España y la Tabla periódica de los elementos

Si hay algo que caracteriza a toda la materia, sea del origen que sea y con las propiedades más singulares que nos podamos imaginar, es precisamente el hecho de que está formada por compuestos químicos.

Sin embargo, un compuesto químico no es más que la combinación de elementos químicos. Así, el agua que bebemos no es más que un compuesto al que formalmente representamos por la fórmula H₂O. Sin embargo, está formada realmente por una combinación de Hidrógeno (H) y Oxígeno (O)  

Tanto el H como el O son dos de los 118 elementos descubiertos hasta el momento y que se encuentran perfectamente caracterizados en el sistema periódico de los elementos.

El objetivo de este artículo es resumir el papel que España ha realizado en el descubrimiento de los elementos químicos, lo cual es un ejercicio bien necesario, ya que estas aportaciones han sido incomprensiblemente oscurecidas.

Tabla periódica de los elementos con las banderas de los países descubridores

(Fuente: Kes47 CC BY 3.0 via Wikimedia Wikicommons https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Periodic_table_of_discovery.svg)

España se encuentra dentro del grupo de 13 países que han conseguido descubrir algún elemento químico. Cierto es que no todas las aportaciones han sido equitativas, pues tenemos desde países como Suecia o Alemania con 19 elementos cada uno, hasta otros más “modestos” como Finlandia con sólo uno, pasando por las perennes potencias científicas Francia e Inglaterra con 14.5 y 18.5 descubrimientos (las mitades significan codescubrimientos)

Desde un punto de vista cuantitativo, la aportación realizada por España entra dentro del grupo de los “modestos”, con 2.5 descubrimientos reconocidos internacionalmente (aunque nuestro bien entendido orgullo siempre nos haga decir a los químicos españoles que realmente fueron tres). Dichos elementos son, por orden cronológico de descubrimiento, el Platino (Pt) en 1735, el Wolframio (W) en 1783 y el Vanadio (V) en 1801, siendo este último el elemento codescubierto con Suecia.

Contexto histórico

No obstante, como veremos por sus aplicaciones, el Platino y el Wolframio han demostrado ser dos aportaciones de enorme importancia. Además, en el caso del Wolframio, su obtención casi se puede catalogar como hito por las particularidades de su reactividad y del material de laboratorio con el que se contaba en los tiempos de su descubrimiento.

Si hay algo común al descubrimiento de estos tres elementos es que prácticamente todos ellos se produjeron durante el S. XVIII. Desde un punto de vista histórico, la España de aquellos tiempos venía de un cambio dinástico entre la casa de los Austrias y la de los Borbones de Francia, tras la victoria del Duque de Anjou (futuro Felipe V) en la Guerra de Sucesión española.

La situación a principios de siglo, marcada por unas instituciones anticuadas y poco efectivas fue mejorando paulatinamente, especialmente bajo el reinado de Fernando VI y Carlos III, representantes ambos de la corriente ilustrada dentro de la Monarquía española.

Bajo el auspicio de ambos monarcas, se fomentó la construcción de instituciones en donde se formaron académicamente  una generación de marinos, científicos e ingenieros capaces de competir con el resto de Europa. Entre estas construcciones podemos destacar los astilleros de El Ferrol, Cádiz y Cartagena (como veremos, los marinos fueron en muchas ocasiones los verdaderos “comunicadores” de la ciencia del momento), el Real Observatorio Astronómico de Madrid, el Real Jardín Botánico, el Museo de El Prado (inicialmente ideado como Museo de Ciencias Naturales) o la Reales Sociedades de Amigos del País (auténticos centros de difusión de la cultura del momento).

