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Ida Noddack

Ida Noddack (25 de febrero de 1896 - 24 de septiembre de 1978), de soltera Tacke , fue una química y física alemana . En 1934 fue la primera en mencionar la idea que más tarde se denominaría fisión nuclear . [2] [3] [4] Con su esposo Walter Noddack y Otto Berg , descubrió el elemento 75, el renio . Fue nominada tres veces al Premio Nobel de Química .

Fondo

Ida Tacke nació en Lackhausen (hoy parte de la ciudad de Wesel ) en la región norte del Rin en 1896. Describió cómo eligió su camino de estudio diciendo: "como no quería ser maestra en absoluto, y la investigación y la industria empleaban proporcionalmente menos físicos en ese momento, decidí convertirme en química, una decisión que fue bien recibida por mi padre, que era dueño de una pequeña fábrica de barnices en la región del Bajo Rin ". [5] Eligió asistir a la Technische Hochschule Charlottenburg porque se sintió atraída por sus programas largos y exigentes. Ingresó a la escuela en 1915, seis años después de que se permitiera a las mujeres estudiar en todas las universidades de Berlín . Nueve de los ochenta y cinco miembros de su clase estudiaron química. [6] En 1918, se graduó de la Universidad con un título en ingeniería química y metalúrgica, específicamente en anhídridos de ácidos grasos alifáticos superiores . [7] Fue una de las primeras mujeres en estudiar química en Alemania y formó parte de una de las primeras generaciones de estudiantes mujeres en Alemania. Además, el porcentaje de mujeres que estudiaban química aumentó del 3% antes de la Primera Guerra Mundial al 35% durante la guerra. [6] Después de graduarse, trabajó en el laboratorio de química de la fábrica de turbinas de Berlín de AEG , que es una empresa afiliada a General Electric en los Estados Unidos. [7]

El edificio en el que trabajaba, diseñado por Peter Behrens , era mundialmente famoso y parecía una turbina. Conoció a su marido, Walter Noddack , en la Technische Hochschule Charlottenburg mientras él trabajaba como investigador. [7] Se casaron en 1926. [8] Tanto antes como después de su matrimonio trabajaron como socios, una "Arbeitsgemeinschaft" o "unidad de trabajo". [9]

Fisión nuclear

En 1934, Enrico Fermi bombardeó uranio con neutrones en su laboratorio de Roma e identificó un nuevo tipo de radiactividad cuya química atómica difería enormemente de la del uranio y otros elementos similares. Publicó sus hallazgos afirmando que se trataba de una prueba de la existencia de un nuevo elemento transuránico. Ida Noddack publicó rápidamente un artículo en el que cuestionaba la conclusión de Fermi. [10] Noddack criticó correctamente las pruebas químicas de Enrico Fermi en sus experimentos de bombardeo de neutrones de 1934, a partir de los cuales postuló que podrían haberse producido elementos transuránicos . Esta teoría fue ampliamente aceptada durante unos años. Sin embargo, el artículo de Noddack "Sobre el elemento 93" sugería varias posibilidades, pero se centraba en el fracaso de Fermi a la hora de eliminar químicamente todos los elementos más ligeros que el uranio en sus pruebas, en lugar de limitarse únicamente al plomo. [11] El artículo se considera históricamente significativo hoy no solo porque señaló correctamente el fallo en la prueba química de Fermi, sino porque sugirió la posibilidad de que "es concebible que el núcleo se rompa en varios fragmentos grandes, que por supuesto serían isótopos de elementos conocidos, pero no serían vecinos del elemento irradiado". [12] Al hacerlo, presagió lo que se conocería unos años más tarde como fisión nuclear . Sin embargo, la teoría de Noddack no exhibió una prueba experimental o una base teórica para esta posibilidad. Por lo tanto, el artículo fue generalmente ignorado y burlado por otros, a pesar del hecho de que ella estaba en lo cierto. [13] Varios científicos alemanes, como Otto Hahn , vieron el trabajo de Noddack como "ridículo". [7] La ​​posición de una mujer en el lugar de trabajo había estado disminuyendo durante años debido al colapso de Wall Street de 1929. En 1932, se promulgó una ley alemana, similar a otras leyes europeas, que obligaba a las mujeres casadas a dejar sus trabajos y convertirse en amas de casa para que hubiera más puestos disponibles para los hombres. Noddack pudo escapar de esta ley gracias a su condición de "colaboradora no remunerada". [7] Esto puede haber provocado que los hombres del sector la despreciaran, ya que solo podía trabajar gracias a esta laguna jurídica. [ cita requerida ]

