Joseph Priestley y el descubrimiento del ox铆geno
Inaugurado el 1 de agosto de 1994 en la casa de Joseph Priestley en Northumberland, Pennsylvania, EE. UU. y el 7 de agosto de 2000 en la Casa Bowood de Wiltshire, Reino Unido
Folleto conmemorativo de la Casa Priestley (PDF en ingl茅s)
Folleto conmemorativo de la Casa Bowood (PDF en ingl茅s)
Unidades Did谩cticas sobre este Lugar Emblem谩tico:听Joseph Priestley, descubridor del ox铆geno (en ingl茅s)
Cuando Joseph Priestley descubri贸 el ox铆geno en 1774, encontr贸 la respuesta a preguntas con siglos de antig眉edad, como por qu茅 y c贸mo se queman las cosas. Nacido en Inglaterra, Priestley estaba involucrado en actividades pol铆ticas y religiosas, adem谩s de dedicarse a la ciencia. Su apoyo a las revoluciones en Francia y EE. UU., p煤blico y notorio, hizo que quedarse en Inglaterra no fuera una opci贸n segura. En 1794, Priestley tuvo que abandonar su pa铆s y trabaj贸 en los reci茅n formados EE. UU. hasta su muerte.
Contenidos
Sobre Joseph Priestley
Hace m谩s de 2500 a帽os, los antiguos griegos identificaron el aire 鈥攋unto con la tierra, el fuego y el agua 鈥斕� como uno de los cuatro componentes elementales de la creaci贸n. Hoy esta idea puede parecernos encantadoramente primitiva. Pero por aquel entonces ten铆a sentido, y hab铆a tan pocas razones para discutirla que sobrevivi贸 hasta bien entrado el siglo XVIII. Y quiz谩s podr铆a haber tenido una vida todav铆a m谩s larga de no ser por Joseph Priestley, un librepensador ingl茅s que adem谩s fue te贸logo inconformista y, por supuesto, qu铆mico.听
Priestley (1733-1804) fue un investigador tremendamente productivo, especialmente en el campo de la filosof铆a. Invent贸 el agua carbonatada (la gaseosa) y la goma de borrar, identific贸 una docena de compuestos qu铆micos y escribi贸 un estudio importante, pionero en el campo de la electricidad. Sus escritos sobre religi贸n, bastante poco ortodoxos, y su apoyo a las revoluciones en Francia y EE. UU. enfadaron tanto a sus compatriotas ingleses que tuvo que dejar su pa铆s natal en 1794. Se asent贸 en Pennsylvania (EE. UU), donde continu贸 investigando hasta su muerte.听
El mundo recuerda a Priestley como el descubridor del ox铆geno, el "principio activo" de nuestra atm贸sfera. Pero, adem谩s, ayud贸 a destronar una idea que hab铆a dominado el pensamiento cient铆fico durante 23 siglos. Pocos conceptos "se han grabado mejor en nuestra mente," escribi贸, que la idea de que el aire "es una sustancia simple, elemental, indestructible e inalterable".
Tras una serie de experimentos que termin贸 en 1774, Priestley descubri贸 que "el aire no es una sustancia elemental, sino una composici贸n" (hoy lo llamar铆amos mezcla) de gases. Entre ellos hay un gas incoloro y muy reactivo: el "aire desflogisticado", lo llamaba. M谩s adelante, el gran qu铆mico franc茅s Antoine Lavoisier lo bautiz贸 con el nombre que todos conocemos hoy: ox铆geno.
Es complicado exagerar la importancia de la revelaci贸n de Priestley. Hoy en d铆a, los cient铆ficos han identificado 92 elementos naturales, inclu铆dos el nitr贸geno y el ox铆geno, los dos ingredientes principales del aire que respiramos. Componen el 78% y el 21% de nuestra atm贸sfera, respectivamente.
