Los gases nobles



Descargar 0.89 Mb.
Página3/35
Fecha de conversión12.11.2017
Tamaño0.89 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35

La burbuja de Cavendish


Ésta era la situación con respecto al estudio del aire cuando un químico inglés, Henry Cavendish (1731-1810), intervino en las investigaciones. Estaba ya interesado en el problema de los gases, ya que, en 1766, había informado con algún detalle sobre las propiedades de un gas extraño que había obtenido, haciendo reaccionar ácidos con metales. El gas en cuestión era sumamente inflamable y de una extraordinaria luminosidad; más tarde, Cavendish descubrió que cuando este gas ardía, formaba agua. Lavoisier, al enterarse, denominó enseguida al gas hidrógeno («que produce agua»). El hidrógeno había sido obtenido mucho antes de Cavendish; tanto Van Helmont como Hales habían trabajado con este gas. No obstante, los estudios de Cavendish eran los primeros en ser sistemáticos y detallados, por lo que suele considerarse como el descubridor del gas.

En 1785, Cavendish experimentó directamente con aire. Por el estado de sus trabajos, podemos suponer que no estaba convencido de que el aire tan sólo consistía de dos gases: oxígeno y nitrógeno. La evidencia era insuficiente.

Podemos deducirlo del modo siguiente: La presencia de oxígeno parece evidente porque el oxígeno hace algo, por ejemplo, se combina con la sustancia de las velas que arden. El gas que queda después que el oxígeno desaparece recibió su nombre únicamente debido a que no hacía nada. ¿Cómo se podía estar seguro de que sólo había una sustancia en el aire que no hacía nada? ¿No era posible que hubiese dos, tres, cuatro, o cualquier número de gases que eran por completo diferentes, excepto que ninguno de ellos podía permitir la combustión?

Al fin y al cabo, el bióxido de carbono no soporta la combustión ni tampoco el vapor de agua. Si el bióxido de carbono y el vapor de agua se mezclaban con nitrógeno, la mezcla no soportaría la combustión. Si se colocara una vela encendida en esta mezcla, pronto se apagaría. Los ratones introducidos en dicha mezcla morirían. Sin embargo, todo ello no proporcionaría una base suficiente para decidir que la mezcla era nitrógeno puro.

Cada uno de los componentes de esta mezcla tenía que ser identificado por alguna característica positiva. Por ejemplo, si la mezcla fuese enfriada hasta por debajo del punto de congelación del agua, la mayor parte del vapor de agua se solidificaría en hielo. Si lo que quedase fuera burbujeado a través de agua, la mayor parte del bióxido de carbono se disolvería. Lo que quedase —impermeable al frío ordinario, insoluble en agua— sería nitrógeno. Pero ¿lo sería? ¿Podía tenerse la certeza de que no había otros gases que no soportasen la combustión y que tampoco eran afectados por el frío y el agua?

Si éste era el razonamiento de Cavendish, entonces resultaba imperativo para él hallar algo que hiciese el nitrógeno, y comprobar si todo el gas que fue llamado nitrógeno lo hiciera realmente.

Para sus propósitos, Cavendish recurrió a la electricidad. En el siglo xviii, la corriente eléctrica, ahora tan familiar para nosotros, no era conocida, pero los artefactos de electricidad estática eran populares. En tales artefactos podía producirse una carga eléctrica mediante fricción, que era almacenada. Cuando la carga acumulada llegaba a ser suficientemente potente, podía hacerse saltar una chispa a través de una pequeña cantidad de aire. Cuando esta chispa eléctrica saltaba a través del aire, el nitrógeno y el oxígeno de sus proximidades eran obligados a cambiarse, formando compuestos que eran solubles en agua, aunque el nitrógeno y el oxígeno, individualmente, no lo eran.