La idea de Noddack sobre la fisión nuclear no se confirmó hasta mucho después. Experimentos similares a los de Fermi, realizados por Irène Joliot-Curie , Frédéric Joliot-Curie y Pavle Savić en 1938, plantearon lo que ellos llamaron "dificultades de interpretación" cuando los supuestos transuránicos exhibieron propiedades de tierras raras en lugar de las de elementos adyacentes. Finalmente, el 17 de diciembre de 1938, Otto Hahn y Fritz Strassmann proporcionaron una prueba química de que los elementos transuránicos previamente supuestos eran isótopos del bario, y Hahn escribió estos emocionantes resultados a su colega exiliada Lise Meitner , explicando el proceso como una "explosión" del núcleo de uranio en elementos más ligeros. Meitner y Otto Frisch utilizaron la hipótesis de la gota de líquido de Fritz Kalckar y Niels Bohr (propuesta por primera vez por George Gamow en 1935) para proporcionar un primer modelo teórico y prueba matemática de lo que Frisch denominó fisión nuclear . Frisch también verificó experimentalmente la reacción de fisión mediante una cámara de niebla, confirmando la liberación de energía. Por lo tanto, la hipótesis original de Noddack fue finalmente aceptada. [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]

Descubrimiento de elementos

Noddack y su futuro marido buscaron los elementos 43 y 75, todavía desconocidos en aquel momento, en el Instituto Técnico-Psicológico del Reich . En 1925 publicaron un artículo (Zwei neue Elemente der Mangangruppe, Chemischer Teil) y llamaron a los nuevos elementos renio (75) y masurio (43). Llamaron a los elementos renio en honor al lugar de nacimiento de Ida y masurio en honor a él. [7] Después de que los científicos se mostraran escépticos con sus resultados, los Noddack comenzaron a realizar más experimentos para confirmar sus descubrimientos. Solo se confirmó el descubrimiento del renio. No pudieron aislar el elemento 43 y sus resultados no eran reproducibles. [7] Estos logros llevaron a que Ida recibiera la prestigiosa Medalla Liebig de la Sociedad Química Alemana en 1931.

El elemento 43 fue aislado definitivamente en 1937 por Emilio Segrè y Carlo Perrier a partir de un trozo desechado de una lámina de molibdeno de un ciclotrón que había sufrido una desintegración beta . Finalmente se lo denominó tecnecio debido a su origen artificial. Ningún isótopo del tecnecio tiene una vida media superior a los 4,2 millones de años y se suponía que había desaparecido de la Tierra como elemento de origen natural . En 1961, BT Kenna y Paul K. Kuroda descubrieron cantidades diminutas de tecnecio en la pechblenda producida a partir de la fisión espontánea del 238 U. [24] Basándose en este descubrimiento, el físico belga Pieter van Assche construyó un análisis de sus datos para demostrar que el límite de detección del método analítico de los Noddack [ aclaración necesaria ] podría haber sido 1000 veces menor que el valor de 10 −9 informado en su artículo, con el fin de demostrar que los Noddack podrían haber sido los primeros en encontrar cantidades mensurables del elemento 43, ya que los minerales que habían analizado contenían uranio . [25] Utilizando las estimaciones de Van Assche de las composiciones de los residuos de los Noddack, el científico del NIST John T. Armstrong, simuló el espectro de rayos X original con una computadora y afirmó que los resultados eran "sorprendentemente cercanos a su espectro publicado". [26] Gunter Herrmann de la Universidad de Maguncia examinó los argumentos de van Assche y concluyó que se desarrollaron ad hoc y se forzaron a un resultado predeterminado. [27] Según Kenna y Kuroda, el contenido de tecnecio 99 esperado en una pechblenda típica (50% de uranio) es de aproximadamente 10 −10 g/kg de mineral. F. Habashi señaló que el uranio nunca superó el 5% en las muestras de columbita de Noddack, y la cantidad de elemento 43 no podía superar los 3 × 10 −11 μg/kg de mineral. Una cantidad tan baja no podía pesarse ni dar líneas de rayos X del elemento 43 claramente distinguibles del ruido de fondo. La única forma de detectar su presencia era realizar mediciones radiactivas, una técnica que los Noddack no pudieron emplear, pero Segrè y Perrier sí. [28] [29] [30] [31] [32]

