Descubrimiento y aplicación de los gases
En 1868 el astrónomo francés Janssen (1824-1907) viajó a la India para observar un eclipse total de Sol. Al estudiar espectroscópicamente la cromosfera solar observó una línea amarilla que no coincidía con el doblete del sodio. Ese mismo año, el astrónomo inglés Lockyer (1836-1920) comprobó que esa línea no se correspondía con la de ningún elemento de los entonces conocidos. Lockyer supuso que la línea era debida a la presencia de un nuevo elemento al que llamó helio (del griego helios Sol).
En 1894 el físico inglés Rayleigh (1842-1919) y el químico inglés Ramsay (1852-1916) anunciaron la obtención de un nuevo gas que no se combinaba con ningún otro elemento.
Rayleigh había iniciado unas investigaciones sobre las densidades gaseosas y en 1892 había comenzado a determinar cuidadosamente las densidades de los gases hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Para preparar el nitrógeno mezcló aire seco con un exceso de amoníaco y pasó la mezcla sobre cobre calentado al rojo.
El exceso de amoníaco lo eliminó haciendo burbujear el gas a través de ácido sulfúrico, con lo cual el gas resultante, después de ser secado, debería ser nitrógeno puro.
Rayleigh preparó otra muestra de nitrógeno haciendo pasar aire a través de cobre calentado al rojo; con ello eliminó todo el oxígeno del aire y supuso que el gas residual debía ser también nitrógeno puro.
Al determinar la densidades de ambas muestras encontró que el nitrógeno obtenido del aire tenía una densidad que era un 0,1% mayor que la del obtenido a partir de aire y amoníaco.
A la vista de estos resultados decidió emplear otros procedimientos para obtener el nitrógeno, como la descomposición térmica del nitrito amónico. Una vez seco el nitrógeno obtenido encontró que su densidad era ahora un 0,5% menor que la del obtenido a partir del aire.
Ramsay sospechó que en el aire debía encontrarse presente algún otro gas, y se ofreció a Rayleigh para ayudarle a encontrar la razón de la discrepancia entre los valores obtenidos.
Para ello, hizo pasar nitrógeno atmosférico sobre magnesio al rojo, con lo que separó lo que realmente era nitrógeno en forma de nitruro magnésico y obtuvo un gas residual que constituía aproximadamente 1/80 del volumen inicial del nitrógeno y cuya densidad era aproximadamente 1/14 mayor que la del nitrógeno primitivo.
Al examinar el espectro del gas residual, Ramsay observó grupos de rayas rojas y verdes jalmas observadas en los espectros de ningún gas. Rayleigh y Ramsay aislaron suficiente cantidad del nuevo gas y demostraron que no se combinaba con ningún otro elemento.
En agosto de 1894 anunciaron el descubrimiento del nuevo gas, al que llamaron argón (del griego argos perezoso, inerte). Ramsay supuso que debía existir una familia de elementos inertes y continuó sus investigaciones.
Dejando evaporar la mayor parte del aire líquido obtuvo un residuo en el que imaginó que debían estar concentrados los gases inertes. Tras eliminar el oxígeno y el nitrógeno remanentes con cobre y magnesio al rojo, respectivamente, sometió el residuo resultante al análisis espectroscópico y observó una raya amarilla brillante de una tonalidad más verdosa que la del bello y una raya verde brillante.
El 30 de mayo de 1898 anunció el descubrimiento del kriptón (del griego kriptos oculto, escondido). Las propiedades de los gases inertes descubiertos hacían suponer que debía existir otro elemento de la familia entre el helio y el argón. Ramsay prosiguió la búsqueda del nuevo elemento empleando el argón recién obtenido.
Empleando aire líquido como refrigerante licuó primero y solidificó después el argón obtenido. Dejando volatilizar el argón solidificado recogió la primera fracción y la destiló, observando que su espectro mostraba muchas rayas en la zona del rojo. En junio de 1898 se dio a conocer el descubrimiento del neón (del griego neo.; nuevo). Ramsay preparó más kriptón y, por destilación fraccionada, consiguió separar un gas, más denso que producía un hermoso resplandor azul al ser colocado en un tubo de descarga.
El 12 de julio de 1898 anunció el descubrimiento del xenón (del griego xenos extraño). En 1900 el físico alemán Dorn encontró que uno de los productos obtenidos en la desintegración del radio era un gas inerte, que fue denominado nitón por Ramsay debido a la luminosidad que exhibía en estado líquido.
En 1908 Ramsay y sus colaboradores analizaron una muestra de nitón que ocupaba tan solo unos pocos milímetros cúbicos a la presión atmosférica y determinaron su densidad y su masa atómica, resultando ser el gas más denso conocido.
Con posterioridad se descubrió que el nitón era un isótopo de un elemento que recibió en 1923 el nombre de radón y que es actualmente el último elemento de la familia de los gases nobles.
Aplicaciones
El helio se emplea para llenar globos de observación en sustitución del hidrógeno, que es inflamable también se utiliza mezclado con oxígeno, como aire artificial, en actividades subacuáticas para evitar los trastornos circulatorios ocasionados por el nitrógeno. El neón se utiliza en los anuncios luminosos debido a la luz roja brillante que emite.
El argón se utiliza en aquellas operaciones que requieren el uso de una atmósfera inerte. El kriptón y el Xenón se utilizan en fotografía. El radón tiene aplicaciones terapéuticas en el tratamiento de tumores por radioterapia.