Real Observatorio de Madrid (fuente: Fanattiq CC BY 3.0 via Wikimedia Wikicommons)

Puerta real del Real Jardín Botánico de Madrid (fuente: Luis García de Madrid CC BY-SA 2.0 via Wikimedia Wikicommons)

Museo de El Prado (fuente: Brian Snelson CC BY 2.0 via Wikimedia Wikicommons)

Los descubrimientos

Pasemos  a comentar las condiciones y peripecias sufridas en el descubrimiento de estos tres elementos:

El Platino

Este elemento fue descubierto por Antonio de Ulloa y de la Torre Giral, nacido en Sevilla el 12 de Enero de 1716. Tal descubrimiento ocurrió en el marco de otra empresa científica todavía mayor, la expedición geodésica patrocinada por la Academia de Ciencias de Francia para la medida del arco de un meridiano en las proximidades de Quito (Ecuador), que fomaba parte de las posesiones de la corona española por aquel entonces, y así poder determinar si la Tierra era perfectamente esférica o se encontraba achatada en los polos. A esta expedición fue destinado Antonio de Ulloa junto con otro de los grandes marinos, astrónomos y matemáticos españoles del momento, Jorge Juan y Santacilia (introductor del cálculo integral en España). Por diversos problemas organizativos, la expedición no tuvo todo el éxito que se hubiera esperado, pero la estancia de Antonio de Ulloa en América le permitió realizar otras investigaciones. Entre ellas, sus observaciones sobre un mineral denominado “platina”, que encontró en las minas de oro del río Pinto, en la Colombia actual. Este mineral, además del platino, presentaba impurezas de iridio, paladio, osmio, rutenio y rodio. La denominación de platino vino precisamente por el aspecto casi idéntico que presentaba con la plata, metal con el que se confundió hasta este descubrimiento. Sin embargo, la diferencia que pudo dar una idea de que se trataban de elementos distintos es precisamente la densidad, que es mucho mayor en el platino que en la plata (21,45 g/ml del primero frente a 10,49g/ml del segundo).

Antonio de Ulloa

Muestra de platino (fuente:periodictableru CC BY 3.0 via Wikimedia Wikicommons)

Cuando Antonio de Ulloa quiso regresar a España en 1745, el navío en el que viajaba fue interceptado por los ingleses, que le hicieron prisionero y le llevaron a Inglaterra, confiscándole todos sus documentos elaborados en América. Sin embargo, al analizar estos documentos, varios científicos ingleses vieron la valía de su autor y consiguieron liberarle y hacerle miembro de la “Royal Society”. La vuelta de Ulloa a España consiguió cumplirse en 1746, elaborando para 1748 informes detallados sobre el hallazgo de este nuevo metal. A partir de este año se empezaron a estudiar sus propiedades en países como Inglaterra y Suecia. Uno de los primeros usos que se le dio a este metal, y que todavía sigue siendo una de las principales formas de comercialización, fue su aplicación en joyería, aprovechando su extrema belleza. Sin embargo, en los últimos años, este metal ha permitido crear procesos e instrumentos cada vez más evolucionados. En el campo de la Química, es muy valorada su actividad catalítica, presente en numerosas reacciones. Entre estas funciones catalíticas podemos destacar la que desempeña con su compañero de grupo, el paladio, para conseguir que el proceso de combustión en los motores de los coches sea más efectivo y se evite la emisión de gases originados por una combustión incompleta, como es el caso del monóxido de carbono. A un nivel más académico, seguramente sea conocido por todos que durante algún tiempo la aleación de platino iridiado sirvió para elaborar una barra que definiese como unidad al metro, y un cilindro para definir el Kilogramo (modelos que todavía se conservan en el Museo de Pesos y Medidas de Sevres). También, seguramente que los alumnos que hayan estudiado algo en la asignatura de Química sobre los potenciales normales de reducción, habrán visto que se miden respecto a un electrodo de platino. 

El Wolframio

El Wolframio es un elemento que fue aislado por primera vez por los hermanos Juan José y Fausto Delhuyar. Ambos nacieron en Logroño (La Rioja). Juan José el 15 de Junio de 1754 y Fausto, el 11 de Octubre de 1755. Este descubrimiento es el único que tuvo lugar sobre territorio español, y es el resultado que debería ejemplificar las consecuencias de las políticas “Ilustradas” que se habían llevado a cabo hasta la fecha. Debido a que su padre era francés, ambos hermanos realizaron sus estudios en París, donde su formación fue la de auténticos “filósofos naturalistas”, ya que cursaron estudios de Medicina, Cirugía, Química, Matemáticas, Física e Historia Natural. Gracias a esta excelente formación científica fueron nombrados Directores Generales de Minería: Juan José, en 1783, desempeñó su cargo en Nueva Granada (actual Colombia), mientras que Fausto esperó hasta 1786 para trabajar en Nueva España (actual México).

