Nuestro mundo actual y modo de vivir no sería posible de no ser por la ciencia. Sin embargo, para que hoy podamos disfrutar de sus privilegios, muchas personas en el pasado tuvieron que hacer importantes descubrimientos que cambiarían el curso de la historia, tal es el caso de Robert Boyle, de quien hablaremos un poco el día de hoy.
Biografía de Robert Boyle
Nació a orillas del río Blackwater, en el castillo de Lismore, ubicado en el condado de Waterford, Irlanda, en el año 1627. Importante mencionar que era el décimocuarto hijo de Richard Boyle, su padre, y de Catherine Fenton, su segunda esposa.
Richard Boyle, padre de Robert, era oriundo de Inglaterra, pero, en el año 1588 llegó a Irlanda dedicándose a la industria y también a la política; cuando Robert nació en el año 1627, Richard ya era un individuo de renombre, tenía grandes extensiones de tierras e importantes posesiones.
Desde que Robert era pequeño mostró importantes dotes en temas científicos y que aprendía rápido, es por ello que, su padre desde niño contrató profesores para que le enseñaran a hablar latín, francés y griego. Ya a los ocho años diminaba a la perfección dichos idiomas.
En el año 1635, Robert sufre un duro golpe emocional cuando su madre muere teniéndo él apenas ocho años de edad, su padre, por otro lado, decide enviarlo a estudiar a El Colegio del Rey de Nuestra Señora de Eton, conocido también como Colegio de Eton.
Su padre era una persona muy influyente, tenía importantes contactos por todos lados, conocía a muchas personas, gracias a todos esos contactos fue que Robert pudo entrar en el Colegio de Eton, porque el director era Henry Wotton, quien era muy amigo de su padre, Richard Boyle. (ver artículo: John Dalton)
De forma general, la niñez de Robert Boyle, fue la de un niño curioso, dicha curiosidad le obligaba a investigar, indagar y dar con resultados que eran satisfactorios para él, debido a ello nunca se aburría porque siempre había algo por descubrir.
Cuando Robert ya era un adolescente, decide hacer un viaje junto a su tutor francés, Robert quería conocer tierras nuevas, explorar más allá de sus límites; su destino, Génova, Italia, llegó allí en el año 1641 y estuvo cerca de dos años en Génova.
También estuvo en Florencia, sobre todo cuando había invierno se iba a Florencia donde estudiaba las paradojas de Galileo Galilei, sin embargo, Galileo murió un año después, es decir, en el año 1642. Pese a ello, Robert continuó sus trabajos de investigación dos años más.
Luego de esos dos años más, Robert regresa pero no a Irlanda, lo hace a Inglaterra, pues, su padre Richar había muerto en el año 1643 y le había dejado importantes propiedades allí, como por ejemplo, la casa de Stalbridge en Dorset.
En Irlanda también le dejó algunas propiedades en el condado de Limerick, propiedades que Rochard había adquirido durante la guerra de Cromwell. Sin embargo, Robert se quedó en Inglaterra haciendo uso de las propiedades que le había dejado allí.
Luego de su viaje a Italia, Robert regresó con un espíritu científico más vivo que nunca, y desde que su padre le dejó aquellas propiedades, Robert la usó con fines científicos. Gracias a sus investigaciones, poco a poco Robert se iba haciendo un lugar entre un grupo de científicos conocidos como «Colegio Invisible».
Dicho grupo científico al cual perteneció nuestro Robert Boyle, se dedicaba más que todo al cultivo de la nueva filosofía y normalmente se reunían a discutir sus teorías en Londre, en el Gresahm College, aunque, habían grupos que preferían reunirse en la Universidad de Oxford.
En el año 1647, Robert decide volver a casa, Irlanda, para estar al tanto de las propiedades que su padre le dejó allí y además, continuar con sus investigaciones, sin embargo, se desilucionó de aquel país, argumentando que eran unos bárbaros que no comprendían los alcances de la química y de la ciencia en general.