Tras las afirmaciones de van Assche y Armstrong, se realizó una investigación sobre los trabajos de Masataka Ogawa , quien había hecho una afirmación anterior sobre los Noddacks. En 1908 afirmó haber aislado el elemento 43, al que llamó Nipponium. Utilizando una placa original (no una simulación), Kenji Yoshihara determinó que Ogawa no había encontrado el elemento 43 del Grupo 7 del Periodo 5 ( eka-manganeso ), pero había separado con éxito el elemento 75 del Grupo 7 del Periodo 6 ( dvi-manganeso ) ( renio ), precediendo a los Noddacks por 17 años. [33] [34] [35] Sin embargo, esta afirmación ha sido cuestionada por el historiador de química Eric Scerri en su libro titulado "A Tale of Seven Elements" ER Scerri (2013). A Tale of Seven Elements . Nueva York; Oxford: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-539131-2.

Nominaciones y premios notables

Ida Noddack fue nominada tres veces al Premio Nobel de Química por su descubrimiento del renio y el masurio. Noddack y su marido fueron nominados repetidamente al Premio Nobel en 1932, 1933, 1935 y 1937 (una vez por Walther Nernst y KL Wagner en 1933; ambos Noddack fueron nominados por WJ Müller en 1935 y por A. Skrabal en 1937). [7] Los dos también recibieron la prestigiosa Medalla Liebig de la Sociedad Química Alemana en 1931. En 1934, recibieron la Medalla Scheele de la Sociedad Química Sueca, así como la patente alemana para el concentrado de renio. [36]

En 2020, el ISTR emitió una medalla conmemorativa del descubrimiento, diseñada por Igor Petrov. [37] [38]

