¿Cómo obtener oro y plata?

En el post anterior, dijimos que se podía extraer de manera casera oro y plata de dispositivos electrónicos y radiografías respectivamente. En YouTube son muchos los videos que explica el procedimiento, pero no la base química de ese procedimiento. Creo que ha llegado el momento de ello.


Se emplean productos peligrosos si no se sabe como utilizarlos. Se recomienda tomar todas las precauciones: gafas protectoras, batas, guantes que resistan productos químicos, un sitio aireado, recipientes que no se vuelvan a utilizar más y que resistan ... Divulgatia no se hace responsable del mal uso de esta información.


ORO


El primer paso es disolver el oro. Lo que vendría ser:


Au (0) → Au (III)


 


Disolver metales es fácil, ya que tienen  tendencia a oxidarse. Con aguafuerte (HCl) , podemos disolver casi cualquier metal (aluminio, hierro, plomo ...). Sin embargo, algunos se resisten (como el cobre), y necesitamos algo más fuerte que el HCl, el ácido nítrico (HNO3).


Pues bien, el oro no se disuelve ni con HCl ni con HNO3. Pertenece a los llamados "metales nobles", metales muy inertes.  Y para disolverlos, usamos una mezcla de HCl y HNO3 llamada "agua regia" (mezcla que conocían los alquimista desde el siglo IX). Se necesitan 3 volúmenes de HCl y 1 volumen de HNO3.


Lo que hace es disolver el oro. La reacción que ocurre es esta:

Au_(s) + 3HNO_3(ac) + 4HCl_(ac) → HAuCl_4(ac)+ 3H₂O_(l) + 3NO_2(g)

Primero la disolución se pondrá de color amarillo, luego verde y luego verde muy oscuro casi negro. En ese momento ya no habrá más oro que disolver.


Ahora filtramos y neutralizamos el ácido en exceso. Es peligroso mezcla ácidos fuertes y bases fuertes, ya que la reacción es muy exotérmica y puede explotar. Se recomienda usar una base débil, como la urea, y añadirlo lentamente, ya que burbujea y puede debordarse.


Tenemos en la disolución cationes de Au (III). Lo vamos a precipitar usando metabisulfito de potasio, muy usado en la industria del vino. El metabisulfito (carga negativa) se une al oro (carga positiva) formando un compuesto insoluble, luego precipita. Lo dejamos al menos un día, para que sedimente, y con cuidado de no perder precipitado, vamos quitando la disolución sobrante.


Ahora solo queda calentar ese sedimento. El oro funde a más de 1050 ºC. Y no solo calentamos para fundir el oro. Recordamos que tenemos metabisulfito de oro, o sea, el oro es Au (III) y no Au (0). Calentando, descomponemos el metabisulfito en SO2 (un gas) y obtenemos Au (0). Echamos en agua fría el oro fundido y obtenemos una canica de oro.


PLATA


La plata es un "metal seminoble", es decir, podemos disolverlo usando solo ácido nítrico. Sumergimos las radiografías cortadas en HNO3, y dejamos hasta que quede las radiografías completamente limpias. Lo que ha ocurrido es, en resumen:


Ag (0) → Ag (I)


Debemos cortar bien las radiografías y utilizar la menor cantidad de HNO3 posible. Ahora diluimos con agua, que quede bien diluido para que el ácido no interfiera en el próximo paso (no podríamos neutralizar, ya que si nos pasamos y llegamos a medio básico, la plata precipita como AgOH).


Introducimos en la disolución de plata diluida un cable de cobre. Que sea grueso (muchos cables de cobre enrrollados). Dejamos unas horas, y sobre el cable se empezará a depositar la plata. Cuando no veamos cobre en la parte del cable sumergida, movemos para que siga depositándose plata. Normalmente dura 6 - 8 horas.



Filtramos la plata, y fundimos. La plata funde a unos 950 ºC.

Los ácidos más fuertes que te puedes encontrar

Arrhenius definía el ácido como aquella sustancia capaz de ceder protones al medio. Un protón (H+) es un átomo de hidrógeno al que le hemos quitado el único átomo que tiene, quedándose el núcleo desnudo (y como la mayoría de los hidrógenos solo tienen en el núcleo un protón, pues se le llama al catión de hidrógeno protón). Por ejemplo:


HCl   →   H (+)   +   Cl (-)




Ni esta definición de ácido es siempre válida (luego sería mejorada por Brønsted y Lewis) ni existen los protones (realmente existe H3O+, que es H2O con un H+, pero como trabajamos siempre en medio acuoso, usamos H+ para simplificar). A pesar de esto, la usaremos para explicar el concepto de "superácido".


Bien, cada ácido tiene una fortaleza, que no es más que su tendencia a ceder protones. Por ejemplo, el ácido bórico (H3BO3) es un ácido muy débil, el ácido acético (el del vinagre, CH3COOH) es un ácido débil (30000 veces más fuerte que el bórico) y el ácido sulfúrico (H2SO4) es un ácido muy fuerte. 


