias variadas (…) en agosto 1ero de 1774 traté de extraer aire del mercurius calcinatus per se; y encontré que por medio de esa lente podía hacer desprender de él un aire, con mucha facilidad. Habiendo obtenido un volumen tres o cuatro veces superior al de mi material inicial, hice llegar agua de modo de ponerla en contacto con el aire y vi que no era embebido por ella. Pero lo que me sorprendió más de lo que soy capaz de expresar fue el hecho de que una bujía quemaba en este aire con una llama extremadamente vigorosa. Me encontré tremendamente perplejo ante la posible explicación de este hecho. Priestley , “Experiments and Observations on Different Kinds of Air”, 1775.

Priestley se percató de que si introducía una vela encendida en el recipiente donde se encontraba el aire, la llama de la vela se quemaba de una forma extraordinariamente vigorosa. Priestley sabía que había descubierto un gas, pero no tenía evidencias reales de ello.

priestley5Priestley experimentó con el nuevo gas. Pasó cierto tiempo hasta que descubriera que aquel “aire” que había preparado con el óxido de mercurio era mejor que el aire común para la respiración. Lo hizo respirar por ratones y también lo probó él mismo. Priestley sabía por sus propios experimentos que un ratón adulto sobrevivía quince minutos en un recipiente sellado con aire en su interior. Cuando colocaba a otro animal en el mismo recipiente lleno con el nuevo “aire”, el ratón era capaz de resistir durante media hora.

En marzo de 1775, introdujo un ratón adulto en un aparato de cristal lleno del aire procedente del mercurio calcinado. u primera hipótesis fue que el ratón no sobreviviría más de quince minutos, el tiempo que tardara en agotarse el aire. Pero su sorpresa fue máxima al comprobar que el ratón se mantuvo consciente una hora y media, resultando el aire descubierto tan bueno o mejor que el aire común respirado por animales y humanos. Luego de una serie de experimentos cuidadosamente realizados, dedujo que, en lo que se refería al mantenimiento de la respiración, el nuevo aire era entre cuatro y cinco veces mejor que el aire común.

Esto es coherente con el hecho de que el aire contiene un veinte por ciento de oxígeno. En otras experiencias, observó también que las sustancias que en el aire común no arden o lo hacen con dificultad, en el nuevo aire lo hacían con una gran facilidad, proporcionando llamas de gran tamaño.

Por esto es que Priestley concluyó que el nuevo aire contenía muy poco o nada de flogisto y que por ese motivo era capaz de extraer el flogisto presente en otras sustancias aun en aquellos casos en que su presencia fuera muy escasa. Por eso el aire recién descubierto fue denominado aire deflogisticado. El otro componente gaseoso del aire ordinario recibió el nombre de aire flogisticado.

Con sus experimentos sobre la mesa, Priestley dio por hecho en seguida que este aire que había descubierto se trataba el responsable de la respiración de los humanos y animales, así como de la combustión. Pero pese a esto, los conocimientos limitados de química de Priestley le jugaron una mala pasada en los razonamientos, haciéndole pensar que el aire descubierto se trataba de aire deflogisticado.

Tras inhalar él mismo el gas, escribió: «La sensación del gas en mis pulmones no era perceptiblemente diferente al del aire normal, pero sentí mi pecho particularmente ligero y desahogado durante un rato después». Priestley publicó sus hallazgos en 1775 en un artículo titulado «An Account of Further Discoveries in Air» («Informe de más descubrimientos en el aire»), que incluyó en el segundo volumen de su maś significativa obra, escrita en seis volumenes “Experiments and Observations on Different Kinds of Air” (Experimentos y observaciones sobre las diferentes especies de aire), 1774-1786.

Sin embargo, el prejuicio flogístico no le permitió ver claro en el fenómeno de la combustión. Fue preciso esperar a Lavoisier para conseguir la exacta teoría de la oxidación. Para Priestley, el nitrógeno continuó siendo “aire flogistizado” y el oxígeno “aire desflogistizado”.

Debido a que Priestley publicó sus hallazgos antes que Scheele, suele ser considerado, de forma errónea, el autor del descubrimiento del oxígeno. Sin embargo Priestley si fue el primero en reconocer la importancia del mismo en los seres vivos.

El químico francés Antoine Lavoisier (París, 26 de agosto de 1743 – ibídem, 8 de mayo de 1794) reclamó posteriormente haber descubierto la sustancia de forma independiente. No obstante, se sabe que Priestley, en octubre de 1774, conoce personalmente a Lavoisier y le comunica el método con el cual había logrado unos meses antes preparar “aire deflogistizado”, es decir, oxígeno.

Scheele también escribió una carta a Lavoisier el 30 de septiembre de ese mismo año, en la que describía su propio descubrimiento de la sustancia antes desconocida, pero el francés nunca accedió a recibirla. Después de la muerte de Scheele se encontró una copia de la carta entre sus pertenencias.

Priestley2Lavoisier condujo los primeros experimentos cuantitativos adecuados sobre la oxidación y dio la primera explicación correcta acerca del funcionamiento de la combustión. Usó estos y otros experimentos similares que comenzaron en 1774 para desacreditar la teoría del flogisto y para demostrar que la sustancia descubierta por Priestley y Scheele era un elemento químico. Lavoisier repitió los experimentos de Priestley y ante los resultados no tuvo duda de que el aire descubierto no era aire deflogisticado, sino el “principio activo” de la atmósfera. Con una serie de experimentos demostró que este aire se encontraba en el aire común en una proporción del 20%, y demostró que era el culpable de la combustión, la oxidación y la respiración.

En un experimento, Lavoisier observó que no se producía un incremento global en el peso cuando el estaño y el aire se calentaban en un contenedor cerrado. Notó que, cuando abrió el contenedor, el aire entró súbitamente en él, lo que indicaba que parte del aire atrapado se había consumido.

Además del oxígeno, a Priestley se le considera el descubridor del amoníaco, el monóxido de carbono, e sulfuro de hidrógeno, el anhídrido sulfuroso, el nitrógeno y el tetrafluoruro de silicio

Priestley, como hombre liberal, declaró su apoyo incondicional a la Revolución franancesa de 1789.  Además en 1782 habá publicado una obra polémica “History of the Corruption of the Christianity “ (Historia de la corrpción del Cristianismo”. Se supone que por estos motivos, un tumulto quemó su casa en 1791. Tras trasladarse a Londres, y posteriormente a Tottenham, tras una condena pública de la Cámara de los Comunes, Priestley se vería obligado a emigrar a Estados Unidos.

En el año 1800 publicaría su última obra científica significativa “Experiments and observations relating to the Analysis of Atmospheric Air “-.

Joseph Priestley falleció en Northumberland, Pensylvania el 6 de febrero de 1804.

En honor a Joseph Priestley, la Sociedad Americana de Química (American Chemical Society) (ACS), instauró en 1922, la Medalla Priestley el reconocimiento más alto que se entrega de forma anual a los investigadores mas notables en el campo de la química

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Publicado el 15 marzo, 2016 en Física, Química. Añade a favoritos el enlace permanente. Deja un comentario.

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