Comprender la composici贸n del aire
A mediados del siglo XVIII, el concepto de "elemento" todav铆a estaba evolucionando. Los cient铆ficos apenas hab铆an identificado una docena de elementos, pero el n煤mero total depend铆a de qui茅n llevara la cuenta. Nadie ten铆a muy claro c贸mo incluir el aire en esa nueva clasificaci贸n. Nadie sab铆a qu茅 era el aire exactamente, y los investigadores no paraban de descubrir diferentes formas de transformarlo en sustancias diferentes que com煤nmente denominaban "aires".
Los primeros qu铆micos hab铆an aprendido que pod铆an cambiar la naturaleza del aire calentando o quemando un compuesto dentro de 茅l. Durante la segunda mitad del siglo XVIII, el inter茅s por estos gases creci贸 exponencialmente, sobre todo desde la invenci贸n de la m谩quina de vapor, que transform贸 nuestra civilizaci贸n. Todos los cient铆ficos estaban fascinados por la combusti贸n y el papel que jugaba el aire en este proceso.
Los qu铆micos ingleses fueron especialmente prol铆ficos. En 1754, Joseph Black identific贸 el "aire fijo", lo que hoy conocemos como di贸xido de carbono. Lo llam贸 as铆 porque pod铆a transformarse (o "fijarse") en el mismo tipo de s贸lidos de los que proven铆a. En 1766, un arist贸crata exc茅ntrico llamado Henry Cavendish sintetiz贸 una sustancia gaseosa altamente inflamable, que Lavoisier bautizar铆a como hidr贸geno, del griego "hacedor de agua".
Finalmente, en 1722, Daniel Rutherford encontr贸 que si quemaba algo en una campana de vidrio y luego absorb铆a todo el "aire fijo", absorbi茅ndolo con potasa, quedaba en la campana un gas. Rutherford lo llam贸 "aire asfixiante", porque si introduc铆a un rat贸n dentro de la campana, mor铆a ahogado. Era nitr贸geno.听
Pero todav铆a falta un descubrimiento m谩s para entender toda la historia. Pocos esperaban que llegara de la mano de un hombre formado en humanidades, cuya juventud no suger铆a para nada que iba a convertirse en uno de los m谩s grandes qu铆micos experimentales de la historia.听
Bebidas burbujeantes
En 1767, a Priestley le ofrecieron un trabajo como sacerdote en Leeds, Inglaterra, cerca de una f谩brica de cerveza. Esta era una fuente muy propicia y abundante de "aire fijo" (lo que hoy conocemos como di贸xido de carbono) derivado del proceso de fermentaci贸n, e inspir贸 toda una vida dedicada a la investigaci贸n de los gases. Priestley descubri贸 una manera de producir artificialmente lo que ocurr铆a, de forma natural, en bebidas como la cerveza o el champ谩n: mezclar di贸xido de carbono con agua para producir una soluci贸n efervescente. El m茅todo mereci贸 el premio Copley de la Royal 中国365bet中文官网 inglesa y es el precursor de la industria de bebidas carbonatadas actual.
El ox铆geno y otros descubrimientos en Inglaterra
Joseph Priestley naci贸 en la regi贸n de Yorkshire, era el hijo mayor de un fabricante de lana. Su madre muri贸 despu茅s de dar a luz a seis hijos en apenas seis a帽os, por lo que el joven Joseph tuvo que criarse con su t铆a, Sarah Priestley Keighley, hasta que cumpli贸 diecinueve a帽os. Sarah a menudo recib铆a a miembros del clero presbiteriano en casa, y Joseph comenz贸 a interesarse por esta doctrina, que le parec铆a mucho m谩s esperanzadora que el calvinismo de su padre. Parec铆a que se le daba genial estudiar, as铆 que todos sus familiares y amigos le animaron a entrar en el Seminario.
