Química: María Curie descubrió la radiactividad🕒 Tiempo estimado: 11 minutos de lectura
Marie Curie es una científica que hoy en día no necesita dar lugar a presentaciones. Ella es la descubridora de la radioactividad pero este proceso fue largo e inesperado.
Maria Curie experimentó con varios compuestos y minerales que contenían uranio, observando que todos hacían que el aire condujera electricidad. El efecto dependía de la cantidad de uranio presente en los compuestos, pero no de los otros elementos, lo que sugería que la emisión de radiación no estaba ligada a la estructura molecular o cristalina de las sustancias, sino a la cantidad de átomos de uranio.
Primeros intentos fallidos
La elección del método eléctrico resultó ser un acierto fortuito. Las placas fotográficas, antes utilizadas para estudiar las radiaciones, eran inadecuadas debido a su sensibilidad a múltiples factores como el calor, la presión, la humedad y los efectos químicos. Con ellas, era difícil discernir que las radiaciones de uranio eran distintas de otras radiaciones invisibles supuestas. Sin embargo, el análisis de los efectos eléctricos reveló que el yeso, el papel, el azúcar y otras sustancias que parecían emitir rayos invisibles no convertían el aire en conductor de electricidad.
Curie examinó una amplia gama de sustancias comunes, y luego empezó a probar sistemáticamente todos los compuestos químicos y minerales disponibles en el laboratorio de la Escuela Industrial de Química y Física, donde trabajaba. Al principio, ninguno parecía producir efectos similares al uranio. Sin embargo, tras numerosos resultados negativos, descubrió que los compuestos de torio también generaban efectos similares.
Este hallazgo, que reveló que las radiaciones estudiadas por Becquerel no eran exclusivas del uranio, fue significativo, aunque el físico alemán Gerhard Schmidt ya había reportado dos meses antes que el torio emitía radiaciones del mismo tipo.
Primeras sospechas
Además de uranio y torio y sus compuestos, Curie observó que el cerio, el niobio y el tántalo también mostraban una débil actividad. Sabido era que el fósforo blanco podía ionizar el aire, pero Curie notó que otras formas de fósforo, como el rojo o los fosfatos, no producían el mismo efecto, sugiriendo un fenómeno de naturaleza diferente.
Al examinar diversos minerales naturales, Curie encontró que aquellos que contenían uranio y torio emitían radiaciones ionizantes. Sin embargo, algunos minerales sorprendentemente producían radiaciones más intensas que el uranio o torio puros. Por ejemplo, la calcocita natural era dos veces más activa que el uranio metálico, contradiciendo la creencia anterior de que la intensidad de la radiación era proporcional a la cantidad de torio o uranio en los compuestos. Para entender mejor, Curie sintetizó calcocita (fosfato cristalizado de cobre y uranio) a partir de sustancias químicas puras y observó que esta calcocita artificial era tan activa como otros compuestos de uranio pero menos que el uranio puro. Conjeturó que estos minerales debían contener otro elemento desconocido, más activo que el uranio.
El descubrimiento
Este período estuvo marcado por numerosos intentos infructuosos. María y Pierre Curie, trabajando codo con codo, registraban sus hallazgos y reflexiones en cuadernos de laboratorio. Aunque no lograron aislar completamente el nuevo elemento, sí obtuvieron un material que parecía ser bismuto, pero era 400 veces más activo que el uranio. Mantuvieron la creencia de que había un elemento desconocido en la sustancia aislada, al cual nombraron «polonio» en honor al país natal de María.
Continuando con su investigación en la pechblenda y con la colaboración de Georges Bémont, los Curie identificaron otra sustancia altamente radiactiva. A pesar de ser difícil de aislar, y mediante una serie de reacciones químicas, lograron obtener un material tan radiactivo como el bismuto radiactivo, pero con propiedades químicas similares al bario. Aumentaron su concentración mediante procesos de disolución y precipitación, obteniendo un material 900 veces más activo que el uranio puro, aunque sin lograr una separación total del bario. Supusieron la presencia de un elemento nuevo y desconocido mezclado con el bario y lo llamaron «radio».
