Carl Auer de Welsbach
Carl Auer von Welsbach (1 de septiembre de 1858 - 4 de agosto de 1929), que recibió el título nobiliario austriaco de Freiherr Auer von Welsbach en 1901, fue un científico austriaco y inventor, que separó el didimio en los elementos neodimio y praseodimio en 1885. También fue uno de los tres científicos que descubrieron de forma independiente el elemento lutecio (al que llamó cassiopeio), separándolo del iterbio en 1907, partiendo la disputa de prioridad más larga en la historia de la química.
Tenía talento no solo para hacer avances científicos, sino también para convertirlos en productos comercialmente exitosos. Su trabajo sobre elementos de tierras raras condujo al desarrollo de los "pedernales" utilizado en los encendedores modernos, el manto de gas que iluminó las calles de Europa a fines del siglo XIX y la bombilla de filamento metálico. Tomó la frase plus lucis, que significa "más luz", como su lema.
Primeros años
Carl Auer nació en Viena el 1 de septiembre de 1858 de Alois Auer y su esposa, Therese Neuditschka. Era el menor de cuatro hijos, siendo sus hermanos mayores Leopoldine, Alois y Amalie. Su padre, ennoblecido en 1860 (como Alois Ritter Auer von Welsbach), fue director de la imprenta imperial (K.-k. Hof- und Staatsdruckerei) en la época del Imperio austríaco.
Carl fue a la escuela secundaria en Mariahilf y Josefstadt. Asistió a la Realschule Josefstadt de 1873 a 1877, matriculándose el 16 de julio de 1877.
Luego, se unió al ejército austrohúngaro para un año de servicio militar voluntario. Fue comisionado como segundo teniente. Ingresó el 1 de octubre de 1877 y recibió su patente como teniente el 15 de diciembre de 1878.
En 1878, Auer ingresó a la Universidad de Viena para estudiar matemáticas, química general, ingeniería física y termodinámica. Luego se trasladó a la Universidad de Heidelberg en 1880, donde continuó sus estudios de espectroscopia bajo la dirección de Robert Bunsen, (inventor del mechero Bunsen). En 1882, recibió su Ph.D. Licenciado y regresó a Viena para trabajar como asistente no remunerado en el laboratorio del profesor Adolf Lieben, trabajando con métodos de separación química para investigaciones sobre elementos de tierras raras.
Tierras raras
Neodimio y praseodimio
neodimio purificado
Praseodymium purificado
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En 1885, Auer von Welsbach utilizó por primera vez un método de cristalización fraccionada que él mismo había desarrollado para separar la aleación de didimio en sus dos partes. Anteriormente se creía que era un elemento. Después de 167 cristalizaciones, Auer von Welsbach la diferenció en dos sales de color: llamó a la sal de color verde "praseodimio" y el rosa "neodidymium". Anunció su logro a la Academia de Ciencias de Viena el 18 de junio de 1885. Su logro fue aprobado por Bunsen, pero se encontró con un considerable escepticismo por parte de otros.
El nombre "neodidimio" se deriva de las palabras griegas neos (νέος), nuevo, y didymos (διδύμος), gemelo. El nombre praseodimio proviene del griego prasinos (πράσινος), que significa "verde". Al nombrar ambos elementos, y no dejar el nombre original de didimio para el componente más abundante, Auer von Welsbach se apartó de la práctica establecida, que consistía en dar un nuevo nombre solo al componente menos abundante. No obstante, su nombre para la fracción mayor, neodidimio, después de algunas modificaciones, se convirtió en el nombre del elemento neodimio. El praseodimio también fue aceptado como el nombre de la fracción menor.
