Todo el mundo necesita oxígeno para sobrevivir, el hombre y los animales por igual. El oxígeno es el tercer elemento más abundante en el universo y constituye casi el 21% de la atmósfera de la tierra. El oxígeno representa casi la mitad de la masa de la corteza terrestre, dos tercios de la masa del cuerpo humano y nueve décimas de la masa del agua.
Hace unos 2.500 años, los antiguos griegos identificaron el aire — junto con la tierra, el fuego y el agua — como uno de los cuatro componentes elementales de la creación. Esa noción puede parecer encantadoramente primitiva ahora. Pero tenía un sentido excelente en ese momento, y había tan poca razón para discutirlo que la idea persistió hasta finales del siglo XVIII.
En aquellos tiempos la química era más parecida a la alquimia, o se llamaba boticario. Nadie sabía de qué estaba hecho algo. Pensaban que todo estaba hecho de aire, tierra, agua y fuego. No había tal cosa como la tabla periódica de elementos. El concepto de “elementos” seguía evolucionando. Lo mismo con la idea de un gas.
El oxígeno fue descubierto por primera vez por un químico sueco, Carl Wilhelm Scheele, en 1772. Joseph Priestly, un químico inglés, independientemente, descubrió el oxígeno en 1774 y publicó sus resultados el mismo año, tres años antes de que Scheele publicara su investigación. Antoine Lavoisier, un químico francés, también descubrió el oxígeno en 1775, fue el primero en reconocerlo como un elemento, y acuñó su nombre “oxígeno”.
Hay una disputa histórica sobre quién descubrió el oxígeno. La mayoría da el crédito solamente a Priestly o a ambos Priestly y Scheele.
Comprendiendo la composición del aire
A mediados del siglo XVIII, el concepto de un “elemento” seguía evolucionando. Los investigadores habían distinguido no más de dos docenas de elementos más o menos, dependiendo de quién estaba haciendo el conteo. No estaba claro cómo el aire encajaba en ese sistema. Nadie sabía lo que era, y los investigadores siguieron descubriendo que se podía convertir en una variedad de formas que habitualmente hablaban de diferentes “aires”.
El método principal para alterar la naturaleza del aire, que los primeros químicos aprendieron, era calentar o quemar algún compuesto en él. La segunda mitad del siglo XVIII presenció un aumento de interés en tales gases. La máquina de vapor estaba en proceso de transformar la civilización, y los científicos de todos los tipos estaban fascinados con la combustión y el papel del aire en ella.
Los químicos británicos eran especialmente prolíficos. En 1754, Joseph Black identificó lo que él llamaba “aire fijo” (ahora conocido como dióxido de carbono) porque podría ser devuelto, o fijado, en la clase de sólidos de los que era producido. En 1766, un excéntrico rico llamado Henrio Cavendish produjo la sustancia altamente inflamable Lavoisier nombraría hidrógeno, de las palabras griegas para “fabricante de agua.”
Finalmente en 1772, Daniel Rutherford encontró que cuando él quemaba material en un recipiente, entonces se absorbía todo el aire “fijo” a través de una sustancia llamada potasa, resultando en un gas residual. Rutherford lo bautizó como “aire nocivo” porque asfixiaba a los ratones. Hoy, lo llamamos nitrógeno.
Pero ninguna de esas revelaciones por sí solas cuenta toda la historia.
Oxígeno a partir de Minerales
En 1772, Carl Wilhelm Scheele descubrió que el óxido de manganeso calentado al rojo vivo produce un gas. Él llamó el gas “aire de fuego” debido a las chispas brillantes que producía cuando entraba en contacto con el polvo de carbón caliente. Él repitió este experimento calentando el nitrato de potasio, el óxido de mercurio, y muchos otros materiales y produjo el mismo gas. Él recogió el gas en su forma pura usando una pequeña bolsa. Él explicó las características del “aire de fuego” usando la teoría del flogisto, que pronto fue desacreditada por Lavoisier. Él grabó cuidadosamente sus experimentos en sus notas, pero esperó varios años antes de publicarlos.
Oxígeno a partir de Plantas
Joseph Priestley analizó sistemáticamente las propiedades de los diferentes “aires” utilizando los aparatos preferidos de su época: un contenedor invertido en una plataforma elevada que podría capturar los gases producidos por varios experimentos debajo de él, el contenedor también podría ser colocado sobre agua o mercurio sellándolo eficazmente, y un gas sometido a pruebas para ver si sustentaría una llama o albergar vida.
