Tubo de Crookes

En un famoso ensayo que compara a los escritores rusos Iván Turguénev y León Tolstói, el filósofo Isaiah Berlin cita una misteriosa frase del poeta griego Archilocus :» El zorro sabe muchas cosas; el erizo sabe una gran cosa». Berlín divide así a los escritores en aquellos que siguen una sola idea obstinadamente y aquellos que echan sus redes más ampliamente, pero quizás con menos profundidad. Entre los zorros de la historia química se encuentra William Crookes, el gran y controvertido erudito victoriano.

William Crookes; Químico y físico inglés (1832-1919). Descubrió el talio y fue pionero en tubos de descarga de vacío

Crookes era el hijo de un exitoso sastre de Regent Street. Su rico padre le interesó en la fotografía · construyéndole un laboratorio en el sótano de la casa familiar, lo que finalmente llevó a Crookes a asistir a un curso en el nuevo Royal College of Chemistry, donde el carismático August Hofmann atraía a algunos de los estudiantes jóvenes más brillantes.

Pronto se convirtió en asistente de Hofmann y se ocupó de algunos de los nuevos reclutas, incluido el joven William Perkin. También hizo muchos otros amigos, incluyendo a Charles Wheatstone, George Stokes y Michael Faraday. Su influencia aseguró que, a pesar de la afinidad de su mentor por la química orgánica, los intereses de Crookes se mantuvieran más «físicos».

Crookes fue pionero en la fotografía científica, que se dio cuenta de que permitía a los científicos observar fenómenos invisibles a simple vista. Incluso tomó fotografías de espectros de llama varios años antes que Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen, aunque no se dio cuenta de la importancia de sus resultados. Pero después de asistir a un discurso de la Institución Real que insinuaba el descubrimiento espectroscópico de rubidio de Bunsen, Crookes puso su corazón en un elemento propio.

Tomó breves puestos de profesor en Oxford y en Chester y comenzó a editar la revista London Photographical Society (LPS), pero luego tuvo una idea que le cambió la vida: comenzaría The Chemical News, un folleto semanal barato que informaba sobre los últimos desarrollos químicos. Pronto fue despedido por los LPS, pero su creación despegó gradualmente.

Mientras tanto, en el laboratorio de su casa, continuó su búsqueda de un nuevo elemento en cada muestra mineral que podía tener, buscando metódicamente líneas espectroscópicas no reclamadas. Finalmente, en muestras de las que había aislado selenio para Hofmann, en medio de las líneas esperadas de selenio, sodio y litio, vio una emisión de color verde brillante, un nuevo elemento que llamó talio.

Durante los siguientes 10 años, Crookes trabajó contra la feroz competencia del químico francés Claude-August Lamy para medir el peso atómico del talio. Para minimizar el efecto de flotabilidad del aire, evacuó lentamente la cámara de equilibrio con una bomba Sprengel, probando el vacío con una descarga eléctrica. Finalmente obtuvo un peso que permanecería sin cambios durante 40 años. Pero para su sorpresa, las mediciones dependían de la temperatura * los objetos más calientes parecían más ligeros que los más fríos.

Con la ayuda de su brillante asistente Charles Gimingham, Crookes desarrolló formas cada vez más sensibles de pesar objetos diminutos, equilibrando astillas de mica o bolas de hueso en fibras de vidrio suspendidas en una bombilla evacuada. Estos delicados equilibrios se movían cuando se exponían a la luz; ¿ejercía la luz una presión? Su propuesta tuvo una recepción mixta en la Royal Society, lo que lo obligó a regresar al laboratorio.

Con Gimingham desarrolló un «molino ligero» o radiómetro: cuatro paletas de papel de aluminio, las caras en blanco y negro, suspendidas de una delgada cruz de vidrio en la punta de una aguja. Iluminadas, las paletas girarían locamente, «probando» la hipótesis. Era un instrumento deliciosamente sensible que permitía mediciones muy delicadas de la intensidad de la luz. Sin embargo, la explicación era errónea. Osborne Reynolds en Mánchester demostró que la velocidad de las paletas dependía de la presión del gas en la bombilla, utilizando la teoría cinética de James Clerk Maxwell para explicar el movimiento. Crookes cedió en silencio y a regañadientes.

Pero ahora se estaba centrando en las descargas en bombillas evacuadas. Copiando experimentos de Faraday y Julius Plücker, Crookes utilizó la nueva bomba de Gimingham * varias bombas Sprengel dispuestas en paralelo – para moverse a presiones cada vez más bajas. Misteriosos brillos dentro de los tubos apuntaban a un movimiento de partículas y Crookes observó una región oscura que llevaría su nombre.

Fuente: D-Kuru / Wikimedia Commons, Licencia: CC-BY-SA-3.0-AT

Crookes, que nunca se encogió de violeta, presentó demostraciones espectaculares de » sus » tubos. Con una cruz de metal dentro del tubo, se podía ver una sombra aguda en las paredes brillantes, demostrando que los «rayos» viajaban en líneas rectas desde el cátodo. Muchos de estos tubos de Crookes todavía se pueden encontrar en las escuelas hoy en día, y recuerdo su asombro asombroso cuando los vi cuando era adolescente en un aula oscurecida de Nairobi.

Aunque la afirmación de Crookes de haber descubierto un «cuarto estado de la materia» solo tenía la mitad de razón, sus experimentos empujaron los fenómenos de descarga firmemente a la agenda de la física. Wilhelm Röntgen primero observaría rayos X con tubos de Crookes, y Joseph Thomson identificaría el electrón, comenzando estudios subatómicos que eventualmente nos darían Radar y televisión.

Pero los intereses de Crookes lo llevaron en otras direcciones interesantes. Su lema de juego de palabras «Ubi Crookes, ibi lux» era particularmente apropiado. Hizo bombillas con filamentos de carbono (irónicamente Gimingham se fue a trabajar para Swan y Edison). Su espectroscopia de las tierras raras ayudó a poner fin a las controversias que habían perseguido a ese grupo casi inseparable de elementos durante gran parte del siglo. Y en sus últimos años, Crookes desarrolló formulaciones de vidrio para proteger los ojos de los trabajadores de las fábricas del resplandor de las fundiciones y las fábricas de vidrio, inventos que se repiten hoy en día en las especificaciones de didimio utilizadas por los sopladores de vidrio. Las Noticias Químicas siguieron siendo una lectura obligatoria para los químicos hasta su muerte en 1919.

Entonces, si Crookes era un hombre de muchas partes, ¿qué eres tú: erizo o zorro?

Andrea Sella (@Sellathechemist) enseña química en el University College de Londres, Reino Unido



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