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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 denominó fisión nuclear . [2] [3] [4] Con su marido Walter Noddack y Otto Berg , descubrió el elemento 75, 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. Ella describió cómo eligió su camino de estudio diciendo: "ya que no quería ser profesora en absoluto, y En aquella época la investigación y la industria empleaban proporcionalmente menos físicos, así que decidí convertirme en químico, decisión que fue bien recibida por mi padre, que era propietario de una pequeña fábrica de barnices en la región del Bajo Rin ". [5] Eligió asistir a la Universidad Técnica de Berlín porque se sentía atraída por sus programas largos y exigentes. Ingresó en la escuela en 1915, seis años después de que a las mujeres se les permitiera 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 una licenciatura en ingeniería química y metalúrgica, específicamente en anhídridos de ácidos grasos alifáticos superiores . [7] Fue una de las primeras mujeres en Alemania en estudiar química y formó parte de una de las primeras generaciones de estudiantes en Alemania. Además, el porcentaje de mujeres que estudian 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 Universidad Técnica de Berlín 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 mucho de la del uranio y elementos similares. Publicó sus hallazgos afirmando que esto era evidencia de un nuevo elemento transuránico. Ida Noddack publicó rápidamente un artículo cuestionando 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 algunos años. Sin embargo, el artículo de Noddack "Sobre el elemento 93" sugirió una serie de posibilidades, pero se centró 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 simplemente porque señaló correctamente el error 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 unos años más tarde se conocería como fisión nuclear . Sin embargo, la teoría de Noddack no presentó pruebas experimentales ni una base teórica para esta posibilidad. Por lo tanto, los demás generalmente ignoraron y se burlaron del documento, a pesar de que ella tenía razón. [13] Varios científicos alemanes, como Otto Hahn , vieron el trabajo de Noddack como "ridículo". [7] La ​​posición de la mujer en el lugar de trabajo había ido disminuyendo durante años debido a la crisis de Wall Street de 1929. En 1932, se promulgó una ley alemana, que replicaba otras en Europa, 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 debido a su condición de "colaboradora no remunerada". [7] Esto puede haber causado que los hombres en el campo la menospreciaran, ya que solo podía trabajar debido a esta laguna jurídica. [ cita necesaria ]

La idea de Noddack sobre la fisión nuclear no se confirmó hasta mucho más tarde. Experimentos similares al de Fermi, realizados por Irène Joliot-Curie , Frédéric Joliot-Curie y Pavle Savić en 1938 plantearon lo que llamaron "dificultades de interpretación" cuando los supuestos transuránicos exhibían las propiedades de las tierras raras en lugar de las de los elementos adyacentes. Finalmente, el 17 de diciembre de 1938, Otto Hahn y Fritz Strassmann proporcionaron pruebas químicas de que los elementos transuránicos previamente supuestos eran isótopos de bario, y Hahn escribió estos emocionantes resultados a su colega exiliada Lise Meitner , explicando el proceso como una "explosión" del uranio. núcleo 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 una prueba matemática de lo que Frisch acuñó como fisión nuclear . Frisch también verificó experimentalmente la reacción de fisión mediante una cámara de niebla, confirmando la liberación de energía. Por tanto, finalmente se aceptó la hipótesis original de Noddack. [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]

Descubrimiento de elementos

Noddack y su futuro marido buscaron los entonces desconocidos elementos 43 y 75 en el Physikalisch-Technische Reichsanstalt . 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 masurium en honor al suyo. [7] Después de que los científicos se mostraron escépticos ante sus resultados, los Noddack comenzaron a realizar más experimentos para confirmar sus descubrimientos. Sólo se confirmó el descubrimiento del renio. No pudieron aislar el elemento 43 y sus resultados no fueron reproducibles. [7] Estos logros llevaron a Ida a recibir 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 de lámina de molibdeno desechado de un ciclotrón que había sufrido desintegración beta . Finalmente se le llamó tecnecio debido a su fuente artificial. Ningún isótopo del tecnecio tiene una vida media superior a 4,2 millones de años y se presume que ha desaparecido de la Tierra como elemento natural. En 1961, BT Kenna y Paul K. Kuroda descubrieron cantidades diminutas de tecnecio en pechblenda producidas a partir de fisión espontánea de 238 U. [24] Basado en este descubrimiento, el físico belga Pieter van Assche construyó un análisis de sus datos para mostrar que el límite de detección del método analítico de Noddacks [ se necesita aclaración ] podría haber sido 1000 veces menor que el valor 10 −9 informado en su artículo. , para 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 sobre las composiciones de 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 estaban "sorprendentemente cerca de su espectro publicado". [26] Gunter Herrmann de la Universidad de Mainz examinó los argumentos de van Assche y concluyó que fueron desarrollados ad hoc y obligados a un resultado predeterminado. [27] Según Kenna y Kuroda 99, el contenido de tecnecio 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 aproximadamente el 5% en las muestras de columbita de Noddacks, y que la cantidad de elemento 43 no podía exceder 3 × 10 −11 μg/kg de mineral. Una cantidad tan pequeña no podría pesarse ni producir 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]

