ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
EL ORIGEN DE LOS NOMBRES DEL YODO
Y DEL BROMO
EL YODO: UN HERMANO "GEMELO"
DEL CLORO
En el mismo año en el que fue bautizado
el cloro, va a aparecer el segundo halógeno: el YODO. Ocurrirá en
Dijón, ciudad francesa donde Guyton de Mourveau había conseguido obtener
muchas veces el cloro, y al igual que éste, su descubrimiento va a estar
ligado al mar.
Bernardo Courtois, hijo de un fabricante
de salitre para la preparación de pólvora, había estudiado en la Escuela
Politécnica con Fourcroy, uno de los mejores químicos franceses, colaborador
de Lavoisier. Al ayudar a su padre en las salinas y al objeto de obtener
nitrato potásico recogía residuos de algas, los quemaba, extrayendo las
cenizas con agua, y produciendo un
líquido oscuro que recibía el nombre de soude de varech o salin de varech,
que purificaba por cristalización fraccionada. Las impurezas de azufre las
eliminaba calentándolo con ácido sulfúrico. Sin embargo cierto día de 1811,
observó que echando ácido en exceso, se desprendían unos vapores violetas
irritantes, que fácilmente condensaban no como gotas, que sería lo lógico,
sino en cristales con forma de agujas
negro violáceas y brillo casi metálico. El proceso era extraño y no supo
interpretarlo, aunque había tenido mucha suerte al trabajar precisamente
con un tipo de algas que tenían la particularidad de extraer los iones de
ese elemento del mar, de lo contrario no lo hubiera podido obtener. Por
falta de tiempo, dado que tenía que atender al negocio, no siguió con su
investigación que delega en dos amigos, Desormes y Clément, los que en 1813
anuncian el descubrimiento de una sustancia, respetando la paternidad de
Courtois, uno de los pocos científicos que conservan una calle con su nombre
en el pequeño pueblo que le vió nacer
[1]
.
Al año siguiente, Davy y Gay Lussac
demuestran que se trata de un nuevo elemento químico. El color violeta de
los vapores que tanto había llamado la atención de Courtois va a ser el factor determinante de su nombre
propuesto por Gay Lussac: IODINE del griego IODES (ιώδης,
violeta), que producirá los diferentes nombres europeos, modificándose hasta
JÓD en las lenguas eslávicas.
)Por qué el YODO forma esos vapores violetas y cristaliza en agujas
tan llamativas?
La sublimación del yodo y posterior
sublimación regresiva cuando sus vapores condensan al enfriar, se debe a
la estructura de redes en capas de las moléculas de yodo ligadas por fuerzas
débiles de Van der Waals. La distancia de enlace molecular I-I es de 2,72Å,
mientras que la que existe entre las moléculas es de 3,5Å, y entre las capas
4,27Å. Al aumentar las distancias las fuerzas se hacen mucho más débiles
justificando el que la energía de sublimación y la temperatura a la que
sublima sea realmente baja (sólo con exponer el recipiente al sol, o con
el simple calor de la mano, ya comienza la sublimación de una forma apreciable).
Por otra parte la gran polarizabilidad del yodo debido a su volumen, revela
que los electrones están lo suficientemente libres para absorber frecuencias
en el amarillo, con lo cual su color es prácticamente violáceo. Este mismo
hecho, provoca una deslocalización electrónica que justifica el brillo metálico
de las agujas.
El descubrimiento del YODO está ligado al mar, y a determinadas algas. Dado
que es el elemento más pesado vital para el hombre, cuya carencia es responsable
de varias enfermedades, se recomiendan los baños de algas, y la permanencia
en zonas de playa a aquellas personas que dispongan o absorban a través del intestino
delgado menos de 0,1mg por día, que se almacenan fundamentalmente en la
tiroides (de 10 a 15 mg de los 50 que tenemos), donde el yoduro es oxidado
y transferido a la tiroxina. Su déficit, simplemente porque el agua tenga
pocos yoduros (por eso se recomiendan en las zonas del interior la sal yodada),
puede causar bocio
[2]
. También puede producirse por exceso, aumentando
la tiroides de tamaño. Este hecho se conocía en China desde el 1500 a.C.
empleándose como remedio esponja de mar quemada.
EL BROMO, TERCER HALÓGENO RELACIONADO CON EL
MAR
Trece años después del descubrimiento
del yodo, Antonio Balard, pretende perfeccionar los trabajos de Courtois
y obtenerlo a través de métodos diferentes. Emplea la extracción fraccionada,
a partir de las cenizas de los residuos de las salinas. En determinadas
fracciones encuentra un líquido rojizo de olor fuerte y desagradable cuyos
vapores eran sofocantes, semejantes a los del cloro. Estas características
le hacen suponer que se trate de una mezcla de cloro y yodo, formando un
compuesto entre ellos: el color rojizo sucio más cerca del marrón y el olor
fuerte eran pruebas más que concluyentes. Dichas pruebas engañaron también
a Liebig que años antes, en 1815 había estudiado este líquido procedente
de una salina sin darle excesiva importancia. Efectivamente el líquido pardo
rojizo de Liebig, emitía un vapor rojizo por reacción con sal común de origen
marino, de forma que lo etiquetó como ICl y lo dejó en un armario
[3]
.
