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Los botones de
Napoleón
Los metales y la química en la historia
Alejandro C. OlivieriFacultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas
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.
Usos de los metales
Metal Símbolo Producción anual (toneladas)
Aluminio
Antimonio
Cromo
Cobalto
Cobre
Oro
Hierro
Plomo
Manganeso
Mercurio
Molibdeno
Níquel
Plata
Estaño
Wolframio
Vanadio
Cinc
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
Producción mundial de metales
Cobre Oro HierroPlomo Mercurio PlataEstaño
Los siete metales de la antigüedad
¿Por qué estos siete?
Egipto, 5000 ACFenicia, 1000 ACAsia menor, 2000 ACRoma, 1000 ACGrecia, 320 AC Asia menor, 2500 ACEgipto, 5000 AC (como bronce)
Hierro
“El siete que no debió ser”
Alejandro Magno
El imperio de Alejandro Magno(330-320 AC)
La edad de piedra 6.000 años AC
La edad del cobre 2.000 años AC
La edad del bronce (cobre + estaño)
1.000 años AC
La edad del hierro 400 años AC
La edad del acero 350 años AC
Las edades según los materiales
Extracción de metales presentes en la naturaleza
Transformación de minerales en
metales por medios químicos
Obtención de hierro metálico
2FeO + C = 2Fe + CO2
Óxido de Carbón Hierro Dióxido de
hierro metálico carbono
Fabricación de acero en Damasco, Siria (350 AC)
El acero
• 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.
Importancia de la herrería
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.
Cu2+ (ión
cobre)
Cu (metal libre)
CuO (óxido de cobre)
El diagrama de Pourbaix del cobre
pH
Pot
enci
al
Demasiado ácido Demasiado
alcalino
Demasiado reactivo
Demasiado reactivo
Zona estable
pH
Pot
enci
al
Diagrama de Pourbaix y la corteza terrestre
Cu2+
Cu
CuO
Debería haber cobre metálico en la corteza
El diagrama del cobre
Zonaestable
Fe3+
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe2+
Fe
No debería haber hierro en la corteza
Zonaestable
El diagrama del hierro
Metal Existe ¿Debería existir?Cobre Sí Sí Estaño Sí SíOro Sí SíPlata Sí SíHierro Sí NoMercurio Sí SíPlomo Sí SíCinc No NoCadmio No NoNíquel No No
Metales en la corteza terrestre
• 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?
El hierro en la historia
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 vino se calentaba en vasijas de plomo, contaminándose con acetato de plomo:
Pb + 2CH3COOH = Pb2+ + 2CH3COO- + H2
Plomo Ácido Acetato de plomo Hidró-metálico acético geno
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
El plomo y la decadencia del imperio
Calígula (12 - 41)
• ¿Y si el plomo no fuera tóxico? ¿O si no se hubiese usado para contener vino en Roma?
• ¿Cuánto hubiese durado el imperio romano?
El plomo y la decadencia del imperio
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
• 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.
Las máscaras doradas
Análisis de oro, plata y cobre:
Hasta 1 m: 86 % oro, 11% plata, 3% cobre
Centro: 5% oro, 5% plata, 90% cobre (tumbaga)
Análisis por microscopía electrónica
Representa 1 m = 0,000001 m
Depósito eléctrico de oro en cobre
¿Depósito de oro en cobre? ¿Concentración
superficial?
Dorado moderno Dorado moche
• 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?
¿Cómo se fabricaban?
Cu + 2NO3- + 4H+ = Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
Cobre Ácido nítrico Cobre Óxido Aguametálico disuelto de N
Ag + NO3- + 2H+ = Ag+ + NO2 + H2O
Plata Ácido nítrico Plata Óxido Aguametálica 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
• 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.
El mercurio en Medinazahara
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
