Experimentos Químicos

ANTECEDENTES DE COMO SE DESCUBRIÓ EL ELECTRÓN (EXPERIMENTOS)

I. ELECTROLISIS (1800)

Este proceso fue descubierto accidentalmente en 1800 por William Nicholson y Antony Carlisle mientras estudiaban la operación de baterías eléctricas. Utilizando gotas de agua para mejorar el contacto eléctrico de una batería, notaron que se producían burbujas. Luego, al estudiar con más cuidado el fenómeno, se dieron cuenta de que cerca de la terminal negativa de la batería el gas liberado era hidrógeno, mientras que en el lado positivo se producía oxígeno como muestra la Fig. 1. Pronto se estudió la disociación de otros compuestos utilizando este método. Uno de los trabajos más extensos realizados en este campo fue el de sir Humphrey Davy, quien con la ayuda de la electrólisis descubrió los elementos sodio y potasio al someter ciertas soluciones salinas a la acción de corrientes eléctricas.

Entre los años 1833 y 1836 el físico-químico Michael Faraday desarrolló las leyes de la electrólisis y acuñó los siguientes términos.

• La masa de la sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrolito masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el tiempo (m = c I t).

• Las masas de distintas sustancias liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.

Con sus investigaciones se dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.

II. DESCARGA A TRAVÉS DE GASES

Entre 1858 y 1859 Julius Plücker ensayó una serie de experimentos sobre conducción de la electricidad en gases a baja presión.

En este dispositivo de Plücker, placas de metal introducidas en un tubo de cristal se conectaban a través de cables con una poderosa fuente de electricidad (Fig. 2). La placa conectada al positivo se denomina ánodo y la conectada al negativo se llama cátodo, Plücker observó que cerca del cátodo se producía un resplandor verdoso (Fig.4).

Es decir, cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fluorescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fluorescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fluorescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia.

III. RAYOS CATÓDICOS

En 1879, Sir William Crookes experimentando con tubos de vidrio, como el de la Fig. 3 en los cuales había hecho el vacío, observó que se desprendía una radia¬ción del cátodo al ánodo por lo cual la denominó rayos catódicos. Ellos son im¬pulsados por la gran diferencia de potencial entre los electrodos.

Cuando no se hace un buen vacío, la alta concentración de partículas en estado gaseoso que quedan dentro del tubo, impide el paso de la corriente.

IV. RAYOS ANÓDICOS Y DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN

En 1886 Eugen Goldstein, descubrió que los tubos de descarga de cátodo perforado también emiten una luz al final del cátodo. Llegó a la conclusión que, además de los rayos catódicos ya conocida, posteriormente reconocido como electrones que se mueven desde el cátodo con carga negativa hacia el ánodo cargado positivamente, hay otro rayo que viaja en la dirección opuesta. Debido a que estos últimos rayos pasan a través de los agujeros, o canales, en el cátodo, los llamó rayos del canal. Que están compuestos de iones positivos, cuya identidad depende de la de gas residual en el interior del tubo. Fue otro de los estudiantes de Helmholtz, Wilhelm Wien, que más tarde llevó a cabo extensos estudios de los rayos del canal, y en el tiempo esta obra se convertiría en parte de la base de la espectrometría de masas. En la Fig. 5 y 6 se pueden admirar los tubos que utilizó Goldstein en su experimento.

V. LA GOTA DE ACEITE

Fue la primera medida directa y convincente de la carga eléctrica de un único electrón. Fue realizado originalmente en 1909 por el físico americano Robert A. Millikan.

El aparato de Robert Millikan incorpora un par de placas metálicas paralelas horizontales.

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