Bibliografía

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Referencias

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  2. ^ "Tacke, Ida Eva". Programa de Astronomía de la Universidad de Alabama . Consultado el 11 de marzo de 2013 .
  3. ^ Starke, K. (1979). "Los desvíos que llevaron al descubrimiento de la fisión nuclear". Revista de Educación Química . 56 (12): 771. Bibcode :1979JChEd..56..771S. doi :10.1021/ed056p771.
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  9. ^ Annette Lykknes; Donald L. Opitz; Brigitte van Tiggelen, eds. (7 de junio de 2012). ¿Para bien o para mal? : parejas colaborativas en las ciencias (1ª ed.). [Basilea]: Birkhäuser. ISBN 978-3-0348-0285-7.
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  25. ^ Al volver a analizar las condiciones experimentales originales, concluimos que el límite de detección para la observación de rayos X de Z = 43 puede ser 1000 veces menor que el límite de detección de 10 −9 para el elemento Z = 75. Pieter HM Van Assche (4 de abril de 1988). "El descubrimiento ignorado del elemento Z = 43". Física nuclear A . 480 (2): 205–214. Bibcode :1988NuPhA.480..205V. doi :10.1016/0375-9474(88)90393-4.
  26. ^ "Simulé los espectros de rayos X que se esperarían de las estimaciones iniciales de Van Assche de las composiciones de los residuos de Noddacks... Durante los dos años siguientes, refinamos nuestra reconstrucción de sus métodos analíticos y realizamos simulaciones más sofisticadas. La concordancia entre los espectros simulados y los informados mejoró aún más". Armstrong, John T. (febrero de 2003). "Tecnecio". Chemical & Engineering News . 81 (36): 110. doi :10.1021/cen-v081n036.p110.
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  32. ^ ... PH Van Assche y JT Armstrong no pueden hacer frente a la afirmación bien documentada del reconocido físico Paul K. Kuroda (1917-2001) en su artículo "A Note on the Discovery of Technetium" (Nota sobre el descubrimiento del tecnecio), según la cual los Noddack no descubrieron el tecnecio, conocido entonces como masurio. Se puede encontrar más información sobre este asunto en el libro de Kuroda, The Origin of Chemical Elements and the Oklo Phenomenon (El origen de los elementos químicos y el fenómeno Oklo), y en el libro de Ida Noddack (1896-1978). Recuerdos personales con motivo del 80.º aniversario del descubrimiento del renio, publicado recientemente por el escritor... Fathi Habashi
    • Desde la publicación en esta revista de mi artículo sobre el descubrimiento del elemento 43 (1) , he recibido algunas cartas cuestionando la exactitud del penúltimo párrafo, en la sección titulada Némesis....
    Estoy profundamente en deuda con George B. Kauffman , Fathi Habashi, Gunter Herrmann y Jean Pierre Adloff, quienes me proporcionaron información adicional y me convencieron de considerar mejor el material publicado sobre la llamada rehabilitación de los Noddack y de corregir con esta carta mi grave error, por el cual pido disculpas. Roberto Zingales
    1. Zingales, RJ Química Educación 2005, 82, 221227
    Fathi Habashi; Roberto Zingales (febrero de 2006). "Cartas. La historia del elemento 43: el tecnecio" (PDF) . Revista de educación química . 83 (2): 213. Bibcode :2006JChEd..83..213Z. doi :10.1021/ed083p213.2.
  33. ^ El descubrimiento del nipponio por Masataka Ogawa fue aceptado en una ocasión en la tabla periódica de elementos químicos como el elemento 43, pero desapareció más tarde. Sin embargo, el nipponio muestra claramente características del renio (Z=75) al examinar sus documentos desde el punto de vista químico moderno... un registro del espectro de rayos X de la muestra de nipponio de Ogawa de torianita estaba contenido en una placa fotográfica reservada por su familia. Se leyó el espectro e indicó la ausencia del elemento 43 y la presencia del elemento 75 H. K. Yoshihara (31 de agosto de 2004). "Descubrimiento de un nuevo elemento 'nipponio': reevaluación de los trabajos pioneros de Masataka Ogawa y su hijo Eijiro Ogawa". Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy . 59 (8): 1305–1310. Bibcode :2004AcSpe..59.1305Y. doi :10.1016/j.sab.2003.12.027.
  34. ^ En una evaluación reciente del descubrimiento del "nipponio", que se suponía era el elemento 43, por Masataka Ogawa en 1908, y confirmado pero no publicado por su hijo Eijiro en la década de 1940, Kenji Yoshihara volvió a medir una placa fotográfica de un espectro de rayos X tomado por Ogawa y descubrió que las líneas espectrales eran las del renio. Por lo tanto, en realidad, el renio se descubrió muchos años antes del trabajo de Noddack, Tacke y Berg. . H. Kenji Yoshihra; Teiji Kobayashi; Masanori Kaji (noviembre de 2005). "La familia Ogawa y su investigación sobre el 'nipponio': separación exitosa del elemento 75 antes de su descubrimiento por los Noddack". Historia Scientiarum . 15 (2).
  35. ^ El elemento 75 fue aislado en 1908 por el químico japonés Masataka Ogawa y lo denominó nipponio. Lo asignó incorrectamente [ aclaración necesaria ] como elemento 43 ( tecnecio ). Desde el punto de vista químico moderno, debe considerarse como el elemento 75. Peter van der Krogt. "75 Rhenium". Elementymology & Elements Multidict . Consultado el 3 de abril de 2007 .
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  38. ^ Noddack y su marido también recibieron en 1931 la prestigiosa medalla Liebig de la Sociedad Química Alemana. En 1934 recibieron la medalla Scheele de la Sociedad Química Sueca y ese mismo año consiguieron otra patente alemana para el concentrado de renio. Crawford, E. (20 de mayo de 2002). La población Nobel 1901-1950: un censo de las nominaciones y los nominados a los premios de física y química . pp. 278, 279, 283, 284, 292, 293, 300, 301.

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