ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PERSONAJES OLVIDADOS DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
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Döbereiner de joven

 Johann Wolfgang Döbereiner, es conocido por  crear la primera sistemática periódica, precediendo en 40 años, a la de Mendleieff, sin embargo también fue precursor y desarrollador de la catálisis heterogénea, aparte de crear sistemas de iluminación e introdujo las prácticas de laboratorio en los estudios universitarios de química, a través de su labor en la Universidad de Jena.

Döbereiner en Jena

Nace en Holf, un pueblecito a 70 km al norte de Bayreuth, el 13 de diciembre de 1780. Su padre, Johann Adam Döbereiner, de profesión cochero  y trabajador del campo, no pudo darle una educación científica [1] , por lo que su formación fue autodidacta, trabajando como mozo en diferentes farmacias, comenzando en 1794, con 14 años en Münchberg, con el farmacéutico Lotz,  con quien estuvo 3 años y siguiendo en  Dillenburg, Karlsruhe y Estrasburgo. De esa manera alcanzó determinados conocimientos en química, botánica y mineralogía. En 1802 regresó a su pueblo, pero como no tenía dinero para montar una farmacia, si lo  hizo con una tienda de productos farmacéuticos y agrícolas y una pequeña fábrica de de productos químicos en Gefree. Como el negocio marchaba bien, al año siguiente se casó con Clara Knab, amiga desde su infancia.

 

En los años siguientes comienza a publicar pequeños artículos sobre los productos químicos [2] , trabando amistad con su editor Adolph Ferdinand Gehlen.

Con las guerras napoleónicas, su negocio quebró y en 1810, gracias a Gehlen, consigue un trabajo como profesor asociado de química y farmacia en la Universidad de Jena. Allí realiza su doctorado, en noviembre de 1810. [3] .

 

Relación entre Goethe y Döbereiner

 

 

El 8 de septiembre de 1810, Döbereiner conoce a Goethe, comenzando una amistad que explica la pasión del escritor por la química [4] . Éste lo introduce en la corte de Weimar-Sajonia, y le presenta al gran duque Carlos Augusto [5] . Es muy conocida la relación entre Goethe, ya con mas de 60 años y  Döbereiner con sólo 30 [6] .

 

En 1812,comienza a trabajar y aislar metales del grupo del platino, que aparecían en sus minerales, y a desarrollar sus prácticas de química para sus alumnos [7] .

En 1817, estaba haciendo una investigación sobre la celestita (sulfato de estroncio), observando una relación entre los pesos de los sulfatos de estroncio, calcio y bario. Después tomó el peso que llamó “equivalente” del óxido de estroncio (50)y lo comparó con el del óxido de calcio(27,5) y el del óxido de bario(72,5), hallando que era su media aritmética. Una vez que Berzelius  calculó los pesos atómicos de los elementos químicos conocidos, Döbereiner se dedicó a agruparlos en grupos de 3, con propiedades químicas parecidas; ahí surgieron las famosas “triadas de Döbereiner”, que desarrolló entre 1817 y 1830.

Encendedor de Döbereiner

 

 

En 1921, en sus estudios sobre la acción catalítica del platino, inventa la lámpara de hidrógeno, o encendedor de Döbereiner (ver figuras). Es un cilindro  (a) cerrado por una tapa e, lleno de ácido sulfúrico diluido, y en su fondo otro pequeño cilindro(d). La tapa del cilindro grande cierra herméti-camente la parte superior del segundo, dentro del cual, sujeto por una varilla (c), hay un émbolo de cinc, rodeado por una botella abierta invertida(b). En el centro de la tapa superior, unida al segundo cilindro hay un agujero muy fino que puede cerrarse con una llave(e). Al ponerse la tapa, se sumerge el segundo cilindro con el émbolo de cinc en ácido sulfúrico , se abre la llave que se cierra cuando el ´liquido alcanza el mismo nivel en los dos cilindros. La reacción química produce hidrógeno que sale por la llave (e), se dirige a la esponja de platino(g), inflamándose, y produciendo una llama [12] .

 

El 27 de julio de 1823, obtiene platino por ignición del hexacloroplatinato de amonio, observando la ignición del hidrógeno, al pasar a través de él, por admisión de aire, a temperatura ambiente , e incluso a -10ºC, percatándose que a los 10 minutos todo el aire había reaccionado con él para formar agua. Después sustituyó el aire por oxígeno puro, intensificándose la reacción, en la medida que el papel de filtro aguantara el platino carbonizado.

 

 

Encendedor de Döbereiner

 

Este fue el primer intento de organización de los elementos químicos relacionando propiedades y pesos atómicos. En dichas tríadas, elemento central, tenía un peso atómico que era la media aritmética de los pesos atómicos de sus extremos. Encontró 5 tríadas: Litio, Sodio y Potasio; Calcio , Estroncio y Bario; Fósforo, Arsénico y Antimonio; Azufre, Selenio y Teluro y Cloro, Bromo ,Yodo. En cada triada, los elementos también las mismas propiedades químicas: formaban cloruros, se combinaban con el hidrógeno, y formaban hidróxidos similares. En su publicación de 1829:”Un intento de agrupar las sustancias elementales de acuerdo con sus analogías”, se apoya en los trabajos de Berzelius [8] .

Nombrado asesor del duque Carlos Augusto, se ocupará de la mejora de los procesos de fabricación de las diferentes empresas existentes en Sajonia, contribuyendo a la construcción de una planta de producción de ácido sulfúrico, otra para la producción de “azúcar de almidón” y una tercera para la de ácido acético por oxidación del alcohol.  

