lunes, 6 de febrero de 2017

Ida Noddack, la cazadora de elementos




Existen muchos casos en la Ciencia en los que los historiadores no han atendido lo suficiente a investigadores que realmente lo merecieron. Un ejemplo notable es el de los Noddack, un matrimonio alemán cuya contribución a la Química fue de gran importancia. Tanto o más injusto se fue con ella, con Ida.

Ida Tacke, que era su nombre de soltera, nació en 1896 en Lackhausen, en la región germana de Renania del norte. En 1918 se graduó en Ingeniería Química y Metalúrgica en la Technische Hochschule, lo que hoy es la Universidad Técnica de Berlín (TUB) e inmediatamente se inició en la investigación. Obtuvo el grado de Doctora en 1921, tras lo cual comenzó a trabajar en el laboratorio de Química de una fábrica de turbinas de Berlín.

En aquella época, el prestigioso Instituto Imperial de Física y Tecnología (PTR, Physikalische Technische Reichsanstalt) estaba dirigido por el galardonado con el Premio Nobel de Química en 1920 Walther Nernst. Hasta allí arrastró a un brillante doctorando suyo, Walter Noddack, al que ubicó en la División Química, cuyo proyecto consistía en buscar los elementos que faltaban en la Tabla Periódica.

Desde la segunda mitad del siglo XIX, hubo una incesante búsqueda de nuevos elementos químicos, provocando una fuerte competencia en los círculos científicos. El padre de la moderna Tabla Periódica, el químico ruso Dmtri Mendeléyev, la concibió tras demostrar una periodicidad en las propiedades de los elementos a intervalos regulares. Partiendo de esta base fue capaz de predecir con un grado razonable de precisión las propiedades de elementos que aún no se habían descubierto.

Mendeléyev colocó al manganeso (Mn), el noveno metal más abundante en la naturaleza, en el grupo (columna) 7 de la Tabla Periódica. Por debajo de él había dejado dos huecos que corresponderían con el eka-manganeso (Em) y el dvi-manganeso (Dm). Para estos elementos predijo un peso atómico de 100 y 190, respectivamente, valores muy próximos a los reales (98 y 186,2). También predijo que sus compuestos serían de color. Pero eran solo eso, predicciones: durante más de 50 años, la tabla periódica fue como ese álbum de cromos a medio rellenar.


Tabla Periódica de Mendeléyev, publicada en 1872. Se marcan en rojo los lugares donde predijo que estaría los elementos Em y Dm.

Mendeléyev empleó los prefijos eka-, dvi- o tri-, procedentes del sánscrito, para indicar si el elemento en cuestión se predijo uno, dos o tres lugares por debajo del elemento conocido en su tabla. Por ejemplo, el germanio (Ge) se llamó eka-silicio hasta su descubrimiento en 1886 y el renio se llamó dvi-manganeso antes de su descubrimiento en 1926. Para conocer más sobre nombres antiguos visiten mi artículo "Símbolos de elementos químicos que ya nadie usa".

De esta apasionante etapa de la historia de la Química quiso formar parte Ida Tacke. En 1924, decidió renunciar a su trabajo y unirse a tiempo completo, y sin cobrar, al equipo de trabajo de Walter Noddack, a quien conocía de su etapa en la Universidad. Trabajando juntos publicaron numerosos artículos. En ocasiones, ella dejó claro que nunca fue la asistenta de Walter, sino que eran compañeros de trabajo. De hecho, teniendo en cuenta sus mayores dificultades en el ámbito científico por ser mujer y la heterodoxia de algunas de sus ideas, realmente fue ella el foco principal.

Tacke y Noddack se lanzaron a encontrar los dos elementos que faltaban en la columna del manganeso, el Em y el Dm, a la sazón los elementos 43 y 75, respectivamente. Hicieron un estudio sistemático de las propiedades de los elementos que rodean los dos huecos y encontraron que, aunque por lo general se producía un cambio gradual en las propiedades a medida que se avanza en vertical, también había cambios bruscos. A partir de la comparación con otras columnas, se concluyó que tales cambios bruscos ocurrirían entre el manganeso y los dos elementos desconocidos por debajo de él.

También llegaron a la conclusión de que estos elementos debían tener propiedades diferentes de las del manganeso, pero similares a las de sus vecinos horizontales: molibdeno (Mo) y rutenio (Ru), por un lado, y wolframio (W, tungsteno en aquella época) y osmio (Os), por otro. Sugirieron que los elementos 43 y 75 tendrían abundancias relativas en la corteza terrestre similares a las de rutenio y osmio, respectivamente, análogas a la similitud en las abundancias relativas de manganeso a su vecino de hierro (Fe). En consecuencia, Walter e Ida tenían concentraron la búsqueda de los elementos que faltaban no en los minerales de manganeso, más obvias, sino en los minerales de los vecinos horizontales.