Debido a que no encontraba los instrumentos químicos necesario para sus investigaciones, decide dejar Irlanda para ir a Oxford, Inglaterra. Estando allí, en la University College, específicamente en la High Street de Oxford, existía una placa que indicaba dónde se encontraba el Cross Hall. Allí, Boyle alquiló varias habitaciones del boticario que era el propietario del Hall. (ver artículo: Ernest Rutherford)
El trabajo de Robert Boyle se publicó en el año 1660 con el nombre de «Nuevos experimentos Físicos-Mecánicos, sobre la elasticidad del aire y sus efectos» teniendo buenas críticas. Entre los críticos se encontraba Francis Line, a quien Robert respondió que «El volumen de un gas varia inversamente con la presión del gas», la ley de Boyle.
En el año 1663, el Colegio Invisible cambiaría su nombre místico por uno más estético, ahora se llamaría Real Sociedad de Londres, cuya función es la mejora de recursos naturales y de conocimiento. Carlos II de Inglaterra designó a Robert como miembro del consejos de la Real Sociedad.
Años más tarde, específicamente en el año 1680 fue elegido como presidente de la Real Sociedad, cargo que no quiso aceptar por diferencias acerca del juramento. Se estima además que durante su estancia en Oxford, Robert pudo ser un Cavalier, aunque dicha orden pudo se creada antes de su llegada y debido a su influencia pasó a formar parte de ellos.
En el año 1689 la salud del prominente científico químico comenzó a debilitarse, la muerte estaba llamando a su puerta, ya era hora de irse, Robert lo sabía bien y comenzaba a prepararse espiritualmente, además, se dedicaba también a ordenar sus investigaciones científicas con el fin de dejar un legado a las nuevas generaciones.
Estuvo en ello durante dos años, cuando la muerte por fin le dijo que ya era hora, en el año 1691, Robert Boyle muere, una semana después de la muerte de su hermana, Lady Ranelagh, con quien había vivido durante más de 20 años. Robert murió debido a una parálisis y fue enterrado en el cementerio de St Martin-in-the-Fields.
Aportaciones
Las aportaciones de Robert Boyle fueron muchas, en realidad, tomando en cuenta que su rama era la química, una ciencia que en aquellos tiempos era consideraba una rama auxiliar de la alquimia y la física. Robert gracias a sus investigaciones cambió todo eso e hizo de la química una ciencia constituída.
Considerado como el padre de la química moderna, sus investigaciones fueron cruciales para la ciencia naciente, la química, desafió además a la misma alquimia y a los pensamientos aristotélicos con respecto a los elementos principales o bases.
Aportaciones a la Química
Los aportes a la química de Robert Boyle fueron varios, empezando con que el primero químico que en sus obras explicaba detalladamente los procesos complejos de sus investigaciones, dejaba anotaciones y además, una lista de los materiales que usó, también plasmaba sus observaciones.
Ésto lo hizo pionero de una química moderna en la que los detalles comenzaron a ser importantes, además de ello, hizo que la química como tal fuera vista como una ciencia importante y no como un pasatiempo, debido a ello, científicos posteriores le tomaron mayor interés.
Además, hay importantes descubrimientos de Robert Boyle al momento de estudiar los gases, debido a ello es también mundialmente conocido por su ley, la Ley de Boyle. Dicha ley establece que, la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente cuando la temperatura es constante.
- Es decir, al aumentar el volumen, las partículas del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente, debido a ello se producen menos choques entre las partículas, dando como resultado una menor presión que representa la frecuencia de choques de las partículas contra las paredes del recipiente.
- En cambio, cuando disminuye el volumen, la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por lo tanto, se producen más choques por unidad de tiempo entre ellas, esto provoca un aumento en la presión. En sí lo que Boyle descubrió al observar esto es que, si la cantidad de gas y la temperatura permanecen de forma constante, el producto de la presión multiplicado por el volumen siempre tiene el mismo valor, constante.
Todo ello dio origen a una serie de investigaciones y experimentos sobre las características del aire y su papel en procesos de combustión, transmisión de sonidos y respiración. Además de todo ésto, propuso también el concepto de partículas fundamentales, que al momento de combinarse dan origen a los distintos materiales que hoy conocemos.
