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lunes, 10 de enero de 2011

Año Internacional de la Química: no olvidemos a Robert Boyle



En nuestro querido Perú el gobierno escogió designar al año 2011 como año de Machu Picchu, ya que se cumplen 100 años de su descubrimiento realizado por Hiram Bingham, mientras que otros opinan que debió ser dedicado a la memoria de José María Arguedas por su contribución para comprender lo que es el Perú y a que el 2011 es el centenario de su nacimiento. Muchos han pensado que se hubiera designado tanto a Arguedas como a Machu Picchu. De manera análoga en el mundo de los químicos hubiera sido ideal homenajear a Robert Boyle y a Marie Curie en el año internacional de la química. Pero la idea es no entrar en controversia ya que se perderían los nobles objetivos fijados por la IUPAC y la UN.

Robert Boyle nace el 25 de enero de 1627 en el Castillo de Lismore, Irlanda en una época en que el pensamiento contrario a Aristóteles o Paracelso era considerado algo así como “herejías científicas”. En general, todavía se consideraba que las sustancias estaban dotadas de personalidad, se amaban y odiaban. Galileo había sentado la base de la filosofía mecánica, lo cual dio otra visión a la ciencia. La gente joven de ciencia de esa época trataba de explicar mecánicamente el funcionamiento de la naturaleza y se alejaban de las explicaciones ocultistas y místicas. La persona más representativa de esa filosofía mecánica fue Robert Boyle. Se podría decir que Boyle acabó con el predominio de la alquimia, a menos en los círculos científicos más notables, a pesar de que él como otros de sus contemporáneos todavía usaban algunos conceptos de ella.

En la actualidad, los químicos, más exactamente los científicos, realizan sus investigaciones de acuerdo a ciertas metas: resolver el problema de salud, ayudar a nutrirse mejor, mejorar los procesos industriales, ayudar a descontaminar, etcétera.  En el siglo XVII muy pocos trabajan en investigación, pero se dio el caso de que en la Inglaterra de Boyle era regla general dedicarse a la ciencia por afición. Según Feliz Serratosa los dos fines de la ciencia son: “colmar la curiosidad y capacidad creadora del hombre y mejorar sus condiciones vitales para que se encuentre en disposición favorable para producir no sólo más scientia, sino también más belleza.” En ese tiempo un grupo de personas en Inglaterra estaban en una muy buena posición económica, tenían “curiosidad” por saber cómo y por qué funciona la naturaleza y dedicaban gran parte de su tiempo y dinero a llevar a cabo investigaciones, desarrollar hipótesis y comunicarse entre ellos sus descubrimientos.

Boyle era el decimocuarto de quince hijos del conde de Cork (Richard Boyle) y Catherine Fenton (su segunda esposa) debido a su posición social y económica no tenía problemas con el dinero. A la edad de 8 años, tras la muerte de su madre, cruzó el mar de Irlanda para estudiar en Eton (Inglaterra) en el King’s College of Our Lady of Eton, fundado en 1440 por el rey Enrique VI y cuna de las promociones élite de Inglaterra. A los 11 años recorría Europa con su tutor francés y a los 14 fue especialmente a Italia para estudiar las obras de Galileo. Esta educación atípica para esa época le permitió a Boyle distanciarse mejor de la visión aristotélica del universo.

El padre de Boyle era todo un caso. Mujeriego empedernido, sumamente fértil (tuvo muchos hijos) y muy amigo del vino. Falleció por su vida disipada cuando Robert Boyle tenía 18 años, dejándolo con una fortuna para vivir cómodamente. Robert a diferencia de su padre, por una promesa religiosa luego de librarse de una tormenta en Génova, renunció a las mujeres y nunca más hizo juramentos.

En 1654 Boyle se fue a vivir a Oxford, trabajo mucho con las bombas de aire y quedó prendado del vacío. A los 30 años había diseñado varias bombas de vacío y máquinas neumáticas, pero no tenía talento para construirlas, por lo que contrató a un joven llamado Robert Hooke (si, el de la ecuación de Hooke) quien las construía y hacia funcionar. Boyle quien se hizo llamar a si mismo químico, tenía su laboratorio privado, contrataba asistentes y secretarias y daba becas.

Entre los más notables descubrimientos de Boyle podemos mencionar la ley que lleva su nombre y que todos los químicos conocemos bien, el de la comprensibilidad de los gases que fue estudiada por él en 1661 para lo cual diseñó su famoso experimento. En un tubo en forma de J de más de 5 metros de longitud, que contenía un gas atrapado, vertía una cantidad determinada de mercurio. A más cantidad de mercurio añadido mayor era la presión sobre el gas y su volumen disminuía. Boyle fue el primero que estudió el efecto de la presión sobre el volumen de los gases. Observó que todos los gases se comportan igual al ser sometidos a cambios de presión, siempre que la temperatura se mantenga constante.

Gracias al diseño de Boyle y pericia de Hooke pudieron construir un dispositivo de vidrio al que se le había extraído el aire y al colocar un pedazo de plomo y una pluma se observó que cayeron a la misma velocidad. Este experimento siglos después fue realizado por astronautas. Con este, ahora sencillo experimento, pero revolucionario para su época, Boyle se hizo famoso en Inglaterra y en Europa.