Ida tenía buenas conexiones en el laboratorio de química de Siemens & Halske, que fabricaban lámparas en Berlín, y tuvo acceso a un equipo nuevo de espectroscopia de rayos X, del grupo dirigido por el físico-químico Otto Berg. Después de un exigente trabajo analítico de muestras de columbita noruega [(Fe, Mn, Mg)(Nb, Ta)2O6], en 1925 Walter e Ida anunciaron el descubrimiento de los elementos 43 y 75 (Berg fue también co-autor), llamados respectivamente renio, en homenaje al origen de Ida, y masurio, en honor al origen de Walter (Masuria, región del este de Alemania).


El matrimonio Noddack en su laboratorio (emaze.com).

Los descubrimientos de los elementos 43 y 75 fueron pronto disputados por otros científicos en busca de los mismos elementos. Esto les obligó a participar en la enorme tarea de inventariar ingentes cantidades de minerales para obtener cantidades ponderables de los nuevos elementos. Un año más tarde, ya casados, los Noddack, muy a lo matrimonio Curie, prepararon el primer gramo de renio a partir de 660 kg de molibdenita y más tarde escribieron numerosos artículos sobre su química.

En esta tarea solo tuvieron éxito en el caso de renio, porque el masurio (hoy tecnecio, Tc) demostró ser extremadamente difícil de obtener por medios analíticos. Sin embargo, se aseguraron el patrocinio de Siemens durante algunos años en un laboratorio construido especialmente para investigar el posible uso de renio, en lugar de tungsteno, en los filamentos de las lámparas eléctricas. Durante los años siguientes se les concedieron varias patentes.

Estos logros culminaron en 1931 con el premio conjunto de la prestigiosa medalla Liebig, otorgada por la Sociedad Alemana de Química (Gesellschaft Deutscher Chemiker, GDCh). Por el descubrimiento del renio, los Noddack, juntos o por separado, fueron nominados en varias ocasiones para el Premio Nobel (en 1932, 1933, 1935 y 1937) y, en 1934, recibieron la codiciada Medalla Scheele de la Sociedad Química de Suecia.

Aunque en este artículo solo se trata del descubrimiento del renio, Ida Noddack también anticipó, nueve años antes, la posibilidad de la fisión nuclear y propuso la hipótesis de que todos los elementos químicos están presentes en cualquier mineral. Esto último le permitió especular, sin éxito, acerca de una Tabla Periódica diferente, en función del peso atómico y no del número atómico, dando así prioridad a los isótopos, no a los elementos.

Por ser mujer se enfrentó a muchos obstáculos profesionales, pero también por numerosas disconformidades científicas. Quizá las acusaciones por vinculación al régimen nazi, cosa que nunca se demostró, influyeron en la pobre evaluación histórica de su contribución científica.

Desafortunadamente, la historia de la Ciencia es altamente sugestiva. Su función principal es proporcionar una mejor comprensión de los acontecimientos pasados y su contexto. Pero, por suerte, también tiene una poderosa componente propedéutica que nos permite recuperar y re-evaluar cuestiones científicas que merecen un mayor reconocimiento.

Por Jesús Gil @JGilMunoz 


FUENTES

·Carlen, J. C., & Bryskin, B. D. (1994). Rhenium-a unique rare metal. Material And Manufacturing Process, 9(6), 1087-1104.
·Habashi, F. (2005). Ida Noddack (1896-1978). Personal Recollections.
·Hargittai, M. (2015). Women scientists: reflections, challenges, and breaking boundaries. Oxford University Press.
·Karpenko, V. (1980). The discovery of supposed new elements: two centuries of errors. Ambix, 27(2), 77-102.
·Santos, G. M. (2014). A tale of oblivion: Ida Noddack and the “universal abundance” of matter. Notes and Records of the Royal Society of London, 68(4), 373–389.


NOTAS ADICIONALES

·Aún hoy la Tabla Periódica sigue completándose aunque ya no con elementos naturales, sino sintéticos. Para más información visiten estos artículos:

·Con este post me uno a la propuesta de Naukas para el 11 de Febrero, Día Internacional de la Mujer y la Niña en laCiencia, para acercaros la figura de esta química que se ganó un hueco inmortal en la Tabla Periódica.


·Este post también participa en la LXII Edición del Carnaval de la Química, alojado en el blog Huele a Química del colega Pedro Juan Llabrés.

·La imagen de portada es un montaje propio a partir de la foto original de royalsocietypublishing.org.

1 comentario:

  1. En este artículo conjugas el buen criterio científico que te caracteriza con la labor divulgadora y pedagógica que han hecho de tu blog un referente en el mundo de la ciencia. No es una tarea menor la tuya. Gracias a ti muchos nos hemos enganchado a este apasionado mundo. Sólo me queda darte las gracias y animarte en tu labor. Gracias Jesús .

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