Para probar la existencia de estos nuevos elementos, los Curie idearon una prueba definitiva: analizar el espectro de los materiales radiactivos obtenidos. Cada elemento químico emite un espectro luminoso único al vaporizarse y ser atravesado por una descarga eléctrica. Esperaban que el espectro del bismuto y el bario radiactivos mostraran líneas espectrales nuevas, distintas a las de los elementos conocidos. Aunque inicialmente la prueba con el bismuto radiactivo fracasó, meses después, al probar con bario radiactivo, confirmaron la existencia de líneas espectrales únicas en el material más radiactivo, confirmando la presencia de radio. Los resultados fueron presentados en la Academia de Ciencias de París el 26 de diciembre de 1898.
Los hallazgos de 1898 abrieron camino a futuras investigaciones. La principal línea de trabajo de los Curie fue aislar polonio y radio de la pechblenda y obtenerlos en forma pura para determinar sus propiedades. Durante cuatro años, de 1899 a 1902, y mayormente a cargo de María, purificaron gradualmente materiales radiactivos de una tonelada de pechblenda. Aunque el polonio eludió su aislamiento, lograron obtener aproximadamente una décima parte de un gramo de cloruro de radio casi puro y determinaron su peso atómico.
Durante estos cuatro años, la determinación de María Curie fue inquebrantable, incluso ante aparentes estancamientos. El trabajo era físicamente demandante; manipular grandes cantidades de material, transportar recipientes, hervir líquidos, mezclar y burbujear grandes volúmenes de sulfuro de hidrógeno. Pero su perseverancia finalmente llevó a descubrimientos revolucionarios en el campo de la radiactividad.
Marie Curie y su impacto en la ciencia
Primeros Años e Inspiración
María Skłodowska nació en Varsovia, Polonia, en un tiempo en que su país luchaba por su identidad y las mujeres raramente se veían en la ciencia. Desde joven, su sed de conocimiento y su compromiso con la educación la llevaron a superar obstáculos financieros y sociales, llevándola finalmente a París, donde se convirtió en María Curie, la científica.
Descubriendo lo Invisible: El Camino hacia la Radiactividad
Curie se sumergió en el mundo de la física y la química en la Sorbona, donde conoció y se casó con Pierre Curie. Inspirada por el descubrimiento de los rayos X y la radiación de Henri Becquerel, comenzó su camino hacia el descubrimiento de la radiactividad. Su trabajo meticuloso y revolucionario reveló que la radiación no era el resultado de una interacción molecular, sino que provenía del interior mismo de los átomos.
El Legado de los Curie: Polonio y Radio
Junto a su marido, Curie descubrió dos nuevos elementos: el polonio, nombrado en honor a su Polonia natal, y el radio, que brillaba misteriosamente debido a su intensa radiactividad. Estos descubrimientos no solo cambiaron la percepción de la materia y la energía, sino que también abrieron la puerta a un mundo de aplicaciones médicas y científicas.
La Radiactividad y su Impacto
Definiendo la Radiactividad
Curie definió la radiactividad como una propiedad de ciertos elementos de emitir radiación como resultado de la desintegración de sus átomos. Esta idea revolucionaria cambió la comprensión fundamental de la materia y llevó a la formulación de nuevas teorías en física y química.
Avances Médicos Gracias a la Radiactividad
Los descubrimientos de Curie llevaron al desarrollo de técnicas de radiografía y tratamientos contra el cáncer. Su trabajo pionero en la radioterapia ha salvado innumerables vidas y continúa siendo una piedra angular en el tratamiento médico.
Peligros y Precauciones
Curie también fue una de las primeras en notar los efectos nocivos de la radiación, sufriendo problemas de salud debido a su exposición prolongada. Su historia es un recordatorio temprano de la necesidad de respetar y entender las fuerzas poderosas que manejamos.
