Cesio, rubidio, la espectroscopía y un mechero de laboratorio (entre otras muchas cosas); Bunsen.

El 31 de marzo de 1811, nacía el químico alemán Robert Wilhelm Bunsen (Gotinga, Reino de Westfalia, Confederación del Rin, 31 de marzo de 1811 – Heidelberg, Gran Ducado de Baden, Imperio alemán, 16 de agosto de 1899)

bunsen1Investigó la interacción entre la materia y la energía radiada. Descubrió el cesio (1860) y el rubidio (1861) conjuntamente con Gustav Kirchhoff por métodos espectroscópicos aunque el cesio metálico libre sólo pudo ser aislado 20 años más tarde por Carl Setterberg. Bunsen desarrolló varios métodos de análisis de gases, fue pionero de la fotoquímica, y de los primeros en trabajar en el campo de la química organoarsénica (compuestos que contienen un enlace químico entre el arsénico y el carbono).

Con su asistente de laboratorio, Peter Desaga, desarrolló el famoso Mechero Bunsen, una mejora en los quemadores de laboratorio entonces en uso. El Premio de Bunsen – Kirchhoff para la espectroscopia fue creado en honor a los dos científicos.

Estudió en su ciudad natal y completó luego sus estudios de química en París, Berlín y Viena, hasta que en 1833 fue llamado a la Universidad de Gotinga para suceder a Friedrich Wöhler en la cátedra de Química. Posteriormente enseñó en Marburgo (1841), en Breslau (1851) y, finalmente, en Heidelberg (desde 1852), donde fundó una célebre escuela de químicos y químico-físicos.  En 1834, obtiene un puesto de profesor en Göttingen, dónde estudia las sales metálicas, lo que le da la ocasión de su primer descubrimiento: el óxido de hierro hidratado, el cual resulta ser un antídoto aún utilizado contra el envenenamiento por arsénico.

En 1836, sucede a Friedrich Wöhler como profesor de química en la Escuela Politécnica de Kassel, pero deja el puesto dos años más tarde para ir a trabajar en la Philipps-Universität de Marbourg (entre Fráncfort y Kassel).

Dedicó sobre todo su actividad a los problemas de química-física, y los descubrimientos hechos en esta rama le hicieron célebre. En el campo de la química orgánica destacan sus estudios de las series cacodilo (1837-1842), resultado de su trabajo sobre los compuestos de cacodilo que permitieron profundizar en el concepto de radical y que fundamentarían la química de compuestos organometálicos. Investigó los cianuros dobles y confirmó el principio de química orgánica en el que la naturaleza de un compuesto depende de los radicales que lo componen.

bunsen2En el campo de la química inorgánica y analítica destaca la invención de la pila que lleva su apellido y su método de separación de metales (magnesio, aluminio, sodio, bario, calcio y litio) por electrodeposición. Entre sus inventos se encuentran el calorímetro de hielo, bomba de filtro y la célula eléctrica de cinc y carbono.

Robert Bunsen expuso estos descubrimientos en unas célebres Memorias sobre las pilas (1841). En ellas describió una pila en que un electrodo está formado de una mezcla de petróleo y de coque; con esta aportación logró igualar el valor de la fuerza electromotriz de la pila que había inventado el físico británico William Robert Grove. En la misma obra expone Bunsen los ensayos por él realizados con ácido crómico y bicromato de potasa, que dieron lugar al tipo más sencillo de pila Bunsen.

En 1841, perfecciona la pila de Grove reemplazando el electrodo de platino por un electrodo de carbono. Esta pila que lleva su nombre será perfeccionada de nuevo por Georges Leclanché.

La pila de Bunsen o celda de Bunsen es una de celda electroquímica primaria (es decir, no recargable) de zinc-carbono compuesta por un ánodo de zinc en disolución diluida de ácido sulfúrico (al 10 por 100 aproximadamente en peso), separado por una vasija porosa, de un cátodo de carbono en ácido nítrico o ácido crómico. El hidrógeno que se dirige hacia el carbón de retorta atraviesa el vaso poroso; pero en vez de depositarse en el carbón mismo, dando lugar a la polarización y por lo tanto a la disminución de la intensidad de la corriente, reacciona con el ácido nítrico, descomponiéndolo, y de este modo queda asegurada la constancia de la pila. Con los perfeccionamientos más recientes, la pila de Bunsen alcanza una fuerza electromotriz cercana a los dos voltios, mientras que su resistencia interna se aproxima a los 0,2 ohmios.

En 1852, después de una estancia breve en Breslau, sucede a Leopold Gmelin en la cátedra de química de la Universidad de Heidelberg, cargo que ocupará toda su vida. Ahí, se concentra en el mejoramiento de las pilas, lo que le permite preparar por electrólisis varios metales: aluminio, bario, calcio, cromo, litio, magnesio, manganeso, sodio.

