Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran

Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, también llamado François Lecoq de Boisbaudran (18 de abril de 1838 - 28 de mayo de 1912), fue un químico francés conocido por sus descubrimientos de la elementos químicos galio, samario y disprosio. Desarrolló métodos para la separación y purificación de los elementos de tierras raras y fue uno de los pioneros de la ciencia de la espectroscopia.

Biografía

Lecoq de Boisbaudran era miembro de una familia noble de hugonotes de las provincias francesas de Poitou y Angoumois. Los hugonotes eran protestantes franceses, una población que fue devastada durante las guerras de religión francesas (1561-1598). El Edicto de Nantes (1598) otorgó derechos civiles sustanciales a los hugonotes a pesar de que mantuvo la posición del catolicismo como la religión establecida de Francia. El Edicto de Nantes fue anulado por el Edicto de Fontainebleau (1685), que sancionó oficialmente la persecución de los protestantes. La familia Lecoq de Boisbaudran tuvo una fortuna considerable hasta la revocación del Edicto de Nantes, tras lo cual gran parte de sus propiedades fueron confiscadas y vendidas.

Paul-Émile (Francois) Lecoq de Boisbaudran era hijo de Paul Lecoq de Boisbaudran (1801–1870) y su esposa Anne Louise. Paul Lecoq de Boisbaudran estableció un exitoso negocio de vinos en Cognac, beneficiándose del arduo trabajo de toda la familia, incluido el joven Paul-Émile.

Anne Louise Lecoq de Boisbaudran recibió una buena educación y le enseñó a su hijo Paul-Émile historia e idiomas extranjeros, incluido el inglés. Obtuvo el plan de estudios de la École Polytechnique y estudió los libros asignados en sus cursos. De esta manera, fue autodidacta como científico. Como tal, de Boisbaudran es un ejemplo de autodidacta. Con el apoyo de su familia, montó un modesto laboratorio químico en el segundo piso de su casa en la Rue de Lusignan. En este laboratorio repitió los experimentos que había estudiado en libros. A través de estos experimentos, desarrolló sus teorías de espectroscopia e hizo la mayoría de sus descubrimientos, incluido el aislamiento de galio.

Lecoq de Boisbaudran se casó con Jeannette Nadault-Valette (1852–1926) el 27 de diciembre de 1897. No tuvieron hijos. Desarrolló anquilosis de las articulaciones y la mala salud obstaculizó su trabajo después de 1895. Murió en 1912, a la edad de 74 años.

Investigación

Las primeras investigaciones de Lecoq de Boisbaudran se centraron en comprender el fenómeno de la sobresaturación, en el que las sustancias pueden existir en solución en concentraciones más altas de lo que es posible en condiciones normales. Demostró que el contacto de soluciones sobresaturadas con cristales de una sal isomorfa hace que la sustancia se precipite de la solución. Además, demostró que muchas sales anhidras se pueden disolver para crear una solución sobresaturada. Estas investigaciones se llevaron a cabo desde 1866 hasta 1869.

En 1874, Lecoq de Boisbaudran descubrió que ciertas caras de cristal se disuelven más rápidamente que otras caras de cristal. Específicamente, descubrió que las caras octaédricas son menos solubles que las caras cúbicas en el caso de los cristales de alumbre de amonio.

Lecoq de Boisbaudran hizo importantes contribuciones a la entonces nueva ciencia de la espectroscopia, que se relaciona con la interacción de la luz y la materia. Aplicó la espectroscopia para caracterizar elementos, particularmente los elementos de tierras raras. Desarrolló un marco teórico de espectroscopia, basado en vibraciones moleculares. Al teorizar que las frecuencias espectrales se relacionan con el peso atómico de un elemento, reconoció las tendencias espectrales basadas en las masas atómicas.

Boisbaudran desarrolló nuevos aparatos experimentales y los utilizó para realizar análisis espectrales de varios elementos químicos. A través de la experimentación sistemática, analizó los espectros de 35 elementos, utilizando el mechero Bunsen, la chispa eléctrica o ambos para inducir la luminiscencia de las muestras de los elementos. Los resultados de sus primeras investigaciones se publicaron en Spectres lumineux: spectres prismatiques et en longueurs d'ondes destinés aux recherches de chimie minérale (1874).