A raíz de los reclamos de Van Assche y Armstrong, se realizó una investigación sobre las obras de Masataka Ogawa , quien había hecho un reclamo anterior sobre los Noddack. En 1908 afirmó haber aislado el elemento 43, llamándolo nipponio. Usando una placa original (no una simulación), Kenji Yoshihara determinó que Ogawa no había encontrado el elemento 43 ( eka-manganeso ) del Grupo 7 del Período 5 , pero había separado con éxito el elemento 75 ( dvi-manganeso ) ( renio ) del Grupo 7 del Período 6 , que precede los Noddack por 17 años. [33] [34] [35] Sin embargo, esta afirmación ha sido cuestionada por el historiador de la química Eric Scerri en su libro titulado "A Tale of Seven Elements" ER Scerri (2013). Un cuento de siete elementos . Nueva York; Oxford: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-539131-2.

Nominaciones y premios destacados

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] Ambos recibieron también en 1931 la prestigiosa Medalla Liebig de la Sociedad Química Alemana. En 1934 recibieron la Medalla Scheele de la Sociedad Química Sueca, así como la patente alemana para el concentrado de renio. [36]

En 2020, ISTR emitió una medalla en memoria 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 .
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  26. ^ "Simulé los espectros de rayos X que se esperarían para las estimaciones iniciales de Van Assche de las composiciones de residuos de los Noddack... Durante los siguientes dos años, refinamos nuestra reconstrucción de sus métodos analíticos y realizamos simulaciones más sofisticadas. La concordancia entre los espectros simulados y reportados mejoró aún más " Armstrong, John T. (febrero de 2003). "Tecnecio". Noticias de química e ingeniería . 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 físico bien establecido Paul K. Kuroda (1917 2001) en su artículo "Una nota sobre el descubrimiento del tecnecio" de que los Noddack No descubrió el tecnecio, entonces conocido como masurium. Se puede encontrar más información sobre este asunto en el libro de Kuroda, The Origin of Chemical Elements and the Oklo Phenomenon, y en el libro de Ida Noddack (1896 1978). Recuerdos personales con motivo del 80º aniversario del descubrimiento del renio publicados recientemente por el escritor...Fathi Habashi
    • Desde la publicación en este Diario 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 brindaron información adicional y me convencieron de considerar mejor el material publicado sobre la llamada rehabilitación de Noddack y corregirlo con esta carta. Mi grave error, por el que pido disculpas. Roberto Zingales
    1. Zingales, RJ Química. Educativo. 2005, 82, 221227
    Fathi Habashi; Roberto Zingales (febrero de 2006). "Cartas sobre la historia del elemento 43: tecnecio" (PDF) . Revista de Educación Química . 83 (2): 213. Código Bib :2006JChEd..83..213Z. doi :10.1021/ed083p213.2.
  33. ↑ El descubrimiento del nipponio por Masataka Ogawa fue aceptado una vez en la tabla periódica de elementos químicos como el elemento 43, pero desapareció más tarde. Sin embargo, el nipponio muestra claramente las características del renio (Z=75) al inspeccionar sus artículos desde el punto de vista químico moderno... un registro del espectro de rayos X de la muestra de nipponio de Ogawa procedente de la 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 'nipponium': reevaluación de los trabajos pioneros de Masataka Ogawa y su hijo Eijiro Ogawa". Spectrochimica Acta Parte B: Espectroscopia atómica . 59 (8): 1305-1310. Código Bib : 2004AcSpe..59.1305Y. doi :10.1016/j.sab.2003.12.027.
  34. ^ En una evaluación reciente del descubrimiento del "nipponio", supuestamente 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 tomada por Ogawa y descubrió que las líneas espectrales eran las del renio. 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 Noddacks". Historia científica . 15 (2).
  35. ^ El elemento 75 fue aislado en 1908 por el químico japonés Masataka Ogawa y lo llamó nipponio. Lo asignó de manera inadecuada [ se necesita aclaración ] como elemento 43 ( tecnecio ). Desde el punto de vista químico moderno debe considerarse el elemento 75. Peter van der Krogt. "75 renio". Elementimología y multidicto de elementos . Consultado el 3 de abril de 2007 .
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  38. ^ Noddack también recibió la prestigiosa Medalla Liebig de la Sociedad Química Alemana en 1931 junto con su marido. En 1934 recibieron la medalla Scheele de la Sociedad Química Sueca y ese mismo año obtuvieron otra patente alemana para el concentrado de renio. Crawford, E. (20 de mayo de 2002). La población Nobel 1901-1950: un censo de nominaciones y nominados a los premios de Física y Química . págs.278, 279, 283, 284, 292, 293, 300, 301.

enlaces externos