Adem谩s de lo que aprendi贸 en el colegio, estudi贸 por su cuenta lat铆n, griego, franc茅s, italiano, alem谩n, y un pu帽ado de idiomas de oriente medio, adem谩s de matem谩ticas y filosof铆a. Con esa preparaci贸n podr铆a haber entrado sin problema en las universidades m谩s prestigiosas de Inglaterra (Oxford y Cambridge), pero su religi贸n se lo imped铆a. Estas instituciones vetaban a los "disidentes" de la Iglesia de Inglaterra. Por ello, se apunt贸 a la Academia Daventry, una escuela de prestigio para los no religiosos, y le concedieron el honor de saltarse un a帽o entero de clases gracias a su vasta preparaci贸n.
Despu茅s de graduarse empez贸 a ganarse la vida por s铆 mismo dando clases y predicando, algo que continuar铆a haciendo toda su vida. Su primer puesto como profesor lo consigui贸 en la Academia de Disidentes de Warrington. Aunque era una persona brillante, original y dicharachera (seg煤n algunos historiadores "muy alegre y despreocupado), Priestley ten铆a una voz muy desagradable y tartamudeaba un poco. Que a pesar de ello consiguiera ganarse la vida dando conferencias y sermones, da una pista sobre su grandeza y su valent铆a.
Le ordenaron en 1762 y, en ese mismo a帽o, se cas贸 con Mary Wilkinson, la hija de un importante empresario sider煤rgico. Mary era "muy comprensiva, 谩vida lectora, de un car谩cter fuerte y decidido y con un temperamento extremadamente cari帽oso y generoso; siempre se volcaba con los dem谩s y muy pocas veces pensaba en s铆 misma."
Priestley viajaba a menudo a Londres, donde conoci贸 a muchos cient铆ficos, fil贸sofos y librepensadores, como al ingenioso Benjamin Franklin, que acaba de llegar de Am茅rica y se convertir铆a en uno de sus mejores amigos. Franklin anim贸 a Priestley a desarrollar sus experimentos cient铆ficos, que pronto resultaron en la publicaci贸n de un libro llamado "Historia y presente de la electricidad". Gracias a ese trabajo (y la reputaci贸n que estaba ganando como experimentalista), la Royal 中国365bet中文官网 acept贸 a Priestley como miembro en 1766.
Los libros de historia de aquel entonces, eran demasiado densos para el p煤blico general. Priestley decidi贸 que escribir铆a uno m谩s accesible y divulgativo. Sin embargo, no encontr贸 a nadie que pudiera ayudarle a ilustrarlo. As铆 que, ni corto ni perezoso, aprendi贸 a dibujar en perspectiva. Al principio le cost贸 bastante y cometi贸 muchos errores pero, por suerte, descubri贸 algo: la goma india pod铆a borrar las l铆neas del lapicero. Mencion贸 este descubrimiento en el pr贸logo de su libro.
Con tan solo 34 a帽os, Priestley era un miembro muy respetado de la comunidad cient铆fica brit谩nica. Sin embargo, todav铆a soportaba la pesada carga de no pertenecer a la religi贸n dominante. Cuando el explorador James Cook preparaba su segunda expedici贸n, ofreci贸 a Priestley el puesto de "consejero cient铆fico". Sin embargo, las autoridades anglicanas obligaron a Cook a rescindir la oferta como una forma de protesta hacia las ideas teol贸gicas de Priestley, que estaban evolucionando demasiado r谩pido en una direcci贸n muy peligrosa: la negaci贸n de la sant铆sima trinidad.
Echando la vista atr谩s, no zarpar con Cook fue, quiz谩s, lo mejor que le pudo haber pasado. En 1773, el Conde de Shelburne le pidi贸 a Priestley que se uniera a su corte, convirti茅ndose en su compa帽ero intelectual, en el tutor de sus hijos y en el bibliotecario de su mansi贸n, la Casa Bowood. Este puesto permiti贸 a Priestley acceder a unos c铆rculos sociales y pol铆ticos a los que nunca podr铆a haber entrado solo. Y, adem谩s, era un trabajo que le dejaba mucho tiempo libre para investigar y descubrir algo que le har铆a un hueco en la historia de la ciencia.
