miércoles, 11 de febrero de 2015

Alessandro Volta (no sólo la pila). Parte 3ª.

[Placa conmemorativa del primer centenario de la invención de la pila voltaica (1799 - 1899): "En el centenario de la pila, los amantes de la ciencia y de las artes industriales, trabajadores de todas las partes del mundo, acuerdan en la patria de Volta recordar a su hijo inmortal". Plaza Alessandro Volta, Como (Lombardía; Italia), ciudad natal del inventor de la pila eléctrica (y descubridor del gas metano o "aire (gas) inflamable de los pantanos"). Foto: B. R.]



 Bien conocidos son los experimentos de Galvani con ranas, cuyas contracciones musculares atribuyó (no del todo erróneamente) a la electricidad animal. Volta, que repitió estos experimentos, se adhirió a las ideas de Galvani, pero pronto emitió la hipótesis de que la electricidad manifestada era debida al contacto de dos metales diferentes o al de uno solo en distintas condiciones, como tener distintas temperaturas en sus extremos. Para demostrar esta nueva hipótesis, Volta coloca una lámina de estaño en la punta de la lengua y una moneda de plata detrás, sintiendo un sabor algo ácido en la punta, mientras que al intercambiar las posiciones el sabor percibido en la punta es alcalino. Demuestra luego que el sentido de la corriente que se establece entre dos metales distintos en contacto depende de la naturaleza de éstos y establece una escala de potenciales de contacto ("potenciales de Volta"), fenómeno que distingue de cuando hay cuerpos húmedos o disoluciones, los primeros son los conductores de 1ª clase y los segundos son los de 2ª clase.

 [Pila de Volta; imagen: http://www.alessandrovolta.info/index.htm]

Estos experimentos le llevaron a la importantísima invención de la pila eléctrica o "pila de Volta", formada por una columna o apilamiento de pares repetidos de metales distintos, como Cu/Zn (cobre/cinc) o Ag/Sn (plata/estaño), separados entre sí por agua salada, lejía, etc. (es decir, por conductores de segunda clase que, posteriormente, Faraday llamó electrolitos). Otra disposición empleada por Volta para su pila fue la "corona de tazas", en la que cada par de metales con el electrolito se disponían en tazas, una a continuación de otra.


 [Dibujo de la "corona de tazas" de Volta, una alternativa a su apilamiento de discos metálicos (dos metales diferentes). Imagen: alessandrovolta.it]


["Corona de tazas", generador de corriente continua de Volta, un diseño diferente de pila eléctrica. Imagen: alessandrovolta.it]


El nacimiento de la electrodinámica surge precisamente con la comunicación del invento de la pila a la Royal Society de Londres por medio de una carta de Volta el 20 de marzo de 1800. En homenaje a Volta, la diferencia de potencial se llama voltaje; el aparato para su medida, voltímetro; su unidad, voltio; el aparato para medir la cantidad de electricidad por el efecto electroquímico, voltámetro; y el arco eléctrico también se denomina arco voltaico.

[Placa de "homenaje de los telegrafistas de todas las naciones en el primer centenario de la invención de la pila (1899)"; en los jardines de la Plaza Alessandro Volta de Como (Italia). Foto: B.R.]


A partir de 1800 el desarrollo de los fenómenos eléctricos, de las teorías correspondientes y el nacimiento de nuevas ciencias derivadas, como el electromagnetismo, la electroquímica y la electrónica, protagonizan el gran avance científico y técnico de los siglos XIX y XX.


AUTOR DEL TEXTO:

 FERNANDO RIVERO GARRAYO (catedrático); mayo de 2001. Comentario de las fotos: Bernardo Rivero Taravillo.


LAS DOS PARTES ANTERIORES DE Alessandro Volta (no sólo la pila):

 - Parte 1ª.






NOTA:

Se ha mencionado la enorme importancia que tuvo la invención de la pila por Alessandro Volta. Una de sus aplicaciones inmediatas fue la electroquímica, que nace poco después de 1800, con Humphry Davy (1778 - 1829) a la cabeza. El científico británico aprovechó el invento de Volta para utilizar la corriente eléctrica en sus pesquisas químicas. Así pudo descubrir nuevos elementos químicos descomponiendo sustancias por electrolisis (término acuñado por Faraday en 1832): los metales alcalinos sodio (Na) y potasio (K); los alcalinotérreos calcio (Ca), magnesio (Mg), estroncio (Sr) y bario (Ba); y el boro (B). Por si esto fuera poco Davy identificó como elemento al cloro (descubierto en 1774 por el sueco Scheele) y estudió el yodo, confirmando con sus análisis (durante una estancia en Francia) que se trataba de un nuevo elemento de propiedades parecidas al cloro. Sin embargo, no logró descubrir otro nuevo elemento (el flúor, también halógeno) por descomposición del ácido fluorhídrico (HF).

La pila de Volta se convirtió en la llave para numerosos descubrimientos químicos, animando a experimentadores de toda Europa. Pronto se observó que descomponía el agua en sus elementos, hidrógeno y oxígeno, de acuerdo con Lavoisier, con la (a la sazón) sorprendente particularidad de que se dirigían hacia polos diferentes.

Los descubrimientos de nuevos elementos químicos por electrolisis fueron posibles gracias a la construcción de baterías más grandes y al empleo de electrolitos fundidos en lugar de en disolución. Davy fue el gran pionero de la electroquímica experimental y el sueco Berzelius (1779 - 1848) el encargado de poner orden teórico al asunto. La teoría electroquímica de Berzelius (1810) afirma que los compuestos resultan de la unión de un componente electropositivo y otro electronegativo. Las sustancias electropositivas eran aquellas que durante la electrolisis eran atraídas hacia el polo negativo, desprendiéndose o depositándose allí.

Michael Faraday (1791 - 1867), "el mayor descubrimiento de Humphry Davy", fue asistente en su juventud del pionero de la electroquímica. Fue precisamente Faraday quien estableció los nombres de los electrodos en 1832: cátodo y ánodo. Y fue Faraday quien estudió la electrolisis desde el punto de vista cuantitativo, estableciendo que la cantidad de sustancia descompuesta era proporcional a la cantidad de electricidad (culombios) empleada.

Bernardo Rivero.

Aquí un interesante vídeo sobre HUMPHRY DAVY.