Para observar los espectros de chispas en sus protocolos experimentales, normalmente colocaba una solución de una sal en un tubo de vidrio sellado, con un alambre de platino en la solución como polo negativo y otro alambre de platino sobre la superficie del líquido como polo negativo. polo positivo En 1885, experimentó con la inversión de la polaridad de la corriente eléctrica. De esta manera, obtuvo bandas fosforescentes en los espectros, lo que proporcionó una mayor comprensión de las características espectrales de varios elementos químicos. Utilizando este aparato, descubrió los lantánidos samario (1880), disprosio (1886) y europio (1890). En 1885, también caracterizó espectroscópicamente el gadolinio en 1885, un elemento previamente descubierto en 1880 por J. C. Galissard de Marignac.

Samario

Samarium

Lecoq de Boisbaudran descubrió el samario en 1879 después de aislar por primera vez el óxido de samario. Identificó la presencia de un nuevo elemento mediante el uso de espectroscopia para observar sus características líneas de absorción óptica nítidas.

Llamó a su nuevo elemento "samario" después del mineral samarskita del que se aisló. El mineral en sí recibió el nombre de un oficial de minas ruso, el coronel Vassili Samarsky-Bykhovets.

Galio

Gallium

Un logro significativo de Lecoq de Boisbaudran fue su descubrimiento del elemento galio en 1875. A partir de 1874, Lecoq de Boisbaudran investigó una muestra de 52 kg del mineral esfalerita obtenido de la mina Pierrefitte en los Pirineos. De él extrajo varios miligramos de cloruro de galio. Usando métodos espectroscópicos, observó lo que parecían ser dos líneas no reportadas previamente en el espectro de la muestra, en longitudes de onda de 4170 y 4031 angstroms.

Spectre electrique du Chlorure de Gallium, 1877

Continuó sus experimentos usando varios cientos de kilogramos de mineral de zinc crudo y en el mismo año aisló más de un gramo de un metal casi puro por electrólisis de una solución del metal en su forma de compuesto de hidróxido, disuelto en potasio. solución de hidróxido Posteriormente preparó 75 gramos de galio utilizando más de 4 toneladas de mineral crudo. Confirmó sus características espectrales, consistentes en dos líneas espectrales en la porción violeta del espectro del mineral esfalerita. De esta forma, descartó la posibilidad de que las características espectrales fueran un accidente del proceso de extracción, en lugar de ser un indicio de un nuevo elemento.

Llamó a su descubrimiento "galio", del latín Gallia que significa Galia, en honor a su tierra natal de Francia. Más tarde se sugirió que Lecoq de Boisbaudran había nombrado al elemento en su honor, ya que gallus es la traducción latina del francés le coq. Lecoq de Boisbaudran negó esta sugerencia en un artículo de 1877. Publicó un relato de sus investigaciones sobre el nuevo elemento en Sur un nouveau metal, le gallium (1877).

De Boisbaudran calculó la masa atómica del galio en 69,86, cerca del valor actualmente aceptado de 69,723. Desconocido para Lecoq de Boisbaudran, la existencia de galio había sido predicha durante 1871 por Dmitri Mendeleev, quien le dio el nombre de eka-aluminio. El descubrimiento del galio por De Boisbaudran fue un apoyo significativo para la teoría de la periodicidad de los elementos de Mendeleev.

Disprosio

Dysprosium

Lecoq de Boisbaudran experimentó con la precipitación de compuestos de tierras raras de una solución de agua usando sulfato de potasio para inducir la precipitación. Luego midió los espectros de soluciones en las que el líquido servía como polo positivo. Lecoq de Boisbaudran notó una banda espectral en la porción amarillo-verde del espectro, indicativa de un nuevo elemento. En 1886 logró aislar una muestra purificada de la fuente de la nueva banda espectral. Llamó al elemento disprosio, que significa "difícil de obtener" en el idioma griego.

Clasificación periódica de elementos

Lecoq de Boisbaudran contribuyó al desarrollo de la clasificación periódica de los elementos. Esta contribución se produjo cuando propuso que el elemento argón recién descubierto era miembro de una nueva serie de elementos químicos, previamente no reconocidos, que llegaron a conocerse como gases nobles.

Premios y distinciones

Por sus logros, Lecoq de Boisbaudran recibió la Cruz de la Legión de Honor (1876), el Premio Bordin de la Academia Francesa de Ciencias (1872), la Medalla Davy (1879) y el Prix Lacaze de 10.000 francos (1879). En 1888 fue elegido miembro extranjero de la Royal Society británica.