Rubidio
Ni Bunsen ni Kirchhoff eran particularmente religiosos,
por eso me sorprendió verlos llegar a misa muy atildados un domingo.
Al salir, Bunsen comentó: -”De repente, ahí adentro, sentí un ataque de devoción”
¡Nah! -replicó Kirchhoff- “Estabas modorro”
Anécdota referida por Henry E. Roscoe.
Como lo muestra el epígrafe, Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff fueron muy buenos amigos y tuvieron un trato cercano y lleno de afecto y buen humor. Pero, por encima de esto, compartieron una fecunda vida científica. Se conocieron en 1851 cuando Bunsen fue a la Universidad de Breslau para una corta estancia y ahí precisamente Kirchhoff trabajaba. Al año siguiente, Bunsen se mudó a la Universidad de Heidelberg y al poco tiempo Kirchhoff lo siguió. Compartieron una veintena de fructíferos años y no se alejaron sino hasta que, después de rechazar muchas ofertas de trabajo, por fin en 1875 Kirchhoff aceptó un puesto en la Universidad de Berlín.
Tanto Bunsen como Kirchhoff tuvieron grandes logros científicos por separado. Bunsen, químico de formación, inventó el mechero que lleva su nombre y se destacó, entre otras cosas, por descubrir un antídoto para el envenenamiento con arsénico que, por cierto, le salvaría la vida años después cuando -luego de un accidente en su laboratorio- se contaminó con ese elemento. Kirchhoff, por su parte, enunció, además de sus famosas leyes de los circuitos eléctricos, las de la espectroscopía que también, en su honor, llevan su nombre.
Las ideas subyacentes a la espectroscopía se remontan a la descomposición de un rayo de luz mediante un prisma, que mostró Newton a finales del siglo XVII y, en 1814, Joseph von Fraunhofer construyó un espectroscopio con el que fue capaz de identificar las líneas de emisión en el espectro solar. Sobre estas bases, Bunsen y Kirchhoff construyeron un dispositivo que mejoraba notablemente el de Fraunhofer y permitía una identificación directa y rápida de líneas en los espectros tanto de emisión como de absorción de diversas sustancias.
La mayoría de los elementos químicos fue descubierta en el siglo XIX. A lo largo de esos cien años se encontraron más que desde la remota antigüedad hasta el fin del siglo XVIII sumados a los del siglo XX (en el siglo XXI ya no hubo y no habrá más descubrimientos; si acaso la síntesis de un puñado). ¿Qué tuvo de especial el siglo XIX para que ahí se concentraran tantos hallazgos?
¿Qué tuvo de especial el siglo XIX para que ahí se concentraran tantos hallazgos?
En la primera mitad del mencionado siglo se descubrieron 24 elementos y, sin duda, el ímpetu provino de la revolución industrial cuya acelerada necesidad de nuevos procesos químicos tanto para la industria textil como para la metalúrgica, estimuló la investigación y el análisis mineral que a su vez llevaron al descubrimiento de tales elementos. Pero para la identificación de la mayoría de los 25 elementos que se hallaron en la segunda mitad del siglo XIX fue de fundamental importancia el espectroscopio de Bunsen y Kirchhoff. Fue la irrupción de la física en el descubrimiento de los elementos. En palabras de Bunsen:
“…Tanto Kirchhoff como yo estamos tan entregados a un trabajo que ni siquiera nos deja dormir… Substancias de la Tierra pueden determinarse mediante este método con la misma facilidad que las del Sol. Hemos sido capaces de detectar litio en veinte gramos de agua de mar…”.
Se refería al método de colocar un compuesto en una llama del mechero de Bunsen y analizar la luz emitida mediante su espectroscopio. De paso, a Bunsen le interesaba la detección de litio pues era un gran fumador de cigarros puros cubanos: gracias a sus técnicas, podía identificar en el espectro de emisión del tabaco las mismas líneas de litio que en suelo de Pinar del Río; así, garantizaba la autenticidad de lo que compraba.