Analiz贸, de forma muy sistem谩tica, las propiedades de distintos "aires" usando su aparato favorito: un contenedor invertido que, situado sobre una plataforma elevada, pod铆a atrapar todos los gases producidos por los experimentos que ten铆an lugar en la poyata. El recipiente, adem谩s, pod铆a sellarse sumergi茅ndolo en un barre帽o con agua o con mercurio, para despu茅s poder estudiar si el gas pod铆a mantener viva una llama o dejaba respirar a un animal.
Tras llevar a cabo estos experimentos, Priestley hizo una observaci贸n important铆sima. Si acercaba una llama a una jarra con "aire asfixiante", de ese que ahogaba a los ratones, se apagaba. Si pon铆a una planta dentro del mismo recipiente y lo acercaba a la luz, esto "refrescaba" el aire, permitiendo respirar al rat贸n y manteniendo vivas las llamas. Priestley escribi贸: "quiz谩s la herida creada por el gran n煤mero de animales es, en parte al menos, reparada por las plantas". Observ贸 que las plantas liberan ox铆geno a la atm贸sfera, el proceso que nosotros conocemos como fotos铆ntesis.听
El 1 de agosto de 1774, Priestley llev贸 a cabo su experimento m谩s famoso. Utilizando una "lupa de quemar" de 12 pulgadas de di谩metro (unos 30 cm, N. del T.), enfoc贸 un rayo de luz solar en un trozo de cinabrio, un mineral rojizo. Todo este proceso lo llev贸 a cabo en su recipiente invertido, sellado con mercurio l铆quido para atrapar todos los gases en su interior. El gas que emit铆a el cinabrio era "cinco o seis veces tan bueno como el aire com煤n", describi贸. Otros experimentos demostraron que las llamas ard铆an de forma mucho m谩s viva, y que un rat贸n pod铆a vivir casi cuatro veces m谩s tiempo que si se le encerraba en una campana con una cantidad equivalente de aire.
Priestley llam贸 a su descubrimiento "aire desflogisticado", porque siguiendo la caduca teor铆a del flogisto, si aceleraba tanto la combusti贸n es que no conten铆a flogisto, y pod铆a absorberlo grandes cantidades durante el proceso. Un a帽o antes, el farmac茅utico sueco Carl Wilhelm Scheele hab铆a aislado el mismo gas y hab铆a observado una reacci贸n similar. Sin embargo, su descubrimiento (que bautiz贸 "aire de fuego") no se publicar铆a hasta 1777.
Los efectos de este gas, a煤n por bautizar, eran extraordinarios. "Esa sensaci贸n en mis pulmones", escribi贸 Priestley, "no era muy diferente a respirar aire com煤n, pero s铆 pod铆a sentirme m谩s ligero y mucho m谩s c贸modo y relajado durante un tiempo. Quiz谩s dentro de un tiempo este aire tan puro se convierta en un art铆culo de moda, en un bien de lujo. De momento, no obstante, s贸lo dos ratoncitos y yo hemos tenido el privilegio de respirarlo".
El flogisto y el fuego
A mediados del siglo XVIII, uno de los grandes retos de la f铆sica y la qu铆mica era determinar qu茅 ocurr铆a exactamente cuando algo se quema. La teor铆a m谩s popular dec铆a que los materiales inflamables conten铆an una sustancia llamada "flogisto" (del griego, quemar) que se liberaba durante la combusti贸n.
Se cre铆a, por ejemplo, que al quemar una vela, 茅sta transfer铆a flogisto al aire que la rodeaba. Cuando el aire se saturaba con el flogisto y no pod铆a admitir ni una gota m谩s, la llama se apagaba. Respirar era un mecanismo del cuerpo para eliminar flogisto. Una prueba muy com煤n para detectar el flogisto consist铆a en poner a un rat贸n dentro de un recipiente y observar por cu谩nto tiempo viv铆a. En el momento en el que el aire se saturaba de flogisto, el rat贸n mor铆a.