Aquí había algo que podía dar resultados significativos. Si las chispas eléctricas eran pasadas a través de aire en un recipiente cerrado y el aire burbujeado a través de agua, parte del nitrógeno y oxígeno quedaría suprimida. Por último, todo el nitrógeno y el oxígeno podrían ser suprimidos transformándose en compuestos solubles en agua; cualquier tipo de gas que quedase no sería ni oxígeno ni nitrógeno.

Seguramente, si Cavendish hubiera comenzado su experimento sólo con aire puro, su chispa eléctrica habría dejado de ser efectiva después cuando una cuarta parte del aire hubiese quedado eliminada. Pero, en primer lugar, el aire contiene únicamente una quinta parte de oxígeno. Este oxígeno se combina aproximadamente con la mitad de su peso de nitrógeno, o sea, que, cuando una cuarta parte del aire ha quedado eliminada, ya no queda oxígeno.

En consecuencia, Cavendish añadió oxígeno puro adicional al aire hasta conseguir una mezcla de gas compuesto de cinco partes de oxígeno por tres partes de nitrógeno. En estas condiciones, casi cada porción de aire se transformaba por fuerza en una combinación soluble en agua. Parecía, pues, que el gas llamado nitrógeno era realmente nitrógeno durante todo el proceso.

Pero había algo más. Aquí teníamos el primer aspecto teatral. ¡Permanecía una pequeña burbuja de gas que no se combinaba con oxígeno! Cavendish añadió un poco de oxígeno, produciendo chispa tras chispa, después eliminó el oxígeno, y descubrió que la minúscula porción restante de gas continuaba intacta. Continuó provocando destellos durante semanas sin ningún efecto visible en la burbuja final.

Aquella última porción de gas, que se comportaba de modo diferente que el oxígeno y el nitrógeno, venía a ser aproximadamente el 1/120 de la muestra de aire original, según los cálculos de Cavendish. De esto podía extraerse la conclusión de que cerca del 99% de la porción de aire que se suponía era nitrógeno lo era realmente.

Pero aquella última porción indestructible tenía que ser un gas distinto y uno con propiedades más bien extrañas. Ya resultaba bastante difícil el forzar al nitrógeno para que se combinara con el oxígeno. Únicamente el calor, por ejemplo, no lo conseguía (y por suerte que fuera así, ya que en caso contrario la atmósfera se convertiría en llamas ante la simple acción de encender un fósforo). Una chispa eléctrica sin duda alguna forzaría a unirse al nitrógeno y el oxígeno, pero únicamente en la inmediata vecindad y tan sólo mientras la chispa perdurase. Tan pronto como cesara la chispa, se terminaba la combinación. (De no ser por esto, la atmósfera estallaría en llamas al primer relámpago, ya que el rayo no es otra cosa que una chispa eléctrica gigantesca).

En otras palabras, el nitrógeno es un gas inerte, porque su rechazo a combinarse con otras sustancias, excepto en determinadas condiciones, puede ser considerado como el resultado de la inercia, o una especie de pereza.

Sin embargo, el gas de Cavendish era mucho más inerte que el nitrógeno. De hecho, parecía completamente inerte; y, por entonces, nada parecido se conocía en química.

Tal vez la propia rareza de un gas tan completamente inerte (un «gas noble», como se le llama en la actualidad) más bien trastornó a los químicos, que mostraron tendencia a seguir por otros caminos. Nadie siguió investigando basándose en el informe de Cavendish, y al parecer, dio la impresión de desvanecerse de la mente de los químicos durante algo más de cien años.

Los químicos fueron resolviendo la composición del aire de modo cada vez más delicado, pero dieron por sentado que cualquier cosa que no fuese oxígeno era nitrógeno. En 1890, parecía no existir la menor duda de que, fuera cual fuese la composición del aire puro, era la expuesta en la tabla 1.


Tabla 1. Composición del aire (descrita en 1890)

Gas

Porcentaje por volumen

Nitrógeno

79

Oxígeno

21

Bióxido de carbono

0,04



Compartir con tus amigos:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   35


La base de datos está protegida por derechos de autor ©composi.info 2017
enviar mensaje

    Página principal