Tubo de Carius

El tubo de Carius es un dispositivo de la vieja escuela utilizado para probar térmicamente materiales a pequeña escala. Esta tecnología es particularmente útil para comprender las reacciones o materiales potencialmente peligrosos. Mientras que otras herramientas como el Calorímetro de barrido diferencial (DSC) o la Herramienta de detección de sistemas reactivos avanzados (ARSST) son buenas para detectar reacciones potencialmente peligrosas y proporcionar datos más robustos, el tubo de Carius todavía tiene su lugar en la armería de los evaluadores de seguridad de procesos.

En el mundo químico, todos conocemos moléculas particularmente intratables, a menudo referidas como material de construcción de carreteras. Hacer química con ellas requiere cierta determinación, y métodos de digestión agresivos. En el arsenal de los químicos, el tubo de Carius ha sido durante mucho tiempo el recipiente elegido por aquellos que necesitan golpear sus moléculas para someterlas.

Caballo de batalla de las reacciones de digestión

Georg Ludwig Carius nació en 1829 en el pueblo de Barbis en las montañas del Harz, hijo de un predicador. Tenía sólo cuatro años cuando su madre murió, y su padre le siguió cinco años después, dejándole a él y a sus hermanos mayores solos.

Georg Ludwig Carius
Georg Ludwig Carius

Fueron criados por varios amigos de la familia, y Ludwig acabó al cuidado de un ministro en el cercano pueblo de Goslar. Un destacado erudito, encontró un trabajo como aprendiz de boticario, empleo que le ayudó a desarrollar su excepcional destreza manual. Al terminar la escuela se trasladó a la cercana universidad de Göttingen donde Wöhler era profesor.

Desde allí se trasladó a Heidelberg donde estudió con Bunsen, convirtiéndose en el gran asistente del hombre durante seis años. Debió ser una época emocionante, con estudiantes como Herrmann Kolbe y Victor Meyer en el laboratorio. Carius habría sido testigo de al menos algunos de los trabajos seminales de Bunsen sobre el cacodilo – tetrametil diarsina que, en los días dorados antes de las vitrinas, Bunsen realizó mientras respiraba a través de un largo tubo de cristal que terminaba fuera de la ventana.

Habiendo obtenido su habilitación en 1858, Carius se casó con la hija rica de un dueño de plantación de América del Sur, y estableció un pequeño y mal equipado laboratorio propio. Empezó a tomar estudiantes y exploró las estructuras de los cloruros de azufre y selenio con moléculas orgánicas.

Era un trabajo desagradable y maloliente, y el análisis elemental era un problema. Mientras que los métodos de Liebig y Dumas estaban bien para determinar C, H y N, respectivamente, otros elementos como los halógenos, el azufre y el fósforo eran más difíciles. La mayoría de los métodos requerían una etapa inicial de combustión que no siempre llegaba a su fin y que podía dar lugar a pérdidas. También eran lentos y llevaban mucho tiempo.

El desarrollo del método de Carius y su tubo

En 1860, Carius publicó su trabajo más famoso, un nuevo método gravimétrico de análisis elemental basado en la oxidación total de la muestra utilizando ácido nítrico fumante a alta temperatura. La muestra se colocaba en un minúsculo bulbo de paredes delgadas equipado con sellos de ruptura. Ésta se transferiría a un tubo de paredes pesadas, junto con el ácido y el nitrato de plata o de bario, según el elemento que se cuantificara, y luego se sellaría. Para calentar los tubos, a Carius también se le ocurrió la ingeniosa idea de un horno con agujeros – el horno de tubo – diseñado para ser lo suficientemente robusto para hacer frente a la ruptura del tubo ocasional. El método puede no haber sido sutil, pero fue muy eficaz, y sigue en uso hoy en día.

Tubo de Carius de cuello largo
Tubo de Carius de cuello largo

En 1865 Carius fue nombrado profesor de la Universidad de Marburgo, sucediendo a Hermann Kolbe. Su esposa había muerto y se casó de nuevo en 1869. Su trabajo se centró ahora en las reacciones de adición de los ácidos carboxílicos insaturados y en las posteriores reacciones de oxidación, en particular utilizando el ozono, investigando sus reacciones con las moléculas que contienen nitrógeno, incluido el amoníaco. En una época en la que la ventilación era primitiva, no parece sorprendente que la salud de Carius se resintiera. Desarrolló la pleuresía, que gradualmente se convirtió en una grave enfermedad respiratoria. En 1874, en lugar de tomar una licencia prolongada, se fue de vacaciones a Italia, imaginando que se recuperaría rápidamente. A su regreso, el destino conspiró contra él: un compañero de trabajo dejó escapar vapor de ácido nitroso en el laboratorio, sin que se diera cuenta. Carius murió repentinamente en febrero de 1875.

Las bombas y las autoclaves tienen su lugar en el laboratorio hoy en día, pero los tubos sellados de Carius siguen siendo los caballos de batalla de las reacciones de digestión.

Para más información Classic Kit: Carius tube