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 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 13.000.000 900.000 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?
“El siete que no debió ser” 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 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 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 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.
El diagrama de Pourbaix del cobre Cu2+ (ión cobre) CuO (óxido de cobre) Potencial Cu (metal libre) pH
Diagrama de Pourbaix y la corteza terrestre Demasiado reactivo Potencial Demasiado ácido Zona estable Demasiado alcalino Demasiado reactivo pH
Debería haber cobre metálico en la corteza El diagrama del cobre Cu2+ CuO Zona estable Cu Debería haber cobre metálico en la corteza
No debería haber hierro en la corteza El diagrama del hierro Fe3+ Fe(OH)3 Fe2+ Zona estable Fe(OH)2 Fe No debería haber hierro en la corteza
Metales en la corteza terrestre Metal Existe ¿Debería existir? Cobre Sí Sí Estaño Sí Sí Oro Sí Sí Plata Sí Sí Hierro Sí No Mercurio Sí Sí Plomo Sí Sí Cinc No No Cadmio No No Níquel 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 ...
“El precio de la opulencia” Plomo “El precio de la opulencia”
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 + 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 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?
En el vino está la verdad 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 de oro, plata y cobre: 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 Dorado moche Depósito eléctrico de oro en cobre ¿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+ = Cu2+ + 2NO2 + 2H2O Cobre Ácido nítrico Cobre Óxido Agua metálico disuelto de N Ag + NO3- + 2H+ = Ag+ + NO2 + H2O Plata Ácido nítrico Plata Óxido Agua metálica 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