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Johan Gadolin (5 de junio de 1760 en Åbo (Turku); † 15 de agosto de 1852 en Virmo (Mynämäki)) fue un químico finlandés. Gadolin descubrió en 1794 el primer elemento químico del grupo de los metales de las tierras raras, el itrio, en el mineral iterbita, y fue uno de los primeros defensores de la teoría de la combustión de Lavoisier en Escandinavia.
Infancia y educación
Johan Gadolin nació en una familia de eruditos finlandeses-suecos. Su padre era profesor de física y teología en la Universidad de Åbo. Más tarde, este último actuó como obispo en esta ciudad. A través de su familia bien educada, se relacionó tempranamente con temas científicos, especialmente la física y la astronomía. Su abuelo, Johan Browall, fue un profesor destacado de física y obispo. A través de él, la familia mantuvo relaciones amistosas con Carl von Linné. Esta influencia marcó a Johan Gadolin temprano.
Después de una educación básica, comenzó a estudiar matemáticas y física en la Real Academia de su ciudad natal en 1775, y luego cambió a las clases de química del profesor Pehr Adrian Gadd, quien desde 1761 tenía el primer puesto de química en esta universidad. Esta es la universidad más antigua de Finlandia. Sin embargo, las clases de química que experimentó eran demasiado unilaterales, ya que se centraron mucho en aplicaciones prácticas y agricultura.
Sus intereses se centraron en cuestiones teóricas y él percibió las clases cada vez más como insatisfactorias. Por lo tanto, Gadolin cambió a la Universidad de Uppsala en 1779 y asistió a las clases de Torbern Olof Bergman. Aquí también reforzó sus estudios de física y matemáticas.
Durante los veranos libres de clases, viajó por Suecia para mejorar sus conocimientos de mineralogía y metalurgia. Durante sus estudios en Uppsala, Gadolin y Carl Wilhelm Scheele se encontraron, lo que luego los unió en una amistad de por vida. Con el apoyo de Bergman, escribió una tesis en 1781 con el tema «De analysi ferri».
Al año siguiente obtuvo su maestría en filosofía con la tesis «De problemate catenario«. Desde ese momento comenzaron sus trabajos importantes sobre termodinámica, que luego continuó en Åbo (en finés Turku) y publicó en 1784. En 1783 dejó la Universidad de Uppsala y tomó una cátedra extraordinaria en su ciudad natal.
Carrera científica de Gadolin
Gadolin persiguió su deseo de obtener más conocimientos en su nuevo cargo en la Real Academia de Åbo a través de un viaje de estudio de casi dos años por Europa. Comenzó en 1786 y pasó por Dinamarca, Alemania, Holanda y Gran Bretaña. Sus principales paradas incluyeron Lüneburg, Helmstedt, la región minera del Harz, Göttingen, Amsterdam, Londres y Dublín.
Durante este viaje, obtuvo valiosas experiencias y, sobre todo, información sobre la nueva nomenclatura química. Estableció una relación especialmente duradera con el químico y minero de Göttingen Lorenz von Crell. En Londres, se dedicó a los análisis analíticos de minerales de hierro y publicó sus hallazgos. Gadolin expresó sus primeras reflexiones sobre la medición en química. La industria química de Gran Bretaña fue uno de los destinos de su estadía.
Con su amigo, el profesor privado irlandés Richard Kirwan, realizó un viaje a Irlanda principalmente para estudios mineralógicos. Un ensayo en el Chemical Journal de su amigo Crell informa sobre las impresiones de su viaje a Irlanda.
Gadolin regresó a su hogar con un gran tesoro de experiencias y publicó un tratado sobre la nueva nomenclatura en química en 1788. Estaba dedicado a los trabajos destacados de Antoine Laurent de Lavoisier, Louis Bernard Guyton de Morveau, Antoine François de Fourcroy y Claude-Louis Berthollet. Esto llamó la atención de este grupo de personas y resultó en un intercambio científico más intenso con Berthollet y Guyton de Morveau. Su amigo Crell le escribió después de su regreso: «No me sorprendería en absoluto que usted lleve la química a su florecimiento en Finlandia, dada su talento y conocimiento».