En agosto de 1771, Joseph Priestley, puso una ramita de menta en un espacio cerrado transparente con una vela que quemó el aire hasta que pronto se apagó. Después de 27 días, él encendió la vela extinguida otra vez y se encendió perfectamente en el aire que previamente no la había soportado. ¿Y cómo Priestley encendió la vela si fue colocada en un espacio cerrado? Él dirigió rayos de luz del sol con un espejo hacia la mecha de la vela (Priestley no tenía ninguna fuente luminosa de luz, y tuvo que depender del sol).
Priestley y el hallazgo del oxígeno
Así que Priestley demostró que las plantas de alguna manera cambian la composición del aire.
En otro célebre experimento de 1772, Priestley guardó un ratón en un contenedor de aire hasta que se desplomó. Él descubrió que un ratón retenido con una planta sobreviviría. Priestley escribió, ” Quizás la lesión que es continuamente hecha por un número tan grande de animales es, en parte al menos, reparada por la creación vegetal.”
Estas clases de observaciones llevaron a Priestley a ofrecer una hipótesis interesante que las plantas restauran al aire que los animales respiran y las velas encendidas remueven.
En estos experimentos, Priestley fue el primero en observar que las plantas liberan oxígeno en el aire, el proceso que conocemos como fotosíntesis.
El mundo llama a Priestley como el hombre que descubrió el oxígeno, el ingrediente activo en la atmósfera de nuestro planeta. Al hacerlo, él ayudó a destronar una idea que dominó la ciencia durante 23 siglos ininterrumpidos: pocos conceptos “han puesto firme en la mente”, escribió, que ese aire “es una sustancia elemental simple, indestructible e inalterable”.
El 1 de agosto de 1774, dirigió su experimento más famoso. Priestley repitió los experimentos de Scheele usando una lente de vidrio de 12 pulgadas, él enfocó la luz del sol sobre óxido mercurio en un envase de cristal invertido colocado en una piscina de mercurio. El gas emitido, descubrió, era “cinco o seis veces tan bueno como el aire común” y que “el aire no es una sustancia elemental, sino una composición”, o mezcla, de gases. En las pruebas sucesivas con el nuevo “aire”, causó que una llama se quemara intensamente y mantuvo un ratón vivo durante más tiempo que en los otros experimentos previos.
Priestley, un gran seguidor de la teoría del flogisto, llamó a su descubrimiento “aire desflogisticado” basado en la teoría de que apoyaba la combustión tan bien porque no tenía flogisto en ella, y por lo tanto podría absorber la cantidad máxima mientras se quemaba.
Como quiera que el gas era llamado, sus efectos eran notables. “la sensación de él en mis pulmones”, escribió Priestley, “no era sensiblemente diferente de la del aire común, pero me pareció que mi pecho se sentía peculiarmente ligero y tranquilo durante algún tiempo después. Quién pudiera decir que en el tiempo, este aire puro puede convertirse en un artículo de moda. Hasta ahora sólo dos ratones y yo hemos tenido el privilegio de respirarlo.”
Fue poco después del descubrimiento de Priestley que él se fue de viaje a Francia y conoció a Antoine Lavoisier, un abogado francés que estaba llevando a cabo experimentos científicos tratando de averiguar de qué estaba hecho el aire. Priestley le contó a Lavoisier de sus experimentos, y resultó ser la clave que Lavoisier necesitaba para desarrollar su teoría de las reacciones químicas, la “revolución” en la química que finalmente disiparía la teoría del flogisto. Sustancias ardientes, Lavoisier argumentó, no disipó la teoría del flogisto; él argumentó que el aire ordinario esta hecho de dos componentes principales en una proporción de aproximadamente 3 a 1. Lavoiser nombró el aire especial de Priestley “oxígeno”, que proviene de las palabras griegas ὀξύς (óxys), que significa ‘ácido’, y γένος (génos), que significa ‘origen’, ‘linaje’.
En resumen, el oxígeno fue descubierto probablemente por primera vez por Scheele, pero dado a conocer primero por Priestley y no fue nombrado hasta un poco más tarde por el francés Lavoisier.