No todos los experimentos que hizo Boyle están descritos en los libros de texto. Motivado por la curiosidad realizó toda una serie de experimentos, desde los más simples hasta los más bizarros, políticamente no muy apreciados por sus pares actuales. Se le ocurrió colocar un reloj al interior de un tubo de vació, no se escuchó sonido del tic tac del reloj. En otra ocasión llevó a cabo experimentos para divertir a los visitantes de la corte, como en el que un hombre metía su brazo en un dispositivo y luego se extraía el aire, la carne del hombre se hinchó horriblemente. En otros experimentos se metían pequeños animales, se hacía vacio y pacientemente se observaba qué pasaba. Una vez puso una avispa que no pudo volar por más esfuerzo que hiciese. En otros experimentos los animales morían cuando el vacío duraba mucho tiempo. Es memorable, el episodio que protagonizó Hooke quien construyó un recipiente de gran tamaño con un cara de vidrio y ¡se metió adentro mientras se extraía el aire! Como la bomba ese día como muchos otros fallaba, Hooke sobrevivió y contó luego que tuvo dolor en los oídos y en el pecho.

Boyle llevó a cabo muchos experimentos y realizó importantes contribuciones en el área de la química algunas de las cuales menciono. Obtuvo un nuevo procedimientos para aislar el fósforo y realizó estudios con el aire con este elemento, estudió los ácidos, bases y sus indicadores, explicó el fuego usando la teoría corpuscular, realizó diversos experimentos de calcinación, estudió la combustión del aire, obtuvo acetona por destilación de acetatos, aisló el alcohol metílico de la destilación de la madera, etcétera.  

Escribió varios artículos y libros (40)  como The Experimental History of Colours escrito en 1664, The Origin of Forms and Qualities (1666), New Experiments Touching the Relations between Flame and Air (1672), New Experiments to Make Fire and Flame Stable and Ponderable (1673), Reflections Upon the Hypothesis of Alcali and Acidum (1675), entre otros.

Pero estas no son, a pesar de tener grandes meritos científicos, la contribución más grande de Boyle. Fue el primer químico que rompe abiertamente con la tradición alquimista. El libro escrito por el The Sceptical Chymist (El Químico Escéptico) aparecido en Londres el año 1661, hace 350 años, está escrito en forma de dialogo entre partidarios de las viejas teorías y el químico escéptico Carneades (que obviamente era Boyle). Allí están argumentos de peso y convincentes donde las ideas aristotélicas, las de Paracelso y las alquímicas son puestas a discusión y, por supuesto, quedan mal paradas, pero sin ofrecer teorías o ideas nuevas. Boyle concluye que los elementos de Aristólteles (aire, fuego, agua y tierra) los tria prima (tres principios) de Paracelso (sal, azufre y mercurio) no eran los primeros ni más simples de los cuerpos, sino que están compuestos de corpúsculos o partículas más simples que poseen propiedades universales como volumen, forma y movimiento.

Obsérvese que el prefijo al de la palabra alquímico no figura en el titulo de Boyle, hecho ya realizado por Jean Béguin cuando en 1610 publicó Tyrocinium Chymicum (El Principiante Químico) donde el autor distingue las áreas del físico, médico y del químico. Esto es prueba que ya desde inicios del siglo XVII se reconocía al químico, como tal. Boyle también separó la química de la medicina y luego de su contribución refutó la teoría de los cuatro elementos de Aristóteles, así como la teoría de los tres principios de Paracelso.

En el apéndice de El Químico Escéptico Boyle señala algo importante: “que por elementos entiendo ahora lo mismo que aquellos químicos que hablan sencillamente llaman principios: ciertos cuerpos primitivos y simples o perfectamente separados, que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y son los ingredientes que componen inmediatamente todos aquellos cuerpos perfectamente mixtos, y en los que últimamente éstos pueden descomponerse. Y me pregunto ahora, si existe un cuerpo de este tipo que se encuentre de manera constante en todos, y en cada uno, de los que consideramos constituidos por elementos”. Aquí el explica lo que él entiende por elementos, pero al final no afirma, sino que cuestiona la existencia de los elementos, fiel a su pensamiento escéptico.

Se ha postulado que Boyle es el fundador de la química moderna ya su contribución más importante fue dar un extraordinario impulso a la química con una fuerte base experimental, el laboratorio es el lugar donde se demuestran los hechos lo que Boyle denomina “matter of fact”. También fue el primero en acuñar el término “análisis químico”. Además, se dio cuenta que la química puede ser estudiada por sí misma y separada de la medicina o de la alquimia, introdujo el método experimental químico riguroso y cuestionó la definición de elemento diferenciándose de las contribuciones aristotélica, paracélsica y alquímica.

Robert Boyle fue uno de los fundadores del llamado Colegio Invisible, lo que después se denominaría la Royal Society. Debido a sus meritos científicos fue uno de las 40 personas de una lista muy selecta de primeros invitados. Fue además la segunda persona en convertirse en fellow. La Royal Society se constituye formalmente en 1660 en el Gresham College y Carlos II otorga la cédula real y legaliza a esa institución en 1662 que era un lugar extraño para la época, donde en las reuniones no se trataban ni discutían temas religiosos ni políticos, solo filosofía (ciencia). En esos años la Royal Society representaba una nueva filosofía y actitud científica, apoyada por la monarquía, algo políticamente sorprendente para la época.

En lo personal los biógrafos señalan a Boyle como delgado, alto con un semblante pálido y escuálido, bondadoso, cortés, caritativo y su manera de ser le gano el aprecio y respeto de sus contemporáneos. Se dice que él nunca ofendió a persona alguna durante toda su vida. Era también una persona religiosa, escribió muchos libros al respecto. Tanto desde el punto de vista personal como del científico no debemos olvidarnos este año de este eminente científico irlandés que sentó las bases de nuestra querida y útil ciencia química.

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2 comentarios:

Anónimo dijo...

Estimado Profesor:
Excelente articulo!. Ha sido un gusto leerlo, tal como Ud lo detalla. La ciencia quimica le debe mucho a este extraordinario Maestro Y Modelo a seguir: Boyle.

Gracias y Saludos

RARV

Elián Espósito dijo...


¡Muy bueno su artículo!

Saludos.
Gracias.