Lutecio e iterbio
Ytterbium
Litetium purificado
El elemento de tierras raras lutecio fue descubierto de forma independiente por tres científicos aproximadamente al mismo tiempo en 1907: el científico francés Georges Urbain, el austriaco Auer von Welsbach y el estadounidense Charles James. Los tres lograron separar la sustancia entonces conocida como iterbio en dos nuevas fracciones. Para nombrar la fracción recién descubierta, Urbain sugirió el nombre "lutecium", para la ciudad romana de Lutetia que precedió a París. Auer von Welsbach sugirió el nombre "cassiopeium". James' el trabajo aún no se había publicado cuando apareció el trabajo del otro, y no se involucró en disputas posteriores. Lutetium, una ligera modificación del nombre de Urbain, finalmente fue aceptado después de una larga batalla entre Urbain y Welsbach.
Innovaciones en iluminación
Manto de gas
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El 23 de septiembre de 1885, Auer von Welsbach recibió una patente sobre su desarrollo del manto de gas, al que llamó Auerlicht, usando una mezcla química de 60% de óxido de magnesio, 20% de óxido de lantano y 20 % de óxido de itrio, al que llamó Actinophor. Para producir un manto, el algodón pólvora se impregna con una mezcla de Actinophor y luego se calienta, el algodón finalmente se quema, dejando una ceniza sólida (aunque frágil), que brilla intensamente cuando se calienta. Estos mantos originales despedían una luz teñida de verde y no tuvieron mucho éxito, y su primera empresa formada para venderlos fracasó en 1889.
En 1890 introdujo una nueva forma de manto basada en una mezcla de 99 % de dióxido de torio y 1 % de óxido de cerio (IV), que desarrolló en colaboración con su colega Ludwig Haitinger. Estos demostraron ser más robustos y tener un aspecto mucho más "más blanco" luz. Otra empresa fundada para producir el diseño más nuevo se formó en 1891, trabajando con un compañero de estudios de la universidad Ignaz Kreidl, y el dispositivo se extendió rápidamente por toda Europa.
En los Estados Unidos, esta técnica fue adoptada por The Coleman Company y se convirtió en el logotipo de la empresa. En la década de 1980 se informó que las radio-hijas de torio (productos de descomposición) podría volatilizarse y liberarse en el aire con la incandescencia del manto. Se presentó una demanda (Wagner v. Coleman) contra Coleman. La empresa cambió su formulación para utilizar materiales no radiactivos, que aparentemente cuestan menos y duran más.
Bombilla de filamento metálico
Auer von Welsbach luego comenzó a trabajar en el desarrollo de mantos de filamentos metálicos, primero con cableado de platino y luego con osmio. Es muy difícil trabajar con osmio, pero desarrolló un nuevo método, que mezclaba polvo de óxido de osmio con goma o azúcar en una pasta, que luego se exprimía a través de una boquilla y se quemaba. La pasta se quema, dejando un fino hilo de osmio.
Aunque originalmente pretendía ser un manto nuevo, fue durante este período que la electricidad se introdujo en el mercado y comenzó a experimentar con formas de usar los filamentos como reemplazo de la luz de arco eléctrico. Trabajó en esto hasta que finalmente desarrolló una técnica factible en 1898 y comenzó una nueva fábrica para producir su Auer-Oslight, que introdujo comercialmente en 1902. La bombilla de luz de filamento metálico fue una gran mejora con respecto a la diseños de filamentos de carbono existentes, que duran mucho más, utilizan aproximadamente la mitad de la electricidad para la misma cantidad de luz y son mucho más robustos.
Pedernal de iluminación
En 1903, Auer von Welsbach obtuvo otra patente para una composición para un golpeador de fuego ("pedernal") llamada ferrocerio. Toma su nombre de sus dos componentes principales: hierro (del latín: ferrum) y el elemento de tierras raras cerio. También se conoce en Europa como "Auermetall" después de su inventor. Se desarrollaron tres Auermetalls diferentes: el primero fue hierro y cerio, el segundo también incluyó lantano para producir chispas más brillantes y el tercero agregó otros metales pesados. En la primera aleación de Auer von Welsbach, se añadía un 30 % de hierro (ferrum) al cerio purificado, de ahí el nombre "ferrocerio".