También hay importantes aportes de Boyle sobre la calcinación de materiales y además, propuso una manera de poder distinguir entre una sustancia alcalina y una ácida, ésto terminó dando origen a lo que hoy día conocemos como Indicadores Químicos.
El átomo de Robert Boyle
Fue un ferviente defensor de la idea de átomos estructurados con cargas bien definidas. En una época en donde el estudio del átomo y su existencia no era aceptada por muchos científicos, y gracias a los aportes de Boyle sus investigaciones sobre el aire, determinó que el mismo estaba compuesto por átomos.
Años más tarde, fue Bernoulli quien tomó como base los estudios y aportes de Robert Boyle para determinar si era cierto lo de los átomos en el aire y efectivamente era cierto, además dijo que no solo aplicaba a los gases, sino a todo lo que nos rodea, todo estaba compuesto por átomos. (ver artículo: Niels Bohr)
Aportaciones a la tabla periódica
La tabla periódica tiene una historia bastante fascinante y de muchos siglos, pues, antes de la química, la alquímica trataba de transmutar de unos elementos en otros, experimentos que eran totalmente erróneos, pero, gracias a ellos lograron descubrirse la existencia de otros elementos.
Durante la edad media era la alquímia la que mandaba, siendo la química una ciencia poco tomada en cuenta y nisiquiera se reconocía como ciencia, sino como disciplina. Fue las aportaciones Robert Boyle quien dio origen a la tabla periódica, siendo el primero además en hacer ver a la química como una ciencia de respeto y renombre.
Su concepto de elemento químico fue revolucionario y además, contradijo totalmente las bases de la alquimia, diciendo que hay sustancias que son elementales y que gracias a la combinación o reacción de las mismas se puede dar origen a nuevas sustancias o elementos, que a su vez, por combinación o reacción pueden dar origen a otras sustancias y elementos, y así sucesivamente.
Ley de Robert Boyle
La Ley de Robert Boyle hace referencia a un descubrimiento que él pudo observar mientras estudiaba los gases, debido a dicho descubrimiento se dio origen a la ley, ésta ley dice lo siguiente:
«La presión ejercida por una fuerza química es inversamente proporcional a la masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante (si el volumen aumenta la presión disminuye, y si la presión aumenta el volumen disminuye)».
En pocas palabras lo que quiere decir los aportes de Robert Boyle, es que, al aumentar el volumen, las partículas del gas en estudio tardarían más en poder llegar hasta las paredes del recipiente, tomando ésto en cuenta tenemos que se producen menos choques entre las partículas, dando como resultado una menor presión.
Por otro lado, cuando se disminuye el volumen, la distancia la distancia recorrida por las partículas es menor, por ende, hay más choques entre ellas provando un aumento en la presión. En sí lo que Boyle descubrió al observar esto es que, si la cantidad de gas y la temperatura permanecen de forma constante, el producto de la presión multiplicado por el volumen siempre tiene el mismo valor, constante.
Las aportaciones a la física por Robert Boyle se resume como PV = K en donde la letra «P» significa presión, «V» es volumen y «K» es constante.
A pesar de las aportaciones a la física por Robert Boyle, este era ciertamente un químico. Sus otros trabajos incluyen su detección de la tarea desempeñada por el aire dentro de la transmisión del sonido, así como su análisis en energía refractiva, cristales, gravedad específica, electricidad e hidrostática.
Inventos
En la rama científica-química, ¿Qué hizo Robert Boyle? no sólo descubrió e innovó en el campo de la química, sino que desafió algunas de las leyes ya propuestas siglos antes, gracias a sus nuevas ideas científicas, dichas leyes quedarían registrada sólo en la historia.
Uno de los inventos de Robert Boyle es la famosa bomba de aire, pues, cuando el alemán Otto von Guericke publica su trabajo sobre la bomba de aire, Robert Boyle le dice a su amigo, Robert Hooke, que se podía mejorar aquella bomba de aire y que lo ayudara a hacerlo, entonces iniciaron sus trabajos de investigación.
