LOS METALES DE LA TIERRA: LITIO Y CADMIO

 EL ORIGEN DEL NOMBRE DEL LITIO

Estamos en 1817, y por esas fechas se conocía un mineral muy curioso, llamado espodumeno, cuyas disoluciones comunicaban a la llama un intenso color rojizo, sin saberse el motivo. Vauquelin analiza a principios de siglo el mineral para intentar explicar aquellos hechos y supuso la existencia de algún elemento desconocido, pero no logró aislarlo. En su composición había un 9,5% de sustancia desconocida; suponía se trataba de un álcali. Al año siguiente, un alumno de Berzelius, Juan Augusto Arfwedson analiza la petalita, un mineral sueco descubierto por el brasileño Andrade e Silva⁵⁰⁸, que da este resultado:

Sílice 80%   Alúmina 17%        Sustancia metálica desconocida 3%⁵⁰⁹.

Esta sustancia metálica era una cal u óxido de un nuevo metal. Así lo describe Berzelius, en 1818, en carta de 9 de febrero  a su colega francés Berthollet:

"El nuevo álcali, lo descubrió el Sr.Arfwedson, un joven químico muy avispado que ha estado trabajando un año en mi laboratorio. Encontró este álcali en una roca descubierta previamente por el Sr. d'Andrada en una mina de Utö, y denominada por él petalita. Esta roca contiene en números redondos 80% de sílice, 17% de alúmina y 3% del nuevo álcali. Tiene una mayor capacidad para neutralizar ácidos que los demás álcalis fijos e incluso sobrepasa a la magnesia. Se descubrió precisamente por esta circunstancia pues la sal que da el álcali como base, que se obtuvo en la marcha del análisis excede en mucho al peso que debería tener, si la base hubiera sido sosa o potasa. Era muy natural imaginar que una sal, con una base alcalina, que no precipita nada con  ácido tartárico, contuviera sosa. Así lo supuso Arfwedson al principio, pero al repetir el análisis de la petalita por tres veces exactamente con los mismos resultados, pensó que debía examinar cada constituyente con más detalle y fue a consecuencia de tal examen que observó que la sustancia alcalina poseía propiedades diferentes de las demás álcalis. Hemos dado a este álcali el nombre de LITHIA o LITINA, para recordar que se descubrió en el reino mineral mientras que los otros se descubrieron en  el vegetal"⁵¹⁰.

La carta anterior, se anticipó en casi un año, a la Memoria publicada por el propio Arfwedson, en la que se anunciaba el descubrimiento de la tierra que debería contener un nuevo elemento químico⁵¹¹. Sin embargo, aunque descubrió su óxido, Arfwedson no fue capaz de aislar el metal, ni aun empleando medios electroquímicos, pues la pila  de que disponía no tenía la potencia adecuada.

     Ese mismo año, Davy consiguió aislar el metal, sometiendo a electrólisis ígnea a su carbonato⁵¹²; igualmente lo hace Brande, poco después. Realmente el nombre del metal aparece en la descripción de los experimentos de Brande, como se puede ver:

"Al someter la LITHIA a la acción de la pila voltaica se descompone con el mismo fenómeno que la potasa y la sosa. Se separa una sustancia metálica, blanca, brillante, altamente combustible que al aplicar el término de LITHIA al óxido puede ser llamada LITHIUM. Las propiedades de este metal no se han investigado hasta ahora a consecuencia de la dificultad de procurarse su óxido en alguna cantidad".

Por lo tanto, el nombre del elemento LITHIUM, procederá del griego LITHOS (λίθoς, piedra), término de etimología dudosa (no aparecen analogías en otras lenguas indoeuropeas), conservándolo en las demás lenguas, a diferencia de sus hermanos, los otros elementos alcalinos. Sus propiedades no fueron muy estudiadas, pues hasta 1855, no se consiguió suficiente cantidad del metal puro.

Su nombre proviene de haberse encontrado únicamente en el reino mineral, esto es, en las piedras, minerales tales como la petalina y el espodumeno. Mal había de saberse el papel importantísimo que desempeña en el reino animal, en el que su ión debido al pequeño tamaño, puede penetrar fácilmente por los canales iónicos celulares, desempeñando un aspecto regulador en el sistema nervioso, de tal forma que su carencia implica la generación de estados depresivos, tan habituales en la vida moderna.

El último metal del grupo, el CADMIUM o CADMIO en español, va a presentar nada menos que cinco descubridores simultáneos, que ofrecen nuevos nombres para el elemento. Así aparte de CADMIUM, va a ser VESTIUM según Gilbert, en 1818;  VESTALIUM,  según von West en 1818; JUNONIUM, según Thomson en 1811;  MELINIUM y KLAPROTHIUM. Como podemos observar la latinización no fue seguida por todos los científicos. Los tres primeros de origen astronómico.  En recuerdo de los asteroides VESTA  y JUNO, descubiertos por Hardings y Olbers entre 1804 y 1807, siguiendo la moda iniciada por el PALLADIUM y el CERIUM⁵¹³. El MELINIUM, del griego MELOS (μηλoς, negro), se debe a la coloración de sus sales fundidas. El último es honorífico, en recuerdo del científico alemán que había fallecido en enero de ese mismo año.

Sólo perdurará el CADMIUM propuesto por Federico Stronmeyer, profesor de Gottinga, por haberlo encontrado por casualidad en el mineral CADMIA, del que ya hemos hablado en la etimología del cinc⁵¹⁴. Era inspector farmacéutico, y visitando en 1817, una en Hildenheim, encuentra un carbonato de cinc (CADMIA o CALAMINA), que se vuelve naranja al calentarlo, hecho que le llamó poderosamente la atención⁵¹⁵. )Cómo consiguió aislar el metal? Nada de métodos electroquímicos, no hacían falta; llegaba con una marcha analítica rutinaria. Disolvió el óxido de cinc procedente de la cadmia, en ácido sulfúrico, y después lo precipitó como sulfuro al pasar corriente de sulfuro de hidrógeno. Lavó el precipitado y lo disolvió en ácido clorhídrico concentrado, evaporando a sequedad para eliminar el exceso de ácido. Vuelve a lavar con carbonato amónico para extraer el cinc y el cobre. El carbonato del elemento desconocido no era soluble. Una vez que lo filtró y calcinó, redujo el óxido parduzco con carbón en una retorta, calentando hasta el rojo poco a poco. Al terminar encontró en el fondo del recipiente un botón metálico brillante, de un color gris azulado. 

Stronmeyer no fue el único que aisló el cadmio. Su inspección farmacéutica en otros estados alemanes había separado partidas de preparados de cinc, que procedían de la fábrica de Schönebeck, por sospechar llevaban impurezas de arsénico, pues el precipitado con sulfuro de hidrógeno era amarillo, tal como el oropimente. La investigación de los químicos de la propia fábrica⁵¹⁶, no encontraron  arsénico, pero sí una sustancia nueva, que coincidía con la aislada de la cadmia.

El MELINIUM no se justifica realmente pues todas las combinaciones del CADMIO son  blancas o de colores claros, como se corresponde a un elemento que en estado de oxidación (2⁺), tiene su último nivel completo (4s² 4p⁶ 4d¹⁰), con lo que la absorción energética sería en el ultravioleta, apareciendo como reflejado el blanco. La única explicación posible es que se hubiera obtenido con impurezas, o a través de sulfuros.