Balard perseveró en la investigación hasta concluir que no era una mezcla sino que se trataba de un elemento nuevo. Estaba claro que al actuar con agua de cloro y almidón sobre la disolución alcalina procedente de las cenizas de algas marinas, producía dos capas de líquido: la inferior de color azul, por lo que supuso pertenecía al yodo, mientras que la superior pardo rojizo, debería contener la nueva sustancia. El fuerte color rojo le hace relacionarla con los moluscos de la especie MÚREX de donde se extraía la púrpura de Tiro circunstancia que le induce a llamarlo MURIDE o MÚRIDO [4] . El informe del descubrimiento es recibido en la Academia de Ciencias de París, el 30 de noviembre de 1825. Otra vez tenemos la raíz marina, ahora bien mientras que en el caso del ácido clorhídrico, antes muriático, el nombre procede de la palabra original MURIA (sal muera en latín), en éste deriva de los moluscos y sólo remotamente de la MURIA latina. El camino seguido en la investigación fue semejante al del YODO ya que en el mar existe un 0,0066% de iones de este elemento que a diferencia de aquél no es indispensable para la vida [5]
Todavía podría ampliarse la lista
de los descubridores del bromo, pues en 1825, en Heidelberg, un alumno de
Gmelín, Carl Löwig, había traído de su casa en Kreuznach donde había salinas,
un líquido rojo que había obtenido haciendo pasar cloro por las aguas madres
de la salina, y extrayéndolo con éter. Cuando procedía a ampliar junto con
Gmelin el estudio de la naturaleza de la nueva sustancia, surgió el comunicado
de Balard que se anticipó a sus trabajos. Sin embargo, publicaría en 1829
una monografía sobre "el Bromo y sus relaciones químicas".
El problema va a surgir a la hora
de explicar el mal olor del bromo. Realmente ese mal olor característico,
un olor a podrido que recuerda su nombre, no era debido al elemento, sino
como se ha mencionado, al proceso de extracción a partir de residuos marinos
en los que estaba inmerso, ya que como todo halógeno, debe mostrarlo picante
y fuerte, en función de las reacciones que efectúa en su camino hacia nuestros
órganos olfativos con el vapor de agua de la atmósfera (aunque no sea excesivamente
soluble), y en su interacción con los terminales proteínicos de aquellos.
El bromo molecular, tiene una elevada
presión de vapor, lo que hace que sea un líquido volátil con punto de ebullición
de 58,7ºC, por eso llega fácilmente a nuestras narices. Además el olor a
podrido característico en la extracción de bromo se debe a una interacción
de moléculas nucleófilas sobre los centros activos (terminales proteínicas)
del olor, mientras que el olor picante, se debe a la interacción de moléculas
electrófilas (todos los halógenos debido a su electronegatividad, ejercen
un efecto inductivo "tirando hacia ellos" de los electrones).
[1]
Escribe Clément: "El
licor madre de las cenizas de las
algas marinas contiene una gran cantidad de una substancia muy particular
y curiosa. Se extrae fácilmente: basta con verter ácido sulfúrico en el
agua madre y calentar la mezcla en una retorta cuya boca se ha unido a
un tubo de desprendimiento en comunicación con una ampolla. La sustancia
que precipita como polvo negro brillante después de la adición del ácido
sulfúrico sube al calentar en forma de vapor de color violeta. Este vapor
se condensa en el tubo de desprendimiento y en el recipiente en escamas
cristalinas muy brillantes con un lustre igual al del sulfuro de plomo
cristalino. Lavando tales escamas con un poco de agua destilada se obtiene
la sustancia en estado muy puro".
[2]
Como se podrá ver, a través
de los remedios contra el bocio, el yodo se empleaba mucho tiempo antes
que lo descubriera Courtois. Ya en el siglo XIII, Arnaldo de Vilanova
empleó contra el bocio, la esponja de mar calcinada. Li Shi Chen, en el
XVI, propugna por un vino de plantas marinas y en 1769, el doctor Russel,
preparaba el "etíope vegetal", una especie de
carbón (el etíope era por lo negro), producido al quemar plantas
marinas.
[3]
No andaba muy descaminado Liebig,
ya que el yoduro de cloro es un líquido rojizo muy parecido al bromo,
aunque un poco más denso (3,18g/cc, por 3,12g/cc del bromo) y sus propiedades
oxidantes son casi idénticas. Sin embargo cuando leyó el comunicado de
Balard, analizó el famoso líquido guardado en el armario, encontrando
en él la nueva sustancia, que sin duda alguna hubiera descubierto si no
se hubiera precipitado en las conclusiones. Por ese motivo al armario
mencionado le llamó "Armario de las equivocaciones". Es muy conocida su anécdota en la que refiriéndose
a Balard, dijo: "No fue Balard quien descubrió el bromo, sino
el bromo el que descubrió a Balard".
[4]
La descripción del descubrimiento
se puede leer a través de la correspondencia de Dulong a Berzelius, el
1 de julio de 1826: " ...es un cuerpo nuevo,
simple que hallará lugar entre el cloro y el yodo. El autor de ese descubrimiento
es M.Balard de Montpellier. Este cuerpo nuevo que llama muride se encuentra
en el agua del mar. Lo ha extraído del agua madre de las salmueres de
su pueblo, saturándolas con cloro y destilando. Obtiene una sustancia
líquida rojo oscura que hierve a 471C. El vapor rojo
se parece al del ácido nitroso. Su peso específico es 3. Se le guarda
debajo de ácido sulfúrico concentrado. Se combina con los metales y da
compuestos sensiblemente neutros, algunos de los cuales son volátiles,
especialmente el múrido de potasio".
[5]
Las diferentes solubilidades de los haluros de sodio,
potasio y magnesio, van a ser las
responsables de que se encuentren los iones negativos de los halógenos
con abundancias muy distintas en el mar y en los productos marinos.