Antoine Lavoisier, un qu铆mico franc茅s del siglo XVIII, demostr贸 que el flogisto no existe y ayud贸 a elaborar una nueva teor铆a que sentar铆a las bases de la qu铆mica moderna. Para ello, fue clave la aportaci贸n de Joseph Priestley y su descubrimiento del ox铆geno.
La religi贸n y la migraci贸n a EE. UU.
Casualmente, el conde de Shelburne estaba organizando un viaje a Europa y decidi贸 llevarse a Priestley con 茅l. En Francia Priestley conoci贸 a Lavoisier y le cont贸 sus hallazgos. Result贸 ser la pieza que le faltaba al qu铆mico franc茅s para completar su teor铆a de las reacciones, la revoluci贸n de la qu铆mica que acabar铆a, por fin, con la teor铆a del flogisto. Quemar cosas no liberaba flogisto, sino que absorb铆a el gas de Priestley, argumentaba Lavoisier. Decidi贸 bautizar a este gas "ox铆geno", del griego "hacedor de 谩cidos".
Para entonces, Priestley ya hab铆a vuelto a Inglaterra, donde empezaban a perseguirle por su apoyo a la revoluci贸n en EE. UU. y sus pensamientos religiosos "poco ortodoxos". Al final, estos problemas empezaron a avergonzar a su jefe, el conde de Shelburne, que acab贸 prescindiendo de los servicios de Priestley en 1780. Entonces, Priestley se mud贸 a Birmingham y empez贸 a trabajar como l铆der de una congregaci贸n liberal conocida como "New Meeting".听
Gracias a la mudanza a Birmingham, Priestley pudo conocer a grandes celebridades de la 茅poca, incluidos Erasmus Darwin (abuelo de Charles, el art铆fice de la teor铆a de la evoluci贸n), James Watt y Matthew Boulton (que estaban a punto de transformar el mundo con la m谩quina de vapor) y Josiah Wedgwood (un famoso ceramista que apoyaba los experimentos qu铆micos de Priestley). Birmingham tambi茅n acog铆a un prestigioso grupo de debate cient铆fico, la Sociedad Lunar, que se reun铆a en noches de luna llena para que sus miembros pudieran tener luz al volver a casa.
Priestley tambi茅n simpatizaba con los revolucionarios franceses. Eso, unido a sus peliagudas opiniones religiosas y sus ataques al dogma de la sant铆sima trinidad, termin贸 volvi茅ndose demasiado peligroso. En 1791, una banda de mon谩rquicos borrachos quem贸 la sede del "New Meeting", y m谩s tarde quemaron la casa de Priestley. Por suerte, tanto 茅l como su familia pudieron escapar a tiempo. Huyeron a Londres, pero la capital no era tampoco un sitio seguro. Adem谩s, sus hijos eran incapaces de encontrar trabajo, y tuvieron que marcharse a Pennsylvania, en EE. UU., con la esperanza de encontrar una sociedad m谩s liberal.
Finalmente, Joseph y Mary siguieron el mismo camino, zarpando hacia los EE. UU. el 8 de abril de 1794. Priestley rechaz贸 un puesto de profesor en la Universidad de Pennsylvania en Filadelfia y construy贸 una casa en el lejano pueblo de Northumberland para estar cerca de sus hijos. Era un 谩rea bastante r煤stica y rural.听
Ah铆 Priestley sigui贸 investigando y aisl贸 el mon贸xido de carbono (que bautiz贸 como "aire altamente inflamable). Tambi茅n fund贸 la Iglesia Unitaria de los EE. UU. Por lo dem谩s, se dedic贸 a llevar una vida tranquila y reflexiva, especialmente despu茅s de la elecci贸n de su amigo Thomas Jefferson como presidente en 1800.