 

Por sugerencia de Goethe, monta en 1818, un sistema para generación de gas del alumbrado, por interacción de carbón al rojo y agua. En 1919, y sus trabajos con el platino [9] , descubre su actividad catalítica de éste, antes de que fuera bautizada por Berzelius como tal [10] . Comprueba que el etanol se oxida a ácido acético en presencia de esponja de platino [11] , sin que éste se consuma, haciéndole pensar que podría emplearse para montar una fábrica de ácido acético.

 

 

NOTAS FINALES

[1]     Su educación elemental corrió a cargo de su madre Joanna Susanna Göring.

[2]   En 1803, informaba de sus experimentos con blanco de plomo, azúcar de plomo , sulfato de magnesio , en el Diario der Chemie editado por Gehlen

[3]    Döbereiner no tenía dinero para pagarlo, y el senado de Weimar se lo concedió que lo pagara a plazos. Así mismo Gehlen le recomendó para sustituir al profesor de la Universidad de Jena, Johann Friedrich Sugust Gottling, que había fallecido el año anterior. Quedará sumamente agradecido a la Universidad de Jena, y nunca querrá dejarla. Permanecerá en ella, a pesar de tener ofertas muy ventajosas de otras universidades, hasta su  muerte , el 24 de marzo de 1849. Realmente Gehlen no confiaba excesivamente en que su recomendación surtiera efecto.

[4]   Se dijo que Döbereiner había sido el modelo para, del personaje del capitán en la novela “Las afinidades electivas”, sin embargo esta novela se concibió a a partir del 1808, un año antes. Se dice que fue Goethe, y el Ministro de Estado del Sajonia-Weimar, los que realmente nombraron a Döbereiner profesor de la Universidad de Jena, cuando realmente no tenía ningún título, ni siquiera había estudiado en un gymnasium.

[5]    La amistad con la nobleza, fue fundamental para montar y mejorar los laboratorios, gracias a sus generosas donaciones, así como proporcionarle para sus trabajos,  minerales de platino que se habían descubierto en los montes Urales, por la relación de Carl Augusto con la gran duquesa María Pavlovna

[6]    Sin embargo aunque asistió a las clases de Döbereiner, no compartía muchas de sus ideas, pues estaba anclado en teorías pasadas.

[7]   Fue el precursor de este hecho, antes que Liebig, al que se atribuye la autoría de este sistema.

[8]  Escribe:”El trabajo de Berzelius sobre la determinación de los pesos atómicos del bromo y del yodo, me ha interesado mucho dado que ha ratificado la idea que yo había expresado anteriormente en mis lecciones, de que quizá el peso atómico del bromo podría ser la media aritmética del peso atómico del cloro y del yodo. Esta media es (35,470+126,470)/2=80,470. Este número no es mucho mayor que el hallado por Berzelius(78,383). Sin embargo se aproxima tanto que puede esperarse que la diferencia desaparecerá totalmente  después de repetidas determinaciones realizadas de modo exacto y cuidadoso. Esta idea fue el motivo de un intento que realicé, hace 12 años para agrupar las sustancias por sus analogías”.

[9]  Se inspira en el trabajo de Davy de 1816, que había observado como gases inflamables como el grisu ( metano), se inflamaban solo en presencia de platino, al mezclarse con el aire.

[10]  El término catálisis fue acuñado por Berzelius en 1835-1847, derivado del griego katálysis ( disolver, destruir), aunque aparece en  el libro Alchymia de Andrea Libavius en 1597. Berzelius lo empleó como sinónimo de soltar.

[11]  Primeramente sugiere que el platino ejerce una acción eléctrica pero mas tarde postuló que no era ni mecánica, ni eléctrica ni magnética.

[12]  Este invento fue considerado por Berzelius como el mas brillante de su época. La lámpara de hidrógeno fue muy popular, produciéndose 20000 aparatos antes del 1828 y se mantuvo en uso hasta 1880. Döbereiner no quiso patentarlo porque decía :”Amo la ciencia mas que el dinero y el conocimiento de que con ella ha sido útil para muchos, me hace feliz

[13] Estaba introduciendo lo que después se llamarían venenos de los catalizadores

[14] Al parecer el descubrimiento ya lo hizo en 1821.

 

Cuadro de Döbereiner

 

Placa conmemorativa en la universidad de Jena

 

 

En 1931, Döbereiner descubre que la acción de la esponja de platino podía ser destruida por vapores de amoniaco o sulfuro de amonio, aunque podía ser restaurada por calentamiento. A esta acción del amoniaco la llamó “depotenzierende Wirkung” ( acción despotenciadora) [13] .

 

También descubrió la acción catalítica del dióxido de manganeso en la descomposición térmica del clorato de potasio.

 

Desarrolló la tecnología de los vidrios para aparatos ópticos, modificando sus índices de refracción al introducir bario y estroncio en su composición. Igualmente introdujo un procedimiento analítico para la separación del calcio y el magnesio.

Preparó monóxido de carbono calentando ácido fórmico con ácido sulfúrico, así como una mezcla de mono y dióxido de carbono por calentamiento de ácido oxálico con sulfúrico. Fue uno de los primeros en explicar la conversión del almidón en azúcar por fermentación.

En 1832, publica la obtención de un compuesto químico desconocido, como subproducto de la destilación del ácido fórmico obtenido por destilación de hormigas, sería un heterociclo, conocido mas tarde por furfural, por ser también extraído del salvado (en latín:furfural) [14] .

 

Fallece a los 68 años, en Jena, el 24 de marzo de 1849, siendo enterrado en el Johannisfriedhof Filosofal. En su lápida mortuoria se puede leer la inscripción: Consultor de Goethe, creador de las triadas, descubridor de la catálisis del platino.

 

 

Lápida en el cementerio

Döbereiner, precursor del sistema periódico y no solo