Los dos realizaron experimentos con el fin de probar la necesidad del aire para que suceda la combustión, también para probar su necesidad en la transmisión del sonido y también para la respiración humana. Hechos que hoy día son obvios, pero que en su tiempo eran objetos de disputas.
Entonces se puede decir que otro de los inventos de Robert Boyle más notable fue el Balance Spring. Es un componente de reloj que permite que los relojes se mantengan precisos.
Teoría
Las teorías y principales aportaciones de Robert Boyle en varias ocasiones desafiaron otras teorías o leyes que ya existían, como por ejemplo cuando dijo que la alquimia estaba mal dando por hecho que la sal, el mercurio y el azufre eran los únicos elementos principales.
Además de ello rechazó la teoría aristotélica que decía que absolutamente todo estaba compuesto por fuego, aire, tierra y agua. Inició la teoría de los elementos químicos, diciendo que estos al combinarse o al momento de reaccionar pueden dar origen a otros elementos.
No pudo llegar a probar a ciencia cierta su teoría sobre elementos químicos pero dejó las bases para que científicos posteriores se tomaran la molestia de hacerlo por él, y hoy tenemos la tabla periódica, que nos muestra todos los elementos químicos hasta ahora descubiertos.
Definitivamente, los aportes a la química de Robert Boyle que surgió a raíz del estudio de los gases cambiaron al mundo de la química para siempre y sepultó totalmente a la alquimia poniendo a la química como ciencia dominante por encima de la alquimia y ganándole más prestigio a la química.
Frasco de Autollenado
El frasco de autollenado es una de las aportaciones a la ciencia de Robert Boyle que parte de la teoría de móvil perpetuo, que es una teoría en donde hipotéticamente una máquina sería capaz de funcionar eternamente luego de que una fuerza externa la ponga en marcha, sin necesidad de fuerza adicional luego de la fuerza inicial ejercida.
Es simplemente una teoría porque dicha máquina que pueda funcionar eternamente luego de un empujón inicial, sin necesidad luego de más fuerza externa, no existe, es un sueño para muchos de los científicos de nuestra época e incluso de la época de Robert.
En las aportaciones de Robert Boyle a la química quiso probar si de verdad ésto era imposible de lograrse, por lo cual, hizo un vaso con un manguera transparente conectada a la parte inferior del vaso y el otro extremo de la manguera estaría encima del vaso, pues, la idea es que cuando se vierta un líquido en el vaso, éste recorra la manguera para finalmente caer de nuevo en el vaso.
Una vez que Robert tuvo la idea lista para su experimento, se propuso a construir aquel vaso con aquella conexión y se dio cuenta de que, el agua no tenía la fuerza suficiente para subir por al manguera y volver a caer sobre el vaso, en pocas palabras, el agua se quedaba estancada.
La leche tampoco podía hacer aquel recorrido, ni ninguno de los líquidos de suaves pudieron subir por la manguera, los únicos líquidos que pudieron fueron los tiene una parte gaseosa, pues, luego de disiparse un poco el gas, éste le daba cierta fuerza (aquí ya se perdía la idea principal de una máquina que solo funcione eternamente aplicando nada más la fuerza inicial) que impulsaría al líquido hacia arriba y estando allí, caía nuevamente al vaso. (ver artículo: Gauss)
Ácidos y bases
En el siglo XVII, época en la que Robert vivió e hizo sus descubrimientos para cambiar al mundo y a la química, clasificó a las substancias como ácidas o bases, llamando a las bases como Alcalis, de acuerdo a las siguientes características:
- Las substancias ácidas tienen un sabor amargo, además, corroen el metal desprendiendo H2, enrojecen al tornasol azul, por otro lado, decoloran la Fenolftaleína y además, se vuelven menos ácidos al combinarse con los bases o alcalis, neutralizándose con los bases dando lugar a las sales.
- La subtancias bases tienen un sabor cáustico, es decir, quema mucho, y es jabonoso, o sea, probarlo es jabonoso y quema, además, es resvaladizo por lo mismo de que es jabonozo, combierte al tornasol en azul y enrojece la Fenolftaleína, se vuelven menos base cuando se mezclan con los ácidos, dicha mezcla también da lugar a las sales.
