Download Mercurio - Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas

Los botones
de
Napoleón
Los metales y la química en la historia
Alejandro C. Olivieri
Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas
Los metales
Usos de los metales
Los metales se utilizan desde hace miles de años.
Hoy en día se extraen y usan más de sesenta
distintos, dependiendo de propiedades tales como
resistencia, dureza, conductividad eléctrica y
conductividad térmica.
Producción mundial de metales
Metal
Aluminio
Antimonio
Cromo
Cobalto
Cobre
Oro
Hierro
Plomo
Manganeso
Mercurio
Molibdeno
Níquel
Plata
Estaño
Wolframio
Vanadio
Cinc
Símbolo
Producción anual (toneladas)
Al
Sb
Cr
Co
Cu
Au
Fe
Pb
Mn
Hg
Mo
Ni
Ag
Sn
W
V
Zn
19.000.000
100.000
10.000.000
20.000
11.000.000
3.000
510.000.000
2.800.000
13.000.000
20.000
100.000
900.000
14.000
200.000
25.000
35.000
7.500.000
Los siete metales de la antigüedad
Cobre
Oro
Hierro
Plomo
Mercurio
Plata
Estaño
Egipto, 5000 AC
Fenicia, 1000 AC
Asia menor, 2000 AC
Roma, 1000 AC
Grecia, 320 AC
Asia menor, 2500 AC
Egipto, 5000 AC (como bronce)
¿Por qué estos siete?
Hierro
“El siete que no debió ser”
Alejandro Magno
El imperio de Alejandro Magno
(330-320 AC)
Las edades según los materiales
La edad de piedra
6.000 años AC
Extracción
de
metales
La edad del cobre
2.000 años AC
presentes en la naturaleza
La edad del bronce
(cobre + estaño)
1.000 años AC
La edad del hierro
400 años AC
Transformación de minerales en
metales por medios350
químicos
La edad del acero
años AC
Obtención de hierro metálico
2FeO
+ C =
Óxido de
hierro
Carbón
2Fe + CO2
Hierro
metálico
Dióxido de
carbono
El acero
Fabricación de acero en Damasco, Siria (350 AC)
Importancia de la herrería
• Los apellidos más comunes: Herrera, Herreros,
Smith, Schmitt, etc. provienen del oficio.
• Frases comunes: “mano de hierro”, “forjar una
idea”, “el que a hierro mata a hierro muere”, “en casa
de herrero cuchillo de palo, “un amigo de hierro”,
“salud de hierro”.
• Caín (“herrero”) y el pastor Abel reflejan la tensión
entre la tecnología y el campesinado.
Existencia en la corteza terrestre
• Está relacionada con la reactividad de los
metales, que se mide por una propiedad llamada
potencial de reducción.
• El potencial de reducción depende del pH de la
solución donde está disuelto el metal. Esta
variación se presenta en forma de diagramas
potencial-pH, llamados diagramas de Pourbaix.
Marcel Pourbaix (1904-1998), químico ruso
que trabajó en corrosión en la Universidad de
Bruselas. Era también pianista.
Potencial
El diagrama de Pourbaix del cobre
Cu2+
(ión
cobre)
CuO (óxido
de cobre)
Cu (metal libre)
pH
Potencial
Diagrama de Pourbaix y la corteza terrestre
Demasiado
reactivo
Demasiado
ácido
Zona
estable
Demasiado
alcalino
Demasiado
reactivo
pH
El diagrama del cobre
Cu2+
CuO
Zona
estable
Cu
Debería haber cobre metálico en la
corteza
El diagrama del hierro
Fe3+
Fe(OH)3
Zona
estable
Fe2+
Fe(OH)2
Fe
No debería haber hierro en la corteza
Metales en la corteza terrestre
Metal
Cobre
Estaño
Oro
Plata
Hierro
Mercurio
Plomo
Cinc
Cadmio
Níquel
Existe
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
No
No
No
¿Debería existir?
Sí
Sí
Sí
Sí
No
Sí
Sí
No
No
No
El hierro en la historia
• Luego de las edades del cobre y del bronce, se
encuentra un metal (el hierro) que aparenta tener
mejores propiedades para la fabricación de armas:
2000 AC-500 AC.
• Se lo fabrica a partir de minerales de hierro, por
reducción con carbón: 400 AC.