Los intentos por obtener el Wolframio se remontan a 1781, cuando los químicos Bergman y Scheele, a partir de un mineral llamado en su honor scheelita (CaWO₃) describieron lo que pensaban que era un nuevo elemento: el tungsteno. Sin embargo, la muestra aislada no era el elemento puro, sino uno de sus oxidos, concretamente el WO₃.

Fue en 1783 cuando ambos hermanos consiguieron el objetivo de aislar wolframio puro a partir de un mineral llamado wolframita ((Fe,Mn)WO₄). El logro fue publicado en los Extractos de las Juntas Generales celebradas por la Real Sociedad Vascongada de los Amigos del País en Septiembre de ese mismo año. Los hermanos Delhuyar presentaron su trabajo bajo el nombre de:

“Analisis químico del volfram y examen de un nuevo metal que entra en su composición”.

Archivo de la Real Sociedad Vascongada de amigos del país donde se recoge el descubrimiento del Wolframio

Sello español comemorativo de los 200 años del descubrimiento del Wolframio

Placas conmemoriativas del nacimiento de los hermanos Delhuyar y del descubrimiento del Wolframio en su casa natal. Ciudad de Logroño (La Rioja. España)

Entre las propiedades más destacables del Wolframio, tiene el honor de ser el metal que en estado puro posee el mayor punto de fusión. Esta propiedad, junto con la dureza de algunas de sus aleaciones, le ha permitido ser uno de los metales cuyas aplicaciones han resultado ser más numerosas. Entre estas aplicaciones, sin duda alguna la que mayor impacto ha tenido ha sido la fabricación de filamentos para las bombillas incandescentes. Por otro lado, los carburos de Wolframio han resultado ser uno de los compuestos más duros, por lo que se han empleado para fabricar la parte metálica de materiales cortantes como las sierras, sometidos a grandes esfuerzos mecánicos.

En el último punto de este artículo realizaremos un comentario sobre el polémico uso del término tungsteno como alternativa al wolframio.

El Vanadio

Fue el último elemento en descubrirse, más concretamente, en 1801. Su descubridor fue Andrés Manuel del Río, nacido el 10 de Noviembre de 1764 en Madrid. Como la mayoría de los químicos españoles de la época, su campo de estudio y trabajo fue fundamentalmente la minería. Dentro de la Química, su formación fue más extensa en Química Analítica, algo bastante lógico ya que esta rama se encarga de estudiar técnicas e instrumentos que permitan dilucidar la composición de una muestra (lo cual es indispensable en minería para saber la riqueza de una mina en compuestos de especial interés).

En 1801, nuevamente fueron las minas de Nueva España (actual México) las que aportaron el material a partir del cual, Andrés Manuel del Río creyó que había aislado un nuevo metal. Entre estas fuentes se pueden destacar minerales como la vanadinita (Pb₅(VO₄)₃Cl). Debido a que partir del nuevo elemento consiguió preparar una gran variedad de compuestos de muy vivos y diferentes colores, decidió darle el nombre de pancromio. Sin embargo, al calentar todos estos compuestos se formaba siempre un producto de color rojo, por lo que cambió el nombre al elemento y le puso el de eritronio.

Andrés Manuel del Río

Creyendo ciegamente en su descubrimiento, entregó unas muestras del elemento aislado a Alexander von Humboldt, quien se las hizo llegar a un químico analítico francés, Mollet-Descotils. Para nuestra desgracia, el análisis realizado por este último fue del todo erróneo, y dijo que en la muestra el único resto que había encontrado era cromo, pero para nada un nuevo metal. Por ello, el hallazgo quedó anulado

No fue hasta 1830 cuando en Suecia, Nils Gabriel Fefstrom volvió a aislar este elemento, pero, desconocedor de que en realidad ya había sido descubierto con anterioridad, le dio el nombre de Vanadio (en honor a Vanadis, la diosa escandinava de la belleza)

Friedrich Wöhler, uno de los químicos más importantes de todos los tiempos por haber sido el primero en sintetizar artificialmente urea en el laboratorio, fue la voz autorizada que determinó la equivalencia existente entre el nuevo Vanadio y el Eritronio descubierto 30 años antes.

