Aislamiento del nitrógeno

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El nitrógeno es el elemento químico de símbolo N y número atómico 7. Fue descubierto y aislado por primera vez por el médico escocés Daniel Rutherford en 1772. Aunque Carl Wilhelm Scheele y Henry Cavendish lo habían hecho por separado casi al mismo tiempo, generalmente se atribuye el mérito a Rutherford porque su trabajo se publicó primero.

El hombre detrás del nitrógeno

El 3 de noviembre de 1749 nació el médico, químico y botánico escocés Daniel Rutherford. Rutherford era tío del famoso novelista Sir Walter Scott. Pero en principio, es más famoso por el aislamiento del nitrógeno en 1772.


Segundo hijo del profesor John Rutherford y su segunda esposa Anne Mackay, Daniel Rutherford nació en Edimburgo el 3 de noviembre de 1749. Educado al principio en su casa, a los siete años fue enviado a la escuela de un tal Sr. Mundell, después a una academia en Inglaterra, y de ahí a la Universidad de Edimburgo, donde, tras licenciarse, inició sus estudios de medicina. Allí obtuvo su diploma de doctor en medicina el 12 de septiembre de 1772, siendo su disertación inaugural “De aere fixo dicto aut Mephitico“.

Daniel Rutherford, descubridor del nitrógeno
Daniel Rutherford, descubridor del nitrógeno

La disertación se abre con un relato de los trabajos de Joseph Black y de Henry Cavendish sobre el aire “fijo” o “mefítico” (es decir, el ácido carbónico). Rutherford procede a señalar que “por medio de la respiración animal” el aire puro no sólo se convierte en parte en mefítico, sino que también experimenta otro cambio singular en su naturaleza.

Primeros indicios

Rutherford Supuso que el aire mefítico se ha generado probablemente a partir del alimento, y que ha sido expulsado como sustancia nociva de la sangre, por medio de los pulmones. Comprobó experimentalmente que el aire pasado sobre carbón encendido y tratado con lejía cáustica se comporta de la misma manera que el aire hecho nocivo por la respiración. Continuó diciendo que cuando un metal, fósforo o azufre se calcina en el aire (probablemente en el caso del azufre en presencia de agua), el gas residual no contiene “aire mefítico”, sino que sólo experimenta el “cambio singular” antes mencionado. El aire restante no soportaba la combustión, y un ratón no podía vivir en él. Rutherford no dio ningún nombre al gas residual, sino que se refirió a él sólo como “aire nocivo” o “aire flogístico”.


Convencido de la teoría contemporánea del flogisto, que postulaba un elemento similar al fuego, llamado flogisto, contenido en los cuerpos combustibles y liberado durante la combustión, Rutherford explicó sus resultados en términos de ella.

El residuo de aire que quedaba después de la combustión, en realidad una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono, se denominaba por tanto aire flogístico, ya que había absorbido todo el flogisto.

Indicios claros y no claros

El hecho de que existiera un componente del aire que no favorece la combustión estaba claro para Rutherford, aunque no era consciente de que fuera un elemento. El nitrógeno también fue estudiado más o menos en la misma época por Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish, y Joseph Priestley, quienes se refirieron a él como aire quemado o aire flogístico. El químico francés Antoine Lavoisier se refirió al gas nitrógeno como “aire mefítico” o azote, de la palabra griega άζωτικός (azotikos), “sin vida”, debido a que es mayoritariamente inerte.

En una atmósfera de nitrógeno puro, los animales morían y las llamas se extinguían. Aunque el nombre de Lavoisier no se aceptó en inglés, ya que se señaló que casi todos los gases (de hecho, con la única excepción del oxígeno) son mefíticos, se utiliza en muchos idiomas (francés, italiano, portugués, polaco, ruso, albanés, turco, etc.; el alemán Stickstoff hace referencia de forma similar a la misma característica, a saber, ersticken “ahogar o asfixiar”) y aún permanece en inglés en los nombres comunes de muchos compuestos de nitrógeno, como la hidracina y los compuestos del ion azida. Finalmente, dio lugar a la denominación “pnicógenos” para el grupo encabezado por el nitrógeno, del griego πνίγειν “ahogar”.

La palabra inglesa nitrogen (1794) llegó al idioma a partir del francés nitrogène, acuñado en 1790 por el químico francés Jean-Antoine Chaptal (1756-1832), del francés nitre (nitrato de potasio, también llamado salitre) y el sufijo francés -gène, “producir”, del griego -γενής (-genes, “engendrado”). El significado de Chaptal era que el nitrógeno es la parte esencial del ácido nítrico, que a su vez se producía a partir del nitro. En épocas anteriores, la salitre se había confundido con el “natrón” egipcio (carbonato de sodio) -llamado νίτρον (nitrón) en griego- que, a pesar del nombre, no contenía nitrato.


Primeros usos del nitrógeno

Las primeras aplicaciones militares, industriales y agrícolas de los compuestos nitrogenados utilizaban el salitre (nitrato de sodio o de potasio), sobre todo en la pólvora, y más tarde como fertilizante. En 1910, Lord Rayleigh descubrió que una descarga eléctrica en el gas nitrógeno producía “nitrógeno activo”, un alótropo monatómico del nitrógeno La “nube arremolinada de luz amarilla brillante” producida por su aparato reaccionaba con el mercurio para producir nitruro de mercurio explosivo.

Nitrógeno líquido
Nitrógeno líquido

Durante mucho tiempo, las fuentes de compuestos de nitrógeno fueron limitadas. Las fuentes naturales procedían de la biología o de depósitos de nitratos producidos por reacciones atmosféricas. La fijación del nitrógeno mediante procesos industriales como el proceso Frank-Caro (1895-1899) y el proceso Haber-Bosch (1908-1913) alivió esta escasez de compuestos nitrogenados, hasta el punto de que la mitad de la producción mundial de alimentos depende actualmente de los fertilizantes nitrogenados sintéticos. Al mismo tiempo, el uso del proceso Ostwald (1902) para producir nitratos a partir de la fijación industrial del nitrógeno permitió la producción industrial a gran escala de nitratos como materia prima en la fabricación de explosivos en las guerras mundiales del siglo XX.

La vida después del nitrógeno.

Después de la publicación y de haber completado su curso universitario, Rutherford viajó por Inglaterra, fue a Francia en 1773 y de allí a Italia. Regresó en 1775 a Edimburgo, donde comenzó a ejercer. En 1776 se convirtió en licenciado del Real Colegio de Médicos de Edimburgo y en miembro de este al año siguiente.

Fue presidente del colegio desde diciembre de 1796 hasta diciembre de 1798. En 1786, sucedió al Dr. John Hope como profesor de botánica en la universidad y guardián del Real Jardín Botánico de Edimburgo. A los diez años, Rutherford sufría de gota, que se agravó en su vida posterior, y probablemente fue la causa de su repentina muerte, el 15 de noviembre de 1819


Para más información Daniel Rutherford and the isolation of Nitrogen

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