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A finales del siglo XVIII, el interés por la electricidad y la electroquímica llevo a grandes mentes a buscar explicación de los fenómenos relacionados con la carga eléctrica.
Desarrollos de De Coulomb
Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la ley de atracción electrostática en 1781 como resultado de su intento de investigar la ley de repulsiones eléctricas establecida por Joseph Priestley de Inglaterra. Con este fin, inventó aparatos sensibles para medir las fuerzas eléctricas involucradas en la ley de Priestley.
También estableció la ley del cuadrado inverso de atracción y repulsión entre polos magnéticos de igual y opuesto signo, que se convirtió en la base de la teoría matemática de las fuerzas magnéticas desarrollada por Siméon-Denis Poisson.
Escribió siete tratados importantes sobre electricidad y magnetismo que presentó a la Académie des Sciences entre 1785 y 1791, en los cuales informó haber desarrollado una teoría de atracción y repulsión entre cuerpos de carga eléctrica del mismo y distinto tipo.
Demostró una ley del cuadrado inverso para estas fuerzas y continuó examinando conductores perfectos y dieléctricos. Sugirió que no existía un dieléctrico perfecto, proponiendo que cada sustancia tiene un límite por encima del cual conducirá electricidad.
Estos documentos fundamentales presentaron el caso de la acción a distancia entre cargas eléctricas de manera similar a como la teoría de la gravedad de Newton se basó en la acción a distancia entre masas.
Primeros condensadores
En 1789, Franz Aepinus desarrolló un dispositivo con propiedades de un condensador (ahora conocido como capacitor). El condensador de Aepinus fue el primer condensador desarrollado después del frasco de Leyden y se utilizó para demostrar la electricidad conductiva e inductiva. El dispositivo se construyó de manera que el espacio entre las placas se pudiera ajustar y el dieléctrico de vidrio (placa aislante entre ellas) se pudiera quitar o reemplazar con otros materiales.
Los instrumentos de este tipo se volvieron populares en la segunda mitad del siglo XVIII y fueron objeto de experimentos e interpretación por muchos «físicos eléctricos», como Franklin, Aepinus y otros. Volta anunció que era un dispositivo original, surgido de su electróforo. Le dio el nombre actual de «condensador» y afirmó que lo inventó. Explicó su funcionamiento sobre la base de su teoría de atmósferas eléctricas.
Luigi Galvani
Luigi Galvani publicó su ensayo «De Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius» (Comentario sobre el Efecto de la Electricidad en el Movimiento Muscular) en 1791. Concluyó que el tejido animal contenía una fuerza vital innata, hasta entonces descuidada, a la que llamó «electricidad animal», que activaba los nervios y los músculos cuando se conectaba con sondas de metal. Creía que esta nueva fuerza era una forma de electricidad además de la forma «natural» que se produce por el rayo o por la anguila eléctrica y la raya torpedo, y de la forma «artificial» que se produce por la fricción (es decir, la electricidad estática). Consideraba que el cerebro era el órgano más importante para la secreción de este «fluido eléctrico» y que los nervios conducían el fluido a los músculos, cuyos tejidos actuaban como lo hacían las superficies externas e internas del frasco de Leyden. El flujo de este fluido eléctrico proporcionaba un estímulo para las fibras musculares irritables, según su explicación.
Volta y nuevas ideas sobre la electricidad
Los colegas científicos de Galvani generalmente aceptaron sus opiniones, pero Alessandro Volta, el destacado profesor de física en la Universidad de Pavía, no estaba convencido por la analogía entre el músculo y el frasco de Leyden. Al decidir que las patas de rana servían solo como electroscopio indicador, sostuvo que el contacto de metales diferentes era la verdadera fuente de estimulación; se refirió a la electricidad generada como «electricidad metálica» y decidió que el músculo, al contraerse al tocarse con metal, se asemejaba a la acción de un electroscopio.
Además, Volta afirmó que, si dos metales diferentes en contacto tocaran un músculo, también ocurriría una agitación que aumentaría con la diferencia de los metales. Así que Volta rechazó la idea de un «fluido eléctrico animal», sosteniendo que las patas de rana respondían a las diferencias en la temperatura de los metales, su composición y su volumen. Galvani refutó esto obteniendo acción muscular con dos piezas del mismo material.
Pero la controversia subsiguiente no estuvo marcada por la animosidad personal. La naturaleza gentil de Galvani y los altos principios de Volta impidieron cualquier aspereza entre ellos. Volta, quien acuñó el término galvanismo, dijo que el trabajo de Galvani «contiene uno de los descubrimientos más hermosos y sorprendentes». Sin embargo, grupos partidarios se agruparon en ambos lados.
En retrospectiva, Galvani y Volta se ven como parcialmente acertados y equivocados. Galvani tenía razón al atribuir las contracciones musculares a un estímulo eléctrico, pero se equivocó al identificarlo como una «electricidad animal». Volta negó acertadamente la existencia de una «electricidad animal», pero se equivocó al insinuar que cada efecto electrofisiológico requiere dos metales diferentes como fuentes de corriente. Galvani, huyendo de la controversia sobre su descubrimiento, continuó su trabajo como maestro, obstetra y cirujano, tratando tanto a ricos como a necesitados sin importarle la tarifa.
En 1794, ofreció una defensa de su posición en un libro anónimo, «Dell’uso e dell’attività dell’arco conduttore nella contrazione dei muscoli» (Sobre el Uso y la Actividad del Arco Conductivo en la Contracción de los Músculos), cuyo suplemento describía la contracción muscular sin necesidad de ningún metal. Hizo que un músculo se contrajera al tocar el músculo expuesto de una rana con un nervio de otra y así estableció por primera vez que existen fuerzas bioeléctricas dentro de los tejidos vivos.
Para más información Alessandro Volta and The Electromotive Force
Historia de la electroquímica
- 1. Inicios de la electroquímica
- 2. Comprendiendo la electricidad
- 3. Primeros procesos electroquímicos
- 4. La electroquímica en el descubrimiento de elementos
- 5. Electricidad, calor y resistencia
- 6. Propiedades y primeras baterías
- 7. Síntesis electrolítica
- 8. Finales del siglo XIX
- 9. Comienzos del siglo XX
- 10. Electroquímica del siglo XXI
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