España, sus dos elementos químicos y medio, y el error de Neil deGrasse Tyson

Neil deGrasse Tyson es uno de los divulgadores científicos que más me gustan y hoy he disfrutado de su charla “Adventures of an Astrophysicist” [youtube playlist]. Pero en vídeo [6/11] me he encontrado con una sorpresa: sin rubor, Neil afirma que España solo ha descubierto un elemento químico (W). Craso error, todo el mundo sabe que España ha descubierto 2 elementos (W y Pt) y medio (V, la otra mitad es para Suecia). ¿Todo el mundo? Al menos todos los españoles. ¿Tú no lo sabías? Me entra la duda, quizás haya alguien que no lo sepa. Neil afirma que el V lo descubrió Suecia y que el Pt lo descubrió el Reino Unido. Que Neil cometa este error no me importa, los estadounidenses son así de torpes, pero que haya alguien en España que no lo sepa (habiendo sido el 2011 el Año Internacional de la Química) me molesta un poco. Si es tu caso, permíteme un breve resumen del artículo de J. Elguero, “España y los elementos de la tabla periódica,” Anales de Química 103: 70-76, 2007, cuya lectura completa te recomiendo encarecidamente. Descubrí el vídeo de Neil deGrasse Tyson gracias a la lista de correo de colaboradores de Amazings; Julián Estévez (@Jeibros), autor del blog Idea Secundaria, ha sido el encargado de traducir y subtitular un trocito para “Neil deGrasse Tyson: Declives y alzas en el mapa mundi de la ciencia,” Amazings.es, 29 ene. 2012.

El país en que se descubrió un elemento es siempre aproximada, porque los países y sus fronteras han cambiado a lo largo del tiempo. En esta tabla periódica aparecen los países del descubrimiento de todos los elementos no radioactivos (salvo para los dos elementos sintéticos, Tc y Pm, y para los 12 conocidos desde la antigüedad). La barra inclinada significa que el elemento ha sido descubierto por dos países (ninguno ha sido descubierto por tres). El récord lo tiene Suecia con 19 elementos, seguida de Reino Unido con 18,5 (la otra “mitad” corresponde a otro país que codescubrió el elemento), Francia con 14,5 y Alemania con 12. España solo tiene 2,5 (que no está mal teniendo en cuenta el peso científico de nuestro país en Europa); este número hay que compararlo con los 3 de Suiza 3 y con los 2 de Rusia, Austria y Dinamarca. Los descubridores de un sólo elemento no radioactivo son Finlandia (Y), Rumania (Te) y los Estados Unidos (At). Como bien dice Neil deGrasse Tyson, en la tabla periódica EE.UU. está poco representado, aunque en elementos sintéticos de mayor número atómico es uno de los países que domina claramente, como Neil disfruta relatando; se ve que se la ahueca la boca degustando sus palabras cuando habla del Am, Cf, Bk, incluso del Np y del Pu. Plutón siempre aparece en las charlas de Neil.

Los tres elementos “españoles” son el platino (Pt), vanadio (V) y el tungsteno o wolframio (W) aparecen en la siguiente foto. “Un crisol de platino a la izquierda (40 mL de capacidad, con un peso de unos 32 g y un precio de unos 1.500 €). El mineral vanadinita [Pb5 (VO4)5Cl] en el centro es un clorovanadato de plomo. Y la wolframita [(Fe,Mn)WO4] a la derecha que es un wolframato de hierro y manganeso (en proporciones variables).”

Historia del platino. “En 1735 (reinando el duque de Anjou con el nombre de Felipe V -1700-1746-), D. Antonio de Ulloa y de la Torre Giral (1716-1795), astrónomo y marino, en su viaje con D. Jorge Juan y Santacilia a la América Meridional observó un mineral denominado “platina” (pequeña plata) en las minas de oro del rio Pinto en lo que hoy es Colombia. Al regresar a España en 1745 su barco fue atacado por corsarios y finalmente Ulloa fue capturado por la marina británica. Fue conducido a Londres y sus documentos confiscados, pero sus amigos de la “Royal Society” lo liberaron, sus documentos le fueron devueltos y él fue elegido miembro de dicha Sociedad en 1746. Mientras tanto, en 1741, Sir Charles Wood trajo a Inglaterra las primeras muestras del metal y siguiendo la publicación de Ulloa de 1748 (ya reinaba en España Fernando VI -1746-1759-), se empezaron a estudiar sus propiedades en Inglaterra y en Suecia. Se le empezó a conocer como “oro blanco” (ese término se usa hoy día para describir una aleación oro-paladio) y como “el octavo metal” (los siete metales oro, plata, mercurio, cobre, hierro, estaño y plomo, conocidos desde la antigüedad), pero hubo muchas dificultades para trabajarlo debido a su alto punto de fusión y su carácter quebradizo (debido a impurezas de hierro y cobre).” Por tanto, la razón por la que Neil deGrasse Tyson afirma que el Pt lo descubrió el Reino Unido es en honor a Wood, olvidando que Ulloa lo descubrió en 1735, aunque lo popularizó en 1748 desde el Reino Unido. Ya se sabe que la historia se puede escribir desde muchos prismas y el prisma anglosajón es que el Pt fue descubierto en 1741 por Wood.