Los pedernales de Welsbach consistían en aleaciones pirofóricas, un 70 % de cerio y un 30 % de hierro, que al rayarlos o golpearlos desprendían chispas. Este sistema sigue siendo de uso generalizado en los encendedores de cigarrillos en la actualidad. En 1907 formó Treibacher Chemische Werke GesmbH para construir y comercializar los dispositivos.
Investigación sobre el radio
Durante el resto de su vida, Auer von Welsbach volvió a ser "puro" química. Trabajó principalmente en su finca en el castillo de Welsbach (Schloß Welsbach) cerca de Treibach cerca de Althofen. Además de su trabajo sobre elementos y minerales, avanzó en el desarrollo de técnicas fotográficas. También era un jardinero devoto, apoyaba cuidadosamente las plantas raras y difíciles de cultivar en su jardín y cultivaba nuevas variedades de rosas y manzanos.
Publicó una serie de artículos sobre separación química y espectroscopia, trabajando con elementos radiactivos ya en 1904. En 1910, una de sus empresas ayudó a establecer a Viena como centro de investigación de radiación al producir la primera gran cantidad de cloruro de radio. (3-4 gramos) en Europa.
En 1910, Auer von Welsbach informó de una "observación misteriosa", la inducción de radiactividad en una sustancia inactiva cuando se expone a una sustancia radiactiva. Según su informe, es posible que haya sido el primero en observar la activación de neutrones.
Entre 1907 y 1918, Auer von Welsbach se centró en aislar preparaciones de actinio y torio como subproductos de la extracción de radio. Mantuvo una correspondencia activa con el físico Stefan Meyer, director gerente del Instituto para la Investigación del Radio de Viena, para hablar sobre la extracción de actinio. Meyer y su personal no parecen haber tenido el conocimiento químico para comprender los métodos de Auer von Welsbach, y Auer von Welsbach renunció alrededor de 1917.
Durante la Primera Guerra Mundial, tuvo dificultades para encontrar personal para llevar a cabo la investigación. Después de la guerra, participó activamente en el apoyo al trabajo del instituto y de otros científicos. Presentó un artículo importante sobre su trabajo espectroscópico y la separación de elementos radiactivos en 1922. Las siguientes fotografías muestran equipos científicos del laboratorio de Auer von Welsbach, de "Spektroskopische Methoden der analytischen Chemie" (1922).
Figura I, Versión temprana del aparato de chispa
Figura II, Versión posterior del aparato de chispa
Gráfico III
Gráfico IV, Panel de comparación espectral en escala muy reducida
Gráfico V, Aparato comparativo para espectros
Conmemoración
En 2008 (150 años después de su nacimiento), Auer von Welsbach fue seleccionado como motivo principal para una colección de coleccionistas de alto valor. moneda: la luz austriaca de 25 € Fascination Light. El reverso tiene un retrato parcial de Auer en el lado izquierdo. El sol brilla en el medio de la píldora verde de niobio, mientras que varios métodos de iluminación, desde la luz de gas de las bombillas incandescentes y las lámparas de neón hasta los modernos diodos emisores de luz, se extienden alrededor del anillo de plata.
También se le representó en sellos postales de 1936, 1954 y 2012.
Premios y distinciones
- 1900, Elliott Cresson Medalla, The Franklin Institute Awards, Philadelphia, PA, USA
- 1901, criado a la nobleza hereditaria por Franz Joseph I de Austria, con el título de Freiherr Auer von Welsbach
- 1920, Werner von Siemens Ring
- 1921, Wilhelm Exner Medalla, galardonada inaugural, Austrian Industry Association, Austria
- 1988, el Museo Welsbach de Althofen fue inaugurado en abril de 1998
- 2011, National Inventors Hall of Fame, North Canton, Ohio, USA
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