• Se lo mejora transformándolo en acero: 350 AC.
• Alejandro conquista su imperio: 320 AC.
El hierro en la historia
• ¿Qué hubiera pasado si el hierro fuera un
metal abundante en la corteza, tal como el
cobre?
• ¿Hubiera conquistado Alejandro su imperio?
• ¿Y si el hierro no existiera en la corteza, y
fueran seis los metales de la antigüedad? ¿Se
hubiera destruido el mito del número siete?
¿Sería el seis el número mágico?
La teoría del alud
O la teoría de
los botones de
Napoleón ...
Plomo
“El precio de la opulencia”
Plomo
Acetato de plomo = azúcar de plomo = azúcar de
saturno
Baco, el dios
del vino
El plomo y la decadencia del imperio
El vino se calentaba en vasijas de plomo,
contaminándose con acetato de plomo:
Pb
+
Plomo
metálico
2CH3COOH
Ácido
acético
=
Pb2+ + 2CH3COO- + H2
Acetato de plomo
Hidrógeno
El plomo y la decadencia del imperio
• La intoxicación con plomo produce trastornos
mentales severos.
• La sufrían las clases altas, a las que
pertenecían los emperadores.
El plomo y la decadencia del imperio
Calígula (12 - 41)
El plomo y la decadencia del imperio
• ¿Y si el plomo no fuera tóxico? ¿O si no
se hubiese usado para contener vino en
Roma?
• ¿Cuánto hubiese durado el imperio
romano?
In vino veritas
En el vino está la verdad
Cobre, plata y oro
“Un engaño dorado”
Cultura moche: 200-700 DC
Máscaras doradas de la cultura Moche
La oxidación superficial delata la presencia
de cobre
Al pulirlas dan la impresión de estar
constituidas por oro macizo
Las máscaras doradas
• Inicialmente parecían de oro macizo.
• Cuando llegaron a España y fueron fundidas, se
descubrió que eran principalmente cobre.
• Tenían una delgada capa superficial enriquecida
en oro.
Análisis por microscopía electrónica
Representa 1 mm =
0,000001 m
Análisis de oro, plata y cobre:
Hasta 1 mm: 86 % oro, 11% plata, 3% cobre
Centro: 5% oro, 5% plata, 90% cobre (tumbaga)
Dorado moderno
Depósito eléctrico de
oro en cobre
Dorado moche
¿Depósito de oro en
cobre? ¿Concentración
superficial?
¿Cómo se fabricaban?
• Se hacían de una aleación de cobre,
plata y oro (tumbaga, con 90 % de cobre).
• Se disolvían el cobre y la plata en la
capa superficial con una mezcla de ácido
(alumbre de hierro) y nitrato (salitre).
• Esta mezcla tiene la misma composición
que el ácido nítrico, que disuelve al cobre
y a la plata, pero no disuelve al oro.
¿Cómo se fabricaban?
Cu
+ 2NO3- + 4H+
Cobre Ácido nítrico
metálico
Ag
=
Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
Cobre Óxido Agua
disuelto de N
+ NO3- + 2H+ = Ag+ + NO2 + H2O
Plata
Ácido nítrico
metálica
Plata Óxido Agua
disuelta de N
Mercurio
“Un regalo especial”
El símbolo químico del
mercurio es Hg, del latín
hydrargyrum, plata líquida.
El califato de Córdoba (siglo X)
La ciudad de Medinazahara
El mercurio en Medinazahara
• Entre otras curiosidades, Medinazahara tenía una
fuente de mercurio, donde el Califa recibía a los
enviados extranjeros.
• El mercurio era un elemento exótico, conocido
sólo por los árabes. No figura, por ejemplo, en los
textos bíblicos.
Abderramán III
Zahara
?
El sueño de Nabucodonosor
El sueño de Nabucodonosor
• El rey de Babilonia Nabucodonosor sueña con un
gigante con cabeza de oro, pecho y brazos de plata,
vientre y muslos de bronce, piernas de hierro y pies
de hierro y barro cocido. En el sueño el gigante se
destruye.
• El profeta Daniel interpreta el sueño: varios
imperios caerán.
Oro
Plata
Bronce
Hierro
Hierro y
barro
Quien conoce la historia
de su oficio crea e
imagina más.
Augusto Compte