El sulfúrico al 100 % es oxidante, deshidrante y el más fuerte de los ácidos. O al menos eso se creía, hasta que aparecieron en escena los "superácidos", ácidos más fuertes que el ácido sulfúrico al 100 %.


Algunos ejemplos:

Ácido trifluorometansulfúrico o tríflico 

800 veces más fuerte que el sulfúrico


 

Ácido fluorosulfónico 

1300 veces más fuerte que el sulfúrico


 
Superácido carborano

1000000 veces más fuerte que el sulfúrico


 

Ácido mágico (derivado del fluorosulfónico)

16000000 veces más fuerte que el sulfúrico



Ácido fluoroantimónico

2 seguido de 19 ceros más fuerte que el sulfúrico


 

Hay otros más exóticos, como el ión hidruro de helio. Si bien se ha conseguido reaccionar el radón, el kriptón y el xenón, no se han conseguido aún compuestos de argón, ni de neón ni mucho menos de helio.


Sin embargo, en determinadas condiciones, se puede hacer que un protón (H+) y un átomo de helio (He)  reaccionen para dar HeH+. Es obvio que esto no es estable, y que el helio está como loco por deshacerse de ese protón, o sea, es un ácido estupendo. ¿Cuánto? 1 seguido de 51 ceros más fuerte que el sulfúrico.


¿PARA QUÉ SIRVEN LOS SUPERÁCIDOS?


Esto es Química "exótica" y sirve para seguir haciendo precisamente eso, Química "exótica". Por ejemplo, calentando metano y ácido mágico, conseguimos que se forma CH5+. Esto es muy raro y muy inestable, y pronto pierde 2 H para dar CH3+ e H2. El CH3+ es un carbocatión primario, más estable que el CH5+ pero todavía muy inestable. Este reacciona con 3 metanos para obtener un carbocatión terciario, bastante más estable que uno primario. Por esto, el química húngaro Olah obtuvo en en 1994 el Premio Nobel.


 

Volcán de bicarbonato: explicación

 











El experimento del vinagre y el bicarbonato es la primera toma de contacto de muchos con la Química. Pero, ¿qué pasa ahí?

Vamos a ponerle nombre a las cosas …

El vinagre es ácido y huele como huele debido a que contiene un porcentaje (entorno al 3%) de ácido acético. El ácido acético (CH3COOH) es esto:

El bicarbonato sódico también se conoce como hidrogenocarbonato de sodio. Es esto:

NaHCO3

Hemos mencionado un concepto químico importantísimo: “el vinagre es ácido”. 
¿Qué es un ácido? Para Brønsted:

Ácido es un sustancia que pierde protones (H+) o acepta hidroxilos (OH-). Por ejemplo:

HCl → H⁺ + Cl^-

Fe³⁺ + 3OH^- ↔ Fe(OH)₃

Contrario al concepto de ácido, el concepto de base (una especie de ying-yang químico). Para Brønsted:

Base es una sustancia que gana protones o pierde hidroxilos. Por ejemplo:

NaOH → Na⁺ + OH^-

H⁺ + F^- ↔ HF

 

Destacar que la flecha de la reacción puede ser → (solo se da en ese sentido) o ↔ (se da en ambos sentidos).
 

¿Qué carácter tiene el ácido acético? El propio nombre nos lo dice:

CH3COOH → CHCOO^- + H⁺

Los hidrógenos (H) pueden ser lábiles (si con facilidad se separa de la molécula) o no. El ácido acético tiene tres hidrógeno no lábiles, es decir, no se separan. ¿Se pueden separar? ¡Claro!, pero necesitaríamos muchísima energía.




¿Y el bicarbonato? Bueno, decir que como es una sal, en agua se disocia. Quitamos el sodio, y nos queda el HCO3-. Vemos que puede hacer dos cosas:

Perder protones: HCO3^- ↔ CO3^2- + H⁺

Ganar protones: HCO3^- + H⁺ ↔ H₂CO₃

Cuando una especie se puede comportar como ácido y base, se dice que es anfótera.

Al añadir vinagre (ácido acético) al bicarbonato, ¿se comportará como ácido o base? El ácido acético da protones al bicarbonato, y como acepta protones, es una base.

HCO3^- + H⁺ ↔ H₂CO₃

O sea, al mezcla vinagre y bicarbonato, producimos H2CO3 (ácido carbónico).

El problema es que el H2CO3 es inestable como él solo, como si todo estuviera cosido. Y nada más se forma, se disocia en CO2 y H2O. El CO2 (gas, dióxido de carbono) es el burbujeo del volcán. 




 
Además de CO2, también se produce acetato de sodio, con el que se puede hacer un experimento muy interesante que veremos más adelante.



Si en vez de vinagre echamos limón o naranja, también se da la reacción. Los cítricos no contienen ácido acético, pero sí ácido cítrico.