Historia del tungsteno (también llamado wolframio). “El único elemento químico aislado en suelo español fue el wolframio, aislado en 1783 por los riojanos Juan José (1754-1796) y Fausto de Elhuyar (1755-1833) (o Delhuyar o De Luyart) que trabajaban en el Real Seminario Patriótico de Vergara (Guipúzcoa). Aunque no hay ninguna duda sobre la paternidad de este elemento, es el único elemento de la tabla periódica para el que la IUPAC  admitía dos nombres: wolframio y tungsteno.” Hoy en día el nombre oficial es tungsteno y se debe tratar de omitir el nombre wolframio (que entre los químicos españoles es muy popular y J. Elguero no es una excepción). “En 1781 el gran Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) que aunque sólo vivió 43 años, tiene en su haber el descubrimiento del oxígeno, nitrógeno, cloro, bario, manganeso y molibdeno, describió el tungsteno, pero de este último no aisló el elemento sino su óxido, WO3, a partir de un mineral llamado hoy en día scheelita en su honor. El elemento puro lo aislaron los hermando Delhuyar dos años más tarde de la wolframita. A pesar de los esfuerzos españoles, encabezados por los Doctores Pascual Román y Pilar Goya, parece ser que la IUPAC se ha inclinado por el nombre tungsteno, aunque el símbolo sigue siendo W y las sales se seguirán llamando wolframatos.”

Historia del Vanadio. “En 1801 (reinando Carlos IV), Andrés Manuel del Rio Fernández ((Madrid 1764-México 1849) dijo haber descubierto el elemento 23 de la tabla periódica de los elementos, hasta entonces desconocido, en una mina de plomo mejicana (Zimapán) y como sus sales eran rojas, lo denominó eritronio. Cuatro años más tarde el francés Hippolye Victor Collett-Descotils dijo que lo que había aislado, era en realidad cromato básico de plomo, lo cual condujo a del Rio a retirar su revindicación. En 1830 el elemento fue redescubierto (de ahí el reparto entre España y Suecia) por Nils Gabriel Sefström en ciertos minerales de hierro suecos. Por la riqueza y variedad de colores de sus sales, lo denominó vanadio en recuerdo de Vanadis, la diosa escandinava de la belleza. Un año más tarde, 1831, Friedrich Wöhler (el que sintetizó la urea) estableció la identidad del vanadio y eritronio.”

Para acabar os presento una tabla periódica con el año del descubrimiento de todos los elementos.

Esta entrada es mi segunda participación en la XI Edición del Carnaval de Química, organizado por Daniel Martín Reina, autor del blog La Aventura de la Ciencia. El plazo para publicar las entradas participantes en la XI Edición acaba el próximo 31 de enero. ¡Anímate si no has contribuido! El organizador se enterará de las entradas que participan en esta edición dejando un comentario en su entrada, comunicándolo vía Twitter a @CarnavalQuimica o @monzonete.

André Geim, Premio Nobel de Física 2010, demuestra en Science como destilar vodka utilizando óxido de grafeno

Sir André Geim, Premio Nobel de Física 2010 por el grafeno y Premio IgNobel de Física por hacer levitar ranas, y sus colegas de la Universidad de Manchester han descubierto que el óxido de grafeno también sirve para destilar alcohol, lo han probado con vodka y lo han publicado en Science. Sellando una botella de vodka con una membrana de óxido de grafeno, el agua que se evapora de la botella puede atravesar la membrana como si no estuviera (el óxido de grafeno es “transparente” al agua, pero el grafeno es impermeable a todos los líquidos y gases, incluso a átomos tan pequeños como el helio), pero las demás moléculas del vodka no pueden hacerlo. El óxido de grafeno se obtiene recubriendo una de las caras del grafeno con grupos hidroxilos OH- (el filtro utilizado está formado por múltiples caras de este óxido de grafeno); la figura de arriba ilustra el paso de las moléculas de agua a través de este filtro, como el alcohol no puede hacer lo mismo, la concentración de alcohol en la botella de vodka crece. No sabemos si Geim ha probado el vodka resultante, pero yo me pregunto por qué han usado vodka en lugar de whisky si no era para disfrutarlo. Me enteré de lo del vodka gracias a Daniel Cochlin, “Supermaterial goes superpermeable,” EurekAlert!, 26 Jan. 2012, y la llamada de antención en Twitter de @RSEF_ESP “Comentaste el paper de Nature sobre la interacción del grafeno con el agua. Mira este de ayer en Science” [link al tuit]. El artículo técnico es R. R. Nair, H. A. Wu, P. N. Jayaram, I. V. Grigorieva, A. K. Geim1, “Unimpeded Permeation of Water Through Helium-Leak–Tight Graphene-Based Membranes,” Science 335: 442-444, 27 January 2012 [gratis en ArXiv].

Los materiales porosos cuyos poros son nanométricos tienen un enorme número de aplicaciones industriales, sobre todo en técnicos de separación y filtrado de sustancias con moléculas pequeñas. Geim y su grupo han observado que una lámina de óxido de grafeno es impermeable a todo tipo de líquidos, vapores y gases, salvo para el agua (el H2O penetra a través de las membranas de óxido de grafeno diez mil millones de veces más rápido que el helio). El óxido de grafeno tiene propiedades mecánicas similares al grafeno y esta aplicación industrial parece muy prometedora. El artículo de Geim et al. describe en detalle cómo fabrican el óxido de grafeno y presenta simulaciones por ordenadorde la dinámica molecular del agua a través de los poros del grafeno (en estas simulaciones la clave son la fuerzas de Van der Waals). El grupo de Geim está estudiando últimamente los cambios que sufre el grafeno cuando se le adhieren moléculas simples de forma esporádica; para mí es increíble la desbordante imaginación que demuestran Geim y sus colegas.