Dentro de las aplicaciones, el vanadio ha sido un metal utilizado en aleaciones como el acero. Quizás una de las aplicaciones más importantes sea la utilización del pentaóxido de vanadio como catalizador en el proceso de producción de ácido sulfúrico (que es el compuesto químico que anualmente se produce en mayor cantidad en masa)

 

Reflexiones finales 

Como hemos podido comprobar, los descubrimientos realizados por los españoles han sido, cuanto menos, accidentados.

No obstante, a la vista de la importancia que tienen estos elementos en la Química actual, la aportación realizada por España demuestra ser muy superior en el aspecto cualitativo antes que en el cuantitativo.

Sin embargo, la tradición que tenemos en nuestro país de olvidar a las personas y acontecimientos que nos han hecho crecer científica y culturalmente, han traído como consecuencia que uno de nuestros patrimonios científicos más importantes haya quedado diluido y maltratado por los avatares de la Historia.

El caso del wolframio es quizás  uno de los más esclarecedores, pues, recientemente, la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), garante de las normas de nomenclatura, ha dado a entender que el nombre de tungsteno, por ser más utilizado en habla inglesa, prevalece sobre el de wolframio, que queda reducido según ellos al habla hispana y danesa (de donde viene el término wolframita). Es uno de los casos más sangrantes, porque las mismas normas de la IUPAC en la nomenclatura de los elementos establece que son los descubridores, sobre todo en el caso de elementos descubiertos hace siglos, los que tienen el derecho a nombrar los elementos que han descubierto ellos mismos. En el caso de los hermanos Delhuyar, la prueba no puede ser más palpable como la resumida en el mismo trabajo donde publicaron el hallazgo:

"Daremos á este nuevo metal el nombre de volfram, tomándolo del de la materia, de la qual lo hemos sacado , y miraremos ésta como una mina , en que este metal está combinado con el hierro y la ala­bandina, como queda probado. Este nombre le corres­ponde mejor que el de tungusto ó tungsteno, que pudieramos darle en atencion á haber sido la tungstene ó piedra pesada la primera materia de que se ha saca­do su cal, por ser el volfram un mineral que se conocía mucho antes que la piedra pesada, á lo menos mas generalmente entre los mineralogistas , y que el térmi­no volfram está ya recibido en casi todos los idiomas de Europa, aun en el mismo Sueco. Mudamos su termina­cion m. en n. para acomodar mejor al genio de nuestra lengua las denominaciones de las sales que se formen con esta substancia, llamándolas sales volfránicas.""

Incluso cuando Bergman, uno de los científicos que pensaba que había aislado el elemento dos años antes, pidió a los hermanos Delhuyar cambiar el nombre de wolframio por el de tungsteno, los propios hermanos se negaron en rotundo.

En cierto modo, a la hora de que el Wolframio y el Eritronio sean nombrados mayoritariamente con otro nombre es uno de los casos contradictorios más graves y en el que los españoles salimos peor parados. Para el Wolframio, se utiliza mayoritariamente el nombre dado por los primeros que creían que lo habían aislado (de un modo demostradamente erróneo), pero esta misma regla no se aplica cuando el nombre Eritronio, dado con 30 años de anterioridad, se muda por el de Vanadio.

En el caso del vanadio es demasiado tarde, pues su símbolo (V) obliga lógicamente a manejar el término vanadio. Pero en el caso del Wolframio (W), resulta obvio que el nombre de tungsteno resulta artificial. Por ello, sirva este artículo para que manejemos con conocimiento de causa y apropiadamente el nombre de los elementos descubiertos por españoles.


Nota: Este artículo fue elaborado incialmente por el autor del blog en el marco de los actos conmemorativos del Año Internacional de la Química 2011 que se celebraron en el Colegio Virgen de Atocha. Este material, junto con otros proyectos elaborados pueden consultarse en el siguiente enlace