En 1860 aquél par de colegas identificaron dos metales alcalinos con la ayuda del espectroscopio: primero dieron con el cesio (Cs) e, inmediatamente después, con el rubidio (Rb). El reporte original que enviaron Bunsen y Kirchhoff a la Academia de Ciencias de Berlín dice:
“Si se trata a la leptodita de Sajonia con cloruro de platino se obtiene un precipitado que muestra en el espectroscopio únicamente las líneas del potasio. Si se lava este precipitado varias veces, se desvanecen las líneas del potasio y aparecen nuevas que no corresponden a ningún elemento descrito hasta la fecha. Entre ellas se puede mencionar específicamente dos líneas rojas más allá de la línea alfa del potasio. El maravilloso rojo oscuro de esas líneas de un nuevo metal alcalino nos ha conducido a llamar a este elemento rubidio y asignarle el símbolo Rb por el latín rubidus, nombre con el cual los antiguos designaban al rojo carmesí”
El rubidio es un metal suave y brillante. Su número atómico es 37 y su masa 85.46. Si bien su punto de fusión es de 39.3 grados Celsius, se mantiene fluido a la temperatura ambiente en un estado metaestable que se rompe fácilmente con una perturbación. Reacciona violentamente con el agua y se inflama espontáneamente en contacto con el aire.
El rubidio es un metal alcalino y, por lo tanto, se encuentra en la primera columna de la Tabla Periódica junto con el litio, sodio, potasio, cesio y francio. Dado que el litio, el sodio y el potasio son tan importantes en el metabolismo de los mamíferos, cabría esperar que el rubidio también lo fuera. Aunque no es así, los seres vivos admiten altas dosis de rubidio sin mostrar signos de intoxicación. Por alguna razón todavía desconocida, al rubidio le gusta viajar a los lugares del organismo con una alta vascularización, como el miocardio y los tumores cancerosos. Debido a ello, algunos isótopos del rubidio se comercializan y se emplean con gran éxito en la imagenología médica no invasiva como la tomografía por emisión de positrones.
El rubidio tiene relativamente pocos usos tecnológicos: se emplea para darle una tonalidad púrpura a los fuegos de artificio, su isotopo Rb87 se usa en geología para la datación de rocas y con el yoduro de plata-rubidio se fabrican baterías eléctricas de película delgada.
Sin embargo, tanto Bunsen como Kirchhoff estarían felices de saber que el rubidio permitió que se llevase a cabo el descubrimiento físico de un condensado de Bose-Einstein. En la década de los veinte del siglo pasado, Satyendra Nath Bose y Albert Einstein hicieron la predicción teórica de un nuevo estado de la materia formado por un gas de bosones sumamente diluidos, en el cual sus componentes ocupasen el estado cuántico mínimo. En este material, fenómenos cuánticos como la interferencia de las funciones de onda, podrían observarse a escala macroscópica. En 1995, Eric Cornell y Carl Wieman obtuvieron por primera vez en el laboratorio un condensado de Bose-Einstein después de enfriar a temperaturas de nanogrados Kelvin una nube de átomos de rubidio-87. Cornell y Wieman habrán estado contentos pues su descubrimiento les mereció el premio Nobel. ¡Qué hubieran dicho Kirchhoff, Bunsen, Einstein y Bose de haber atestiguado que un condensado BE de rubidio disminuye la velocidad de pulsos de luz a unas cuantas decenas de kilómetros por hora!
Un detalle final pero importante: Dimitri Ivánovich Mendeléiev, el genio descubridor de la Tabla Periódica de los Elementos, estudió en Heidelberg con Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen. C2
Referencias
- Mary Elvira Weeks. Discovery of the elements. Journal of chemical education, 1945
- William B. Jensen. Bunseniana in the Oesper Collections. DOI:10.1021/bk-2013-1136.ch002
- Beanlands R. Positron emission tomography in cardiovascular disease. Can J Cardiol. 1996. 12(10):875-83
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BLANCA DOMINGUEZ -
Excelente, y clara la exposición.
Felicidades