Gadolin como profesor
Con el tiempo, la carrera de Gadolin se afianzó. Primero fue nombrado adjunto en 1789 y pronto estuvo en la antesala del profesorado. Incluso en los últimos años de vida de su maestro Gadd, tomó clases y, después de su muerte en 1787, también la cátedra ordinaria. Basándose en su rica experiencia, cambió el contenido del curso y hoy en día se considera el verdadero fundador de la química científica en Finlandia.
Durante su viaje por Europa, escribió un tratado sobre la teoría del fosgeno (1788). Al principio aún creía en la existencia del fosgeno, pero tenía conocimiento del papel del oxígeno en la combustión. Con este ensayo, Gadolin intentó encontrar un enfoque intermedio entre los dos bandos con su propia teoría. Finalmente, disminuyeron sus dudas sobre las opiniones de Lavoisier y se unió como el primer químico escandinavo a las nuevas lecciones sobre combustión. En consecuencia, Gadolin escribió el primer libro de texto de química antifosgeno en sueco, publicado en 1798 con el título Introducción a la química. Esto contribuyó de manera decisiva a la difusión de los nuevos conocimientos entre los científicos del norte de Europa.
Sus habilidades lingüísticas le permitieron una comunicación versátil con varios socios importantes en Europa. Además de su lengua materna, el sueco, Gadolin dominaba el latín, el alemán, el inglés, el francés, el ruso y el finés.
Entre sus colegas de correspondencia se encontraban Joseph Banks, Torbern Olof Bergman, Claude Louis Berthollet, Adair Crawford, Lorenz Florenz Friedrich Crell, Johann Friedrich Gmelin, Louis Bernárd Guyton de Morveau, Richard Kirwan, Martin Heinrich Klaproth, Antoine Laurent Lavoisier y Carl Wilhelm Scheele.
Contribución a la termodinámica
Gadolin estudió la relación del calor con los cambios químicos, en particular, la capacidad de las distintas sustancias para absorber calor (calor específico) y la absorción de calor durante los cambios de estado (calor latente). Este trabajo termoquímico requería mediciones extremadamente precisas. Gadolin publicó importantes trabajos sobre el calor específico en 1784 y sobre el calor latente del vapor en 1791. Demostró que el calor del hielo era igual al calor de la nieve y publicó un conjunto estándar de tablas de calor.
Descubrimiento del itrio
Su contribución científica más conocida como químico es el análisis de un mineral negro de la cantera de feldespato Ytterby en la isla sueca de Resarö, que se usaba para la fábrica de porcelana de Estocolmo.
Allí, en 1788, el recolector y oficial de artillería sueco Carl Axel Arrhenius encontró un mineral negro desconocido hasta entonces, descrito por primera vez por Bengt Reinhold Geijer (1758-1815) y Sven Rinman (1720-1792) y que más tarde recibió el nombre de gadolinita.
Gadolin recibió una muestra de este mineral y lo examinó detenidamente entre 1792 y 1793. Describió este pedazo como un feldespato rojo en el que el mineral negro y opaco está insertado en forma de tabla y riñón.
El resultado del análisis dio como resultado arcilla, óxido de hierro y ácido silícico, además de una mayor proporción (38%) de un óxido desconocido. No estaba completamente seguro de la evaluación de su descubrimiento y expresó sus dudas en una carta al secretario de la Academia Sueca de Ciencias.
El químico sueco Anders Gustaf Ekeberg confirmó con sus propios análisis en 1797 los resultados de Gadolin y, por lo tanto, la existencia de un óxido de tierra desconocido. El elemento descubierto en este contexto, yttrium, fue aislado posteriormente en forma metálica por Friedrich Wöhler (1824) y Carl Gustav Mosander (1842).