Aplicaciones de la radiactividad
Energía Nuclear
La comprensión de la radiactividad llevó al desarrollo de la energía nuclear, una fuente controversial pero poderosa de energía que ha transformado las políticas energéticas y geopolíticas mundiales.
Arqueología y Geología
Técnicas como la datación por carbono-14, posible gracias a la comprensión de la radiactividad, han permitido a los científicos determinar la edad de artefactos antiguos y fósiles, abriendo nuevas ventanas al pasado de nuestro planeta y la humanidad.
Investigación Espacial
La radiactividad y los materiales radiactivos juegan un papel crucial en la propulsión espacial y en los generadores termoeléctricos de radioisótopos que alimentan naves espaciales y rovers en planetas distantes.
Su evolución en la ciencia
Reconocimientos y Desafíos
María Curie fue la primera mujer en ganar un Premio Nobel y la única persona en ganar en dos campos científicos diferentes (física y química). Su camino no estuvo exento de desafíos, enfrentando discriminación y escepticismo, pero su dedicación y resultados hablaron por sí mismos.
Un Legado que Perdura
La influencia de Curie se extiende más allá de sus descubrimientos. Fundó institutos de investigación en París y Varsovia, y su enfoque pionero para la investigación y la educación científica sigue inspirando a generaciones.
La Radiactividad Hoy
Aunque la radiactividad ha sido estudiada extensivamente, aún presenta preguntas, especialmente en áreas como los desechos nucleares, la seguridad nuclear y los efectos a largo plazo de la radiación en la biología.
La investigación continúa en cómo podemos utilizar la radiactividad de manera segura y efectiva, desde tratamientos médicos más dirigidos hasta fuentes de energía más limpias y eficientes.
María Curie y la Radiactividad
- Noble al Cuadrado: Curie es la única persona en ganar Premios Nobel en dos ciencias diferentes.
- Un Diario Brillante: Los cuadernos de laboratorio de Curie todavía son radiactivos y se almacenan en cajas de plomo.
- Sacrificio Final: Curie murió por complicaciones relacionadas con la exposición a la radiación, una mártir de la ciencia que amaba.
- Polonio: Nombró al polonio en honor a Polonia, que luchaba por su independencia, como un acto de patriotismo.
- Guerra y Paz: Durante la Primera Guerra Mundial, Curie desarrolló unidades móviles de rayos X para tratar a soldados heridos.
- Legado Familiar: Su hija, Irène Joliot-Curie, también ganó un Premio Nobel por su trabajo en química.
- Una Tumba Brillante: Curie y su esposo están enterrados en el Panteón de París, un honor reservado para los héroes nacionales de Francia.
- Educación en la Adversidad: Curie luchó contra la pobreza y la discriminación para educarse, estudiando en la clandestina Universidad Volante en Polonia.
- Un Elemento en su Honor: El elemento 96, curio, fue nombrado en honor a ella y a su esposo.
- Inspiración Continua: Curie es un icono cultural, representando la tenacidad, la inteligencia y el poder de la ciencia para cambiar el mundo.
Preguntas y respuestas sobre el Descubrimiento de la Radiactividad
P: ¿Cómo definió María Curie la radiactividad?
R: Curie definió la radiactividad como una propiedad intrínseca de ciertos elementos de emitir radiación de sus átomos. Fue una de las primeras en entender que la radiación venía del átomo mismo, no de interacciones moleculares complejas.
P: ¿Cuál fue el impacto de los descubrimientos de Curie en la ciencia moderna?
R: Los descubrimientos de Curie transformaron nuestra comprensión de la materia y la energía, abriendo el camino para el desarrollo de la física nuclear, la medicina nuclear, la arqueología moderna y mucho más.
P: ¿Qué desafíos enfrentó Curie en su carrera?
R: Además de los desafíos financieros y académicos, Curie enfrentó discriminación de género y escepticismo sobre sus habilidades debido a ser mujer. Sin embargo, su dedicación y resultados impresionantes finalmente ganaron el respeto y reconocimiento mundial.