En su 煤ltimo viaje a Filadelfia, declar贸 ante la Sociedad Cient铆fica: "Tras haberme visto obligado a huir de un pa铆s conocido por sus descubrimientos cient铆ficos, soy muy feliz en este pa铆s que me ha acogido con los brazos abiertos y que sigue el ejemplo de la investigaci贸n, algo que ofrece un muy buen augurio. Muy pronto ser谩 una gran potencia en este campo." Estas declaraciones se consideran casi una profec铆a. En 1876, durante una reuni贸n para celebrar el centenario del descubrimiento del ox铆geno, se fund贸 la ACS, que ha crecido hasta convertirse en la asociaci贸n cient铆fica m谩s grande del mundo.
El 3 de febrero de 1804, Priestley empez贸 uno de sus experimentos pero, al poco tiempo, empez贸 a sentirse muy d茅bil. Fue a tumbarse en la cama y nunca m谩s se levant贸. El d铆a 6, hizo llamar a uno de sus hijos y a un ayudante y les dict贸 varios cambios sobre su 煤ltimo manuscrito. Cuando estuvo satisfecho con el resultado final, dijo: "Es correcto, ya he terminado". Falleci贸 pocos minutos despu茅s, sin sufrir, terminando una vida que el presidente Jefferson llamar铆a "una de las m谩s preciadas para la humanidad".
Inauguraci贸n del Lugar Emblem谩tico Hist贸rico y agradecimientos
Inauguraci贸n del Lugar Emblem谩tico Hist贸rico
La ACS dedic贸 un Lugar Emblem谩tico Hist贸rico Nacional de la Historia de la Qu铆mica en la casa de Joseph Priestley el 1 de agosto de 1994. La placa conmemorativa dice:
Joseph Priestley (1733-1804) - Sacerdote Unitario, profesor, autor, cient铆fico, descubridor del ox铆geno y amigo de Benjamin Franklin y Thomas Jefferson, supervis贸 la construcci贸n de esta casa-laboratorio entre 1794 y 1798 y, despu茅s, vivi贸 y trabaj贸 aqu铆 hasta su muerte en 1804. Su biblioteca de casi 1600 vol煤menes y su laboratorio de qu铆mica, donde aisl贸 por primera vez el mon贸xido de carbono, eran probablemente los mejores del pa铆s en esa 茅poca. Tal y como dijo Edgar Fahs Smith en 1920, la casa de Joseph Priestley se ha convertido en "la Meca de todos aquellos que quieren viajar a los or铆genes de la investigaci贸n qu铆mica" en EE. UU.听
La ACS y la Royal 中国365bet中文官网 of Chemistry del Reino Unido dedicaron un Lugar Emblem谩tico Hist贸rico Internacional de la Historia de la Qu铆mica en honor al descubrimiento del ox铆geno en la Casa Bowood, en Wiltshire, Reino Unido, el 7 de agosto de 2000. La placa conmemorativa dice:
Joseph Priestley (1733-1804) - Sacerdote Unitario, profesor, autor y cient铆fico fue el bibliotecario del Conde de Shelburne y el tutor de sus hijos. En esta habitaci贸n (entonces un laboratorio), Priestley llev贸 a cabo sus investigaciones sobre los gases. El 1 de agosto de 1774 descubri贸 el ox铆geno. Veinte a帽os m谩s tarde emigr贸 a EE. UU., donde continu贸 sus pesquisas en su casa-laboratorio en Northumberland, Pennsylvania.
Agradecimientos
Adaptado para internet de "La casa de Joseph Priestley", producido por el programa de Lugares Emblem谩ticos Nacionales de la Historia de la Qu铆mica de la ACS y "Bowood House", producida por el programa de Lugares Emblem谩ticos Nacionales de la Historia de la Qu铆mica de la ACS y la Royal 中国365bet中文官网 of Chemistry del Reino Unido.
C贸mo citar esta p谩gina
Programa de Lugares Emblem谩ticos Internacionales de la Historia de la Qu铆mica de la ACS. Descubrimiento del ox铆geno por Joseph Priestley. http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/historia-quimica/joseph-priestley-descubrimiento-oxigeno.html (accedido el D铆a de Mes de A帽o).
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