Al asignar el nombre, hubo opiniones diferentes durante un tiempo. El mineral descubierto fue llamado Yttersten por Ekeberg y el elemento yttrium por el metal óxido desconocido. Los mineralogistas y químicos alemanes propusieron los términos Gadolinit y Gadolinerde para la sustancia química. Finalmente, se llegó un compromiso. Por lo tanto, el mineral lleva el nombre de gadoliniat y el elemento químico se llama itrio.
La considerable importancia de las investigaciones de Gadolin con este mineral radica en el hecho de que, como resultado, se descubrieron varios elementos de la familia de los tierras raras en sitios escandinavos. El objetivo de la propuesta de nombres para un nuevo elemento fue reconocer sus grandes méritos. El químico suizo Jean Charles Galissard de Marignac descubrió un nuevo elemento en un análisis de mineral Samarskit (anteriormente también conocido como Uranotantal, Yttroilmenit) en 1880, que recibió el nombre de Gadolinio en 1886 por Paul Émile Lecoq de Boisbaudran.
Cuando el químico alemán Johann Friedrich Gmelin murió, Gadolin recibió en 1804 el llamado para tomar su cátedra en la Universidad de Göttingen. Sin embargo, su estrecha conexión con su hogar lo llevó a rechazar este honor.
Química analítica
Después de establecer la composición del azul de Prusia, Gadolin sugirió un método para precipitar hierro férrico como ferroferricianuro, precediendo el trabajo de Gay-Lussac en cuarenta años.
Informes de muchas de las investigaciones químicas de Gadolin aparecieron en alemán en los Anales Químicos de Crell para los amigos de la ciencia natural, la medicina, el hogar y las manufacturas. En 1825 publicó Systema fossilium analysibus chemicis examinatorum secundum partium constitutivarum rationes ordinatorium, un sistema de clasificación de minerales basado en principios químicos. La introducción describe las teorías de Gadolin y el texto presenta especies minerales en un orden sistemático.
Una de las últimas investigaciones de Gadolin fue el análisis químico de la aleación china pak tong en 1810 y 1827. También conocido como alpacca o plata alemana, era un sustituto de plata menos caro que a menudo contenía cobre, cinc, níquel y estaño.
Gadolin también es famoso por publicar uno de los primeros ejemplos de condensadores en contracorriente. En 1791 mejoró un diseño de condensador de su padre utilizando el principio de «corriente contraria». Al requerir que el refrigerante de agua fluya cuesta arriba, se aumentó la eficacia del condensador. Este principio fue utilizado posteriormente por Justus Liebig, en lo que hoy en día se conoce comúnmente como un condensador Liebig.
Últimos años
Durante su trabajo universitario posterior, Gadolin desarrolló teorías sobre proporciones y afinidades químicas. Sin embargo, debido a la escasa difusión periodística en el centro de Europa, no se les prestó mucha atención y fueron desplazadas por trabajos de otros científicos.
En 1822 se jubiló. A pesar de esto, el trabajo científico continuó, ocupándose de una sistematización en el reino mineral Systema fossilium. Las bases para este trabajo fueron las considerablemente crecientes colecciones de materiales bajo su responsabilidad en la universidad. Desafortunadamente, tampoco obtuvo una mayor atención después de su publicación.
En 1827, un gran incendio destruyó la ciudad de Åbo, lo que afectó también a la universidad y a partes significativas de las colecciones. Este evento terminó con el trabajo científico activo de Gadolin. Luego, la universidad finlandesa se trasladó a Helsingfors (ahora Helsinki). Como resultado de esta pérdida, vivió retirado en sus dos fincas cerca de Vichtis (ahora Vihti) y Virmo (ahora Mynämäki). Murió a la edad de 92 años el 15 de agosto de 1852.
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