En las aportaciones a la ciencia de Robert Boyle, observó que estos comportamientos pero al igual que muchos otros científicos, no logró dar con la respuesta del porqué los ácidos y los bases se comportaban de esa manera. La primera definición aceptable y con ella una explicación al porqué, sucedió 200 años después, con Michael Faraday.
Michael descubrió que los ácidos, bases y sales en realidad electrólitos, que al momento de ser disueltos en agua, estos se disocian en partículas con cargas o iones que pueden llegar a producir la corriente eléctrica. Tuvieron que pasar 200 años desde Robert Boley hasta Michael Faraday para que ésto se descubriera.
La estructura de la materia
En sus observaciones y estudios de la estructura de la materia por Robert Boyle, se dio cuenta de que ésto no era del todo cierto y encontró un argumento sólido para ir contra la alquimia, pues, determinó de hecho que las sales eran el resultado de la mezcla entre ácidos y bases.
Ésto llevó a pensar a Robert que habían más elementos y que por medio de ellos se puede llegar a una gran combinación de elementos que darían origen a otros. Desafió totalmente a la alquimia, que era la ciencia que predominaba, pero al momento de probarlo, terminó sepultando a la misma.
Por otro lado, estaba el pensamiento aristotélico que decía que todo estaba compuesto por cuatro elementos básicos, agua, tierra, aire y fuego, con los descubrimientos de Robert Boyle, se determinó que ésto no era del todo cierto, que la materia en realidad estaba compuesta por diferentes elementos químicos.
El concepto de elemento químico fue propuesto por él mismo, que años más tarde y gracias a los trabajos y aportaciones de Robert Boyle a la química que hicieron que dicha ciencia tomara mucho más fuerza entre los científicos, se llegó a descubrir cientos de elementos químicos que dan origen a la vida o que la permiten o destruyen, también se hizo una compilación de los mismos en lo que hoy conocemos como Tabla Periódica.
Obras literarias
A lo largo de su vida, en la biografía de Robert Boyle, se indica que hizo importantes obras que cambiarían el curso de la historia y de su historia, pues, sus obras lo hicieron de alguna forma en un ser inmortal, dejando luego de su fallecimiento, un legado importante para las futuras generaciones que se encaminarían en el mundo de la química.
Sirvieron de inspiración para que muchos científicos de su época tomaran en cuenta a la química como una ciencia verdadera y no como un auxiliar de otras ciencias, además, en el futuro sus teorías se convertirían en verdades irrefutables.
El químico escéptico
El químico escéptico es una de las obras principales y más renombradas del científico irlandés, Robert Boyle, en ella, Robert hace duras críticas hacia lo que era la alquimia en aquél entonces, recordemos que, en ésa época, la alquimia era una ciencia de renombre.
Por otro lado, la química era considera como una rama auxiliar de la física, la alquima, e incluso de la medicina, Robert, gracias a ésta obra pudo cambiar eso, gracias a la obra y a sus experimentos. Además, aquí hace un fuerte llamado a la comunidad científica de aquel momento a que se planteen hacer experimentos de sus teorías.
Pues, aunque la teoría sea maravillosa, espléndida y explique algunas cosas, es en la práctica en donde verdaderamente se ve si puede ser considerada como verdad o no, instó a aquellos pocos químicos a que experimentaran.
Por medio de ésta obra, Robert fue capaz de dejar un estándar de cómo debería el modelo experimental científico, además, en ella explicó muchos de sus descubrimientos al detalle, dejando anotaciones, explicaciones detalladas sobre cada elemento o cosa que él consideraba importante. (ver artículo: Blaise Pascal)
En la biografía de Robert Boyle, se describe como uno de los pocos científicos de aquella época que tomó en cuenta que no todos sabían sobre ciencia, debido a ello también instó en su obra a que las explicaciones debían lo más sencillas y precisas posibles, para que no solo la comunidad científica las entendiera, sino también cualquiera que no fuera científico.