Dedicado después al estudio de la química y de la física de los gases, Robert Bunsen ideó una serie de métodos que expondría en la obra Métodos gasométricos (1857).

A partir de 1860, trabaja en la espectroscopia con Gustav Kirchhoff, que introdujo la utilización del prisma para mostrar el espectro, y participa en la puesta a punto de lo que nombramos hoy el mechero Bunsen, como una mejora del quemador desarrollado por Michael Faraday. Identifican así el cesio y el rubidio.

bunsen3El mechero o quemador Bunsen es un instrumento utilizado en los laboratorios científicos para calentar o esterilizar muestras oreactivos químicos. Es un quemador de gas natural o preparado del tipo de premezcla y la llama es el producto de la combustión de una mezcla de aire y gas butano.

El quemador tiene una base pesada en la que se introduce el suministro de gas. De allí parte un tubo vertical por el que el gas fluye atravesando un pequeño agujero en el fondo de tubo. Algunas perforaciones en los laterales del tubo permiten la entrada de aire en el flujo de gas (gracias al efecto Venturi) proporcionando una mezcla inflamable a la salida de los gases en la parte superior del tubo donde se produce la combustión, muy eficaz para la química avanzada.

El mechero Bunsen es una de las fuentes de calor más sencillas del laboratorio y es utilizado para obtener temperaturas no muy elevadas. Consta de una entrada de gas sin regulador, una entrada de aire y un tubo de combustión. El tubo de combustión está atornillado a una base por donde entra el gas combustible a través de un tubo de goma, con una llave de paso. Presenta dos orificios ajustables para regular la entrada de aire.

En 1857, Bunsen había observado que, al poner una sustancia sobre la llama de un mechero Bunsen, se producían diferentes coloraciones según la naturaleza de la misma. Tres años después, Bunsen y Kirchhoff diseñaron y construyeron el primer espectroscopio, instrumento utilísimo en el análisis químico cualitativo que permite estudiar los espectros de las sustancias incandescentes. La luz que se desea analizar se sitúa ante una rendija regulable; al pasar a través de ella, de un prisma y de un sistema de lentes, se obtiene la imagen de la rendija en un ocular. Tras numerosos intentos, no consigue aislar el cesio el cual sería obtenido por electrolisis de sales fundidas por Carl Setterberg, en 1862.

La espectroscopia o espectroscopía es el estudio de la interacción entre la radiación electromagnética y la materia, con absorción o emisión de energía radiante. Tiene aplicaciones en astronomía, física, química y biología, entre otras disciplinas científicas.
El análisis espectral se basa en detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética a ciertas longitudes de onda y se relacionan con los niveles de energía implicados en una transición cuántica.

El mismo Bunsen descubrió, por medio del análisis espectral, dos nuevos elementos químicos, que llamó respectivamente cesio y rubidio.

El cesio fue descubierto al encontrar dos líneas brillantes de color azul en el espectro del carbonato de cesio y del cloruro de cesio. Dichas sales de cesio fueron aisladas por Robert Bunsen, precipitándolas en el agua mineral. A pesar de los intentos infructuosos de Bunsen por aislar el elemento en su forma metálica, hubo que esperar hasta 1862 para que Carl Setterberg pudiera aislarlo mediante electrólisis del cianuro de cesio fundido.

bunsen5El rubidio  fue descubierto en 1861 por Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff en la lepidolita utilizando el espectroscopio al detectar las dos rayas rojas características del espectro de emisión de este elemento y que son la razón de su nombre

Bunsen juntamente con Kirchhoff, expuso la teoría del análisis espectral en un volumen publicado en 1861, El análisis químico mediante observaciones espectrales.

Entre sus obras, destacan Descriptio hygrometrorum (Gotinga, 1830); El hidrato de hierro, contraveneno del arsénico blanco y del ácido arsenioso (1837); Métodos gasométricos; Instrucción para el análisis de las cenizas y de las aguas minerales (1874); Combinaciones de los cianuros dobles con el amoníaco; Método volumétrico de una aplicación general; Análisis química basada en las observaciones del espectro; Preparación eléctrica de los metales alcalinos y alcalinotérreos.

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Publicado el 31 marzo, 2016 en Física, Química. Añade a favoritos el enlace permanente. 2 comentarios.

  1. gilbmartinez

    En 1830 el filósofo Auguste Comte en su Curso de filosofía positiva, había sido tajante “jamás sabremos de qué están hechas las estrellas”, y por lo tanto la ciencia y la filosofía debían eliminar de sus objetivos “algo que las enormes distancias nos impedirán saber jamás”.

    Como bien explicas, los experimentos de Bunsen y Kirchhoff se encargaron de contradecir al filósofo francés.
    Un placer leer tus artículos

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